機械制造工程學(xué)第5章課件

機械制造工程學(xué)第5章-32023/10/13機械制造工程學(xué)第5章31．齒輪加工方法根據(jù)齒形形成的原理，齒輪加工方法可分為成形法和展成法兩類。（

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）成形法：成形法是用與被加工齒輪齒槽形狀相同的成形刀具切輪齒。機械制造工程學(xué)第5章3（2）展成法機械制造工程學(xué)第5章3展成法切削齒輪，其刀具的切削刃相當(dāng)于齒條或齒輪的齒廓，與被加工齒輪的齒數(shù)無關(guān)，只需一把刀具就能加工出模數(shù)相同而齒數(shù)不同的齒輪，其加工精度和生產(chǎn)率都比成形法高，因而應(yīng)用也最廣泛。采用展成原理加工齒輪的機床有滾齒機、插齒機、磨齒機、剃齒機和珩齒機等。2．滾齒機滾齒機廣泛用于加工直齒和斜齒圓柱齒輪，又是唯一能加工蝸輪的齒輪加工機床。（1）滾齒原理滾齒機是用齒輪滾刀根據(jù)展成原理來加工齒輪漸開線齒廓的。機械制造工程學(xué)第5章3（2）加工直齒圓柱齒輪的傳動原理加工直齒圓柱齒輪的成形運動必須包括形成漸開線齒廓的展成運動和形成直線形齒線的運動。展成運動傳動鏈：屬內(nèi)聯(lián)系傳動鏈。主運動傳動鏈：屬外聯(lián)系傳動鏈。軸向進給運動傳動鏈：屬外聯(lián)系傳動鏈。機械制造工程學(xué)第5章3（3）滾切斜齒圓柱齒輪的傳動原理機械制造工程學(xué)第5章3斜齒圓柱齒輪與直齒圓柱齒輪相比，其端面上齒廓是漸開線齒形，而齒長方向不是一條直線，是螺旋線。因此，在滾切斜齒圓柱齒輪時，

除需要有展成運動，主運動和軸向進給運動以外，為了形成螺旋線齒線，在滾刀作軸向進給運動的同時，工件還應(yīng)作附加旋轉(zhuǎn)運動B22，而且

這兩個運動之間必須保持確定的關(guān)系：滾刀移動一個工件螺旋線導(dǎo)程時，工件應(yīng)準(zhǔn)確地附加轉(zhuǎn)過一轉(zhuǎn)。滾切斜齒圓柱齒輪時，展成運動、主運動以及軸向進給運動傳動鏈與加工直齒圓柱齒輪相同，只是刀架與工件之間增加了一條附加運動傳動鏈；這條傳動鏈屬于內(nèi)聯(lián)系傳動鏈。機械制造工程學(xué)第5章3機械制造工程學(xué)第5章3（4）滾刀的安裝在滾齒時，要求滾刀的刀齒螺旋線方向與工件齒槽方向必須一致，這是沿齒向進給切出全齒長的條件。所以，加工前要調(diào)整滾刀的安裝角。滾刀加工直齒圓柱齒輪的安裝角。滾刀位于工件前面，滾刀的螺旋升角為λ0。從幾何關(guān)系可知，滾刀安裝角δ＝λ0。角度的偏轉(zhuǎn)方向與刀齒的螺旋方向有關(guān)。

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0機械制造工程學(xué)第5章3用滾刀加工斜齒圓柱齒輪時，由于滾刀和工件的螺旋方向都有左、右方向之分，則它們之間共有四種不同的組合。則有δ＝β±λ0，式中β為被加工齒輪螺旋角。

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0（a）左旋滾刀滾切左旋齒輪；（b）右旋滾刀滾切右旋齒輪；（c）左旋滾刀滾切右機旋械齒制輪造；工（程d）學(xué)右第旋5章滾3刀滾切左旋齒輪（6）Y3150E型滾齒機Y3150E型滾齒機主要用于滾切直齒和斜齒圓柱齒輪，使用蝸輪滾刀時，還可以手動徑向進給滾切蝸輪。機械制造工程學(xué)第5章3機械制造工程學(xué)第5章3傳動系統(tǒng)中分析計算任一條傳動鏈的具體步驟是：機械制造工程學(xué)第5章3確定末端件，即這條動鏈的首、末件；確定首、末件的計算位移；對照傳動系統(tǒng)圖，列出運動平衡式；在列運動平衡式之前，可先列出其傳動路線表達式；根據(jù)運動平衡式計算換置機構(gòu)的傳動比。1）滾切直齒圓柱齒輪的傳動鏈及換置計算①主運動傳動鏈a．找末端件：電動機—滾刀

b．確定計算位移：n電（r/min）—n刀（r/min）c．列出運動平衡式：根據(jù)計算位移關(guān)系及傳動路線，可得運動平衡式：式中n刀為滾刀轉(zhuǎn)速。機械制造工程學(xué)第5章3d．計算換置式將上面的運動平衡式化簡得：只要確定了n刀，就可計算出uv的值，并由此確定出變速箱中嚙合的齒輪對和掛輪的齒數(shù)。機械制造工程學(xué)第5章3②展成運動傳動鏈找末端件：滾刀—工件確定計算位移：1/K

r（滾刀）—1/Z工

r（工件）c．列出運動平衡式式中u合成表示通過合成機構(gòu)的傳動比。當(dāng)加工直齒圓柱齒輪時，以軸1,

M1將合成機構(gòu)的轉(zhuǎn)臂與軸

IX

連成IX

端使用短齒爪式離合器

M此時u合成=1。機械制造工程學(xué)第5章3d．計算換置式式中e、f為結(jié)構(gòu)掛輪，根據(jù)被加工齒輪的齒數(shù)選取，用以調(diào)整ux的數(shù)值，使其不會過大或過小，便于掛輪的選取。 稱為分齒掛輪。機械制造工程學(xué)第5章3③進給運動傳動鏈找末端件：工件（工作臺）—刀架確定計算位移：l（r）—f（mm）c．列出運動平衡式：d.計算換置式：式中f為軸向進給量，單位為mm/r

。u進為進給箱軸XVII—XVIII

之間的傳動比，共有三種：49/35、30/54、39/45。機械制造工程學(xué)第5章32）滾切斜齒圓柱齒輪的傳動鏈及換置機械制造工程學(xué)第5章3滾切斜齒圓柱齒輪與滾切直齒圓柱齒輪的傳動鏈基本相同，只是增加了一條差動運動傳動鏈。這時將短齒離合器Ml換成長齒離合器M2。M2同時與合成機構(gòu)殼體（系桿H）齒輪Z72的端面齒相嚙合，系桿H與外部接通。由展成運動傳動鏈和差動傳動鏈傳來的運動分別通過齒輪

Z56和Z72輸入合成機構(gòu)，運動合成后由Ⅸ軸輸出。機械制造工程學(xué)第5章3差動運動傳動鏈a．找末端件：刀架—工件b

．定計算位移：刀架沿軸向移動一個工件螺旋線導(dǎo)程L

mm,

工件附加1r

。記作：L

mm—1r（附加）設(shè)工件的螺旋角為β，齒數(shù)為ZI，端面模數(shù)為m端。其導(dǎo)程L為：機械制造工程學(xué)第5章3c．列出運動平衡式：對于差動運動傳動鏈，ux為分齒掛輪的傳動比，d．計算換置式：式中稱為差動掛輪。機械制造工程學(xué)第5章33．插齒機插齒機用于加工內(nèi)嚙合和外嚙合的直齒、斜齒圓柱齒輪，尤其適用于加工內(nèi)齒輪和多聯(lián)齒輪中的小齒輪，裝上附件后還可以加工齒條，但插齒機不能加工蝸輪。插齒原理及插齒時所需要的成形運動如下：機械制造工程學(xué)第5章3插齒機除了必須的插削主運動和展成運動以外，還需要讓刀運動、徑向切入運動和圓周進給運動。展成傳動鏈?zhǔn)莾?nèi)聯(lián)傳動鏈，主運動傳動鏈和圓周進給運動傳動鏈都是外聯(lián)傳動鏈。機械制造工程學(xué)第5章34．磨齒機機械制造工程學(xué)第5章3磨齒機多用于對淬硬齒輪齒面的精加工，也可直接在齒坯上磨出齒廓表面。磨齒加工能修整齒輪預(yù)加工的各項誤差，其加工精度一般可達6級以上。按齒廓的形成方法，磨齒機通常分為成形砂輪法磨齒和展成法磨齒兩大類。機械制造工程學(xué)第5章35．剃齒機剃齒機是利用剃齒刀對未淬火的直齒或斜齒圓柱齒輪進行剃削加工的機床。剃齒刀1帶動工件2旋轉(zhuǎn)，工件裝在兩頂尖之間的心軸上，工作臺3和4作慢速往復(fù)運動，工作臺每往返一次行程，升降臺5便作一次垂直進給運動。利用操縱箱，工作臺到達行程終點并開始返回行程時，剃齒刀帶動工件亦反轉(zhuǎn)。機床具有兩個工作臺3和4，這樣的結(jié)構(gòu)便于修整工件的齒形。

f機械制造工程學(xué)第5章3

25.8.2

齒輪刀具齒輪刀具是用于加工齒輪齒形的刀具。按齒輪齒形的成形方法，可將齒輪刀具分為成形齒輪刀具和展成齒輪刀具兩大類。1．成形齒輪刀具a)盤形齒輪銑刀b)指形齒輪銑刀機械制造工程學(xué)第5章32．展成齒輪刀具加直齒或斜齒漸開線齒輪的展成刀具有插齒刀、齒輪滾刀、剃齒刀；加工直齒錐齒輪和圓弧齒錐齒輪的展成刀具有成對展成刨刀、成對銑刀、弧齒錐齒輪刀盤；加工非漸開線齒形的展成齒輪刀具有矩形花鍵滾刀、

矩形花鍵插齒刀等。1)插齒刀a)盤形直齒插齒刀機械制造工程學(xué)第5章3b)碗形直齒插齒刀c)錐柄直齒插齒刀2)齒輪滾刀小于法向直廓滾刀，故生產(chǎn)中加工齒輪都是阿基米德滾刀。機械制造工程學(xué)第5章3齒輪滾刀是用于加工漸開線外嚙合直齒齒輪和斜齒齒輪最常用的刀具?；疚仐U螺旋面為漸開螺旋面的蝸桿稱為漸開線蝸桿，用這種蝸桿經(jīng)開槽

鏟齒形成的滾刀稱為漸開線滾刀。從理論上講漸開線滾刀才能加工出漸開

線齒形，但這種滾刀制造困難，生產(chǎn)中幾乎不用它，而是用阿基米德基本

蝸桿或法向直廓基本蝸桿經(jīng)開槽鏟齒制成的阿基米德滾刀或法向直廓滾刀。由于阿基米德基本蝸桿或法向直廓基本蝸桿螺旋面的形成原理與漸開線基

本蝸桿螺旋面的形成原理不同，因此螺旋面形狀不同，用它們制成的滾刀

加工出來的齒輪會產(chǎn)生齒形誤差，但是當(dāng)滾刀分圓柱螺紋升角λ0很小時，

加工誤差很小，同模數(shù)、同壓力角的阿基米德滾刀加工出的齒輪齒形誤差工具廠生產(chǎn)的滾刀為右旋滾刀。齒輪滾刀的容屑槽形式都做成直槽，以便滾刀的制造和重磨。a)整體齒輪滾刀機械b制)造直工槽程鑲學(xué)片第滾5章刀3大批大量生產(chǎn)的汽車、拖拉機齒輪，齒形加工常采用滾→剃→珩工藝，剃前齒輪常采用剃前滾刀加工，為了在剃齒時不讓剃齒刀齒頂參加切削以免損壞剃齒刀，剃前齒輪齒根應(yīng)有微量沉切，沉切量δ2很小，一般δ2＝0.01～0.04mm。為了使剃齒時被剃齒輪齒頂不產(chǎn)生毛刺，剃前齒輪的齒頂應(yīng)修緣，修緣量δ1＝0.03～0.1mm。加工這種剃前齒輪齒形的剃前滾刀齒形在齒頂處有凸角。剃前滾刀是專用刀具，由生產(chǎn)廠設(shè)計、制造。a)被剃齒輪齒形b)剃前滾刀軸向齒形機械制造工程學(xué)第5章3(3)剃齒刀剃齒是用于精加工齒形的一種方法，所用刀具稱為剃齒刀。剃齒刀實際上是一個由高速鋼制造的在其齒面上加工有許多容屑槽的高精度變位螺旋齒輪。容屑槽與齒面的交線為切削刃，剃齒刀加工齒輪的過程屬于螺旋齒輪嚙合過程，螺旋齒輪嚙合時齒面接觸點有相對滑動，所以剃齒刀齒面與齒輪齒面產(chǎn)生相對滑動時，剃齒刀的切削刃就從工件上切削切屑。剃齒刀的結(jié)構(gòu)形式有兩種：閉槽剃齒刀（刀齒兩側(cè)面上容屑槽不貫通）。用于加工中等模數(shù)的齒輪；通槽剃齒刀，用于加工模數(shù)m≤1.75的齒輪。機械制造工程學(xué)第5章3閉槽剃齒刀機械制造工程學(xué)第5章3通槽剃齒刀機械制造工程學(xué)第5章3(4)花鍵滾刀加工花鍵軸鍵槽的滾刀稱為花鍵滾刀?；ㄦI滾刀加工花鍵軸屬于螺旋齒輪嚙合原理，因為刀齒在滾刀上成螺旋形分布，加工花鍵軸時刀齒螺旋方向應(yīng)與花鍵軸齒槽方向一致，因而刀具軸線與工件軸線空間相錯正好構(gòu)成螺旋齒輪嚙合。滾花鍵所需運動與滾齒輪所需運動完全相同?；ㄦI滾刀是專用刀具。普通花鍵滾刀機械制造工程學(xué)第5章3帶角花鍵滾刀機械制造工程學(xué)第5章35.9組合機床組合機床是以系列化、標(biāo)準(zhǔn)化的通用部件為基礎(chǔ)，配以少量的專用部件組成的專用機床。它適宜于在大批、大量生產(chǎn)中對一種或幾種類似零件的一道或幾道工序進行加工。這種機床既具有專用機床的結(jié)構(gòu)簡單、生產(chǎn)率和自動化程度較高的特點，又具有一定的重新調(diào)整能力，以適應(yīng)工件變化的需要。組合機床可以對工件進行多面、多主軸加工，一般是半自動的。機械制造工程學(xué)第5章3機械制造工程學(xué)第5章3組合機床與專用機床和通用機床相比，有如下特點：組合機床中有70％～90％的通用零、部件。這些零、部件是經(jīng)過精心設(shè)計和長期生產(chǎn)實踐考驗的，所以工作穩(wěn)定而且可靠。設(shè)計組合機床時，通用零、部件可以選用，不必設(shè)計，所以機床的設(shè)計周期短。這些通用零、部件可以成批生產(chǎn)，預(yù)先制造好。因此，機床的生產(chǎn)周期短，并可降低成本。當(dāng)被加工對象改變時，可以利用原有的通用零、部件，組成新的組合機床。機械制造工程學(xué)第5章35.10

TH5632型立式鏜銑加工中心1．機床布局及用途TH5632型立式鏜銑加工中心是一種具有自動換刀裝置的數(shù)控立式鏜銑機床，該機床的另一名稱是JCS-018，它采用了軟件固定型計算機控制的FANUC-BESK7CM數(shù)控系統(tǒng)。把工件一次裝

卡在工作臺上，可自動連續(xù)地完成銑、鉆、鏜、鉸、锪、攻絲等多種工序的