1、上次课程内容回顾2.4齿轮加工机床 2.4.1齿轮加工机床的工作原理和分类 2.4.2 滚齿机的运动分析 本次课程内容介绍 2.4.3 Y3150E型滚齿机 2.4.3 Y3150E型滚齿机型滚齿机 （1）滚齿机的用途、布局和技术参数）滚齿机的用途、布局和技术参数 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，可用手动径向进给法滚切蜗轮，加工齿轮的精度为79级。若第若第、组公差要求相同，可标注为组公差要求相同，可标注为7-H-K；若不同，则分别标注为；若不同，则分别标注为7（运动准确性）（运动准确性）-7（运动平稳性）（运动平稳性）-7（载荷分布均匀性）（载荷分
2、布均匀性）-H（齿（齿厚上偏差）厚上偏差）-K（齿厚下偏差）（齿厚下偏差）GB10095-1988。未加说明的，加工时的精度等级按第未加说明的，加工时的精度等级按第组公差组公差要求进行。要求进行。图2.65 Y3150E型滚齿机 Y3150E型滚齿机的主要技术参数为：型滚齿机的主要技术参数为：最大加工工件直径为最大加工工件直径为500mm；最大加工工件宽度为最大加工工件宽度为250mm；最大加工工件模数为最大加工工件模数为8mm；最小加工工件齿数最小加工工件齿数 Zmin=5k（k为滚刀头数）；为滚刀头数）；刀具最大直径刀具最大直径160mm；最大长度；最大长度160mm；刀具心轴直径刀具心轴
3、直径22、27、32mm；工件心轴直径工件心轴直径30mm；主电机主电机 1430r/min；4kW 外形尺寸外形尺寸243912721770mm （2）滚切直齿圆柱齿轮的传动链分析计算）滚切直齿圆柱齿轮的传动链分析计算 滚齿机是一种运动较复杂的机床，机床的传滚齿机是一种运动较复杂的机床，机床的传动系统也比较复杂。在进行传动链分析时，首动系统也比较复杂。在进行传动链分析时，首先根据机床的传动原理图各条传动链的传动路先根据机床的传动原理图各条传动链的传动路线和相互关系，然后根据机床的传动系统图一线和相互关系，然后根据机床的传动系统图一条一条的进行分析，分析每条传动链实现其功条一条的进行分析，分析
4、每条传动链实现其功能采用的机构，进行传动链的运动参数调整计能采用的机构，进行传动链的运动参数调整计算分析。分析步骤包括：找两端件；确定两末算分析。分析步骤包括：找两端件；确定两末端件间的计算位移；列出运动平衡式；由运动端件间的计算位移；列出运动平衡式；由运动平衡式导出换置公式。平衡式导出换置公式。由机床运动分析已知，滚切直齿轮时需要三由机床运动分析已知，滚切直齿轮时需要三条传动链：主运动传动链，展成运动传动链和条传动链：主运动传动链，展成运动传动链和垂直进给传动链。垂直进给传动链。主运动传动链（换置器官为）a)确定末端件：住电动滚刀主轴b)计算位移：（电动机）n电 r/min（滚刀）n刀 r/
5、minc)列运动平衡式：式中，A/B分别为：24/48、36/36、48/24；三联滑移齿轮的变速比分别为：27/43、31/39、35/35。刀变nBAu802028282828282842211651151430r/min 滑移齿轮与交换齿轮组合实现变速，其特点是结构简单、操作滑移齿轮与交换齿轮组合实现变速，其特点是结构简单、操作不够方便，一般用于不经常变速的场合。不够方便，一般用于不经常变速的场合。问题：我们介绍了几种变速形式？分别适合什么场合？并结合问题：我们介绍了几种变速形式？分别适合什么场合？并结合具体机床说明。具体机床说明。变uAB244836364824 27434080160
6、313950100200353563125250表2.12 Y3150E型滚齿机的滚刀主轴的转速型滚齿机的滚刀主轴的转速 例例1 用高速钢单头滚刀（用高速钢单头滚刀（型）滚切型）滚切7级精度、表面粗级精度、表面粗糙度为糙度为Ra 2.5的钢质齿轮，已知滚刀的直径的钢质齿轮，已知滚刀的直径de=100mm，头，头数数k=1，模数，模数m=3mm，孔径，孔径D=32mm，齿轮的齿数，齿轮的齿数z工件工件=63，模数，模数m=3mm，试确定滚刀主轴的转速，试确定滚刀主轴的转速。解：根据齿轮加工工艺守则（解：根据齿轮加工工艺守则（JB/9168.9-1998JB/9168.9-1998），），切削切削
7、速度速度v vc c在在15154040m/minm/min范围内选择。范围内选择。根据查手册的根据查手册的“齿轮齿轮与花键加工切削用量与花键加工切削用量”，粗加工进给量，粗加工进给量f=2.12.7mm/r；精加工进给量精加工进给量f=0.70.9mm/r；粗加工的切削速度；粗加工的切削速度vc=29m/min；精加工的切削速度；精加工的切削速度vc=38m/min。精加工时的主轴转速精加工时的主轴转速=120r/min。由表由表5-135-13得，得，粗加工时的主轴转速取粗加工时的主轴转速取80 r/min，精加工，精加工时取时取100 r/min。为了刀具寿命，要取接近的较小一级转速。为
8、了刀具寿命，要取接近的较小一级转速。min/921002910001000rdvnec刀 展成运动传动链展成运动传动链a)确定末端件：确定末端件：滚刀滚刀工作台心轴工作台心轴b)计算位移：滚刀转计算位移：滚刀转 1 r工件转工件转 K/Z工工 rc)列运动平衡方程式：列运动平衡方程式：d)导出换置公式导出换置公式式中，式中，为合成机构的传动比，滚切直齿轮时。为合成机构的传动比，滚切直齿轮时。工合Zkdcbafeu721564228282828282820801合u1合u工Zkefdcbaux24 e、f是一对是一对“结构性挂轮结构性挂轮”，根据被加工齿，根据被加工齿轮齿数选取，用值来调整的数值
9、，它使的分子、轮齿数选取，用值来调整的数值，它使的分子、分母相差倍数不致于过大。分母相差倍数不致于过大。当当5 20时，取时，取e=48，f=24；当当21 142时，取时，取e=36，f=36；当当143 时，取时，取e=24，f=48。工Zkefdcbaux24kZ工kZ工kZ工 例例2，已知滚刀的头数，已知滚刀的头数k=1，模数，模数m=3mm，齿轮，齿轮的齿数的齿数z工件工件=63，模数，模数m=3mm，试确定展成挂轮，试确定展成挂轮a、b、c、d的齿数的齿数。解：随Y3150E型滚齿机带的挂轮齿数分别为：20、20、23、24、24、25、26、30、32、33、34、35、36、3
10、6、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、82、85、86、89、90、92、94、95、97、98、100。3624352094756454632424工zkdcbaux 若被加工齿轮的齿数在机床所带挂轮齿数中若被加工齿轮的齿数在机床所带挂轮齿数中没有，需要从上列齿轮中选择合适的齿数，一般没有，需要从上列齿轮中选择合适的齿数，一般采用公约数分解的形式，通过试凑的方法选择合采用公约数分解的形式，通过试凑的方法选择合适的挂轮。适的挂轮。若被加工
11、齿轮的齿数在上列齿数之中，其调整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，如计算就十分方便，如45齿的齿轮，则齿的齿轮，则或（或（24/24-24/45）。有多种答案）。有多种答案45242020452424工zkdcbaux轴向进给传动链轴向进给传动链a)确定末端件：工作台心轴确定末端件：工作台心轴滚刀架滚刀架b)计算位移：计算位移：1 r（工作台）（工作台）f mm(刀架垂直进给刀架垂直进给)c)列运动平衡式：列运动平衡式：fuba325269233939252172111进mm/r进ua1b126/5232/4646/3252/2630540.40.561.161.6394
12、50.630.871.802.5049351.001.412.904.00进u表2.13 Y3150E型滚齿机的进给量f（mm/r）例例3 用高速钢单头滚刀（用高速钢单头滚刀（型）滚切型）滚切7级精级精度、表面粗糙度为度、表面粗糙度为Ra 2.5的钢质齿轮，已知滚的钢质齿轮，已知滚刀的直径刀的直径de=100mm，头数，头数k=1，模数，模数m=3mm，孔径孔径D=32mm，齿轮的齿数，齿轮的齿数z工件工件=63，模数，模数m=3mm，试确定滚刀架的进给量，试确定滚刀架的进给量f。解：根据齿轮加工工艺守则（JB/9168.9-1998），进给量在0.55.0mm/r范围内选择。根据手册查齿轮与
13、花键加工切削用量，进给量f=2.12.7mm/r.结合表2.13，粗加工进给量取f=2.50 mm/r；精加工取f=0.87 mm/r。（3）滚切斜齿圆柱齿轮的传动链分析计算）滚切斜齿圆柱齿轮的传动链分析计算 从运动分析可知，滚切斜齿圆柱齿轮与直齿圆柱从运动分析可知，滚切斜齿圆柱齿轮与直齿圆柱齿轮的差别在于增加一条差动传动链。这条传动齿轮的差别在于增加一条差动传动链。这条传动链要完成齿槽的螺旋线形成，其它传动链与滚切链要完成齿槽的螺旋线形成，其它传动链与滚切直齿齿轮时的相同。直齿齿轮时的相同。主运动传动链和轴向进给传动链与滚切直齿轮主运动传动链和轴向进给传动链与滚切直齿轮时完全相同。由于滚切斜
14、齿轮时需要运动合成，时完全相同。由于滚切斜齿轮时需要运动合成，这时展成运动传动链的，其计算与滚切直齿轮相这时展成运动传动链的，其计算与滚切直齿轮相同。由于使用合成机构后，轴的旋转方向改变，同。由于使用合成机构后，轴的旋转方向改变，所以在展成运动传动链调整时，要按机床使用说所以在展成运动传动链调整时，要按机床使用说明的规定使用或不使用惰轮。明的规定使用或不使用惰轮。差动传动链（换置器官为）的调整计算如下：差动传动链（换置器官为）的调整计算如下：a)决定末端件：滚刀架决定末端件：滚刀架工作台心轴工作台心轴b)计算位移：计算位移：T mm（刀架垂直移动）（刀架垂直移动）l r（工件）（工件）c)列运
15、动平衡式：列运动平衡式：1721723625222532222xufeudcbaT合tanIZmT端cos法端mmsinIZmT法2合ukmdcbauy法sin92222d)导出换置公式：导出换置公式：图图2.67 螺旋线的展开图螺旋线的展开图 例例3，已知被加工齿轮的齿数，已知被加工齿轮的齿数z工件工件=63，模数，模数mn=3mm，螺旋角，螺旋角=20，试确定差动挂轮，试确定差动挂轮a2、b2、c2、d2的齿数的齿数。解：由解：由 02606043.11320sin9sin92222kmdcbauy法 lg1.02606043=0.01112939，查对数挂轮表，查对数挂轮表0.011-1
16、729与与0.011-1731相近，得相近，得4173 3783，即即a2=41、b2=37、c2=73、d2=83。实际传动比实际传动比uy=4173/3783=0.974601107 误差为误差为0.051459322。满足满足2个运动合成运动加工情况，通过合个运动合成运动加工情况，通过合成（差动）机构实现合成运动的合成，通过长成（差动）机构实现合成运动的合成，通过长齿和短齿离合器实现两种直齿和斜齿论的加工。齿和短齿离合器实现两种直齿和斜齿论的加工。为了使轴向进给运动平衡方程式中消去为了使轴向进给运动平衡方程式中消去因子，轴向采用了模数制丝杠，使调整计算方因子，轴向采用了模数制丝杠，使调整
17、计算方便。这也为机器设计提供了一种典型思路。便。这也为机器设计提供了一种典型思路。（4）刀架快速移动传动链）刀架快速移动传动链刀架轴向快速移动主要用于调整机床，使刀具刀架轴向快速移动主要用于调整机床，使刀具快速接近或退回工件切削起始点位置。在滚切快速接近或退回工件切削起始点位置。在滚切斜齿轮时，当加工工件需采用几次吃刀（分粗、斜齿轮时，当加工工件需采用几次吃刀（分粗、精加工），在每次加工后，要将滚刀快退回起精加工），在每次加工后，要将滚刀快退回起始位置，滚刀应按螺旋线轨迹退回，以免出现始位置，滚刀应按螺旋线轨迹退回，以免出现“乱扣乱扣”，在初件试切时，调整螺旋方向，即，在初件试切时，调整螺旋方
18、向，即a2、b2、c2、d2挂轮中是否需要加介轮。挂轮中是否需要加介轮。当刀架快速退回时，主电动机运动与否均可。当刀架快速退回时，主电动机运动与否均可。因为它与快速电动机分属两个不同的独立运动。因为它与快速电动机分属两个不同的独立运动。（5）径向进给法滚切蜗轮传动链）径向进给法滚切蜗轮传动链 用径向进给法滚切蜗轮时，主运动传动链和展成运用径向进给法滚切蜗轮时，主运动传动链和展成运动传动链与滚切直齿轮时的相同。其不同点在于所用动传动链与滚切直齿轮时的相同。其不同点在于所用的刀具为蜗轮滚刀，滚刀心轴水平安装，滚刀刀架不的刀具为蜗轮滚刀，滚刀心轴水平安装，滚刀刀架不作垂直进给，而用刀具或工件的径向移
19、动实现径向进作垂直进给，而用刀具或工件的径向移动实现径向进给运动。给运动。在在Y3150E型滚齿机上，径向进给为床身溜板连同型滚齿机上，径向进给为床身溜板连同工作台和后立柱在床身导轨上水平移动。径向进给行工作台和后立柱在床身导轨上水平移动。径向进给行程较短，但对行程终点要求较高（影响齿厚），一般程较短，但对行程终点要求较高（影响齿厚），一般用摇动手柄来实现。床身右端的液压缸和活塞用于在用摇动手柄来实现。床身右端的液压缸和活塞用于在加工完毕后使工件快速退离滚刀，以便装卸工件。加工完毕后使工件快速退离滚刀，以便装卸工件。（6）Y3150E型滚齿机窜刀型滚齿机窜刀机构机构 1 1.用来加工用来加工
20、的机床称为齿轮加工机床。的机床称为齿轮加工机床。2.2.圆柱齿轮轮齿的齿形有圆柱齿轮轮齿的齿形有 等型；等型；齿长方向形状有齿长方向形状有 等；齿轮的轮体有等；齿轮的轮体有 等。等。3.3.加工齿形方法有哪些？加工齿形方法有哪些？4.4.滚齿机上滚切斜齿圆柱齿轮时，主传动链控滚齿机上滚切斜齿圆柱齿轮时，主传动链控制了制了 运动的运动的 参数；范成运动链控制参数；范成运动链控制了了 运运动的动的 参数；参数；轴向进给链控制轴向进给链控制了了 运动的运动的 参数；差动链控参数；差动链控制了制了 运动的运动的 参数。参数。5.5.加工齿数为加工齿数为3131、模数为、模数为3 3的齿轮，试调整机床。的齿轮，试调整机床。
