第四章 齿轮加工机床解析

4.1 概述
齿轮加工机床是用来加工齿轮轮齿的机床。
一、齿轮加工机床的工作原理
1.加工方法分类：
（1）成型法：要求所用刀具的切削刃形状与被切齿轮的的齿槽形状 相吻合。
成形法包括：铣削法、拉削法
1) 铣削法
铣削法动态演示
铣削法加工刀具：圆盘铣刀、指状铣刀
圆盘铣刀外形与齿轮齿槽形状相同。铣齿时，圆盘铣刀绕其自身轴线 旋转，而毛坯沿平行于齿轮轴线方向作直线移动，铣出一个齿槽后，将 齿 轮毛坯转过360°/z，再铣第二个齿槽，依此类推。
4.2 滚齿机
2．传动链的调整计算
(1) 主运动和轴向进给运动传动链与滚切直齿圆柱齿轮时相同。
(2) 范成运动传动链
2. 范成运动传动链
4.2 滚齿机
3. 轴向进给运动传动链
轴向进给传动链及其调整计算和加工直齿圆柱齿轮相同。
4.2 滚齿机
4. 附加运动传动链
4.2 滚齿机
（三）滚切齿数大于100的质数直齿圆柱齿轮的调整计算 1．加工原理
首先选择一接近于所需加工的齿数z的数值z0来调整范成运动传动 链（ z0应是能够利用机床现有挂轮的数值）。显然，这时范成运动传动 链两端件运动关系改变为：滚刀主轴转1转，工件转k/ z0 转。因而， 在范成运动中，滚刀转1转时，工件产生运动误差（k/z-k/ z0 ）转。 为了补偿这一误差，可利用附加运动传动链，在工件转k／ z转过程中 ，使工件得到附加的（k/z-k/ z0 ）转，从而加工出齿轮齿数为z的直 齿圆柱齿轮。此处的附加运动链，其两端件是工作台（工件转动）—工 作台（工件附加转动），运动联系路线为:9-10-u f-11-13-uy-14-15〔合成〕-6-7-ux-8-9。
4.2 滚齿机
（三）滚齿机的运动合成机构
合成机构动态演示
4.2 滚齿机
（四）加工蜗轮时的运动和传动原理
根据切入进给方法不同，滚切蜗轮的方法有两种：
1.径向进给法
这种加工方法在一般滚齿机上都可进行
2.切向进给法
这种加工方法只在滚刀刀架上具备切向进给溜板的滚切机上方 能进行，同时需要采用带切削锥的蜗轮滚刀。
4.2 滚齿机
滚齿机动态传动路线
范成传动链：滚刀-4-5-ux-6-7-工件
4.2 滚齿机
滚齿机动态传动路线
主运动传动链：电动机-1-2-uv-3-4-滚刀
4.2 滚齿机
滚齿机动态传动路线
轴向进给传动链：工件-7-8-uf-9-10-刀架升降l丝杠
4.2 滚齿机
（二） 加工斜齿圆柱齿轮时的运动和传动原理 1. 运动
滚刀与工件之间的啮合运动，是一个复合的表面成形运动。这个 运动可以被分解为两个部分：滚刀的旋转运动B11和工件的旋转运动 B12。这一复合运动需要有一个内联系传动链用以保持B11和B12之间 的相对运动关系
2.主运动
展成运动还应有条外联系传动链与动力源相联系。
3.轴向进给运动
为了切出整个齿宽，即形成轮齿表面的导线，滚刀还需做轴向 的直线运动A2。
第四章 齿轮加工机床
（一）教学要求
（１）掌握齿面形成方法；
（２）能看懂滚齿传动系统图，会进行有关运动计算； （３）了解其它齿轮加工设备
（二）教学的重点与难点
重点：齿面形成方法、滚齿机的传动原理和运动计算。 难点：滚齿机的传动原理和运动计算
（三）教学内容
第四章 齿轮加工机床
教学内容
第一节 概述 第二节 滚齿机 第二节 其它类型齿轮加工机床
4.1 概述
一、齿轮加工机床的工作原理
指状铣刀： 指状齿轮铣刀加工齿轮方法与用圆盘铣刀时相似。不过指状铣刀常用
于加工大模数的齿轮（m>20mm），并可用于加工人字齿轮。
指状铣刀加工示意图
2) 拉削法
4.1 概述
一、齿轮加工机床的工作原理
2.成形法加工特点：
优点：机床结构简单，可以利用通用机床加工。 缺点：对于同一模数的齿轮，只要齿数不同，齿廓形状就不同，就 需要采用不同的成形刀具。 齿面成形方法的精度不高，生产率也较低。 用途：主要用于精度要求不高修配行业。此外，也可用成形刨刀在 刨床上刨齿，或在插床上插齿。
4.2 滚齿机
一、滚齿原理
1－滚刀；2－工件
4.2 滚齿机
一、滚齿原理
4.2 滚齿机
一、滚齿原理
（一） 加工直齿圆柱齿轮时的运动和传动原理
4.2 滚齿机 滚齿机动态传动路线
（一） 加工直齿圆柱齿轮时的运动和传动原理
滚切直齿圆柱齿轮的传动原理图
4.2 滚齿机
（一） 加工直齿圆柱齿轮时的运动和传动原理 1.范成运动
4.2 滚齿机
2. 传动原理
滚切斜齿圆柱齿轮的传动原理图
4.2 滚齿机
3.滚切斜齿圆柱齿轮的传动链
滚切斜齿圆柱齿轮的传动原理图
4.2 滚齿机
4. 加工斜齿圆柱齿轮时的附加运动
附加运动保证刀架沿工件轴线方向移动一个螺旋线导程L时,工件 附加转一转。
滚齿机动态传动路线
4.2 滚齿机
附加运动传动链:刀架（滚刀移动A21）—12—13—uy—14— 15—[合成] —6—7—ux—8—9—工作台(工件附加转动B22)
属于范成法的有滚齿、插齿、剃齿、珩齿、磨齿等。
滚齿加工动态演示 珩齿加工动态演示
插齿加工动态演示 磨齿加工动态演示
4.1 概述
二、齿轮加工机床的类型
圆柱齿轮加工机床
齿轮加工 机床
锥齿轮加工机床
珩齿机
剃齿机
滚齿机 插齿机
刨齿机 铣齿机 拉齿机
磨齿机
4.2 滚齿机
加工范围 （1）直齿圆柱齿轮 （2）斜齿圆柱齿轮 （3）蜗轮
4.1 概述
一、齿轮加工机床的工作原理
（2）范成法 加工齿轮应用齿轮啮合的原理。其切齿过程模拟齿轮副的啮合过程，
如齿轮一齿轮副，把其中的一个转化为刀具，另一个作为工件，并保证刀 具和工件之间做严格的啮合运动。被加工齿的齿面是在刀具和工件包络过 程中由刀具切削刃的位置连续变化而形成的。
优点：只要模数和压力角相同，一把刀具可以加工任意齿数的齿轮， 加工精度和生产率都比较高。
4.2 滚齿机
二、滚齿机传动系统及其调整计算
滚齿机外形
4.2 滚齿机
滚齿机工艺范围
（一）加工直齿圆柱源自文库轮的调整计算
1. 主运动传动链
4.2 滚齿机
2. 范成运动传动链
4.2 滚齿机
3. 轴向进给运动传动链
（二）加工斜齿圆柱齿轮的调整计算
1. 主运动传动链
加工斜齿圆柱齿轮时，机床主运动传动链的调整计算和加工直齿圆 柱齿轮时相同。