第六章齒輪加工機(jī)床
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1、第六章 齒輪加工機(jī)床(12學(xué)時(shí)) 基本內(nèi)容:齒輪加工的方法、分類;滾齒機(jī)的滾齒原理、加工直齒、斜齒圓柱齒輪的運(yùn)動(dòng)和傳運(yùn)原理圖。Y3150E滾齒機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)分析、其他齒輪加工機(jī)床簡(jiǎn)介。 教學(xué)重點(diǎn):直齒、斜齒同柱齒輪的運(yùn)動(dòng)及其方向,傳動(dòng)原理圖主運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈、進(jìn)給運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈、差動(dòng)運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈、展成運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈的分析。 教學(xué)難點(diǎn):斜齒圓柱齒輪的傳動(dòng)系統(tǒng)及運(yùn)動(dòng)分析 基本要求:了解齒輪齒面的加工方法、齒輪加工機(jī)床的類型;了解滾齒原理,掌握滾切直齒和斜齒園柱齒面的運(yùn)動(dòng)、傳動(dòng)原理和傳動(dòng)鏈分析;了解Y3150E型滾齒機(jī)的工作原理、傳動(dòng)系統(tǒng)分析及調(diào)整;了解插齒機(jī)的用途、工作原理及傳動(dòng)系統(tǒng);了解園柱齒輪精加工機(jī)
2、床的工作原理和應(yīng)用。 作業(yè): 1. 用左旋滾刀加工直齒齒輪,已知:B1順銑 2. 用右旋滾刀加工左旋齒輪,已知:B1順銑 用左旋滾刀加工右旋齒輪,已知:B1順銑 求:1)畫出園柱注A、B2、B3方向及安裝角δ 2)并畫出傳動(dòng)原理圖(直齒加工或斜齒加工) 以上題畫出完整的傳動(dòng)原理圖 §4—1 概述 一、分類 齒輪加工機(jī)床分兩類: 園柱齒輪加工機(jī)床:切齒機(jī)(滾齒機(jī)、插齒機(jī)、花鍵銑車齒機(jī)) 精加工機(jī):珩齒、剃齒、磨齒 齒輪倒角機(jī),齒輪噪聲檢查機(jī) 錐齒輪加工機(jī)床:直齒錐齒輪加工機(jī)床:刨齒機(jī)、銑齒機(jī)、拉齒機(jī)及精加工機(jī)床 曲線齒錐齒輪加工機(jī)床:銑齒、拉齒及精加工
3、機(jī)床 倒角機(jī):淬火機(jī)、滾動(dòng)檢查機(jī) 二、加工方法 就其工作原理分兩類: 1. 成形法:(仿形法) 刀刃形狀與被加工齒輪槽截面形狀相同(成形刀具)書P177幻燈片圖7-1 又分: a. 單齒廓成形刀具:如圖書P177圖7—1 每次僅加工一個(gè)齒槽,利用分度裝置進(jìn)行分度依次切出各齒槽 優(yōu)點(diǎn):刀具與機(jī)床結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,可在通用機(jī)床上裝分度裝置加工,如:在升降臺(tái)銑床,牛頭刨上用齒輪銑刀或成形刨刀加工 缺點(diǎn):∵同模數(shù),不同齒數(shù),齒形曲線就不同 ∴要備有很多把成形刀,一般機(jī)床上一種模數(shù)提供8(或15)把刀,一把刀僅加工一定齒數(shù)范圍的一組齒輪,齒形曲線是按該范圍內(nèi)最小齒數(shù)的齒形制造. ∴加工其
4、它齒數(shù)的齒輪時(shí),存在有齒形誤差,在通用機(jī)床上,∵分度頭的精度↓,∴加工精度↓,生產(chǎn)率↓ ∴用于加工單件小批及修配中精度低的齒輪及重型機(jī)床上大型齒輪。 b。 多齒廓 同時(shí)加工出齒輪的各槽 如齒輪拉刀、推刀加工內(nèi)、外齒輪P178圖7-2,P178圖7-2 幻燈片 優(yōu)點(diǎn):可得較高的加工精度和生產(chǎn)率 缺點(diǎn):要求所用刀具制造精度↑,結(jié)構(gòu)復(fù)雜,每套刀只能加工一種模數(shù)和齒數(shù)的齒輪,成本高。 ∴用于大批量生產(chǎn)中 2. 展成法(范成法) 切削刀具與工件之間有嚴(yán)格的相對(duì)運(yùn)動(dòng)關(guān)系,根據(jù)齒輪的嚙合原理加工齒輪。 優(yōu)點(diǎn):同一把刀可加工同一模數(shù)不同齒數(shù)的各齒輪,加工精度、生產(chǎn)率較高,如插齒機(jī)、滾齒機(jī)
5、、剃齒機(jī),大多數(shù)磨齒機(jī)錐齒加工機(jī)等,應(yīng)用廣泛。按以前的備課內(nèi)容新吉大書§4-1,機(jī)床運(yùn)動(dòng)分析的概念 (新吉大書P172 §4-2) §4—2 滾齒機(jī) (書P181 §7-3) 一、用途 齒輪滾刀加工:直齒、斜齒齒輪 蝸輪滾刀加工:蝸輪 非漸開線齒形滾刀加工:花鍵軸、鏈輪 二、滾切原理 根據(jù)展成法原理加工 (舊書有0080圖4—13滾齒原理)(新吉大書P172,圖4-12,幻燈片P182,圖7-8) 書P182 圖7-8(新吉大書 圖4-12) △一對(duì)軸線交叉的螺旋齒輪嚙合,其中一個(gè)齒數(shù)↓,螺旋角↑,成了螺桿,將蝸桿開槽、鏟背,就是滾刀(刀刃分布在蝸桿螺紋表面上)
6、 △滾刀按螺旋齒輪的嚙合原理加工齒輪,工件的每個(gè)齒形都由滾刀在旋轉(zhuǎn)中依次對(duì)工件切削的數(shù)條刀刃線包絡(luò)而成.幻燈片P182,圖7—9 如圖書P182 圖7—9 (新吉大書P167,圖4—7) (滾刀相當(dāng)于漸開線斜齒輪,但∵加工困難,∴用阿基米德螺旋線滾刀或法向直線滾刀)幻燈片舊吉大書0080—圖4-4-3,齒輪滾刀。 △滾刀與齒坯兩軸線的相對(duì)位置應(yīng)相當(dāng)于兩個(gè)螺旋齒輪相嚙全時(shí)軸線的相對(duì)位置 即:滾刀的安裝:一滾刀刀架如何調(diào)整 其安裝角d:必須使它的螺旋線方向準(zhǔn)確地和被加工齒輪輪齒方向相一致。 A。 加工直齒安裝 w-滾刀螺旋升角 d-刀具安裝角 A-刀架沿工件軸向直線移動(dòng) B1+
7、B2-范成運(yùn)動(dòng) 書P182 圖7—11 中專書P133圖7-12 書上是刀具在后(a, b)工件在前 B。 加工斜齒安裝 滾刀與齒坯兩軸線的相對(duì)位置應(yīng)相當(dāng)于兩個(gè)螺旋齒輪相嚙合時(shí)軸線的相對(duì)位置,即:其安裝角d必須使它的螺旋線方向準(zhǔn)確地和被加工齒輪輪齒方向相一致。 安裝角d = b±w?(直齒時(shí)b = 0°) (同旋向相減,異旋向相加) (中專書P133圖7-12 c) d) e) f)) W-滾刀螺旋升角 b-齒輪螺旋角 A-刀架沿工件軸向直線移動(dòng) B1+B2-范成運(yùn)動(dòng) B3-加工斜齒輪的附加運(yùn)動(dòng) (一)加工直齒輪機(jī)床的運(yùn)動(dòng)及傳動(dòng)聯(lián)系 傳動(dòng)原理圖 B1+B2
8、-范成運(yùn)動(dòng) A—直線移動(dòng) a. 主運(yùn)動(dòng) mV-主運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈換置機(jī)構(gòu) 末端件 Y3150E 電機(jī)-滾刀 n電-n刀 n刀 = ?。ㄇ邢魉俣龋恚痬in) 滾刀直徑mm b。 展成運(yùn)動(dòng)B1+B2 滾刀與工件對(duì)滾,加工出齒形,方向確定 一個(gè)獨(dú)立的復(fù)合運(yùn)動(dòng)(內(nèi)聯(lián)系傳動(dòng)鏈) 實(shí)現(xiàn)展成運(yùn)動(dòng): 用滾刀-刀具↓B1、工件↓B2 運(yùn)動(dòng)之間有嚴(yán)格的速比要求 mX-展成運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈置換機(jī)構(gòu) 工件轉(zhuǎn)1r加工出2個(gè)齒,而工件加工一個(gè)齒滾刀轉(zhuǎn)1r, 1r:2個(gè)齒=xr:1個(gè)齒 工件x = 設(shè)滾刀頭數(shù)k,工件齒數(shù)Z 末端件 滾刀-工件 1(r) K/Z (r) 即k個(gè)齒
9、 B1,B2運(yùn)動(dòng)合成可形成生線,要形成齒面則用相切法形成 工件的旋轉(zhuǎn)方向由滾刀螺旋線方向和回轉(zhuǎn)方向定,如上圖。 C. 垂直運(yùn)動(dòng)A 方向確定 ∵滾刀切削刃為一點(diǎn),要切出整個(gè)齒寬上的齒形 ∴刀架要做直線運(yùn)動(dòng)A↓ mS-垂直運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈置換機(jī)構(gòu) 工件-滾刀 1(r)?? f mm (二)加工斜齒輪浪齒機(jī)的運(yùn)動(dòng)及傳動(dòng)聯(lián)系 對(duì)斜齒輪來說,在齒長(zhǎng)方向取一段來看是條斜線,實(shí)際是條螺旋線,也就是說斜齒與直齒的差別僅在于直齒導(dǎo)線是直線,斜齒是螺旋線,下面我們來看一下加工斜齒時(shí)通過那些運(yùn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)的. 加工斜齒時(shí)將直齒輪切成若干薄片,將每對(duì)薄片相對(duì)轉(zhuǎn)過螺旋角b則形成斜齒輪. 若滾刀在I位置時(shí),
10、切削點(diǎn)正好為a點(diǎn),滾刀下降DS時(shí),ac是直齒輪齒線,ac¢是斜齒輪齒線。 要切削的直齒齒輪輪齒b點(diǎn),正對(duì)著滾刀的切削點(diǎn),但若滾切的是斜齒齒輪,需要切削的是b¢點(diǎn),而不是b點(diǎn)。 ∴要求在滾刀直線下移Ds的過程中工件的轉(zhuǎn)速應(yīng)切,直齒齒輪時(shí)要快或慢一點(diǎn)。 也就是說,滾切斜齒除了需要滾切直齒的運(yùn)動(dòng)正成運(yùn)動(dòng)外,還需要一個(gè)附加運(yùn)動(dòng)B3必快,慢程度也就是B3與的轉(zhuǎn)向是根據(jù)工件,刀具的螺旋線旋向來定。 工件、刀具 同旋向時(shí)相加比加工直齒轉(zhuǎn)速快→B2 同旋向時(shí)相加比加工直齒轉(zhuǎn)速快→B3 (B2+B3) 異放慢向時(shí)相減慢→B2 異放慢向時(shí)相減慢→B3(B2-B3) 正好安裝角相反 你們自己
11、回去分析比加工一下是不是 傳動(dòng)原理圖 滾切直齒輪時(shí)無,也就是將合成運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu) 1)主運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈B1-外與直齒相同 2)軸向進(jìn)給傳動(dòng)鏈A-外與直齒相同 3)展成運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈B2-內(nèi)與直齒相同 4)附加運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈B3-內(nèi) 末端件 刀架↓-工件↓(根據(jù)螺旋線在一個(gè)導(dǎo)程完后的位置定) 運(yùn)動(dòng)關(guān)系:垂直移動(dòng)T(mm)? ±1r (∵ms = mn/cosb) ∴ ms, mn-各為工件端面模數(shù)及法向模數(shù) Z—工件齒數(shù) b-工件螺旋角 ∴ 工件的總回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)量由展成運(yùn)動(dòng)(B2)和附加運(yùn)動(dòng)(B3)合成 ∴ 在傳動(dòng)鏈中配置合成機(jī)構(gòu),如(傳動(dòng)原理圖上圖) 在滾齒機(jī)上常用行星齒輪機(jī)構(gòu)作
12、為運(yùn)動(dòng)合成機(jī)構(gòu)(后面要講合成機(jī)構(gòu)如何實(shí)現(xiàn)的) my-附加運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈置換機(jī)構(gòu) (三)加工蝸輪 蝸輪加工原理與加工齒輪相似。但要求蝸輪滾刀的模數(shù)、頭數(shù)、螺旋角、直徑與蝸桿相同,加工時(shí),軸線與被切蝸輪軸線⊥,并位于被切蝸輪中心剖面上,加工方法有兩種: 1. 徑向進(jìn)給法:(常用) 主運(yùn)動(dòng)、展成運(yùn)動(dòng)與直齒加工相似. 但在垂直進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的同時(shí)要沿工件半徑作徑向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。(幻燈片P185圖7-15) 如圖P185圖7—15 2。 切向進(jìn)給法:(在滾刀刀架上裝有切向進(jìn)給溜板箱的滾齒機(jī)上用) 如圖P185圖7—15 采用帶切削錐的蝸輪滾刀,滾刀沿工件切線作進(jìn)給,切削錐部,粗加工,園柱部,精加
13、工。 主運(yùn)動(dòng)、展成運(yùn)動(dòng)與加工直齒相同。 切向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈: 工件??—— ?滾刀 1r?? ???f mm 由于切向切入,分齒運(yùn)動(dòng)關(guān)系被破壞,由附加運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償,附加運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈: 滾刀??—- 工件 切向移動(dòng)(πm)(一個(gè)周節(jié))??(回轉(zhuǎn)一個(gè)輪齒角度) 有合成機(jī)構(gòu)Σ如圖示。 附加運(yùn)動(dòng)方向與滾刀切向進(jìn)給方向一致。 c)飛刀加工蝸輪——單刀 三、Y38型滾齒機(jī)(中專書)(孫振均,吳圣莊習(xí)題)P211 14,15題 最大加工模數(shù)、滾齒機(jī)、齒輪加工機(jī)床,是專門化機(jī)床 園柱齒輪加工機(jī)床(重慶) 錐柱齒輪加工機(jī)床(天津) 小柱齒輪加工機(jī)床(寧江) 掛圖冊(cè),P74第三十五幅
14、 1。 布局 參看Y3150型 2. 主要技術(shù)規(guī)格 最大加工模數(shù) 加工直齒齒輪最大直徑 mmax =?。秏m(鋼) ?。健?mm(鑄) 加工直齒齒輪最大直徑 Dmax = 450mm(有外支架) = 800mm(無外支架) 加工斜齒齒輪最大直徑 Dmax = 500,190(b=30°,b=60°) 加工直齒齒輪最大滾切長(zhǎng) Lmax = 240 滾刀dmax = 120 滾刀 n刀 = 47.5~192r/min 工件-滾刀 1r ??0.5~3m/r 垂直進(jìn)給 主電機(jī)2.8kw 1430r/min 3. 加工直齒園柱齒輪調(diào)整計(jì)算:中專
15、書P83圖4-3,掛圖P83,圖4-3 (1)主運(yùn)動(dòng)B1-外鏈 電機(jī)-滾刀 n電 ?n刀 n刀 = 實(shí)驗(yàn) 此機(jī)床備有四對(duì)速度掛輪:18.42;22.38;25.35;28.32; 組合:,,,,,, n刀 = 47.5,64,79,97,127,155,192r/min 若已知D刀,V可得n刀,根據(jù)n刀可得A,B掛輪值(機(jī)床說明書中一般都提供滾刀主軸轉(zhuǎn)速掛輪表,可查得) (2)展成運(yùn)動(dòng):B2內(nèi)鏈 工件1r加Z個(gè)齒 工件加工一個(gè)齒↑ 而這時(shí)滾刀轉(zhuǎn)1r 滾刀——工件 1r ? (單頭)(Z-—工件齒數(shù)) 1/Kr (k頭) ? 1r??(工件1r,刀具轉(zhuǎn)
16、) 這時(shí) mS =1 (相當(dāng)于一個(gè)聯(lián)軸器) 為何要有e、f結(jié)構(gòu)掛輪呢: ∵Z↑ K↓,∴若無e,f 則分子,分母相差倍數(shù)過大 ∴增加e, f稱結(jié)構(gòu)掛輪 當(dāng)Z≤161時(shí)?? Z>161時(shí)? ? ? a, b, c, d 可根據(jù)加工齒輪的不同齒數(shù),由此機(jī)床備有的展成運(yùn)動(dòng)掛輪選配(共43個(gè))與YB150E基本一樣,原書P191 工件旋轉(zhuǎn)方向的改變應(yīng)在e, f之間加介輪來實(shí)現(xiàn)。 (3)垂直進(jìn)給運(yùn)動(dòng)A—-外鏈 工件 —— 刀架 1r? ?f?。韒 (f根據(jù)齒坯材料,齒面光潔度要求,加工精度及銑削方式(順銑或逆銑)定) 一般取f = 0.5~3 mm
17、/r 工作時(shí)間機(jī)動(dòng) k1 k2 k3通,調(diào)整機(jī)床時(shí)用手動(dòng),k1, k3, k2調(diào)方頭1,都應(yīng)使z = 60,z = 70,齒輪處于脫開位置。 4. 加工斜齒輪的調(diào)整計(jì)算 (1)主運(yùn)動(dòng)——外 與直齒相同 (2)軸向進(jìn)給--外 與直齒相同 (3)展成運(yùn)動(dòng)--內(nèi) 與直齒相同 但mS = -1 ∴ 在安裝展成運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)掛輪e, f時(shí),應(yīng)按機(jī)床說明書規(guī)定配加介輪。 (4)附加運(yùn)動(dòng)(差動(dòng))傳動(dòng)鏈B3—— 刀架——工件 Trm(導(dǎo)程)? 1r 根據(jù)前述 ∴ 已知b,mn,k求出my值查掛輪表得值。但當(dāng)my>1時(shí),則應(yīng)按1/my值查掛輪表得出掛輪值后再倒過來。
18、B3的方向與B2的方向同旋向時(shí)相加,異旋向時(shí)相減 ∴ 安裝差動(dòng)掛輪時(shí)要按機(jī)床說明書的規(guī)定使用介輪,計(jì)算8級(jí)齒輪,精度小數(shù)點(diǎn)取4位,計(jì)算7級(jí)齒輪,精度小數(shù)點(diǎn)取5倍.加工斜齒時(shí),k2, k3不可隨意脫開,若不用快速退刀,而用手動(dòng)、不能動(dòng)方頭1,而搖動(dòng)方頭3。 5. 刀架快速移動(dòng) 使刀架快速升降,在加工斜齒時(shí),起動(dòng)快速電機(jī),經(jīng)附加運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)工作臺(tái)轉(zhuǎn),以檢查附加運(yùn)動(dòng)方向正確否. 電機(jī)??—- 刀架 n快 ?? f快 f快 mm/分 快移時(shí):k1開,k2,k3合 6. 滾切齒數(shù)Z>100的質(zhì)數(shù)齒輪(直齒) 一般滾齒機(jī)只備有100以下的質(zhì)數(shù)齒輪掛輪,如加工齒數(shù)101,103,
19、107,109……>100的質(zhì)數(shù)齒數(shù)時(shí),就不能選到,而利用機(jī)床的附加運(yùn)動(dòng)鏈來解決。 (1)工作原理 滾齒機(jī)加工齒輪是由齒數(shù)來定展成運(yùn)動(dòng)掛輪,的齒數(shù)的 ?Z≤161時(shí) ? Z〉161時(shí) 但Z都不是>100的質(zhì)數(shù) 當(dāng)Z為質(zhì)數(shù),<100時(shí),不能分解因子,∴必有一個(gè)掛輪的齒數(shù)與Z相等或?yàn)楸稊?shù). 滾刀 —— 工件 Z<100 一般情況 1r k/z r 當(dāng)Z〉WO質(zhì)數(shù) 1r k/z0 r (z0為接近于z值,能用機(jī)床現(xiàn)有并掛輪的數(shù)值) ∵無Z值,而選用Z0值 ∴滾刀1r,工件運(yùn)動(dòng)誤差 (2)傳動(dòng)鏈調(diào)整計(jì)算 a)主運(yùn)動(dòng)與加工直齒相同 b)垂直進(jìn)給運(yùn)動(dòng)與
20、加工直齒相同 c)展成運(yùn)動(dòng) 見P302 Y3150E 滾刀??—-??工件 1r ?? ? z0 = z±Dz 當(dāng)Z0≤161 ??? Z0>161 ? d)附加運(yùn)動(dòng) 見P302,Y3150E 為使?jié)L刀轉(zhuǎn)1r得到工件轉(zhuǎn)實(shí)際,即補(bǔ)償±DZ值 工件 ——? 滾刀 1r? ?? + 見P302 式中: 在f進(jìn)給量確定后,其值為一個(gè)定值。 ∴ ±DZ = Z0-Z 當(dāng)Z0>Z 附加運(yùn)動(dòng)旋回與展成運(yùn)動(dòng)旋向相同 Z0〈Z 附加運(yùn)動(dòng)旋回與展成運(yùn)動(dòng)旋向相反,根據(jù)機(jī)床說明書選介輪 滾刀轉(zhuǎn)動(dòng)快一點(diǎn) f值不可中途任意改變,加工
21、過程中不能開快速運(yùn)動(dòng),如要多次走刀,播方頭1退刀.也即不能中途斷開附加運(yùn)動(dòng)和展成運(yùn)動(dòng)的關(guān)系。 7. 加工蝸輪:與加工齒輪相似,P290,滾刀軸線⊥蝸輪軸線 (1)徑向切入法 主運(yùn)動(dòng)、展成運(yùn)動(dòng)、垂直進(jìn)給運(yùn)動(dòng)與直齒相同,只是增加有橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng): 工件??-—??橫向進(jìn)給絲杠 1r ?? ?f橫 (2)切向切入法 主運(yùn)動(dòng)、展成運(yùn)動(dòng)與直齒加工同切向進(jìn)給運(yùn)動(dòng),P291 工件 —— ?切向切入絲杠(圖中的小圖) 1r ? ???f切 由于切向切入,分齒運(yùn)動(dòng)關(guān)系被破壞,由附加運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償。 附加運(yùn)動(dòng) 工件 ?——??切向進(jìn)給絲杠 1/Z r ???πm (mm) 節(jié)
22、距 這時(shí), Z≤161時(shí) 另外新吉大書P189講到了無差動(dòng)方法加工斜齒輪,即:不用差動(dòng)傳動(dòng)鏈合成機(jī)構(gòu),用計(jì)算的方法將加工斜齒時(shí)“多轉(zhuǎn)一點(diǎn)、少轉(zhuǎn)一點(diǎn)”放入滾刀、工件范成運(yùn)動(dòng)中考慮,得出調(diào)整計(jì)算式(可自看一下)。 7。 主要結(jié)構(gòu) 1. 合成機(jī)構(gòu)(參看書P185~P187中專書) 加工斜齒輪和切向進(jìn)給法加工蝸輪,加工Z7100的質(zhì)數(shù)齒輪,都要通過合成機(jī)構(gòu),使工件運(yùn)動(dòng)由展成運(yùn)動(dòng)和附加運(yùn)動(dòng)合成。 合成機(jī)構(gòu)—-園柱齒輪行星機(jī)構(gòu) 直齒時(shí):展成運(yùn)動(dòng)分齒mΣ=1 斜齒時(shí):展成運(yùn)動(dòng)分齒mΣ=-1附加運(yùn)動(dòng)mΣ=2 如何通過合成機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)上述要求呢? (
23、1)加工直齒:見書P304 如圖:結(jié)合掛圖即傳動(dòng)系統(tǒng)圖看 將離合器M1端面凸爪與轉(zhuǎn)臂H,聯(lián)結(jié),M1與軸Ⅲ鍵聯(lián)結(jié),使轉(zhuǎn)臂H,軸Ⅲ聯(lián)成一體,Z3,Z4,Z2不能相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。 mΣ=1(無附加運(yùn)動(dòng)) (2)加工斜齒: 如圖: 將M1取下,M2空套,在套筒T上,與軸Ⅲ鍵聯(lián)結(jié),M2的端面凸爪比M1大,可同時(shí)與蝸輪端面及轉(zhuǎn)臂H聯(lián)結(jié),使蝸輪和H通過M2聯(lián)為一體. 根據(jù)機(jī)械原理行星齒輪傳動(dòng),可得: (人站在H上看即H為參照系) (—1)是∵軸Ⅰ,Ⅲ回轉(zhuǎn)方向不同 Z1=Z2=Z3=Z4 ∴ nI(lǐng) = 2nH-nⅢ 在展成運(yùn)動(dòng)鏈中,運(yùn)動(dòng)從Z?。?42/56傳來,而nH = 0則 在
24、附加運(yùn)動(dòng)鏈中,運(yùn)動(dòng)從蝸輪、蝸桿傳來,而nⅠ = 0,則 ∴ 通過合成機(jī)構(gòu)可得各種運(yùn)動(dòng)情況下所需的m∑ 2. 滾刀結(jié)構(gòu) ? 幻燈片中專書P87圖4—5 中專書 P87 圖4-5 A. 滾刀刀架結(jié)構(gòu): 1)結(jié)構(gòu) 如圖4-5 刀架體 五個(gè)T型槽螺栓,固定在刀架溜板上,調(diào)整滾刀偏轉(zhuǎn)角時(shí)(即安裝角): 松開螺栓,擰動(dòng)1→蝸桿螺輪↓→內(nèi)齒輪↓→刀架體↓→最后擰緊螺栓→固定在刀架溜板上。 2)滾刀主軸結(jié)構(gòu)(參考新吉大書P183圖4-19) 前,后支承用滑動(dòng)軸承,螺栓7調(diào)使刀架體抱緊軸承套6 軸向切削力,斜齒齒合軸向力:推力軸承5,4承受→軸承套6→刀架體。 a)前軸承調(diào)整
25、松開12,13,卸下蓋10,調(diào)螺母11,使外錐度軸承套移動(dòng),消間隙,保證主軸旋轉(zhuǎn)精度。 b)主軸軸向位置 根據(jù)工作需要調(diào) 松開螺栓7,擰動(dòng)8,到所需位置,再擰緊7,夾緊6,固定主軸位置,軸承套6主軸一起移動(dòng)。 3)滾刀的對(duì)中(新吉大書是串刀機(jī)構(gòu)) 為在工件輪齒左右兩側(cè)切出對(duì)稱的漸開線齒形,必須使?jié)L刀的某個(gè)刀齒(或刀槽)的對(duì)稱線正確對(duì)準(zhǔn)被切齒輪的中心,叫“對(duì)中”,否則齒廓形狀不對(duì)稱。 a. 試切法對(duì)中 精度8級(jí)以上齒輪: 在齒坯上先試切出一圈淺刀痕,觀察是否對(duì)稱,若不對(duì)稱,松開7,擰動(dòng)8,使?jié)L刀軸向移動(dòng)少許,再試切,直至對(duì)稱。 b. 用對(duì)刀架對(duì)中(對(duì)刀架安裝進(jìn)廠看)幻燈片P88
26、圖4-7 精度7級(jí)以上齒輪:中專書圖4—7P88 對(duì)刀時(shí),選與滾刀模數(shù)相對(duì)應(yīng)的對(duì)刀棒,插入對(duì)刀架中心孔中,調(diào)滾刀軸向位置,使對(duì)刀棒的頭部同時(shí)均勻貼緊滾刀上某一齒槽兩側(cè)即可. 3。 工作臺(tái)結(jié)構(gòu)和工件安裝 如圖中專書P89圖4-8(新吉大書圖4-20) 1)結(jié)構(gòu) 工作臺(tái)由殼體2的錐孔定心(承受徑向力),支承在平導(dǎo)軌G上(并承受軸向力)顛覆力矩由錐孔、導(dǎo)軌G及園寬壓圈3承受。 分度蝸輪4由螺栓和定位銷與工作臺(tái)1固定 工件心軸底座8的孔內(nèi)為莫氏5號(hào)錐度,與工件心軸配,保證工件心軸與工作臺(tái)同心。 2)嚙合間隙的調(diào)整 分度蝸輪付的精度直接影響加工齒輪精度 ∴磨損后應(yīng)調(diào)整嚙合間隙 松
27、開托架5的螺釘、定位銷,并與蝸桿一起朝蝸輪徑向移動(dòng),保證嚙合側(cè)隙在0.03~0.05mm內(nèi),蝸桿頂園與蝸輪、齒根園徑向間隙1.2~1.5mm內(nèi),調(diào)好后,重新校正。 小型齒輪可裝在心軸上,上端用頂尖支承或支持在扶架套筒上,大型齒輪工件以輪轂孔在心軸上定位,并在靠近加工部分的輪像上夾緊。 不同的孔徑,不同輪轂形狀的齒輪,可用適當(dāng)?shù)闹虚g定心套筒和中間墊圈。 8. 幾種傳動(dòng)方案的比較 方案(一) (1)主運(yùn)動(dòng) 末端件:電機(jī)—-滾刀? ?外鏈 定關(guān)系:n電——n刀 運(yùn)動(dòng)平衡式:n電·m1—2·mv·m3-4 = n刀 換置公式:??令 (定比傳動(dòng)) ∴ (2)分齒運(yùn)動(dòng)(展成運(yùn)動(dòng)
28、) ?內(nèi)鏈 末端件:滾刀 -— 工件 定關(guān)系: Z/Kr? 1r 運(yùn)動(dòng)平衡式: (或) 換置公式: 令 (3)軸向進(jìn)給 末端件:工件?—- 刀架 定關(guān)系:1r???fmm 運(yùn)動(dòng)平衡式:1·m9-10·ms·m11—12 = f 換置公式:?令? ms = Csa·f (4)差動(dòng)運(yùn)動(dòng) 末端件:刀架? —— ?工件 定關(guān)系:T(mm)??? 1(r) 運(yùn)動(dòng)平衡式: ? 如果不改變其它,只將分齒機(jī)構(gòu)放于合成機(jī)構(gòu)前。 如方案(三) 則: 主運(yùn)動(dòng)不變,軸向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)不變 分齒運(yùn)動(dòng): 差動(dòng)運(yùn)動(dòng): (
29、∵未經(jīng)過mx而方案(一)經(jīng)過了mx) 如果將差動(dòng)運(yùn)動(dòng)置于合成機(jī)構(gòu)后,分齒放于∑前,如方案(二) 則: 主運(yùn)動(dòng)、軸向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)不變 差動(dòng)運(yùn)動(dòng) T·m14—15·m∑·m8-9·my·m10—11 = 1 分齒運(yùn)動(dòng): 比較 方案(一) 方案(二) 方案(三) 與(一)同 與(一)同 與(一)同 與(一)同 所需的傳動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)使傳動(dòng)鏈短,換置公式簡(jiǎn)單,執(zhí)行件運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)單(直線、旋轉(zhuǎn))運(yùn)動(dòng)。 方案(一)、(三)mx是一樣的,my方案(一)與z無關(guān),方案(三)與z有關(guān)。 ∵ 換置公式中my與齒數(shù)無關(guān),齒數(shù)不同不需再掛掛輪,∴選
30、方案(一)最佳。 方案(二)雖mx與z無關(guān),但有sinb無理數(shù),而且mx,my全有,加工不準(zhǔn)確。 §4-3 其它齒輪加工機(jī)床 山西書P310 一、插齒機(jī)(書P179 §7-2)(新吉大書P194,§4-3) (一)用途 加工園柱齒輪,主要加工直齒,特別適于多聯(lián)齒輪,內(nèi)齒加工,不能加工蝸輪。 (二)工作原理 按展成法來加工,插齒刀相當(dāng)于一個(gè)有刀刃的齒輪,參看書P179圖7—4(自看)可參看新吉大書P194圖4—24 插齒刀上下移動(dòng),并與工件作無間隙嚙合運(yùn)動(dòng),工件齒槽齒形曲線由刀刃多次切削的包絡(luò)線所形成(新吉大書傳動(dòng)原理圖P195圖4-25自看) (三)插齒機(jī)的運(yùn)動(dòng) 1.
31、主運(yùn)動(dòng)A(表面成形) 插齒刀作軸向往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)往復(fù)行程/分 2. 展成運(yùn)動(dòng):(內(nèi)鏈)(表面成形) 保持一對(duì)齒輪的嚙合運(yùn)動(dòng)關(guān)系 插齒刀? --?工件 ? ? 3. 園周進(jìn)給運(yùn)動(dòng):(表面成形) 插齒刀轉(zhuǎn)動(dòng)的快慢直接影響工件轉(zhuǎn)動(dòng)快慢,并決定了插齒刀的切削負(fù)荷,加工精度,生產(chǎn)率。 f園周的大小由插齒刀每位復(fù)行程中,刀具在分度園上所轉(zhuǎn)過的弧長(zhǎng)表示,f園周↓,則齒形曲線精度↑. 4。 讓刀運(yùn)動(dòng):(輔助運(yùn)動(dòng)) 為避免擦傷工件、刀具磨損↓,在插齒刀回程時(shí)應(yīng)與工件讓開一距離,在工作行程前又恢復(fù)原位.用刀具主軸座擺動(dòng)來實(shí)現(xiàn)(由凸輪控制)也可由工件工作臺(tái)移動(dòng)實(shí)現(xiàn)但慣量大,振動(dòng)大。 5. 徑向
32、切入運(yùn)動(dòng)(輔助運(yùn)動(dòng)) 插齒時(shí),若刀徑向切入太深,損壞刀具,工件. ∴ 應(yīng)逐漸地作徑向切入運(yùn)動(dòng) f徑向 ?mm/往復(fù)行程 加工斜齒時(shí),采用斜齒插齒刀,如圖P181圖7—7,幻燈片P181,圖7—7 螺旋方向與工件相反,螺旋角相等,并將刀具主軸安裝在螺旋導(dǎo)軌中。 ∵ 工件螺旋角不同則插齒刀螺旋導(dǎo)軌要更換,∴ 一般用于特殊訂貨時(shí),大量生產(chǎn)中。 插齒機(jī)布局自看新吉大書P195圖4—26 傳動(dòng)原理圖:P312 二、磨齒機(jī)(書P196)(新吉大書P196) (一)用途 用于對(duì)淬硬的齒輪進(jìn)行精加工,6級(jí)以上,或難加工材料. (二)方法 1. 成形法: 成形砂輪型磨齒機(jī) 砂輪的截
33、面形狀修整成所需齒形 生產(chǎn)率高,精度不太高(內(nèi)齒加工一般用此法,∵展成法較難) 2. 連續(xù)分度展成法:新吉大書P197,圖4-28(a) 山西書P322圖 利用蝸桿砂輪磨齒,工作原理相當(dāng)于滾齒機(jī),分度運(yùn)動(dòng)與展成運(yùn)動(dòng)重合,連續(xù)分度。 加工直齒:工件軸向直線移動(dòng) 加工斜齒:工件齒槽與砂輪螺旋線方向一致,工件作附加回轉(zhuǎn)。 ∵傳動(dòng)精度高,∴砂輪軸、工件軸,各用一同步電機(jī)。 并用電氣校正系統(tǒng),傳動(dòng)鏈簡(jiǎn)化,精度↑,最高可達(dá)4級(jí),常用于加工,一般5—6級(jí) 生產(chǎn)率高,用于大批量小模數(shù)齒輪精加工(420廠有瑞士磨床) 3. 單齒分度展成法: 根據(jù)砂輪形狀可分為錐形砂輪→P322圖c
34、d) 根據(jù)砂輪形狀可分為碟形砂輪→新吉大書P197圖4-28b) 根據(jù)砂輪形狀可分為大平面砂輪→新吉大書P197圖4-28b) 書P322圖1b) 工作原理都是利用齒條,齒輪齒合原理 加工時(shí),砂輪↓并沿工件軸向——假想齒條展成運(yùn)動(dòng),工件沿產(chǎn)形齒條節(jié)線作純滾動(dòng). 工件 —— 砂輪 ?? πm(周節(jié)) 工件往復(fù)滾動(dòng)一次,完成一個(gè)或兩個(gè)齒面磨削,需多次分度加工. 圖4-28 d) 如圖7—24 ?。校?8→a)錐形砂輪,可達(dá)5級(jí) 幻燈片 P198 大平面,用一個(gè)大直徑砂輪的端平面,構(gòu)成假想齒條的一個(gè)齒側(cè)面。 砂輪:(圖中未畫) 新吉大書P197 圖4-28 c
35、) (自看) 萬能滾園盤機(jī)構(gòu)——工件要相對(duì)于假想齒條作純滾動(dòng)需傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。 工作原理: 如圖7—25 P200→(參看新吉大書P198圖4—30)幻燈片圖7—25 凸輪10驅(qū)動(dòng)導(dǎo)軌→,用鋼帶拉緊滾園盤6,使工件2沿假想齒條的節(jié)線作純滾動(dòng),產(chǎn)生漸開線齒形。磨削完一個(gè)齒后,工件繼續(xù)滾動(dòng),脫離砂輪。由分度機(jī)構(gòu)4分度,進(jìn)行下一個(gè)齒槽的磨削。 三、錐齒輪加工機(jī)床 工作原理: 展成法:常采用,并引用平頂齒輪或平面齒輪作產(chǎn)形齒(即相當(dāng)于一對(duì)錐齒嚙合,但為刀具成形方便將節(jié)錐角 = 180°,如圖P204圖7—28)。 可參看新吉大書P204,圖4—3,P207圖4—43,幻燈片P204,圖7
36、—28。 成形法:(精度低) 展成法加工原理: 刨齒:將兩把刨齒刀代替平頂齒輪的一個(gè)齒槽的兩側(cè)面,如圖P205圖7—29,刨刀往復(fù)直線→↓(幻燈片,P205,圖7-29) 銑齒:刨齒生產(chǎn)率低 兩把銑刀代替假想平頂齒輪的兩個(gè)齒側(cè),如圖P207圖7-32 銑刀↓ 工件自轉(zhuǎn)并公轉(zhuǎn),展成運(yùn)動(dòng),沿固定不動(dòng)的假想平頂齒輪滾動(dòng)。加工完一齒后分度。 習(xí)題刻本上,其余內(nèi)容有興趣的可自看一下。 3. 合理選傳動(dòng)付 內(nèi)鏈中不用傳動(dòng)比不穩(wěn)定的傳動(dòng)付,如摩擦傳動(dòng)付、園錐齒輪、多頭蝸桿、絲杠等,斜齒b應(yīng)↓,選直徑較大的分度蝸輪. 4. 合理定傳動(dòng)鏈中各傳動(dòng)付的制造精度,提高各傳動(dòng)付的制造、裝配精度.
37、 5。 采用誤差校正裝置(校正尺、校正凸輪等書上自看) 四、傳動(dòng)精度測(cè)量 1。 靜態(tài)測(cè)量 用平行光管,經(jīng)緯儀 ∵ 是在靜態(tài)下間斷地進(jìn)行測(cè)量,不能真實(shí)反映,傳動(dòng)鏈在動(dòng)態(tài)下的誤差,測(cè)量周期長(zhǎng)。 2. 動(dòng)態(tài)測(cè)量 用園光柵,激光,同步感應(yīng)器等。 光電效應(yīng)測(cè)量。 練習(xí)本 7-1,7-10,7-13,7-14,7-15,7-18,7-19,7-23,7-26 判斷齒輪的轉(zhuǎn)向 舊練習(xí)本 齒輪加工題(學(xué)習(xí)指導(dǎo)P13,7) 金切機(jī)床習(xí)題 P40 1,4,6 附于齒輪加工機(jī)床之前:(新吉大書P164) 機(jī)床運(yùn)動(dòng)分析的基本概念 機(jī)床要完零件的加工、刀具、工件間須有一系列的運(yùn)動(dòng),
38、這些運(yùn)動(dòng)在第一章普通車床中已進(jìn)過按其在加工過程中的功用分: 一、表面成形運(yùn)動(dòng) 定義:前已有(直接參與切削過程,是形成所需表面形狀有關(guān)的刀具與工件間的相對(duì)運(yùn)動(dòng))直接影響表面精度及粗糙度. 分:主運(yùn)動(dòng)V—-直接切除工件上的被切削層,特點(diǎn):V和所耗動(dòng)力大,一般只有一個(gè) 進(jìn)給運(yùn)動(dòng)S——不斷地把被切削層投入切削,特點(diǎn):S和所耗動(dòng)力小,有多少或無。 二、輔助運(yùn)動(dòng) (有些書中定義:除表面成形運(yùn)動(dòng)以外的所有運(yùn)動(dòng))根據(jù)此定義得: 切入運(yùn)動(dòng)-—使工件達(dá)到所需尺寸,通常與進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向⊥. 分度運(yùn)動(dòng)——當(dāng)加工若干個(gè)完全相同的均布表面時(shí),為使表面成形運(yùn)動(dòng)得以周期地連續(xù)進(jìn)行加工的運(yùn)動(dòng)。 另外:為切削加工創(chuàng)造條件的運(yùn)動(dòng):快進(jìn)、快退、回程、轉(zhuǎn)位等輔助運(yùn)動(dòng)。 新吉大書中將切入運(yùn)動(dòng),分度運(yùn)動(dòng)與輔助運(yùn)動(dòng)分開。 表面成形運(yùn)動(dòng)的形式,數(shù)目取決于工件的形狀、加工方法、刀具結(jié)構(gòu),但基本形式是復(fù)雜的零件也可分解為 成形某一表面的各運(yùn)動(dòng)間,有的是相互獨(dú)立的,一般無嚴(yán)格準(zhǔn)確的運(yùn)動(dòng)關(guān)系,如車外園等.但某些表面成形,某兩運(yùn)動(dòng)間是相關(guān)的,有嚴(yán)格準(zhǔn)確的運(yùn)動(dòng)關(guān)系.如車螺紋:刀具→與工件↓;加工齒輪對(duì)滾刀↓與工件↓。 文中如有不足,請(qǐng)您見諒! 29 / 29
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