1、上次課程內容回顧2.4齒輪加工機床 2.4.1齒輪加工機床的工作原理和分類 2.4.2 滾齒機的運動分析 本次課程內容介紹 2.4.3 Y3150E型滾齒機 2.4.3 Y3150E型滾齒機型滾齒機 （1）滾齒機的用途、布局和技術參數）滾齒機的用途、布局和技術參數 YT3150E型滾齒機主要用于滾切直齒圓柱齒輪和斜齒圓柱齒輪，也可滾切花鍵軸，可用手動徑向進給法滾切蝸輪，加工齒輪的精度為79級。 若第若第、組公差要求相同，可標注為組公差要求相同，可標注為7-H-K；若不同，則分別標注為；若不同，則分別標注為7（運動準確性）（運動準確性）-7（運動平穩性）（運動平穩性）-7（載荷分布均勻性）（載荷

2、分布均勻性）-H（齒（齒厚上偏差）厚上偏差）-K（齒厚下偏差）（齒厚下偏差） GB10095-1988。未加說明的，加工時的精度等級按第未加說明的，加工時的精度等級按第組公差組公差要求進行。要求進行。 圖2.65 Y3150E型滾齒機 Y3150E型滾齒機的主要技術參數為：型滾齒機的主要技術參數為：最大加工工件直徑為最大加工工件直徑為500mm； 最大加工工件寬度為最大加工工件寬度為250mm；最大加工工件模數為最大加工工件模數為8mm； 最小加工工件齒數最小加工工件齒數 Zmin=5k（k為滾刀頭數）；為滾刀頭數）；刀具最大直徑刀具最大直徑160mm；最大長度；最大長度160mm； 刀具心軸

3、直徑刀具心軸直徑22、27、32mm； 工件心軸直徑工件心軸直徑30mm； 主電機主電機 1430r/min； 4kW 外形尺寸外形尺寸243912721770mm （2）滾切直齒圓柱齒輪的傳動鏈分析計算）滾切直齒圓柱齒輪的傳動鏈分析計算 滾齒機是一種運動較復雜的機床，機床的傳滾齒機是一種運動較復雜的機床，機床的傳動系統也比較復雜。在進行傳動鏈分析時，首動系統也比較復雜。在進行傳動鏈分析時，首先根據機床的傳動原理圖各條傳動鏈的傳動路先根據機床的傳動原理圖各條傳動鏈的傳動路線和相互關系，然后根據機床的傳動系統圖一線和相互關系，然后根據機床的傳動系統圖一條一條的進行分析，分析每條傳動鏈實現其功條一

4、條的進行分析，分析每條傳動鏈實現其功能采用的機構，進行傳動鏈的運動參數調整計能采用的機構，進行傳動鏈的運動參數調整計算分析。分析步驟包括：找兩端件；確定兩末算分析。分析步驟包括：找兩端件；確定兩末端件間的計算位移；列出運動平衡式；由運動端件間的計算位移；列出運動平衡式；由運動平衡式導出換置公式。平衡式導出換置公式。 由機床運動分析已知，滾切直齒輪時需要三由機床運動分析已知，滾切直齒輪時需要三條傳動鏈：主運動傳動鏈，展成運動傳動鏈和條傳動鏈：主運動傳動鏈，展成運動傳動鏈和垂直進給傳動鏈。垂直進給傳動鏈。 主運動傳動鏈a) 確定末端件：主電動機滾刀主軸b) 計算位移： （電動機） n電 r/min

5、 （滾刀）n刀 r/minc) 列運動平衡式：式中，A/B分別為：24/48、36/36、48/24；三聯滑移齒輪的變速比分別為：27/43、31/39、35/35。 刀變nBAu802028282828282842211651151430r/min 滑移齒輪與交換齒輪組合實現變速，其特點是結構簡單、操作滑移齒輪與交換齒輪組合實現變速，其特點是結構簡單、操作不夠方便，一般用于不經常變速的場合。不夠方便，一般用于不經常變速的場合。 問題：我們介紹了幾種變速形式？分別適合什么場合？并結合問題：我們介紹了幾種變速形式？分別適合什么場合？并結合具體機床說明。具體機床說明。變uAB24483636482

6、4 27434080160313950100200353563125250表2.12 Y3150E型滾齒機的滾刀主軸的轉速型滾齒機的滾刀主軸的轉速 例例1 用高速鋼單頭滾刀（用高速鋼單頭滾刀（型）滾切型）滾切7級精度、表面粗級精度、表面粗糙度為糙度為Ra 2.5的鋼質齒輪，已知滾刀的直徑的鋼質齒輪，已知滾刀的直徑de=100mm，頭，頭數數k=1，模數，模數m=3mm，孔徑，孔徑D=32mm，齒輪的齒數，齒輪的齒數z工件工件=63，模數，模數m=3mm，試確定滾刀主軸的轉速，試確定滾刀主軸的轉速。 解：根據齒輪加工工藝守則（解：根據齒輪加工工藝守則（JB/9168.9-1998JB/9168.

7、9-1998），），切削切削速度速度v vc c在在151540m/min40m/min范圍內選擇。范圍內選擇。根據查手冊的根據查手冊的“齒輪齒輪與花鍵加工切削用量與花鍵加工切削用量”，粗加工進給量，粗加工進給量f=2.12.7mm/r；精加工進給量精加工進給量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。 精加工時的主軸轉速精加工時的主軸轉速=120r/min。 由表由表5-135-13得，得，粗加工時的主軸轉速取粗加工時的主軸轉速取80 r/min，精加工，精加工時取時取100 r/min。為了刀具

8、壽命，要取接近的較小一級轉速。為了刀具壽命，要取接近的較小一級轉速。 min/921002910001000rdvnec刀 展成運動傳動鏈展成運動傳動鏈a) 確定末端件：確定末端件： 滾刀滾刀工作臺心軸工作臺心軸b) 計算位移：滾刀轉計算位移：滾刀轉 1 r工件轉工件轉 K/Z工工 rc) 列運動平衡方程式：列運動平衡方程式： d) 導出換置公式導出換置公式式中，式中， 為合成機構的傳動比，滾切直齒輪時。為合成機構的傳動比，滾切直齒輪時。工合Zkdcbafeu721564228282828282820801合u1合u工Zkefdcbaux24 e、f是一對是一對“結構性掛輪結構性掛輪”，根據被

9、加工齒，根據被加工齒輪齒數選取，用值來調整的數值，它使的分子、輪齒數選取，用值來調整的數值，它使的分子、分母相差倍數不致于過大。分母相差倍數不致于過大。 當當5 20時，取時，取e=48，f=24； 當當21 142時，取時，取e=36，f=36； 當當143 時，取時，取e=24，f=48。 工Zkefdcbaux24kZ工kZ工kZ工 例例2，已知滾刀的頭數，已知滾刀的頭數k=1，模數，模數m=3mm，齒輪，齒輪的齒數的齒數z工件工件=63，模數，模數m=3mm，試確定展成掛輪，試確定展成掛輪a、b、c、d的齒數的齒數。 解：隨Y3150E型滾齒機帶的掛輪齒數分別為： 20、20、23、2

10、4、24、25、26、30、32、33、34、35、36、36、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、83、85、86、89、90、92、94、95、97、98、100。3624352094756454632424工zkdcbaux 若被加工齒輪的齒數在機床所帶掛輪齒數中若被加工齒輪的齒數在機床所帶掛輪齒數中沒有，需要從上列齒輪中選擇合適的齒數，一般沒有，需要從上列齒輪中選擇合適的齒數，一般采用公約數分解的形式，通過試湊的方法選擇合采用公約數

11、分解的形式，通過試湊的方法選擇合適的掛輪。適的掛輪。 若被加工齒輪的齒數在上列齒數之中，其調整若被加工齒輪的齒數在上列齒數之中，其調整計算就十分方便，如計算就十分方便，如45齒的齒輪，則齒的齒輪，則或（或（24/24-24/ 45）。有多種答案）。有多種答案45242020452424工zkdcbaux軸向進給傳動鏈軸向進給傳動鏈a) 確定末端件：工作臺心軸確定末端件：工作臺心軸滾刀架滾刀架b) 計算位移：計算位移：1 r（工作臺）（工作臺）f mm (刀架垂直進給刀架垂直進給)c) 列運動平衡式：列運動平衡式：fuba325269233939252172111進mm/ r進ua1b126/5

12、232/4646/3252/2630540.40.561.161.639450.630.871.802.5049351.001.412.904.00進u表2.13 Y3150E型滾齒機的進給量f （mm/ r） 例例3 用高速鋼單頭滾刀（用高速鋼單頭滾刀（型）滾切型）滾切7級精級精度、表面粗糙度為度、表面粗糙度為Ra 2.5的鋼質齒輪，已知滾的鋼質齒輪，已知滾刀的直徑刀的直徑de=100mm，頭數，頭數k=1，模數，模數m=3mm，孔徑孔徑D=32mm，齒輪的齒數，齒輪的齒數z工件工件=63，模數，模數m=3mm，試確定滾刀架的進給量，試確定滾刀架的進給量f 。 解：根據齒輪加工工藝守則（JB

13、/9168.9-1998），進給量在0.55.0mm/r范圍內選擇。 根據手冊查齒輪與花鍵加工切削用量，粗加工f=2.12.7mm/r,精加工f=0.70.9mm/r. 結合表2.13，粗加工進給量取f=2.50 mm/r；精加工取f=0.87 mm/r。 （3）滾切斜齒圓柱齒輪的傳動鏈分析計算）滾切斜齒圓柱齒輪的傳動鏈分析計算 從運動分析可知，滾切斜齒圓柱齒輪與直齒圓柱從運動分析可知，滾切斜齒圓柱齒輪與直齒圓柱齒輪的差別在于增加一條差動傳動鏈。這條傳動齒輪的差別在于增加一條差動傳動鏈。這條傳動鏈要完成齒槽的螺旋線形成，其它傳動鏈與滾切鏈要完成齒槽的螺旋線形成，其它傳動鏈與滾切直齒齒輪時的相同

14、。直齒齒輪時的相同。 主運動傳動鏈和軸向進給傳動鏈與滾切直齒輪主運動傳動鏈和軸向進給傳動鏈與滾切直齒輪時完全相同。由于滾切斜齒輪時需要運動合成，時完全相同。由于滾切斜齒輪時需要運動合成，這時展成運動傳動鏈的，其計算與滾切直齒輪相這時展成運動傳動鏈的，其計算與滾切直齒輪相同。由于使用合成機構后，軸的旋轉方向改變，同。由于使用合成機構后，軸的旋轉方向改變，所以在展成運動傳動鏈調整時，要按機床使用說所以在展成運動傳動鏈調整時，要按機床使用說明的規定使用或不使用惰輪。明的規定使用或不使用惰輪。 4.滾齒機的運動合成機構 作用：將范成運動中工件的旋轉運動和工件的附加運動合成后傳到工作臺，使工件獲得合成運

15、動。 用途：加工斜齒圓柱齒輪、 大質數齒輪 切向進給法加工蝸輪時。 合成機構：圓柱齒輪或錐齒輪行星機構。 滾切斜齒圓柱齒輪時，工件的旋轉運動是兩個運動的合成：范成運動中的旋轉運動B12和螺旋軌跡運動的附加運動B2 。合成機構作用：將兩個運動合成 不發生矛盾加工直齒輪加工斜齒輪傳動比計算 合成機構的傳動比計算式： 3221HIXHX) 1(nnnzzzznaa1HIXHXnnnn 在范成運動傳動鏈中，來自滾刀的運動由齒輪zx經合成機構傳至軸X；可設nH=0，則軸IX與X之間的傳動比為：1IXXnn1合u 在附加運動傳動鏈中，來自刀架的運動由齒輪zy傳給轉臂H，再經合成機構傳至軸；可設nIX=0，

16、則轉臂H與軸X之間的傳動比為：2HXnn2合u加工斜齒圓柱齒輪、大質數齒輪以及用切向法加工蝸輪時，范成運動和附加運動同時通過合成機構傳動，并分別按傳動比u合1=-1 及u合2=2經軸和齒輪e傳往工作臺。加工直齒圓柱齒輪時，工件不需要附加運動 差動傳動鏈（換置器官為）的調整計算如下：差動傳動鏈（換置器官為）的調整計算如下：a) 決定末端件：滾刀架決定末端件：滾刀架工作臺心軸工作臺心軸b) 計算位移：計算位移：T mm（刀架垂直移動）（刀架垂直移動）l r（工件）（工件）c) 列運動平衡式：列運動平衡式：1721723625222532222xufeudcbaT合tanIZmT端cos法端mmsi

17、nIZmT法2合ukmdcbauy法sin92222d) 導出換置公式：導出換置公式： 圖圖2.67 螺旋線的展開圖螺旋線的展開圖 例例3，已知被加工齒輪的齒數，已知被加工齒輪的齒數z工件工件=63，模數，模數mn=3mm，螺旋角，螺旋角=20，試確定差動掛輪，試確定差動掛輪a2、b2、c2、d2的齒數的齒數。解：由解：由 02606043. 11320sin9sin92222kmdcbauy法 lg1.02606043=0.01112939，查對數掛輪表，查對數掛輪表0.011-1729與與0.011-1731相近，得相近，得4173 3783，即即a2=41、b2=37、c2=73、d2=

18、83。 實際傳動比實際傳動比uy=4173/3783=0.974601107 誤差為誤差為0.051459322。 滿足滿足2個運動合成運動加工情況，通過合個運動合成運動加工情況，通過合成（差動）機構實現合成運動的合成，通過長成（差動）機構實現合成運動的合成，通過長齒和短齒離合器實現兩種直齒和斜齒輪的加工。齒和短齒離合器實現兩種直齒和斜齒輪的加工。 為了使軸向進給運動平衡方程式中消去為了使軸向進給運動平衡方程式中消去因子，軸向采用了模數制絲杠，使調整計算方因子，軸向采用了模數制絲杠，使調整計算方便。這也為機器設計提供了一種典型思路。便。這也為機器設計提供了一種典型思路。 （4）刀架快速移動傳動

19、鏈）刀架快速移動傳動鏈刀架軸向快速移動主要用于調整機床，使刀具刀架軸向快速移動主要用于調整機床，使刀具快速接近或退回工件切削起始點位置。在滾切快速接近或退回工件切削起始點位置。在滾切斜齒輪時，當加工工件需采用幾次吃刀（分粗、斜齒輪時，當加工工件需采用幾次吃刀（分粗、精加工），在每次加工后，要將滾刀快退回起精加工），在每次加工后，要將滾刀快退回起始位置，滾刀應按螺旋線軌跡退回，以免出現始位置，滾刀應按螺旋線軌跡退回，以免出現“亂扣亂扣”，在初件試切時，調整螺旋方向，即，在初件試切時，調整螺旋方向，即a2、b2、c2、d2掛輪中是否需要加介輪。掛輪中是否需要加介輪。 當刀架快速退回時，主電動機運動與否均可。當刀架快速退回時，主電動機運動與否均可。因為它與快速電動機分屬兩個不同的獨立運動。因為它與快速電動機分屬兩個不同的獨立運動。 （5）徑向進給法滾切蝸輪傳動鏈）徑向進給法滾切蝸輪傳動鏈 用徑向進給法滾切蝸輪時，主運動傳動鏈和展成運用徑向進給法滾切蝸輪時，主運動傳動鏈和展成運動傳動鏈與滾切直齒輪時的相同。其不同點在于所用動傳動鏈與滾切直齒輪時的相同。其不同點在于所用的刀具為蝸輪滾刀，滾刀心軸水平安裝，滾刀刀架不的