齿轮加工机床及原理

（2） 因为Y3150E型滚齿机备有的挂轮齿数分别为：20、 20、23、24、24、25、26、30、31、32、33、34、35、 36、36、37、40、41、43、45、45、、46、47、48、48、 50、52、52、55、57、58、59、60、60、61、62、65、 67、70、71、73、74、75、77、79、80、82、83、85、 86、89、90、92、94、95、97、98、100，所以在调整机 床展成运动传动链时，选用的挂轮必须是机床备有的。
u89
1
②方案2
展成运动传动链的运动平衡式为：
1 k
u45
ux
u67
u合
u89
uy
u1011

1 Z
③方案3 差动运动传动链的运动平衡式：
T t u1213 u y u1415 u合 u67 ux u89 1
方案 1 2 3
滚齿机是根据滚切斜齿轮 的传动原理设计的。当滚 切直齿轮时，将差动链断 开，并把合成机构固定成 一个整体。
④滚刀的安装 安装角δ取决于滚刀螺 旋升角λ0 、旋向及齿轮 螺旋角β、旋向。 二者同向时δ= β －λ0 ； 二者反向时δ= β＋λ0 右旋滚刀如图左旋相反
⑤齿坯附加B12同 向，即比切直齿时多转些。 图b)为右旋滚刀切左旋齿 轮，附加转动B22与B12反向，即比切直齿时少转些。
（2）加工直齿圆柱齿轮时的运动分析
①主运动B11 电机—1—2—uv—3—4—滚刀 uv为主运动传动比。
②展成运动
滚刀旋转运动B11 1/K转(1齿)
齿坯旋转运动B12 1/ z 转(1齿) （4）滚刀的安装
内传动链为：
滚刀—4—5—ux—6—7—齿坯 ux为啮合运动传动比。 ③垂直进给运动A2 齿坯—7—8—uf—9—10—刀架 升降，uf为进给运动传动比。
滚刀—4—5—ux—6—7—齿坯
③进给运动A21 齿坯B12—7—8—uf—9—10—A21
④ 附加转动B22 A21—11—uy—12—7—齿坯附加
转动B22(产生螺旋线的内传动链) uy按被切齿轮的螺旋角调整
实际上必须用合成机构 把展成运动要求工件转 动B12和差动链要求工件 附加转动B22迭加起来， 然后再传给工作台。
差动传动链（换置器官为uy）的调整计算如下： a) 找末端件：刀架——--------------------------工件 b) 计算位移：T mm（刀架垂直移动）——l r（工件）
c) 列运算平衡式：
T
3

25 2

2 25

a2 b2

c2 d2

36 72
u合

e f
ux

1 72
d) 导出换置公式：
ux

a c bd

f e
24k Z工
当5≤
Z工 k
≤20时，取e=48，f=24；
当21≤ Z工 ≤142时，取e=36，f=36；
k
当143 ≤ Z工 时，取e=24，f=48。
k
③轴向进给传动链
a) 确定末端件：工作台——刀架 b) 计算位移：1 r（工作台）——f mm (刀架垂直进给) c) 列运动平衡式：
×××aa22/1b8/b2/×21 8×c×22/d342/26×/9536×6×/i7Ⅹi2合Ⅱ成—×Ⅹ×Ⅲi合e成/f （×1××）e/f2a主×//2b运5a××/b动c×3/d传πc=×/动df 1×链/712/=72K=/z±1
滚电滚斜动直齿机齿轮→轮时主时，轴，i合（u成合滚＝成刀2＝）1 1430×Φ115/Φ165×21/42 ×iⅡ—Ⅲ × A / B ×28/28 ×28/28 ×28/28×20/80=n刀
YT3150E型滚齿机主要 用于滚切直齿圆柱齿轮和 斜齿圆柱齿轮，也可滚切 花键轴或用手动径向进给 法滚切蜗轮。
最大加工直径为500mm； 最大加工宽度为250mm； 最大加工模数为8mm； 最小齿数 Zmin=5×k（k为滚刀头数）；
刀具最大直 径160mm；
刀具最大长 度160mm。
（2）滚切直齿圆柱齿轮的传动链分析计算
（4）内联系传动链换置器官布置方案对比分析
图5-83 滚齿机内联系传动链换置器官的布局方案
①方案1 如图5-83a）所示，展成运动传动链的平衡式为：
1 k
u45
ux
u67
u合
u89

1 Z
差动运动传动链的运动平衡式为：
T t
u1213
uy
u1415 u合

20 35
24 36
挂轮a=20、b=35、c=24、d=36就是调整计算的结果，正 确的结果还可能有多种。若被加工齿轮的齿数在上列 齿数之中，其调整计算就十分方便，如45齿的齿轮， 则
a c 24k 24 24 36
ux
bd

z
45 36 45
工
（3）根据“齿轮与花键加工切削用量”， 粗加工进给量f=2.1～2.7mm/r；精加工进 给量f=0.7～0.9mm/r。根据表2.13，在本 机床选取粗加工进给量f=2.50 mm/r；精
齿轮加工机床及原理
5.4 齿轮加工机床 5.4.1齿轮加工机床的工作原理和分类
（1）齿轮加工方法 5章录象\滚齿.rm 按轮齿成形原理分两大类： ①成形法 加工精度和生产率较低， 适于单件小批生产。 ②展成法 加工精度和生产率较高， 一把刀可加工相同模数、相同压力角的任何齿数的齿轮。
（2）齿轮加工机床的类型 (圆柱齿轮加工机床、圆锥齿轮加 工机床）
5.4.4 其它齿轮加工机床 （1）插齿机 5章录象\插剃磨齿.rm
应用：加工内齿轮、多联齿轮、扇形齿轮、齿条等。 ① 插齿原理
主运动：插齿刀上下往复运动，插斜齿轮时插刀主轴在螺旋导轨上运动； 展成运动：插齿刀与齿坯按一定速比转动； 让刀运动； 径向进给运动；
②插齿机传动原理图
4～8 圆周进给传动链
①滚刀的串刀机构 ②主轴轴承间隙调整 ③工作台
Y
E
31
50
型 滚 齿 机 的 滚 刀 箱 及 刀 具 主 轴
例2.6 用高速钢单头滚刀（Ⅱ型）滚切7级精度、表面粗 糙度为Ra 2.5的钢质齿轮，已知滚刀的直径de=100mm， 头数k=1，模数m=3mm，孔径D=32mm，齿轮的齿数Z工 件=63，模数m=3mm，试确定： （1）滚刀主轴的转速； （2）展成挂轮a、b、c、d的齿数； （3）滚刀架的进给量f。
滚刀螺旋升角为ω(λ0)， 加工直齿时，滚刀轴线 与齿坯端面倾斜δ角， 称为安装角。 δ = ω 右旋滚刀如图,左旋相反
（3）加工斜齿圆柱齿轮时的运动分析
①主运动B11 电机—1—2—uv—3—4—滚刀
②展成运动
滚刀旋转运动B11
齿坯旋转运动B12 内传动链为：
1/K转(1齿) 1/ z 转(1齿)
在差动挂轮传动比uy的换置公式中，方案1和 方案2都与被加工齿轮齿数有关，而方案3无关， 因此，方案3选配差动挂轮传动最简单。
综上所述，方案3最为合理，所以，目前滚齿 机传动链的布置形式采用方案3。此方法可用于 机床内联系传动链设计的方案对比分析。
5.4.3 Y3150E滚齿机
（1）滚齿机的用途、布局 和技术参数
1～4 主传动链
8～11展成传动链
③Y 5132型插齿机的用途及外形
图5-91 Y 5132型插齿机
Y 5132型 机床主要 用来粗、 精加工外 啮合或内 啮合的直 齿圆柱齿 轮、双联 和多联的 齿轮。
根据Y3150E型滚齿机展成运动传动链的调整计 算换置公式，将滚刀的头数和被加工齿轮的齿 数代入式中，若被加工齿轮的齿数在机床备有 挂轮齿数中没有，可采用公约数分解的形式进 行试凑，直到分解为机床备有的挂轮齿数形式 为止，即
ux

a c bd

24 k z工

24 63

4546 5749
解：（1） 根据齿轮加工工艺守则（JB/9168.9-1998）， 模数在20mm以下，采用粗滚和精滚各一次，粗切后齿 厚留0.50～1.00mm的精滚余量；模数在20mm以上，滚 切次数采用粗滚、半精滚和精滚各一次，粗滚全齿深
的70％～80％，半精滚后齿厚留1.00～1.50mm的精滚 余量。根据“齿轮与花键加工切削用量”，粗加工的
展成挂轮传动比ux
k ux C1x Z
ux

C2x
m法 k sin
k ux C3x Z
差动挂轮传动比uy
uy
C1y
sin m法 Z
uy
C2y
sin m法 Z
uy

C3y
sin km法
从表中可以看出，在展成挂轮传动比ux的换置 公式中，方案2的计算式中包含了无理数π、工件 的模数和螺旋角参数，与方案1和方案3相比，选 配挂轮传动比较复杂，只能得到近似值。
切削速度vc=29 m/min；精加工的切削速度vc=38m/min。
粗加工时滚刀的理论转速 n刀
1000vc D
1000 29 100
92
r/min。
精加工时滚刀的理论转速 n刀
1000vc D
1000 38 121 100
r/min。
粗加工时滚刀的理论转速=92 r/min，由表2.12知道， 它在机床滚刀主轴转速100和80 r/min之间，为了不降 低刀具的耐用度，粗加工时滚刀主轴的转速取80 r/min； 精加工时滚刀的理论转速=121 r/min，在机床滚刀主轴 转速125和100 r/min之间，取100 r/min。滚刀的实际转 速选取机床上接近理论转速的较低一级转速。