齒輪加工機(jī)床與齒輪加工1匯總

1、齒輪加工機(jī)床與齒輪加工圖7-1成形法加工齒輪a）盤(pán)狀模數(shù)銑刀b）指狀模數(shù)銑刀Cl圖7-2漸開(kāi)線(xiàn)形狀與基圓關(guān)系齒輪的切削加工，按形成齒形的原理可分為兩大類(lèi)：成形法和展成法。用成形法加工齒輪時(shí)，刀具的齒形與被加工齒輪的齒槽形狀相同。其中最常用的是用盤(pán)狀模數(shù)銑刀和指狀模數(shù)銑刀在銑床上借助分度裝置銑齒輪，如圖7-1所示，母線(xiàn)（漸開(kāi)線(xiàn)）用成形法形成, 不需成形運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)線(xiàn)用相切法形成，需要兩個(gè)成形運(yùn)動(dòng)。齒輪的齒廓形狀決定于基圓的大?。ㄅc齒輪的齒數(shù)有關(guān)），如 圖7-2所示。由于同一模數(shù)的銑刀是按被加工工件齒數(shù)范圍分號(hào)的（表7-1 ），每一號(hào)銑刀的齒形是按該號(hào)中最少齒數(shù)的齒輪齒形確 定的，因此，用這把銑刀銑削

2、同號(hào)中其他齒數(shù)的齒輪時(shí)齒形有誤差。用成形法銑齒輪所需運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)單，不需專(zhuān)門(mén)的機(jī)床，但要用分度頭分 度，生產(chǎn)效率低。這種方法一般用于單件小批量生產(chǎn)低精度的齒輪。用展成法加工齒輪時(shí)，齒輪表面的漸開(kāi)線(xiàn)用展成法形成，展成 法具有較高的生產(chǎn)效率和加工精度。齒輪加工機(jī)床絕大多數(shù)采用展 成法。圓柱齒輪的加工方法主要有：滾齒、插齒等。錐齒輪的加工方 法主要有：刨齒、銑齒等。精加工齒輪齒面的方法有：磨齒、剃齒、 珩齒、研齒等。表7-1模數(shù)銑刀加工齒數(shù)范圍123<5扯工WrfcftW1213173CZ5-3I ZY一、插齒原理和插齒刀1.插齒原理及運(yùn)動(dòng)分析插齒機(jī)用來(lái)加工內(nèi)、外嚙合的圓柱齒輪，尤其適合于加工內(nèi)齒

3、輪和多聯(lián)齒輪，這是滾齒機(jī)無(wú)法加工的。裝上附件，插齒機(jī)還能加 工齒條，但插齒機(jī)不能加工蝸輪。(1 )插齒原理及所需的運(yùn)動(dòng)如圖3-7所示，插齒機(jī)加工原理為模擬一對(duì)圓柱齒輪的嚙合過(guò) 程，其中一個(gè)是工件，另一個(gè)是齒輪形刀具一一插齒刀，它與被加 工齒輪的模數(shù)和壓力角相同。直齒插齒刀的切 削刃在插齒刀前端面 上的投影是漸開(kāi)線(xiàn)，當(dāng)插齒刀沿其軸線(xiàn)方向往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，切削刃的 軌跡象一個(gè)直齒圓柱齒輪的齒面，這個(gè)假想的齒輪稱(chēng)為“產(chǎn)形”齒 輪。插齒機(jī) 是按展成法加工圓柱齒輪的。用插齒刀插削直齒圓柱齒輪的運(yùn)動(dòng)分析見(jiàn)圖3-7丨伸"口自爲(wèi)!圖 7-3 插齒機(jī)的傳動(dòng)原理圖插齒開(kāi)始時(shí)，插齒刀和工件除作展成運(yùn)動(dòng)外，還要作

4、相對(duì)的徑 向切入運(yùn)動(dòng)，直到全齒深為止；然后，工件再旋轉(zhuǎn)一周，全部輪齒 就切削完畢，插齒刀 與工件分開(kāi)，機(jī)床停止。插齒刀在往復(fù)運(yùn)動(dòng)的 回程時(shí)不切削。為了減少刀刃的磨損，還需要有讓刀運(yùn)動(dòng)，即刀具 在回程時(shí)徑向退離工件，切削時(shí)復(fù)原。2 ）插齒機(jī)的傳動(dòng)原理用齒輪形插齒刀插削直齒圓柱齒輪時(shí)，機(jī)床的傳動(dòng)原理圖如圖 7-3所示。B11和B12是一個(gè)復(fù)合運(yùn)動(dòng)，需要一條內(nèi)聯(lián)系傳動(dòng)鏈和一 條外聯(lián)系傳動(dòng)鏈。圖中插齒刀（B1189 ux1011工件（B12 是內(nèi)聯(lián)系傳動(dòng)鏈展成運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈。圓周進(jìn)給以插齒刀每往復(fù)一 次，插齒刀所轉(zhuǎn)過(guò)的分度圓弧長(zhǎng)計(jì)，因此，外聯(lián)系傳動(dòng)鏈以驅(qū)動(dòng)插 齒刀往復(fù)的偏心輪為間接動(dòng)源來(lái)聯(lián)系插齒刀旋轉(zhuǎn)，即

5、圖中偏心輪 456uf 78插齒刀。插齒刀的往復(fù)運(yùn)動(dòng)A2是一簡(jiǎn)單運(yùn)動(dòng)，它只有一個(gè)外聯(lián)系傳動(dòng)鏈, 即電動(dòng)機(jī)一1 2 uv 354曲柄偏心輪這是主運(yùn)動(dòng)鏈。2. 插齒刀標(biāo)準(zhǔn)插齒刀分直齒和斜齒插齒刀兩類(lèi)，有盤(pán)狀插齒刀、碗狀插齒刀、錐柄插齒刀幾種型式，如圖 7-4所示。(1 )插齒刀的后角和齒形特征插齒刀的每個(gè)刀齒都有一條頂刃和一個(gè)頂后刀面，兩條側(cè)刃和兩個(gè)側(cè)后刀面。町dbATM -omwoA"tV玖7劃7圖7-5插齒刀在不同端剖面中的截形圖7-6插齒刀的后角和前角為了得到頂刃后角，插齒刀外圓面應(yīng)是與插齒刀同軸線(xiàn)的外錐面，頂刃后角就是其半錐頂角a P (圖7-5 )，標(biāo)準(zhǔn)直齒插齒刀a P =6。

6、為了得到側(cè)刃后角 a f ，將兩側(cè)后刀面做成旋向相反的漸開(kāi) 螺旋面；為了保持齒高不變，齒根圓也應(yīng)向插齒刀軸線(xiàn)移近相同的距離。插齒刀每個(gè)端剖面截形，可以看成是基圓直徑相同，變位系數(shù)不同的變位齒輪，新插齒刀變位系數(shù)最大，重磨后變位系數(shù)減小。變位系數(shù)等于零的剖面0-0中齒頂高和分圓齒厚都是標(biāo)準(zhǔn)值，這個(gè) 剖面叫做原始剖面。插齒刀的本質(zhì)是基圓相同，且變位系數(shù)由大到小依次排列而成的無(wú)窮片變位齒輪的組合體。這樣，刀具磨鈍后重 磨前刀面時(shí)，雖然刀齒頂圓直徑和分圓齒厚都減小了，但兩側(cè)刃齒 形仍是漸開(kāi)線(xiàn)。插齒刀任意端剖面中的變位系數(shù)和該剖面到原始剖面的距離成正比，并和頂刃后角 a P有關(guān)。如任意剖面A A離原始剖

7、面 的距離為b 0 ，則此剖面中的變位系數(shù)x 0為:知道變位系數(shù)后，讀者可自己算出該剖面中的各尺寸參數(shù)。插齒刀任意點(diǎn)的側(cè)刃后角a cy在側(cè)刃主剖面中測(cè)量（圖 7-6），在側(cè)刃各點(diǎn)處的大小相等，其值等于漸開(kāi)螺旋面的基圓螺 旋角P b。（其推導(dǎo)過(guò)程可見(jiàn)參考文獻(xiàn)袁哲俊 ）（2 ）插齒刀的前角及齒形修正為了得到插齒刀的前角，前刀面做成與插齒刀同軸線(xiàn)的內(nèi)錐面, 其內(nèi)錐面底角丫 P就是插齒刀頂刃前角（圖7-7 ）,標(biāo)準(zhǔn)直齒插齒刀丫 P =5 °。插齒刀任意點(diǎn)的側(cè)刃前角丫 cy也 在側(cè)刃主剖面中測(cè)量（圖 7-6 ）。側(cè)刃前角的大小與頂刃前角有關(guān)，而且在側(cè)刃各點(diǎn)處大小 不等，從齒頂?shù)烬X根逐漸變小。插

8、齒刀有前角丫 P后，切削刃的頂刃、分圓和齒根不在同一端剖面內(nèi)，分別在I - III - IIIII - III端剖面內(nèi)，如圖7-7所示。這樣，插齒刀切削刃在端面投影（產(chǎn)形齒輪）的齒形角減小，不再是漸開(kāi)線(xiàn)，造成較大的齒形誤差，隨 的增大，其誤差也增大，因此，必須進(jìn)行齒形修正。是，修正齒形誤差的方法是，將插齒刀切削刃在端面內(nèi)的截形開(kāi)線(xiàn)）的齒形角不做成a值，而做成如圖7-8 ）所示，使切削刃在端面內(nèi)投影（產(chǎn)形齒輪）的齒形分圓處齒形角達(dá)到刀刃ar rm1 r I '回頃加Mi隹亙魚(yú)工嚇k圖7-7插齒刀前角引起的齒形誤差圖7-8插齒刀齒形角的修正二、滾齒原理、齒輪滾刀及滾齒機(jī)的運(yùn)動(dòng)分析1. 滾齒

9、原理及齒輪滾刀滾齒加工是根據(jù)展成法原理來(lái)加工齒輪輪齒的。滾齒加工的原理為模擬一對(duì)交錯(cuò)軸斜齒輪副嚙合滾動(dòng)的過(guò)程（圖7-9a）。將其中的 一個(gè)齒輪的齒數(shù)減少到一個(gè)或幾個(gè)，輪齒的螺旋傾角很大，就成了蝸桿（圖7-9b）。再將蝸桿開(kāi)槽并鏟背，就成了齒輪滾刀（圖 7-9c）。當(dāng)機(jī)床使?jié)L刀和工件嚴(yán)格地按一對(duì)斜齒圓柱齒輪嚙合的傳動(dòng)比關(guān)系作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，滾刀就可在工件上連續(xù)不斷地切出齒來(lái)。Vblr圖7-9滾齒原理3 f亍1)4:劇;bJ圖 7-10 齒輪滾刀的基本蝸桿a）齒輪滾刀的基本蝸桿；b）分圓柱截面展開(kāi)圖；c ）重磨前后的齒形位置1蝸桿表面； 2滾刀前刀面； 3頂刃后刀面；4側(cè)刃后刀面； 5側(cè)切削刃； 6頂

10、刃將蝸桿開(kāi)槽后，產(chǎn)生了前刀面和切削刃，再作出后刀面和后角， 各個(gè)刀齒的切削刃都必須位于這個(gè)相當(dāng)于斜齒圓柱齒輪的蝸桿螺紋 表面上 ，這個(gè)蝸桿叫滾刀的基本蝸桿 （或稱(chēng)“產(chǎn)形”蝸桿 ） ，如圖 7-10a ?；疚仐U的螺紋表面若是漸開(kāi)螺旋面 ，則稱(chēng)漸開(kāi)線(xiàn)基本蝸 桿，這種滾刀稱(chēng)漸開(kāi)線(xiàn)滾刀。這種滾刀可以切出理論上完全理想的 漸開(kāi)線(xiàn)齒形。但這種滾刀制造及檢查很困難， 生產(chǎn)中很少采用。通 常采用近似造形方法，如采用阿基米得基本蝸桿滾刀和法向直廓基 本蝸桿滾刀。這兩種滾刀基本蝸桿的螺紋表面在端面截形不是漸開(kāi) 線(xiàn)，分別是 阿基米得螺線(xiàn)和延長(zhǎng)漸開(kāi)線(xiàn)。 當(dāng)滾刀分圓柱螺旋角很大， 導(dǎo)程很小時(shí)，雖然它們不是漸開(kāi)線(xiàn)蝸桿，

11、切出的齒輪齒形也不是理 論上的漸形線(xiàn)齒形， 但誤差很小。由于阿 基米德滾刀齒形誤差更小， 制造與檢測(cè)更容易， 生產(chǎn)中標(biāo)準(zhǔn)齒輪滾刀通常多采用這種類(lèi)型滾刀。1 ） 滾刀的前刀面及前角滾刀容屑槽的一側(cè)構(gòu)成前刀面，前刀面在滾刀端剖面中的截形為直線(xiàn)，使制造與重磨都簡(jiǎn)單。滾刀前角為零度時(shí)，此直線(xiàn)通過(guò)滾 刀中心（圖7-11）。工具廠(chǎng)生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)齒輪滾刀都做成零前角滾刀, 因?yàn)闈L刀的切削刃形狀較簡(jiǎn)單，刃磨前刀面時(shí)方便，同時(shí)容易保證 齒形精度。粗加工齒輪滾刀為了改善切削 條件，也可采用正前角,9°。通常取YP =6。9°。滾切硬齒面齒輪的硬質(zhì)合金精切滾刀，則采用很大的負(fù)前角（如一30/ I /

12、fll ,1 IK ft圖7-11滾刀的容屑槽圖7-12直槽和螺旋槽滾刀側(cè)刃前角a）螺旋槽b）直槽a）直槽b ）螺旋槽容屑槽有螺旋槽和直槽兩種，如圖7-11a、b所示。直槽制造方便，重磨和檢查滾刀齒形也方便。但滾刀做成直槽后，左右兩側(cè) 的前角數(shù)值相等而正負(fù)號(hào)相反（如圖 7-12a），其 數(shù)值等于滾刀基 本蝸桿分圓柱螺旋升角 入0。生產(chǎn)中入o< 5°時(shí)才做成直槽的。當(dāng) 入0>5°時(shí)都做成螺旋槽滾刀，容屑槽的螺旋角等于滾刀基本蝸桿 螺紋的螺旋升角 入0 ,由圖7-12b可以看出，左、右側(cè)刃點(diǎn)a和b的前角相同，切削條件相同。2 ）滾刀的后刀面和后角作為切削刀具，滾刀必

13、須有后角，使側(cè)刃后刀面與頂刃后刀面都縮入基本蝸桿的螺旋面之內(nèi)，如圖 7-10a 。滾刀用鈍后，重磨 前 刀面，重磨后產(chǎn)生新的切削刃，圖 7-10c 中虛線(xiàn)所示為滾刀用鈍重 磨后的新切削刃。新滾刀齒形與重磨后的滾刀齒形應(yīng)一致，因此， 滾刀的本質(zhì)應(yīng)是一個(gè)齒數(shù) 很少，螺旋角很大的變位斜齒圓柱齒輪。滾刀的頂刃后刀面和兩側(cè)刃后刀面都是用鏟削方法加工出來(lái)的?？梢钥闯觯瑵L刀重磨后，分圓齒厚減小了，齒頂高也減小了，加工齒輪時(shí)，為使所切齒輪分圓齒厚不變，應(yīng)減小滾刀與齒輪的中心距，這相當(dāng)于減小了齒輪滾刀的變位 量。滾刀的頂刃后角一般取1012°，這時(shí)側(cè)刃后角3°左右。齒輪滾刀直徑較小、模數(shù)較小

14、時(shí)常做成整體式。整體式齒輪滾 刀常用高速鋼制造。齒輪滾刀模數(shù)較大時(shí)常做成鑲齒結(jié)構(gòu)，在刀體 上鑲裝高速鋼齒條或硬質(zhì)合金齒條。2. 蝸輪滾刀和蝸輪飛刀蝸輪滾刀無(wú)論從外形上還是結(jié)構(gòu)上都與齒輪滾刀很相似，在設(shè) 計(jì)方法上也有許多相似之處，但蝸輪滾刀在工作原理上與齒輪滾刀 有很大差別。齒輪滾 刀是按螺旋齒輪嚙合原理加工齒輪的，而蝸輪滾刀是模擬工作蝸桿與蝸輪 嚙合加工蝸輪的。蝸輪輪齒在不同端截 面內(nèi)齒形各不相同，在齒長(zhǎng)方向上形成一個(gè)環(huán)狀空間曲面，無(wú)論工 作蝸桿與蝸輪嚙合，還是滾刀與蝸輪嚙合，都不是交錯(cuò)軸齒輪嚙合。所以漸開(kāi)線(xiàn)齒輪嚙合基本特性（兩者法向模數(shù)、法向齒形角對(duì)應(yīng)相 等）不適于蝸桿與蝸輪嚙合條件。因此，

15、蝸輪滾刀工作原理是模擬 于工作蝸桿與蝸輪的嚙合原理而工作的。這樣它具有以下特點(diǎn) 蝸輪滾刀的基本蝸桿應(yīng)與工作蝸桿類(lèi)型相同，它不能采用近 似造形原理加工蝸輪 蝸輪滾刀基本參數(shù)應(yīng)與工作蝸桿相同，如模數(shù)、齒形角、分 圓直徑、螺紋頭數(shù)、旋向、分圓柱上螺旋升角等 蝸輪滾刀切制蝸輪齒形時(shí)工作位置應(yīng)與工作蝸桿與蝸輪的 嚙合位置相同，如軸間距、軸交錯(cuò)角、滾刀軸線(xiàn)在蝸輪齒長(zhǎng)方向的位 蝸輪滾刀的頂圓直徑和分度圓齒厚都比工作蝸桿對(duì)應(yīng)尺寸要大一些，以保證蝸桿與蝸輪傳動(dòng)所需要的齒頂間隙和齒側(cè)間隙。U U >221ifw圖7-13蝸輪滾刀的進(jìn)給方向a）徑向進(jìn)給b ）切向進(jìn)給圖 7-14飛刀加工蝸輪1飛刀刀頭;2刀桿；

16、3蝸輪從以上可以看出，蝸輪滾刀是特定條件下的專(zhuān)用刀具。蝸輪滾 刀切制蝸輪時(shí)，有徑向進(jìn)給和切向進(jìn)給兩種進(jìn)給方式， 如圖7-13所 示。由于蝸輪滾刀是專(zhuān)用刀具，當(dāng)某一參數(shù)和蝸輪制造數(shù)量很少時(shí), 設(shè)計(jì)、制造一把蝸輪滾刀既不經(jīng)濟(jì)，周期又長(zhǎng)，此時(shí)可用蝸輪飛刀 來(lái)加工。蝸輪飛刀實(shí) 際上是單齒的蝸輪滾刀（圖7-14）。為了包絡(luò)出 完整的蝸輪齒形，采用切向進(jìn)給方式加工。這種刀具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造容易、周期短、成本低，能加工出合格的蝸輪，但生產(chǎn)效率低, 要求機(jī)床有切向進(jìn)給刀架。3. 滾齒機(jī)的運(yùn)動(dòng)分析（1 ）滾切直齒圓柱齒輪1 ）機(jī)床的運(yùn)動(dòng)和傳動(dòng)原理圖用滾刀加工直齒圓柱齒輪時(shí)機(jī)床的運(yùn)動(dòng)分析見(jiàn)例3-2，此時(shí)需要 兩個(gè)表

17、面成形運(yùn)動(dòng)（圖7-15），三條傳動(dòng)鏈（圖7-16）。圖7-15滾切直齒圓柱齒輪所需運(yùn)動(dòng)Bn8i*j圖7-16滾切直齒圓柱齒輪的傳動(dòng)原理圖IJ圖 7-17 滾切斜齒圓柱齒輪所需運(yùn)動(dòng) 展成運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈展成運(yùn)動(dòng)是滾刀與工件之間的嚙合運(yùn)動(dòng)， 是 一個(gè)復(fù)合的表面成形運(yùn)動(dòng)，這個(gè)運(yùn)動(dòng)被分解為兩部分：滾刀的旋轉(zhuǎn) 運(yùn)動(dòng)B11和工件的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)B12。要保持B11和B12之間嚴(yán)格的相對(duì) 運(yùn)動(dòng)關(guān)系，需要一條內(nèi)聯(lián)系傳動(dòng)鏈。設(shè)滾刀的頭數(shù)為 K ，工件齒數(shù) 為z，則滾刀每轉(zhuǎn)1/K轉(zhuǎn)，工件應(yīng)轉(zhuǎn)1/Z轉(zhuǎn)。在圖7-16中，這條 傳動(dòng)鏈?zhǔn)?：滾刀 -4-5-ux-6-7- 工件，稱(chēng)為展成運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈。 主運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈 展成運(yùn)動(dòng)還應(yīng)有一條

18、外聯(lián)系傳動(dòng)鏈與動(dòng)力源 相聯(lián)系。這條傳動(dòng)鏈為：電動(dòng)機(jī) -1-2-uv-3-4- 滾刀，從切削的角度 分析，滾刀的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)是主運(yùn)動(dòng)。這條傳動(dòng)鏈稱(chēng)為主運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈。 進(jìn)給運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈為了形成直線(xiàn)， 滾刀還需作豎直的直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)A2。這個(gè)運(yùn)動(dòng)是維持切削得以連續(xù)進(jìn)行的運(yùn)動(dòng)，是進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。A2是 一個(gè)簡(jiǎn)單運(yùn)動(dòng)，可以使用獨(dú)立的動(dòng)力源驅(qū)動(dòng)，但是，工件轉(zhuǎn)速和刀 架移動(dòng)速度之間的相對(duì)關(guān)系，會(huì)影響到齒輪的表面粗糙度。因此 滾齒機(jī)的進(jìn)給以工件每轉(zhuǎn)時(shí)滾刀刀架的軸向移動(dòng)量計(jì)，把工作臺(tái)作 為間接動(dòng)力源。這條傳動(dòng)鏈為：工件 -7-8-uf-9-10- 刀架升降絲杠。這是一條外聯(lián)系傳動(dòng)鏈，稱(chēng)為進(jìn)給運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈。2) 滾刀的安裝滾刀刀齒是沿

19、螺旋線(xiàn)分布的，螺旋升角為3。加工直齒圓柱齒輪時(shí)，為了使切削點(diǎn)處滾刀刀齒方向與被切齒輪的齒槽方向一致滾刀軸線(xiàn)與被切齒輪端面之間應(yīng)傾斜一個(gè)角度S，稱(chēng)為滾刀的安裝角，它在數(shù)量上等于滾刀的螺旋升角3。用右旋滾刀加工直齒齒輪的安裝角如圖 7-15 所示。用左旋滾刀時(shí)傾斜方向相反。圖中虛線(xiàn)表 示滾刀與齒坯接觸一側(cè)切削點(diǎn)處的滾刀螺旋線(xiàn)方向。2 ） 滾切斜齒圓柱齒輪1 ） 機(jī)床的運(yùn)動(dòng)和傳動(dòng)原理圖滾切斜齒圓柱齒輪時(shí)，形成漸開(kāi)線(xiàn)所需的運(yùn)動(dòng)與滾切直齒圓柱 齒輪相（例 3-2 ）。斜齒圓柱齒輪與直齒圓柱齒輪的區(qū)別在于齒長(zhǎng)方 向不是直線(xiàn)，而是螺旋線(xiàn)。因此，加工斜齒圓柱齒輪時(shí)，進(jìn)給運(yùn)動(dòng) 是螺旋運(yùn)動(dòng)， 是一個(gè)復(fù)合運(yùn)動(dòng)， 這

20、個(gè)運(yùn)動(dòng)可由滾刀架的直線(xiàn)運(yùn)動(dòng) A21 和工作臺(tái)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)B22兩部分復(fù)合而成。因?yàn)楣ぷ髋_(tái)既要在展成 運(yùn)動(dòng)中完成B12,又要在形成螺旋線(xiàn)的運(yùn)動(dòng)中完成 B22，故B22被 稱(chēng)為附加轉(zhuǎn)動(dòng)。總之，滾切斜齒圓柱齒輪需要兩個(gè)運(yùn)動(dòng) ，一個(gè)是形 成漸開(kāi)線(xiàn)的復(fù)合運(yùn)動(dòng)（B11和B12，另一個(gè)是形成 螺旋齒向線(xiàn)的復(fù) 合運(yùn)動(dòng)（A21和B22），如圖7-17所示。料3P二 I I I圖7-18滾切斜齒圓柱齒輪的傳動(dòng)原理圖圖7-19滾切斜齒圓柱齒輪時(shí)滾刀的安裝角a）用右旋滾刀加工右旋齒輪b ）用右旋滾刀加工左旋齒輪滾切斜齒圓柱齒輪時(shí)的兩個(gè)成形運(yùn)動(dòng)都各需一條內(nèi)聯(lián)系傳動(dòng)鏈和一條外聯(lián)系傳鏈，如圖7-18所示。形成漸開(kāi)線(xiàn)的展成運(yùn)動(dòng)

21、傳動(dòng)鏈 和主運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈與滾切直齒輪時(shí)完全相同。產(chǎn)生螺旋進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的內(nèi) 聯(lián)系傳動(dòng)鏈連接刀架移動(dòng) A21和工件的附加轉(zhuǎn)動(dòng)B22,以保證當(dāng)?shù)都?直線(xiàn)移動(dòng)距離為工件螺旋線(xiàn)的一個(gè)導(dǎo)程 S時(shí)，工件的附加轉(zhuǎn)動(dòng)為一 轉(zhuǎn)，這條內(nèi)聯(lián)系傳動(dòng)鏈習(xí)慣上稱(chēng)為差動(dòng)運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈；其外聯(lián)系傳動(dòng) 鏈一一進(jìn)給鏈，也與切削直齒圓柱齒輪時(shí)相同。展成運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈要求工件轉(zhuǎn)動(dòng)B12,差動(dòng)傳動(dòng)鏈又要求工件附加 轉(zhuǎn)動(dòng)B22。為防止這兩個(gè)運(yùn)動(dòng)同時(shí)傳給工件時(shí)發(fā)生干涉，采用合成機(jī) 構(gòu)先把B12和B22合并起來(lái)，然后再傳給工作臺(tái)（圖 7-18）。合成 機(jī)構(gòu)把來(lái)自滾刀的運(yùn)動(dòng) （點(diǎn) 5）和來(lái)自刀架的運(yùn)動(dòng) （點(diǎn) 15）合并起來(lái)， 在點(diǎn) 6輸出，傳給工件。在圖 7

22、-18 中，差動(dòng)傳動(dòng)鏈為：絲杠 -12-13-uy-14-15- 合成機(jī)構(gòu) -6-7-ux-8-9- 工件。換置器官的傳動(dòng)比 uy根據(jù)被加工齒輪的螺旋線(xiàn)導(dǎo)程 S或螺旋傾角P調(diào)整。滾齒機(jī)既要加工直齒圓柱齒輪，又要加工斜齒圓柱齒輪，因此， 滾齒機(jī)是根據(jù)滾切斜齒圓柱齒輪的傳動(dòng)原理圖設(shè)計(jì)的。當(dāng)滾切直齒 圓柱齒輪時(shí)，就將差動(dòng)運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈斷開(kāi) （ 換置器官不掛掛輪 ），并把 合成機(jī)構(gòu)通過(guò)一定的結(jié)構(gòu)固定成為一個(gè)如同聯(lián)軸器的整體。2 ） 滾刀的安裝滾切斜齒圓柱齒輪時(shí)，滾刀的安裝角S不僅與滾刀的螺旋線(xiàn)方 向及螺旋升角 3 有關(guān)，而且還與被加工齒輪的螺旋線(xiàn)方向及螺旋角3有關(guān)。當(dāng)滾刀與齒輪的螺旋線(xiàn)方向相同時(shí)，滾刀的安

23、裝角S =3 3 ,圖7-19 a 表示用右旋滾刀加工右旋齒輪的情況。當(dāng)滾刀與齒輪的螺旋線(xiàn)方向相反時(shí)，滾刀的安裝角S =3 + 3 ,圖7-19b表示 用右旋滾刀加工左旋齒輪的情況。3 ）工件附加轉(zhuǎn)動(dòng)的方向工件附加轉(zhuǎn)動(dòng)B22的方向見(jiàn)圖7-20。圖中ac是斜齒圓柱齒輪的齒向線(xiàn)。滾刀在位置I時(shí)，切削點(diǎn)在a點(diǎn)。滾刀下降 f到達(dá)位置n時(shí)，需要切削的是 b點(diǎn)而不是b點(diǎn)。如果用右旋滾刀切削右旋齒輪，則工件應(yīng)比切直齒時(shí)多轉(zhuǎn)一些（圖 7-20a），切左旋齒輪，則應(yīng)少轉(zhuǎn)一些（圖7-20b），以便滾刀到達(dá)需 要切削的b點(diǎn)。用右旋滾刀時(shí)，刀架向下移動(dòng)螺旋線(xiàn)導(dǎo)程 S,工 件應(yīng)多轉(zhuǎn)（右旋齒輪）或少轉(zhuǎn)（左旋齒輪）1轉(zhuǎn)。倉(cāng)

24、MI*圖7-20用右旋滾刀滾切斜齒輪時(shí)工件的附加轉(zhuǎn)動(dòng)方向a）加工右旋齒輪b ）加工左旋齒輪（3 ）滾齒機(jī)結(jié)構(gòu)和傳動(dòng)系統(tǒng)圖圖7-21是YC3180型滾齒機(jī)的外形圖，滾刀裝在滾刀主軸4上 作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；滾刀刀架3既可沿立柱2上的導(dǎo)軌做上下直線(xiàn)移動(dòng), 還可繞自己水 平軸線(xiàn)轉(zhuǎn)位，以調(diào)整滾刀和工件間的相對(duì)位置，使它 們相當(dāng)于一對(duì)軸線(xiàn)交叉的螺旋齒輪嚙合；工件裝在心軸 6上隨工作 臺(tái)7一起轉(zhuǎn)動(dòng)：小立柱5可以同工作臺(tái)一起做 水平方向移動(dòng)，以適 應(yīng)不同直徑工件的需要以及在用徑向進(jìn)給法切削蝸輪時(shí)作進(jìn)給運(yùn) 動(dòng)。W fi oa席IB PJr圖7-21 YC3180型滾齒機(jī)1 床身2 立柱3 刀架4 主軸5 小立柱6 心

25、軸7 工作臺(tái)圖7-22是YC3180型滾齒機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)圖。滾齒機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng) 比較復(fù)雜，對(duì)于這種運(yùn)動(dòng)關(guān)系比較復(fù)雜的機(jī)床，必須根據(jù)對(duì)機(jī)床的 運(yùn)動(dòng)分析，結(jié)合傳動(dòng)原理圖，在傳動(dòng)系統(tǒng)圖上對(duì)應(yīng)地找到每一條傳 動(dòng)聯(lián)的末端件和傳動(dòng)路線(xiàn)及換置器官，逐條進(jìn)行分析。三、磨齒原理及所需運(yùn)動(dòng)磨齒機(jī)床常用來(lái)對(duì)淬硬的齒輪進(jìn)行齒廓的精加工，也可直接在 齒坯上磨出小模數(shù)的輪齒。磨齒能消除齒輪淬火后的變形，糾正齒 輪預(yù)加工的各項(xiàng)誤差，因而加工精度較高。磨齒后，精度一般可達(dá)6 級(jí)。有的磨齒機(jī)可磨削3、4級(jí)精度的齒輪。磨齒機(jī)有兩大類(lèi)，即用成型砂輪磨齒和用展成法磨齒。成型砂 輪磨齒機(jī)應(yīng)用比較少，多數(shù)磨齒機(jī)用展成法。1.成型砂輪磨齒機(jī)的

26、原理和運(yùn)動(dòng)成型砂輪磨齒機(jī)的砂輪截面形狀修正得與齒谷形狀相同(圖 7-23)。磨齒時(shí)，砂輪高速旋轉(zhuǎn)并沿工件軸線(xiàn)方向往復(fù)運(yùn)動(dòng)。一個(gè) 齒磨完后分度，再磨第二個(gè)齒，砂輪對(duì)工件的切入運(yùn)動(dòng)，由砂輪與 安裝工件的工作臺(tái)作相對(duì)徑向運(yùn)動(dòng)得到。 這種機(jī)床的運(yùn)動(dòng)比較簡(jiǎn)單。圖7-23成型砂輪磨齒的工作原理2.展成法磨齒機(jī)的原理和運(yùn)動(dòng)用展成法原理工作的磨齒機(jī)，有連續(xù)磨齒和分度磨齒兩大類(lèi), 如圖7-24所示:(1 )連續(xù)磨齒 展成法連續(xù)磨削的磨齒機(jī)，工作原理與滾齒機(jī)相似。砂輪為蝸桿形，稱(chēng)為蝸桿砂輪磨齒機(jī)，如圖7-24a，砂輪 相當(dāng)于滾刀，相對(duì)工件作展成運(yùn)動(dòng)，磨出漸開(kāi)線(xiàn)。工件作軸向直線(xiàn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，以磨削直齒圓柱齒輪的輪齒，如

27、果作傾斜運(yùn)動(dòng)，就可磨 削斜齒圓柱齒輪。砂輪的 轉(zhuǎn)速很高，展成鏈不能用機(jī)械方法聯(lián)系砂 輪和工件。目前常用的方法有兩種，一種用兩個(gè)同步電動(dòng)機(jī)分別拖 動(dòng)砂輪主軸和工件主軸，用掛輪換置；另一種用數(shù)控的方 法，即在 砂輪主軸上裝脈沖發(fā)生器，發(fā)出與主軸旋轉(zhuǎn)成正比的的脈沖（每轉(zhuǎn) 若干個(gè)脈沖），脈沖經(jīng)數(shù)控系統(tǒng)調(diào)制后經(jīng)伺服系統(tǒng)和伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū) 動(dòng)工件主軸，在工件主軸上裝反饋信號(hào)發(fā)生器。數(shù)控系統(tǒng)起展成換 置機(jī)構(gòu)的作用。在各類(lèi)磨齒機(jī)中，這類(lèi)機(jī)床的生產(chǎn)效率最高，但修 整砂輪麻煩，因此常用于成批生產(chǎn)。圖7-24展成法磨齒的工作原理a）蝸桿砂輪法b）蝶形砂輪法c ）大平面砂輪法d ）錐形砂輪（2 ）分度磨齒這類(lèi)磨齒機(jī)根據(jù)砂

28、輪形狀又可分為蝶形砂輪型、大平面砂輪型和錐形砂輪型三種（見(jiàn)圖 7-24b、C、d ）。她們都是利用齒條和齒輪的嚙合原理，用砂輪代替齒條來(lái)磨削齒輪。齒條的齒廓是直線(xiàn)，形狀簡(jiǎn)單，易于保證砂輪的修整精度。加工時(shí) 被切齒輪在想象中的齒條 上滾動(dòng)。每往復(fù)滾動(dòng)一次，完成一個(gè)或兩 個(gè)齒面的磨削。因此需多次分度才能磨完全部齒面。蝶形砂輪型磨齒機(jī)（圖7-24b ）用兩個(gè)蝶形砂輪代替齒條的兩 個(gè)齒側(cè)面。大平面砂輪型磨齒機(jī)（圖 7-24C ）用大平面的端面代替 齒條的一個(gè)齒側(cè)面。錐形砂輪磨齒機(jī)（圖 7-24d ）用錐形砂輪的側(cè) 面代替齒條的一個(gè)齒，但砂輪比齒條的一個(gè)齒略窄。一個(gè)方向滾動(dòng) 時(shí)磨削一個(gè)齒面；另一個(gè)方向滾動(dòng)時(shí)，齒輪略做水平竄動(dòng)，以磨削 另一個(gè)齒面。四、錐齒輪的加工方法錐齒輪分為直齒錐齒輪和弧齒錐齒輪兩大類(lèi)