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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)銃刀b）指狀模數(shù)銃刀 圖7-2漸開(kāi)線形狀與基圓關(guān)系 齒輪的切削加工，按形成齒形的原理可分為兩大類：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梢形狀相 同。其中最常用的是用盤(pán)狀模數(shù)銃刀和指狀模數(shù)銃刀在銃床上借助 分度裝置銃齒輪，如圖7-1所示，母線（漸開(kāi)線）用成形法形成, 不需成形運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)線用相切法形成，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)的銃刀是按被加工工件齒數(shù)范圍分號(hào)的 （表7-1 ）,每 一號(hào)銃刀的齒形是按該號(hào)

2、中最少齒數(shù)的齒輪齒形確 定的，因此，用這把銃刀銃削同號(hào)中其他齒數(shù)的齒輪時(shí)齒形有誤差。 用成形法銃齒輪所需運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)單，不需專門(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、銃齒等。精加工齒輪齒面的方法有：磨齒、剃齒、 班齒、研齒等。 表7-1模數(shù)銃刀加工齒數(shù)范圍 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

3、其適合于加工內(nèi)齒 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，當(dāng)插齒刀沿其軸線方向往復(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 。 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

4、作展成運(yùn)動(dòng)外，還要作相對(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(B11— 8— 9—ux— 10—11—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

5、，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)，即圖中偏心輪 — 4— 5— 6— uf — 7— 8—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)— 1— 2— uv— 3— 5— 4—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，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。 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

6、，插齒刀外圓面應(yīng)是與插齒刀同軸線的外錐 面，頂刃后角就是其半錐頂角％ p (圖7-5 ),標(biāo)準(zhǔn)直齒插齒刀 % p =6。 為了得到側(cè)刃后角 ％ 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O-O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

7、減小了，但兩側(cè)刃齒 形仍是漸開(kāi)線。 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 0c p有關(guān)。如任意剖面A — A離原始剖面 的距離為b 0 ,則此剖面中的變位系數(shù)x 0為： 飛二阻退G 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 0c 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，具值等于漸開(kāi)螺旋面的基圓螺 旋角B b。（其推導(dǎo)過(guò)程可見(jiàn)參考文獻(xiàn)口袁哲俊 ）。 （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-

8、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 - I 、II- II 、III- 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，造成較大的齒形誤差，隨 丫 p、 ％ p 的增大，其誤差也增大，因此，必須進(jìn)行齒形修正。 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（漸 開(kāi)線）的齒形角不做成口值，而做成％ '

9、值（％ ' > % ）, 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0c值。 圖7-7插齒刀前角引起的齒形誤差 齒形角的修正 圖7-8插齒刀 二、滾齒原理、齒輪滾刀及滾齒機(jī)的運(yùn)動(dòng)分析 1.滾齒原理及齒輪滾刀 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)梢并鏟背，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

10、在工件上連續(xù)不斷地切出齒來(lái)。 圖7-9滾齒原理 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“產(chǎn)形”蝸桿） ，如圖 7-10a 。基本蝸桿的螺紋表面若是漸開(kāi)螺旋面 ，則稱漸開(kāi)線基本蝸 桿，這種滾刀稱漸開(kāi)線滾刀。這種滾刀可以切出理論上完全理想的 漸開(kāi)

11、線齒形。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， 分別是 阿基米得螺線和延長(zhǎng)漸開(kāi)線。 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)線蝸桿，切出的齒輪齒形也不是理 論上的漸形線齒形，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，使制造與重磨都簡(jiǎn)單。滾刀前角為零度時(shí)，此直線通過(guò)滾 刀中

12、心（圖7- 11）。工具廠生產(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, 通常取丫 p =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 ）。 圖7-11滾刀的容屑梢圖7-12直梢和螺旋梢滾刀 側(cè)刃前角 a）螺旋梢b）直梢a）直梢b ）螺旋梢 容屑梢有螺旋梢和直梢兩種，如圖7-11a、b所示。直梢制造方 便，重磨和檢查滾刀齒形也方便。但滾刀做成直梢后，左右兩側(cè) 刃 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

13、桿分圓柱螺旋升角 入o 。生產(chǎn)中入ow5。時(shí)才做成直梢的。當(dāng) 入o>50時(shí)都做成螺旋梢滾刀，容屑梢的螺旋角等于滾刀基本蝸桿 螺紋的螺旋升角 入。，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)

14、刃后刀面都是用鏟削方法加工出來(lái)的?？? 以看出，滾刀重磨后，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10?12° ,這時(shí)側(cè)刃后角3左右。 齒輪滾刀直徑較小、模數(shù)較小時(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

15、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，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)： ① 蝸輪滾刀的基本蝸桿應(yīng)與工作蝸桿類型相同，它不能采用近 似造形原理加工蝸輪； ②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； ③蝸輪滾刀切制蝸輪齒

16、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、滾刀軸線在蝸輪齒長(zhǎng)方向的位 置； ④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。 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 1一飛刀刀頭；2一刀桿；3-蝸輪 從以上可以看出，蝸輪滾刀是特定條件下的專用刀具。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

17、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) 圖7-16滾切直齒圓柱齒輪的傳動(dòng)原理圖 ① 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

18、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，稱為展成運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈。 ② 主運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈展成運(yùn)動(dòng)還應(yīng)有一條外聯(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)鏈稱為主運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈。 ③ 進(jìn)給運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈為了形成直線， 滾刀還需作豎直的直線運(yùn)動(dòng)

19、 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，稱為進(jìn)給運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈。 2) 滾刀的安裝 滾刀刀齒是沿螺旋線分布的，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 滾刀軸線與被切齒輪端面之間應(yīng)傾斜一個(gè)角度5 ,稱為滾刀的安裝 角，它在數(shù)量上

20、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。圖中虛線表 示滾刀與齒坯接觸一側(cè)切削點(diǎn)處的滾刀螺旋線方向。 （ 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，而是螺旋線。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)， 這個(gè)運(yùn)動(dòng)可由滾刀架的直線運(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

21、的運(yùn)動(dòng)中完成B22,故B22被 稱為附加轉(zhuǎn)動(dòng)?？傊瑵L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)線的復(fù)合運(yùn)動(dòng)（B11和B12,另一個(gè)是形成 螺旋齒向線的復(fù) 合運(yùn)動(dòng)（A21和B22）,如圖7-17所示。 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)線的展成運(yùn)動(dòng)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?直線移動(dòng)距離為工件螺旋線的一個(gè)導(dǎo)

22、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)慣上稱為差動(dòng)運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈；具外聯(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 7-18 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

23、旋線導(dǎo)程 S或螺旋傾角B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方 向及螺旋升角3有關(guān)，而且還與被加工齒輪的螺旋線方向及螺旋角 B有關(guān)。當(dāng)滾刀與齒輪的螺旋線方向相同時(shí)，滾刀的安裝角S二（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 齒輪的螺旋線方向相反時(shí)，滾刀的安裝角 S = p+

24、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。滾刀在位置 I時(shí)，切削點(diǎn)在a 點(diǎn)。滾刀下降到達(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)。 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

25、機(jī)結(jié)構(gòu)和傳動(dòng)系統(tǒng)圖 圖7-21是YC318慳滾齒機(jī)的外形圖，11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)軌做上下直線移動(dòng)， 還可繞自己水 平軸線轉(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)。 圖7-21 YC3180型滾齒機(jī) 1 一床身2 一立柱3 一刀架4 一主軸5 —小立柱6 一心軸 7 一工作臺(tái) 圖7-22是YC318慳滾齒機(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，

26、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，精度一月S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，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(

27、圖 7-23)。磨齒時(shí)，砂輪高速旋轉(zhuǎn)并沿工件軸線方向往復(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， 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。工件作軸向直線 往復(fù)運(yùn)動(dòng)，以磨削直齒圓柱齒輪的輪齒，如果作傾斜運(yùn)動(dòng)，就可磨

28、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。在各類磨齒機(jī)中，這類機(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 ）分度磨齒這類磨齒機(jī)根據(jù)砂輪

29、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，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

30、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 圖7-25錐齒輪嚙合及當(dāng)量圓柱齒輪齒廓圖7-26 一對(duì)錐齒 輪中的一個(gè)轉(zhuǎn)變?yōu)槠矫纨X輪 制造錐齒輪的主要方法有兩種，即成形法和展成法。成形法通 常是利用單片銑刀或指狀銑刀在臥式銑床上加工。錐齒輪沿齒線方 向的基圓直徑是變化 的，也就是說(shuō)沿齒線方向，不同位置的法向齒 形是變化的，但成型刀具的形狀是固定的，因此，難以達(dá)到要求的 齒形精度。成形法僅用于粗加工或精度要求不高的場(chǎng) 合。 錐齒輪加工中普遍采用展成法。這種方法的加工原理，相當(dāng)于 一對(duì)相互嚙合的錐齒輪，將

31、其中的一個(gè)錐齒輪轉(zhuǎn)化成平面齒輪。圖 7-25 表示一對(duì)相互嚙合的錐齒輪，節(jié)錐頂角分別為 和 。當(dāng)量圓柱 齒輪的分度圓半徑分別為 O 1 a 和 O 2 a 。當(dāng)錐齒輪2 的節(jié)錐角 逐 漸變大，并最終等于180 °時(shí)，當(dāng)量圓柱齒輪的節(jié)圓半徑O 2 a 變?yōu)闊o(wú)窮大， 當(dāng)量圓柱齒輪就成了齒條， 齒形就成直線， 錐齒輪 2 轉(zhuǎn) 化成平面齒輪，如圖 7-26 所示。兩個(gè)錐齒輪若都能與同一個(gè)平面 齒輪相嚙合，則這兩個(gè)錐齒輪就能夠彼此嚙合，錐齒輪的切齒方法 就基于這個(gè)原理。 齒向線的形狀取決于平面齒輪的齒向線形狀。如圖 7-27 ，如 果齒向線形狀是徑向直線，則加工的是直齒圓錐齒輪；如果齒

32、向線 是圓弧，則加工的是弧齒圓錐齒輪。由于目前齒輪應(yīng)用以弧齒輪較 多，所以錐齒輪加工機(jī)床往往是以弧齒錐齒輪銑齒機(jī)為基型，而以 直齒錐齒輪加工機(jī)床為變形。 圖7-27平面齒輪的齒向線形狀圖7-28搖臺(tái)和切齒刀盤(pán)構(gòu) 成的假想平面齒輪 a）徑向直線b）圓弧1一切齒刀盤(pán)2—工件3一搖臺(tái) 在錐齒輪加工機(jī)床上，用刀具運(yùn)動(dòng)時(shí)的軌跡代替平面齒輪一個(gè) 齒或一個(gè)齒梢的兩個(gè)側(cè)面，其余齒并不參加工作。這個(gè)平面齒輪是 假象的，實(shí)際上并不 存在。平面齒輪的齒形在任意位置都是直線， 因此刀刃也可做成直線。圖7-28說(shuō)明假想平面齒輪的形成。圖中3 是機(jī)床的搖臺(tái)，上裝切齒刀盤(pán)1 ,用以代替假想的平面齒輪。切齒 刀盤(pán)旋轉(zhuǎn)時(shí)，刀刃的運(yùn)動(dòng)軌跡就構(gòu)成假想平面齒輪（圖7-28中搖 臺(tái)平面上的虛線）的兩個(gè)齒側(cè)面。齒向線的形狀為圓弧，是被加工 輪齒的母線，是用軌跡法形成的，由切齒刀盤(pán)旋轉(zhuǎn) B 1形成。漸開(kāi) 線齒廓（導(dǎo)線）的成形是工件毛坯同假想平面齒輪按展成法加工原 理得到的，機(jī)床需要一個(gè)展成運(yùn)動(dòng)，分為搖臺(tái)擺動(dòng)B 21和工件轉(zhuǎn) 動(dòng)