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第四章 齿轮加工机床
重点内容：
1.了解两种齿轮齿形加工方法特点，仿形法和展成法；
2.掌握滚齿机加工圆柱直齿轮和圆柱斜齿轮所需要的成形运动。 3.掌握YC3180滚齿机的传动原理图，并理解传动链。 4.掌握滚刀安装角概念，其误差与哪些因素有关 5.了解滚齿机和插齿机的加工工艺范围。
练习题：
1.按形成齿形的原理，切削齿轮的方法可分为哪两大类？各自特点？ 答：仿形法和展成法
①仿形法：用与被加工齿轮齿槽形状相同的成形刀具切削轮齿。 仿形法需要成形运动：(常用刀具：盘形铣刀和指状铣刀) 母线：渐开线，仿形法，不需要运动 渐开线表面
导线：直线，相切法，刀具转动和刀具相对工件竖直运动 特点：加工成本低，加工方法简单，通用机床即可加工；
加工精度低，对于一定模数和压力角的一套齿轮，采用一组刀具（8把或
15把）无法保证对这一套齿轮所有齿数的齿轮高精度加工；
加工效率低，加工完一个齿形退回，工件分度，在加工下一个齿。
应用范围：1）单件小批生产精度较低的齿轮
2）大型齿轮（因所用刀具和机床结构较简单）
②展成法：是利用齿轮的啮合原理进行的，即是把齿轮啮合副中的一个作为刀具，另一个作为工件，并强制刀具和工件间作严格传动比的啮合运动切削削齿廓。 展成法需要成形运动：(常用刀具：滚刀和插齿刀)
母线：渐开线，展成法，一个复合运动。 渐开线表面
导线：直线，相切法，刀具转动和刀具相对工件竖直运动 特点： 加工精度高，加工效率高，同一把刀具即可加工一定模数和压力角的任意齿数的一套齿轮。
应用范围：应用广范，适用于大批量生产多种齿轮。
2.分析滚齿机加工直齿圆柱齿轮，需要哪些运动？这些运动各自有何用途？ 答：①主运动：滚刀的转动，起切削作用。
②展成运动：工件转动，形成渐开线齿廓。K头滚刀一转，工件转K/Z转 ③垂直进给运动：滚刀刀架溜板垂直进给，mm/r工件，形成齿宽。
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3、比较滚切斜齿圆柱齿轮与直齿圆柱齿轮的各个异同点？
答：滚切斜齿圆柱齿轮与直齿圆柱齿轮相比，端面齿廊都是渐进线；但齿长方向不是直线，而是螺旋线。因此，加工斜齿圆柱齿轮也需要两个运动；一个是产生渐开线的展成运动；另一个是产生螺旋线的运动。前者与加工直齿齿轮时相同，后者则有所不同，加工直齿圆柱齿轮时，进给运动是一个直线运动，是一个简单运动。加工斜齿圆柱齿轮时，进给运动是螺旋运动，是一个复合运动。加工直齿轮时，需要三条传动链；加工斜齿轮时，需要四条传动链。
4.根据YC3180滚齿机的传动原理图，写出其加工圆柱直齿轮和圆柱斜齿轮的传动链，并指出各条传动链性质，说明作用？ 答：加工直齿轮传动链为①②③ 加工斜齿轮传动链为①②③④
①主运动B11（外联系） 电机—1—2—uv—3—4—滚刀 滚刀的转动，为切削提供动力。
②展成运动（内联系）
滚刀—4—5—u合成—6—7—uX—8—9—工作台 保证：K头滚刀旋转1转，工件旋转K/z转
③滚刀轴向进给 (外联系) 工作台—9—10—uf—11—12—刀架 切出齿轮整个齿宽。工件的转速和刀架移动
速度之间的相对关系只影响加工表面的粗糙度，所以滚齿机的进给以工件每转时滚刀架的轴向移动计量
④差动传动链（内联系）
刀架—12—13—uy—14—15—u合成—6 —7 —ux—8—9—工作台
斜齿轮的齿长方向是螺旋线，产生螺旋线需要需要刀架的上下移动和工件的附加旋转运动之间构成一个复合运动，即需一条内联系传动链，即刀架直线移动（A21）距离为螺旋线的一个导程T时，工件的附加转动（B22）正好一转。
归纳：工件与滚刀螺旋方向相同时，滚刀垂直进给一个工件螺旋导程T，工件应附加地多转一圈，工件与滚刀螺旋方向相反时，滚刀垂直进给一个工件螺旋导程T，工件附加地少转一圈。
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5.什么是滚刀的安装角？在滚切斜齿圆柱齿轮中,滚刀安装角与什么因素有关? 答：①滚刀刀齿是沿螺旋线分布的，加工直齿圆柱齿轮时，为了使滚刀齿方向和被切齿轮的齿槽方向一致，滚刀轴线与被切齿轮端面之间应倾斜一个角度，称为滚刀的安装角
②滚刀的安装角和滚刀的螺旋线方向及螺旋升角有关还和被加工齿轮的螺旋线方向及螺旋角有关。
6.作图题，画图表示刀具的安装角与齿轮螺旋角、刀具螺纹升角关系，采用左旋滚刀和右旋滚刀加工直齿轮？采用右旋滚刀加工右旋斜齿轮和左旋斜齿轮？采用左旋滚刀加工右旋斜齿轮和左旋斜齿轮？
答：δ为滚刀安装角；ψ为滚刀螺纹升角；β为齿轮螺旋角 ①左旋滚刀和右旋滚刀加工直齿轮，画出滚刀安装角
②采用右旋滚刀加工右旋斜齿轮和左旋斜齿轮，画出滚刀安装角
③采用左旋滚刀加工右旋斜齿轮和左旋斜齿轮，画出滚刀安装角
注意：画刀具安装角问题，主要抓住斜齿轮的螺旋角和刀具（蜗杆）的螺纹生角。
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其次，注意齿轮在滚刀的前方，还是齿轮在滚刀的后方，决定齿轮的螺旋线正面投影的斜线方向。
a．加工斜齿轮，滚齿加工相当于一对交错轴的螺旋传动，两齿轮相啮合时轮齿的齿向必须保持一致；则安装角 δ=β±ω
螺旋线方向相同时取“—” ； 螺旋线方向相反时取“+”； b． 加工直齿时，β=0，则δ=ω 7.滚齿机和插齿机加工齿轮有何不同点？
答：①工艺范围：滚齿机：用于直齿与斜齿圆柱齿轮、蜗轮、链轮、花键轴、同步齿形带轮加工。 插齿机：用于内齿轮、小间距的多联齿轮等的加工。 ②滚齿是利用切削刃的旋转实现运动，属于铣削的范围。而插齿则是利用切削刃的往复直线运动实现主运动，属于刨削的范围。 ③生产率、加工齿轮表面精度：
滚刀为多刃刀具，每次切削进刀量较小，切削为连续过程，所以切削过程冲击力较小，平稳，易得较高的齿轮表面精度；
插齿刀为单刃刀具，切削为断续过程，切削大部分时间为空行程，插齿刀在每次切削完成后还必须以让刀的方式返回原位置，所以切削的频率较低，每次切削量较大，切削出的齿轮的表面精度较低，切削的速度也较低，
补充（考研）：
8.滚齿机合成机构的功用？传动比？
①功用：把展成运动要求工作台转动B12（K头滚刀没转一转，工件B12转过K/Z转）和差动链要求工作台附加转动B22（刀架进给一个导程T，工件附加一转）迭加起来，然后再传给工作台。
②结构：依靠M1和M2离合器进行控制，其中M2离合器把行星轮架B与输出齿轮Z3轴固定连接在一起。M1离合器把附加运动传递给行星轮架B，行星轮架B与输出齿轮Z3轴光轴连接（轴向定位，周向不定位）。
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