圆柱齿轮刀具设计

《圆柱齿轮刀具关键难题系列—设计篇》

圆柱齿轮刀具关键难题系列—设计篇（暂缺前言）https://www.wendangku.net/doc/4112280135.html,/viewthrea ...

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圆柱齿轮刀具关键难题系列—生产制造篇https://www.wendangku.net/doc/4112280135.html,/viewthrea ...

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圆柱齿轮刀具关键难题系列——应用篇（写ing）

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圆柱齿轮刀具前辈论文小集（传ing）

https://www.wendangku.net/doc/4112280135.html,/viewthread.php?tid=767&extra=page%3D1

0，前言

1，整体方案设计。

业界有一句话说得非常狠：做齿轮刀具的，必须要比做齿轮的和做齿轮机床的都更懂齿轮！这是很有道理的。也正因为如此，对齿轮制造系统进行整体方案设计和整体优化的，往往由齿轮刀具供应商完成。

在整体方案的设计中，以自上而下的设计思想为指导，以整体优化为目标，达到和超过齿轮加工精度，效率，成本的客户要求。

基本的设计思路：

1.1 理清客户要求。被加工工件，加工节拍，整体方案的层次（有的要求高的甚至需要

刀具供应商为其设计设备工装投入方案）

1.2 清楚客户现有条件。包括设备能力，技术能力，操作能力，热处理水平，批量大小，

预算等

1.3 确定工序。滚+剃，滚+磨，插+剃，粗滚+精滚，怎么剃，怎么磨等

1.4 将加工要求分解至每部工序，并确定前后工序的配合要求。

1.5 确定单个刀具的几个重要指标，包括（单次修磨寿命级别，单件加工时间，切削速

度级别，修磨寿命等）如果发现有指标过高，应返回1.3重新确定工序

1.6 确定刀具定购数量，周期和交货期。

1.7 确定刀具基本参数，包括（结构形式，材料，涂层，孔径，外圆，长度，头数，槽

数等）

1.8 报价（附技术方案）。如果不能通过，返回1.5或者1.3

1.9 进行刀具结构设计。

1.10 给出加工工艺，包括（切削速度，走刀量，进给速度，切削深度，窜刀策略，单次

修磨量，修磨间隔等）。并验算1.5 中的的指标。如果怎么都达不到，返回1.7 重新确

定；若仍然达不到，返回 1.5甚至1.3

1.11 客户确认

其中几个要点：

** 客户与供应商相互信任，密切合作。

** 双方合作的具体操作人员，必须在技术上有相当好的可交流性。

** 刀具的成本在整个加工系统中的比例约6%，但是刀具所影响到成本的比例约75%。所以采用高性能刀具以降低整体加工成本，是整体方案的基本方法之一。

** 考虑到前后工序的配合关系和刀具管理及修磨的重要性，最好所有的刀具和服务（管理和修磨）由一个供应商提供。

** 方案至少需要制作2个。

** 保险系数须根据经验初定，也可根据试验结果修正。

难点：

** 整体把握

2，刀具寿命的评估

在整体设计方案里，这个问题是一个中间环节。

目前多根据经验评估，在整体设计中再加上一个保险系数。

进一步的发展，应该牵?2.1 寿命评估的指标体系以增进评估的可计算性

怎样可以，用一个或多个指标，来衡量刀具的基本切削能力，再通过计算得到某个具体刀具设计的切削能力。

如现在多采用的，滚刀单牙切削长度。在一定切削速度和被加工工件材料条件下，单个牙齿切削的长度，由刀具材料+涂层确定。然后滚刀的总牙数*这个数值，就可以得到总切削长度。滚切的长度，则可以由工件参数和滚刀参数计算得来。

再比如，被加工材料的难易程度，可以用可加工性的某个系数来评估。

还需要考虑机床刚性，冷却条件，加工方式，某些关键参数等等。

建立起一整套的指标体系，才能更准确和方便地评估刀具寿命。

2.2 切削数据库

将刀具使用的实践和经验，整理到一个统一的切削数据库中。让齿轮加工，能够像普通加工，钻车铣那样，有一个整合的统一的切削数据库。在这个数据库的基础上，可以统计，可以分析，可以进行切削试验的数据分析。还可以为刀具结构设计提供反馈和验证。这样一个公司的经验积累，速度将会是相当快。而不是单纯依赖经验。

2.3 进行关键性的切削试验

有计划有选择的进行关键性切削试验，并将数据记录。其他的刀具寿命评估，就可以与这些关键案例进行对比和修正，从而获得一定的参考价值。

齿轮刀具设计自由度太大，是其基本特点之一。

案例式的切削试验，毫无疑问可以让寿命评估更准确更方便。

2.4 提出更高的要求

2.4.1 对刀具的性能稳定性提出更高的要求

我们常说这么一句话，一个公司的刀具好还是不好，不是看一次两次谁切的齿轮多，而是看百次千次是不是你都切得下这么多齿轮。

这就是性能的稳定性。与热处理，材料，涂层，机加工都关系紧密。是一个典型的木桶模型，即性能由最差的环节决定。

2.4.2 对被加工齿轮的材料稳定性提出更高的要求

被加工齿轮的用材，热处理水平，如果稳定性不好，都会直接影响到刀具寿命

2.4.3 对刀具结构设计提出更高要求

如何进行结构优化设计，才能最大限度发挥出刀具的切削能力，依然是刀具结构设计不懈的追求。

2.4.4 对刀具的使用提出更高的要求

合理的切削参数，高刚性的设备和装夹，合适的冷却，熟练的操作，合理和严格的刀具管理，都是发挥刀具性能的前提。

难点：

** 本身就是高难度

** 变量太多

3，刀具结构参数设计的优化

这里说的优化，指的是在已有基础上的改进。

优化基本的方法是：

** 数学建模进行分析

** 使用软件分析

** 从使用中得到反馈和验证

目前主要是靠经验但又很重要，需要进行优化的设计，有如下几个难题：

3.1 滚刀铣刀槽型优化

如何选取合适的参数组合来设计槽型，以达到强度刚性和容屑排屑性能的最佳平衡？这个优化，对于高速切削干切削，对于粉末钢硬质合金滚刀，尤为重要的。

3.2 滚刀插刀刃型优化

刃型（已经包括了变压力角），关系到刀具切削角度，流屑，磨损的均匀性等重要因素

3.3 滚刀铣刀插刀切削角度优化

包括前角后角刃倾角（滚刀与螺纹升角相关）等

在多个角度参数之间的平衡，在性能和精度之间的平衡，在单次修磨和修磨次数之间的平衡等

3.4 插刀铣刀最佳变位

这也是一个求解最佳平衡的问题。

3.5 剃刀最佳啮合角

直接关系到啮合过程的质量和剃刀加工的难度。

3.6 滚剃之间，插剃之间，粗滚精滚之间的最佳配合

我们经常碰到的是，多照顾后续工序，则前道工序约束加大；优化了前道工序，后道工序却很难照顾到。

3.7 被加工齿轮齿根部分的优化

由于齿轮齿根部分直接由滚刀铣刀插刀决定，而齿轮的强度很大程度上决定于齿根部分的截型，所以，如何设计滚刀插刀，使其截型优化，达到强度和刀具寿命的最佳平衡，是一个很有价值的课题。

对于某些重载齿轮特别重要。

3.8 磨损均匀

无论滚铣插剃，不均匀磨损都是很突出的问题。

如何通过结构设计提高磨损均匀性，对于提高刀具寿命有着直接的意义。

3.9 工艺参数的优化

如何选取走刀量，进给策略，窜刀策略？如何在经验的基础上优化？

理论基础？

3.10 剃刀槽型优化

对梳槽（环形槽），如何优化槽型？

可以说，剃刀寿命起码50% 取决于梳槽（环形槽）。

3.11 径向剃刀槽排列优化

径向剃刀槽的排列，也是表面质量，效率之间的一种平衡。

而梳槽在牙齿上的位置，对牙齿的强度和排屑，都有很重要的影响。

3.12 剃刀牙齿截面参数优化

为什么有些公司能够对1模数的剃刀梳槽，而国内1.6模数，几乎全部采用环形槽！

这里面是有技术含量的。其中一部分就来源于设计。

在剃刀各种参数之间平衡，以求精度强度和性能的平衡。这种高于经验之上的优化设计，相信会让剃刀设计更上层楼。

3.13 剃刀最佳螺旋角

这个问题，牵涉面非常广。主要以经验为主。各家有各家的经验。

为什么不从理论出发，以切削试验为验证，来进行优化？！

3.14 剃刀最佳齿数

现行的设计，一般不会考虑这个问题。就像很多设计者一般不会考虑滚刀插刀的外径也存在最佳值的问题。而且，通过改变齿数，往往能够从某些约束中脱身。

3.15 滚刀铣刀键槽位置的优化

当滚刀槽底距孔壁很近时，滚刀存在着在键槽处开裂破坏的风险。

通过分析确定键槽的周向位置，可以降低开裂破坏的风险。

3.16 整体方案设计中基本参数的优化

如外径，长度，头数，槽数这些基本参数，平时订单里都规定了。

但是在整体方案设计中，这些参数由设计者来定。那么，这个最优解，怎么来求？

3.17 倒棱刀参数优化

由于倒棱刀的寿命一般很高，所以其参数优化的研究并不多。

而实际上，对倒棱刀的参数优化，往往能够有效降低修磨次数，并实现一刀多用。

难点：

** 解决一个不算难，解决所有的就不简单了

4，特殊齿轮刀具的设计

这里说的“特殊齿轮刀具”指的是，区别于普通的常见的滚铣插剃的齿轮刀具。其设计具有特色，颇具创新，自成一体，需要进行特殊设计（包括优化）。

4.1 粗切滚铣刀

追求大切除率的高效率加工。

一般模数较大。有轮切式，后刀面分屑槽等结构

设计粗切滚刀，不仅可以借鉴以上思路，还可以有其他思路。

另外，不论轮切结构，后刀面分屑槽还是其他的思路，各种参数的搭配平衡都会对刀具精度和性能造成很大的影响。

4.2 非圆柱形滚刀

带锥度，鼓形凹形等。

新一代的CNC铲磨机和刃磨机，大多数支持非圆柱形滚刀的磨削。

这使得设计工程师，具有了在轴向截型上设计的发挥空间。

一般来说，主要着眼点是磨损均匀，防根切。

下图是一个大锥度滚刀，怀疑是用来加工锥蜗轮。

锥蜗轮介绍：https://www.wendangku.net/doc/4112280135.html,/read.php?tid=44323

4.3 柄式/多联滚铣刀

柄式滚铣刀与孔式滚铣刀相比的优势：

** 大大提高了定位精度

** 在制造上，也为刀具供应商和齿轮制造商降低了不少的工装成本（主要是芯轴）

** 对硬质合金滚铣刀而言，柄式结构加工要容易得多

基于以上原因，柄式滚刀取代孔式成为主导结构将是大势所趋。

其设计，有些是标准柄（成文发布的或者齿轮制造公司专用的），有些需要设计，沟通。多联（一般双联）滚刀则可以一次装夹滚切多个不同规格的齿轮，故常用于齿轮轴。

这里的设计要点是制造方便和性能之间的平衡。

4.4 多头/多槽/大直径/超长度滚刀

这是目前欧美比较流行的设计思想。与传统滚刀设计相比的优势：

** 降低被加工齿轮单件制造成本

** 大大提高效率

** 多槽数的滚齿精度更高

** 降低修磨次数，减少了修磨后的齿形误差，并提高了全铲磨的比例

对刀具制造和使用提出更高的要求。

4.5 一次性滚刀/插刀

以下就是传说中的wafer hobs & wafer shaper cutters

这两种设计，已被Gleason 申请专利（在国内不知道申请没有）。将4.4的减少修磨次数的设计思想发挥到极致，不用修磨，用完就扔。所以英文名为thrown hobs, thrown shaper cutters

要点：

** 解除了考虑修磨的约束，设计工程师的刀具结构参数优化就可以得到极大的解放，从而大大提高刀具性能

** 降低被加工齿轮单件制造成本

** 对于齿轮制造商而言，不用考虑刀具修磨问题，刀具的使用得到简化

** 制造工艺不同

** 优化设计方向和思路不同

.6 双压力角滚刀剃刀

主要应用在油泵齿轮。

其有效齿形的设计计算和结构设计，异于普通齿轮刀具。

4.7 强力剃刀（高速剃齿刀，同期式剃齿刀）

相关信息：

https://www.wendangku.net/doc/4112280135.html,/read.php?tid=264807&page=e&#a

https://www.wendangku.net/doc/4112280135.html,/read.php?tid=220199#2289907

完全跳出普通剃齿切削速度范围。

选材，槽型，参数设计迥异

需要5.10 支持

4.8 交错式滚插剃（跳牙）

对付小模数齿轮的一个方法是交错式切削，即节距为被加工齿轮的两倍，其他参数不变。对于插刀剃刀相当于隔一个牙缺一个牙。对于滚刀，相当于螺纹每2头缺1头。这是以效率为代价的极限加工。由于各种原因并未推广。但仍不失为特殊情况下的一种思路。

一个应用案例：

https://www.wendangku.net/doc/4112280135.html,/read.php?tid=31677

4.9 倒角滚刀

发动机启动齿轮（大）和部分倒档齿轮的端面需要切出一个半牙宽的倒角，方便齿轮轴向切入啮合。要切出端面截型为直线，深度够，同时又不干涉的倒角，刀具的设计是最重要的。设计者还需要给出安装数据。

现行的倒角加工，很少用滚刀。很大一部分原因是刀具设计能力不够。

4.10 蜗杆式剃刀

普通剃刀是齿轮式。蜗杆式曾有研究，后来由于各种原因并未推广。但随着新型材料涂层的应用，该类型剃刀在高速剃齿/硬齿面剃齿中，有可能得到新的应用。

4.11 齿向锥度剃刀

倒档齿轮一般都采用齿向锥度。

现行剃刀设计一般很少考虑锥度的影响。事实上锥度齿轮的剃齿都很多的问题，诸如划伤，齿形差，光洁度差等，都与锥度有关。如何优化设计锥度剃刀，是一个具有实用价值的问题。

4.12 齿条铣刀

为环形。相当于多个单片齿条铣刀并联。其结构参数设计和优化，与滚刀和普通铣刀不同。

4.14 筒式插刀

插刀牙齿在内，造型为内齿轮。应用在与普通插刀发生干涉的锥度齿轮。由于制造工艺迥异于普通插刀，再加上结构不一致，其设计优化与普通插刀不同。

4.15 环形槽剃刀

这是为了对付模数较小的齿轮，采取不同结构形式的剃齿刀。槽贯穿剃刀牙齿。一般槽为环形。但也有的设计，把槽做成螺旋。其设计与普通剃齿刀着眼点不一样。

4.16 高速/干切滚铣刀

高速干切，是未来金属切削技术（包括齿轮加工）必然的发展趋势。要点：

** 汽车车型迅速开发迅速投产，对零部件的交货期提出的要求将是越来越高

** 高速切削固有的优势，反而能够更好的发挥刀具的性能

** 环保的压力在任何一个国家，都会越来越大，直接推动干切的应用

** 高速/干切机床，需要高刚性，CNC，高速元件等特性

** 配用自动上下料，可以进一步缩短总加工时间

该滚铣刀的选材（甚至参与材料厂家的新产品开发），选涂层，工艺，结构参数设计，都和普通滚刀有区别。需要5.8 支持

这是一个关键问题，和4.3, 4.4一样，需要我们引起足够的重视。

难点：

** 分析与经验并重，原理层面和应用方面都必须能够把握

** 大部分特殊刀具需要软件支持和切削试验验证

** 大部分特殊刀具需要具备相应的制造能力

5，齿轮刀具原理/理论

** 引用一句话：只有和数学挂上钩了，才能称得算科学

（引用自https://www.wendangku.net/doc/4112280135.html,/read.php?tid=160270 ）

齿轮刀具在原理层面与数学关系非常大。也难怪老一辈齿轮刀具专家，大部分有着深厚的数学功底，尤其是空间解析几何。

** 总的来说，齿轮刀具是齿轮和刀具的复合。在原理层面，也主要划分为数学模型计算和

金属切削原理两部分。

** 一般来说，设计工程师，并不需要在原理这一部分多花心思，特别是在CAD 技术日益发展的今天。这部分主要是研发人员的战场。

** 正因为齿轮刀具研发人员在数学上的优势，通用刀具的很多研发项目在他们看来是小菜一碟。这是由数学工具在工程技术上通吃的特点所决定的。

** 由于齿轮刀具的复杂性和专用性，大部分公司的研发与设计是重合的。也正因为如此，很多的研发人员来源于设计工程师，或兼做刀具设计工作。

基于上，将该部分置于设计篇中。

也同时鼓励更多的人才，投身到齿轮刀具研究中来。

5.1 滚刀的空间造型设计

根据共轭原理和啮合关系，从被加工工件齿形反求滚刀的齿形。目前（包括国外）主要使用平面设计方法进行造型，将滚刀近似看作齿条，存在固有设计误差。在一定情况下，设计误差会增大到不可接受的地步。空间造型，可以从根本上消除设计误差。

两种基本方法：解析几何，三维软件（在https://www.wendangku.net/doc/4112280135.html,/read.php?tid=273537 已有一定的实践和讨论）

如果把渐开线，摆线，矩形，圆弧等林林总总的齿形都实现空间造型设计，那将会是一个庞大的工程。

原上海工具厂高工奚威，在这方面有过研究成果。

5.2 剃刀偶接触理论（类似平衡剃齿）

偶接触理论（Even Contact ）在西方很流行，已经运用到剃刀设计中。

基本原理：

** 剃刀与齿轮的接触点数目为偶数时，左右面单点承受压力相等，从而切除量相等。

** 随着剃刀的转动，接触点数目应尽量控制在偶数，如2-4-2, 4-4-4, 4-6-4 等，而不是2-3-2, 3-4-3 等

** 非偶接触，造成最常见的现象，是齿轮齿形呈S 形

** 接触点数目的控制，主要通过啮合角（实际压力角）和外圆

** 径向剃同样适用

** 剃前滚与剃齿必须有合适的配合

但是，偶接触理论的局限性仍然很大。如何完善该理论，是一个大家（包括国外）都很感兴趣也很有价值的问题。

5.3 修形剃刀齿形齿向修形量的求解

剃齿的复杂性，使得修形剃齿的结果，很难达到预想的齿形。目前大多采用经验数据，进行试剃，然后再调整。

如果能够在理论上建立足够精度的数学模型，解决这个问题，将是极具使用价值的。同时，足够精度的数学模型本身，也能够拿来分析剃齿过程的其他优化问题。

要点：

** 在几何上根据齿轮齿形，求解出共轭的剃齿刀齿形，能够将试剃次数减少，能够将经验数据看作几何理论数据的修正从而建立一定的经验公式。基本的方法，仍然和 5.1 一样，解析几何和三维软件

** 建立的数学模型，考虑齿轮变形，接触点数目，剃削区域等造成误差的重要因素，在理论上彻底解决这个问题。

** 剃刀修形对齿厚外圆公差等，安装误差有更高的要求

5.4 滚插刀铲磨的误差控制

众所周知，滚插刀修磨后，齿形会畸变。这是由铲磨本身特性所决定的。

定量的研究误差大小和控制，又是一个数学问题。基本的方法，仍然和 5.1 一样，解析几何和三维软件。

需要解决铲磨砂轮最佳截型，安装参数，对设计的反馈等子问题。

该问题，在某些特殊齿形滚刀中会很突出。一来很多特殊齿形滚刀的设计，把可修磨长度放得很大；二来很多特殊齿形滚刀的螺旋升角很大，如蜗轮滚刀。

5.5~ 5.9

这些是金属切削方面的典型基础课题。目前在车削，铣削和孔加工上研究比较多。而齿轮刀具由于太复杂，很难做，所以研究极少。往往需要专门的研究机构介入。公司级别的研究很难有所重大突破。但是作为基础研究，其任何进展都会对设计制造使用产生指导性的作用。

5.5 齿轮加工切削热场分布及影响

切削热场，印象中去年看到德国有一个研究所做了这方面的试验。

深入地研究，是非常困难的。

但是由于切削热对切削刀具的重要性，在切削热上的任何进展，都会对刀具设计加工和使用产生的指导性的作用。

难度比较低一些的课题有：

** 切削温度峰值的大小和大致位置及变化

** 切削热传入工件，切屑，刀具的大致比例及变化

** 切削热/温度的计算

这些子课题，对磨损形式和位置的确定，材料涂层的选择，结构参数的设计，冷却都有指导意义

5.6 齿轮加工切削力和振动

切削力的研究做得比较多。但是切削力和切削热，速度，切屑的关系，却仍然没有准确的把握。

切削振动研究少。而事实上，很多情况下，我们都发现振动是很大的问题。除了机床和装夹的刚性问题外，刀具误差和切削加工产生的振动，是很难控制的。目前尚无一个明确的指导性准则。而振动对加工精度和刀具性能都是相当不利的。

这方面，需要给复杂的齿轮加工建立振动模型，需要进行切削试验验证。

所得到的成果，会对刀具误差控制，刀具设计和生产产生指导性的意义

这就是基础研究的威力

5.7 切屑研究和控制

做齿轮刀具设计的朋友，可能基本上看过袁哲俊那本经典的《齿轮刀具设计》。书里面几次提到切屑的分布和流向。但是这样的考虑对于高性能刀具来说，是远远不够的。

目前有公司在经验上关注了这个问题，发现刀具很多性能和设计与切屑问题有关。

难度比较低一些的课题有：

** 切屑厚度随结构参数和切削参数的变化。这可以从数学上求解，或者仿真

** 切屑大致截型及变化。同上

** 切屑大致形态和变化。从数学和金属切削原理上出发，以切削试验验证

** 流屑方向，容屑空间大致估计。综合分析和经验，如果有试验验证最好

** 断屑分屑的方法和一定程度上的优化

5.8 高速干切滚插理论和试验

如果你和sandvik 或者seco 的工程师聊高速切削干切削，他们会跟你滔滔不绝，说上几个小时不成问题。但是，如果你跟他说高速滚齿和高速插齿，他们就沉默了。

一个额外的范成运动，将滚齿插齿的切削过程变得非常复杂。

所以，将普通车铣钻的高速切削干切削理论照搬过来肯定会有问题。

那么，滚插的高速干切，是怎么样的呢？

撇开复杂性我们不论，至少通过一定的分析和试验，在如下几个实用性问题上可以给出答案：** 刀具怎么选材和涂层

** 切削参数跟一般速度相比，有哪些不一样的要点

** 结构参数设计跟一般速度相比，有哪些不一样的要点

** 切削热，切削力，切削振动，切屑，有哪些明显的不一样？是不是和普通车铣钻具有一样的高速效应？

5.9 滚插刀刀刃钝圆的影响和最优解

这是最容易被忽略的课题之一。

刀刃钝圆对金属切削过程的影响是相当大的。尤其是对于涂层刀具。

要知道这么大这么重的一把刀，实际上参与切削过程的只有刀刃部分。

由于滚插的复杂和钝圆制造的难度，目前在这方面的深入研究试验很少。业内著名公司一般用经验的方法定量。

参考：

https://www.wendangku.net/doc/4112280135.html,/disp_art/1190006/1564.html

5.10 高速剃齿（强力剃齿/同期式剃齿）

剃齿本身就是极其复杂的切削过程。高速剃齿则是难上加难。

但由于高速剃齿，跳出普通剃齿速度范围，工件轴联动，又在某种程度上减低了复杂性。目前听说有过应用的是德国和日本。据说尚未推广。

信息汇总：

** 工件轴与剃刀轴联动

** 刀具无需逆转

** 齿形，齿距矫正能力强

** 缺点是：有可能刀具寿命会缩短

** 设计主要是针对单向旋转和高速加工做的优化。

以下摘自2001 年版的《齿轮及其刀具制造的研究》152~153页（注意是2001年出版）下载地址： https://www.wendangku.net/doc/4112280135.html,/read.php?tid=220199#2289907

以下摘自《齿轮加工工艺、质量检测和通用标准规范》第1篇23 页

下载地址： https://www.wendangku.net/doc/4112280135.html,/read.php ... 3%B9%A4%B9%A4%D2%D5

为了扩展剃齿范围。日本用超硬高速钢剃齿刀加工硬度为450~475HBW 的中硬齿

面齿轮，并开发了一种直线自动控制剃齿系统。正研究新型蜗杆式剃齿刀，用于剃削

350HBS 的大模数（m=30mm）齿轮。在硬齿面剃齿方面，国外采用单刃型硬质合金剃齿刀，减轻剃削时的接触压力，使剃削成为可能。日本已用单刃硬质合金剃齿刀加工52~60HRc 的硬齿面齿轮，精度达6~7级以上，表面粗糙度值Ra6.3~1.25。前苏联研制的装配式硬质合金剃齿刀，可加工齿面硬度为45~48HRc的齿轮。

为提高剃齿精度，前苏联研究了将刀具和工件之间的自由传动改为强制联系，设计

同步传动装置，用齿条刀强制剃齿等。国内上海第二工业大学等单位，研究剃齿后齿形

中凹现象及其消除办法，以降低啮合噪声。大连理工大学等单位采用间齿剃齿和负变位

剃齿刀消除齿面中凹，取得了一定效果。

5.11 定量分析刀具精度（设计，制造，安装，磨损）对齿轮精度和切削条件的影响

意义在于：

** 分析解决问题，即trouble shooting

** 找出关键公差，从而对制造和使用的误差控制质量控制予以指导

** 根据公司情况制定内部技术要求的标准

** 更广泛的意义，对国际标准（如滚刀DIN3968）予以修正

** 对高速干切等课题予以支持

难点：

** 数学

** 有些需要软件支持

** 齿轮刀具的复杂性造成深入研究的极大困难

** 需要大量的切削试验

6，IT

一般来说，设计工程师是用软件的，不用关心软件的背后是什么。但由于齿轮刀具的复杂性和专用性，再加上保密的需要，很多著名公司的IT人员和设计是重合的。和研发一样，很多的IT 来源于设计工程师，或兼做刀具设计工作。所以将IT 部分置于设计篇中。

也同时鼓励更多的人才，投身到齿轮刀具研究中来。如logxing 所说，6.3和6.4极具推广价值。这在一定程度上弥补了齿轮刀具行业相对偏窄的带来的问题。

6.1 普通齿轮刀具设计软件

非标专用设计，是齿轮刀具发展的现状和趋势。非标决定了规格数目繁多，设计工程师的工作量大；专用决定了对刀具性能的设计需要高质量的优化。因此，我们不仅需要CAD，而且还需要高效高质量的CAD。

尤其是主攻汽车齿轮刀具的公司，普通渐开线齿轮刀具的设计工作量占了90%以上。一种好的普通齿轮刀具CAD，会大大提高设计效率和质量，对公司运营有着战略意义。其要求大致概括如下：

** 集滚插剃于一体

** 人机界面友好，操作快捷高效

** 带分析优化功能

** 带模拟功能

** 带工艺

** 可靠性高

** 带档案，搜索，统计等数据库功能

6.2 特殊齿轮刀具设计软件

目前能够在这个领域通吃的公司，在世界上还没有一家！

除了制造能力和对市场的把握能力之外，设计能力也是一个方面。

一般来说，特殊结构，可以先使用普通齿轮刀具设计软件设计，再进行额外的分析和优化设计或修正即可。如果要求高，又看好这方面的市场，可以制作专门的特殊设计软件以提高设计效率和质量。

但是对于特殊齿形，如果没有软件软件辅助，设计的工作量将会剧增。

基本的方法：

** 使用普通三维软件模拟设计，如Solid Works, UG, ProE等。有着速度慢，某些软件功能不够等缺点，但是通用性好，可以对任何齿形建模。二次开发或购买某些功能模块后能够有效提高设计效率。

** 使用专用软件设计。这个方法相当于将公式或公式推导集成在软件中

** 使用自行开发的三维软件。难度颇高

6.3 虚拟（模拟）加工

包括刀具对齿轮的虚拟加工和砂轮对刀具的虚拟加工。

这是集众知识于一体，运用计算机技术来整合的高层次的软件工具。有了这个软件，设计水平将会有质的飞跃。同时还可以用来进行研究开发。这是齿轮刀具CAE 的最高境界。

根据虚拟的程度和难度，可粗略分为几层：

** 宏观几何层面。以上已有类似介绍，此处略。最现实和最容易实现的层面。目前绝大部分公司还在这一层面奋斗

** 考虑普通物理层面和微观几何层面。将变形，表面质量，热等因素考虑进虚拟加工系统** 考虑金属切削原理层面。金切与普通物理不同的地方在于其高温切削的复杂性。这部分需要原理层面全面有力的支持。

6.4 CAD CAE CAM 集成在统一的CIMS （计算机集成制造系统）中

将众自动化孤岛CAD CAE CAM 联接起来，并与CNC设备和ERP 等管理软件联接集成，形成统一的CIMS

这种集成效应是巨大的，是一种生产力的倍增器。如同数字化对军队而言是战斗力的倍增器一样。

这也是机械制造自动化永恒的追求。

齿轮刀具的复杂性和多样性，使得CIMS 的联接集成的难度增高。其中与ERP 的联接更是高难度的问题。所以一般先在CAD CAE CAM CNC设备之间实现联接。目前国外大部分的著名公司都已经部分或者全面达到了这一步。

在可以预见的未来，刀具供应商和齿轮制造商之间的联接，将会形成更广阔意义上的CIMS 在CIMS 上，管理层的参与和支持是很重要的。

难点：

** 保密和IT 开发能力的矛盾

** IT 本身就是高难度，而齿轮刀具的复杂性大大增加了IT 开发的难度

** IT 投入的成本控制

7，优化和支持生产

** 有这么一个说法，生产的效率和成本有30~70% 由设计决定。齿轮刀具相对结构比较单一，所以比例较低，但起码也有30% 吧。

** 目前这个问题并没有引起重视，包括国外著名公司。大家似乎觉得设计，就是用软件把刀具设计出来，进行一定的优化即可，极少甚至不考虑生产。

** 在管理上，设计和生产隶属不同部门。部门之间的防火墙，是所有大公司司空见惯的现象。设计为生产考虑了，也不能给自己带来什么。生产只管来图加工，除非出现大问题才反馈到设计。这就造成了生产约束过低，设计自由度过大的问题。对于单一部门来说，不是什么大问题。但是对于整个公司，却是个大问题。

** 设计与生产隔离，对生产的陌生，造成设计工程师为生产考虑的意识欠缺，也是该问题的原因之一。

** 设计和生产是一对矛盾。设计目的是要优化，创新，规格数量越多设计越复杂效果会越好。生产则是要简化。但是设计和生产又是统一的。让设计在效果变化不大的范围内，尽量考虑简化生产是对生产的优化；而支持工艺的革新则是给与生产直接的技术支持。

7.1 降低规格数

对于生产来说，规格数越少，批量越大，生产越容易。质量容易保证，效率高，成本低。让生产做标准产品，一批1000个，他们会笑得合不拢嘴。

高性能齿轮刀具几乎是百分百的非标设计，这就决定了生产是几乎百分百的非标生产。小批量，多样化。所以齿轮刀具的生产，技术含量是相当高的，难度相当高。设计为其减小规格数繁多的压力，能够有效降低生产难度。

要点：

** 变模数设计。已有阐述： https://www.wendangku.net/doc/4112280135.html,/read.php?tid=259941

** 设计前校核。借助档案和软件帮助，横向对比，筛选相近设计，校核。将该工作作为设计不可缺少的必然流程

** 小范围的标准化。统计和预测重订率高的设计，在某些小范围内进行标准化

** 当滚刀年产量>3000, 剃刀>1000, 插刀>500 后，该工作会产生明显的效益。否则不明显。

7.2 简化工艺

在结构上，基本上是没有简化工艺的空间。但是在局部参数上，简化的空间很大。这就相当于局部的减少规格数。

要点：

** 变模数设计，主要针对压力角这一基本参数。已有阐述： https://www.wendangku.net/doc/4112280135.html,/read.php?tid=259941

** 设计前对某参数校核。借助档案和软件帮助，横向对比，筛选相近设计，并校核。将该工作作为设计不可缺少的必然流程

** 参数系列化，并根据统计结果和分析，减少系列中的规格数量

** 降低外圆尺寸数量。需要和销售合作与客户沟通，尽量采用标准外圆尺寸。这种情况在公制英制之间，一些奇怪外圆尺寸上碰到得多。外圆是设计的基本约束，是生产的最基本数据之一。该工作对生产有着重要的意义。

** 当滚刀年产量>1000, 剃刀>500, 插刀>200 后，该工作会产生明显的效益。市场范围相对集中则更佳。否则不明显。

7.3 支持工艺革新

与普通刀具相比，齿轮刀具的生产制造是相当复杂的。特别是高性能的齿轮刀具。

没有设计的技术支持，生产工艺永远是在小踏步而无法有革命性的创新。

这也是很多公司的设计工程师兼做工艺工程师的原因。

重点：

** 剃齿刀落刀槽。使用特殊滚刀加工落刀槽，陆联已经申请专利。欧洲多流行铣槽，亚洲多钻孔，美国近来越来越多的应用铣槽。

** 特殊滚插刀的生产工艺。很多特殊的滚刀结构奇特复杂，需要设计工程师自己制作生产工艺。

** 对铲磨工序的支持。见5.4

** 设备改造或开发

难点：

** 管理层面的参与和支持

** 设计工程师的能力够强

8，持续发展

** 在曾经辉煌的年代里，几乎每个在机械工程上有名的大学都设置了齿轮刀具教研室，几乎每个著名的齿轮刀具厂家都有强大的研究力量。是他们奠定了我们齿轮刀具昨天和今天的整套理论和制造体系。然而我们看到，今天绝大部分齿轮刀具设计者手里拿着的书，有1991 年的，有1978 年的，甚至还有大量50年代翻译的前苏联资料和印着毛主席语录的书籍。跟国外的差距再一次拉大到至少10 年以上。很自然问一个问题：怎样才能持续发展？值得我们深思啊。

** 机遇期的来临，意味着我们有可能在短期内取得突破，缩短差距甚至完成超越。但是，这不是终点，而只是一个新的起点。

** 甚至就这个缩短和超越的过程本身而言，也不是轻松容易一蹴而就的。同样需要持续的发展才能完成。这是由齿轮刀具的复杂性和专用性所决定的。

** 持续发展的问题，都将在设计篇，生产制造篇，应用篇出现。

8.1 全球视野

无数实践已经证明，闭门造车是行不长久的。只有成为世界的一部分，我们才能不断的进步，低谷的时候不掉队，高峰的时候领先超越。对设计这一块来说，做到这一点，必须具有全球视野。要点：

** 外语能力。能够在公开资料中汲取营养，能够和国外交流

** 企业提供的培训机会。这在外企中比较突出

** 学术或商业性质的考察交流

8.2 持续改进，不断创新的文化

技术进步的两种基本形式：

** 小步快跑，量变到质变

** 革命性创新，包括设计思想；这两种是相辅相成，缺一不可。

8.3 设计团队

这里说的一切，都是靠人去完成的。人才，是最重要的资源。

业内著名的公司，都有自己的一个稳定的，高水平的设计团队。个人的才能和团队的合作，推动着技术的持续和快速进步。当你看到某某公司声明在外的时候，当你看到某某刀具新颖独特或性能优越的时候，要知道这背后就是一个优秀的设计团队，这就是他们的杰作。

8.4 产学研结合

这是一个复杂的问题。牵涉到各种体制。但是原则就是一个：产学研，必须结合。没有科研的支持，产业的发展就没有长远的持续动力。对某些针对性强的关键问题，也无法取得突破。难点：

** 更多的是一个管理层面甚至体制的问题

一、范成法(generating method)

根据动瞬心线法形成共轭齿廓的原理，当直线齿廓的齿条与动瞬心线(直线)S相固结并沿齿轮作纯滚动时，可以包络出渐开线齿廓来。这种方法还可以看成是利用齿轮与齿条相啮合或齿轮与齿轮相啮合时，其齿廓互为包络的原理来加工齿轮齿廓的，这种齿轮加工方法称为范成法。

下面研究加工刀具及切削过程中的运动。

刀具及其齿形

齿条插刀(又称梳刀)的齿形为基本齿廓齿条上加一段圆角，用以加工出齿轮的齿根过渡曲线。

齿轮插刀(rack-form generating cutter)的形状与外齿轮相似，它不但能够加工外齿轮，还能加工内齿轮。

切削过程中的运动

范成运动(generating motion)

齿条插刀加工齿轮时，刀具的节线与被加工齿轮齿坯节圆的分度圆相切并作纯滚动运动，齿轮插刀加工齿轮时，刀具的节圆与齿坯节圆相切并作纯滚动运动，该运动称为范成运动。

切削运动(cutting motion)及其它运动

切削运动：刀具沿齿轮毛坯轴向的切齿运动。

让刀运动：插齿刀具返回时,为避免擦伤已加工出的齿廓,工件后退的运动。

进给运动：为了加工出全齿高，刀具沿齿轮毛坯径向的进给运动。

滚齿加工法(hobbing)的特点：

为了克服齿条插刀插齿的切削不连续和齿条刀齿数一定与被加工齿轮齿数为任意的矛盾，避免机床复杂化，提出滚齿加工。滚刀相当于轴截面为直线齿形的螺杆，滚刀旋转时，相当于直线齿廓的齿条沿其轴线方向连续不断移动，从而可以加工任意齿数的齿轮。

滚直齿轮滚斜齿轮

滚齿法既可以加工直齿轮，又能很方便地加工出斜齿轮，它是齿轮加工中普遍应用的方法。

标准齿轮与变位齿轮加工

为了清楚起见，现以齿条刀插齿为例进行讨论。

标准齿轮(standard gear)加工

齿条插刀的分度线与被加工的齿轮的分度圆相切并作纯滚动，刀具移动速度

V=wr= wmz/2

此时加工出来的齿轮，其分度圆齿厚s与齿槽宽e相等，即：

s=e= pm / 2

加工标准齿轮时，齿条刀的节线与分度线重合,刀具的分度线与齿轮分度圆相切。

变位齿轮(profile shift gear)加工

刀具分度线与齿轮的分度圆拉开(或移近)一定距离xm，刀具上与分度线平行且与齿轮分度圆相切的直线称为节线。此时节线与齿轮的分度圆作纯滚动，仍然应该保证：v=ωr 正变位: xm > 0 分度线离开分度圆的距离+xm

负变位: xm < 0 分度线与分度圆相割距离为-xm

因为齿轮的分度圆与刀具的节线相切作纯滚动，故齿轮分度圆齿厚S应当等于刀具节线上的齿槽宽e'。

s= pm/2+2xm·tana

正变位齿轮(long-addendum gear)，x > 0, 故其分度圆齿厚比标准齿轮增大，

负变位齿轮(short-addendum gear)，x < 0, 故其分度圆齿厚比标准齿轮减小。

二、仿形法(forming method)

用盘形齿轮铣刀铣齿

铣齿(gear milling)

仿形法加工齿轮时，刀具的形状与齿轮的齿槽形状相同。用一般铣床即可以铣去齿槽的金属而形成齿轮的轮齿。请仔细观察其加工情况。

二、拉刀拉齿(gear broaching)

拉刀拉齿主要用来拉削内齿轮，拉刀的最终形状与齿轮的完整的齿槽空间相同，它是仿形法加工的一种，因拉刀的制造成本高，故它适用于批量生产的情况。

冲压齿轮

冲头的形状与完整的齿轮或完整的齿槽的形状相同，它可以冲压出外齿轮，也可以冲压出内齿轮。它适用于批量生产。(end)

参考资料：https://www.wendangku.net/doc/4112280135.html,/disp_art/1230003/1469.html

最新机械基础教案(劳动版)——第十八讲直齿圆柱齿轮传动设计

第十八讲 学时： 2 学时 课题： 5.5.4 直齿圆柱齿轮传动设计目的任务：掌握渐开线直齿圆柱齿轮传动的强度计算方法重点:渐开线直齿圆柱齿轮传动的强度计算方法难点：齿面接触疲劳强度公式 教学方法：多媒体 5.5.4 直齿圆柱齿轮传动设计 1．轮齿受力分析和计算载荷 1）受力分析 图示一直齿圆柱齿轮在节点P 处的受力情况。 不考虑摩擦力，作用在齿面上的法向力Fn 可分解为圆周力Ft 和径向力Fr。

直齿圆柱齿轮传动受力分析 2) 轮齿的计算载荷 Fnc=KFn K 为载荷系数，参考表选取。 2．齿面接触疲劳强度计算 齿面点蚀主要于齿面的接触应力的大小有关。 为防止齿面点蚀，应保证齿面的最大接触应力σH不大于齿轮材料的许用接触应力[ σH。] 动画演示) u——传动比，u=z2/z1>1 ； T1——小齿轮所传递的转矩(N.mm) ； K ——载荷系数，见表； b——齿宽(mm) ； a——中心距(mm) ； ψ b ——齿宽系数； [ σH] ——齿轮材料许用接触应力(MPa) ，见表。 应用公式时还应注意下列数据的确定： 1. 传动比i 式中：σH——齿面最大接触应力(MPa) ；

u<8 时可采用一级齿轮传动。若总传动比u 为8--40，可分为二级传动；若总传动比u 大于40，可分为三级或三级以上传动。 2. 齿宽b 为了安装方便，保证轮齿全齿宽啮合，一般小齿轮齿宽b1应比大齿轮齿宽b2 大（5--10）mm 。可以认为公式里的齿宽为b2。 3. 齿宽系数ψb 一般闭式齿轮传动，ψb=0.2--1.4 4. 许用应力[ σ H] 一对齿轮啮合时，两齿轮轮齿间的接触应力相等，但许用接触应力一般是不相等的，故应用[ σH1和] [ σH2中] 较小者代入公式计算。 3.齿根弯曲疲劳强度计算 齿根弯曲疲劳强度计算是为了防止齿根出现疲劳折断。 因此，应保证齿根最大弯曲应力σF不大于齿轮材料的许用弯曲应力[ σF。]（动画演示）

齿轮滚刀刀具简介

齿轮滚刀刀具简介 （一）齿轮滚刀的形成 齿轮滚刀是依照螺旋齿轮副啮合原理，用展成法切削齿轮的刀具，齿轮滚刀相当于小齿轮，被切齿轮相当于一个大齿轮，如图9－24所示。齿轮滚刀是一个螺旋角β0很大而螺纹头数很少（1～3个齿），齿很长，并能绕滚刀分度圆柱很多圈的螺旋齿轮，这样就象螺旋升角γz很小的蜗杆了。为了形成刀刃，在蜗杆端面沿着轴线铣出几条容屑槽，以形成前面及前角；经铲齿和铲磨，形成后刀面及后角，如图9－25所示。 （二）齿轮滚刀的基本蜗杆 齿轮滚刀的两侧刀刃是前面与侧铲表 面的交线，它应当分布在蜗杆螺旋表面上，这个蜗杆称为滚刀的基本蜗杆。基本蜗杆有以下三种:

1．渐开线蜗杆渐开线蜗杆的螺纹齿侧面是渐开螺旋面，在与基圆柱相切的任意平面和渐开螺旋面的交线是一条直线，其端剖面是渐开线。渐开线蜗杆轴向剖面与渐开螺旋面的交线是曲线。用这种基本螺杆制造的滚刀，没有齿形设计误差，切削的齿轮精度高。然而制造滚刀困难。 2．阿基米德蜗杆阿基米德蜗杆的螺旋齿侧面是阿基米德螺旋面。通过蜗杆轴线剖面与阿基米德蜗螺旋面的交线是直线，其它剖面都是曲线，其端剖面是阿基米德螺旋线。用这种基本蜗杆制成的滚刀，制造与检验滚刀齿形均比渐开线蜗杆简单和方便。但有微量的齿形误差。不过这种误差是在允许的范围之内，为此，生产中大多数精加工滚刀的基本蜗杆均用阿基米德蜗杆代替渐开线蜗杆。 3．法向直廓蜗杆法向直廓蜗杆法剖面内的齿形是直线，端剖面为延长渐开线。用这种基本蜗杆代替渐开线基本蜗杆作

滚刀，其齿形设计误差大，故一般作为大模数、多头和粗加工滚刀用。 （三）滚刀的齿形误差 用阿基米德蜗杆代替渐开线基本蜗杆作滚刀，切制的齿轮齿形存在着一定误差，这种误差称为齿形误差。由基本蜗杆的性质可知，渐开线基本蜗杆轴向剖面是曲线齿形，而阿基米德基本蜗杆轴向剖面是直线齿形。为了减少造型误差，应使基本蜗杆的轴向剖面直线齿形与渐开线基本蜗杆轴向剖面的理论齿形在分度圆处相切。阿基米德滚刀基本蜗杆轴向剖面齿形角αx0，应等于渐开线蜗杆轴向剖面齿形的分度圆压力角，如图9－26所示。由斜齿轮法向剖面与轴向剖面齿形角换算关系可得 αx0＝αn/cosγz 式中αx0－轴向剖面齿形角 αn－渐开线蜗杆法向剖面分度圆压力角；

刀具课程设计说明书(完整版).

矩形花键拉刀及成形车刀设计说明书 目录 1.前言 (1) 2.绪论 (2) 3.刀具设计 3.1圆孔式拉刀的设计过程 (3) 3.2 矩形花键铣刀的设计 (8) 4．小结 (15) 5．致谢 (15) 6．参考文献 (15)

1、前言 大学三年的学习即将结束，在我们即将进入大四,踏入社会之前，通过课程设计来检查和考验我们在这几年中的所学，同时对于我们自身来说，这次课程设计很贴切地把一些实践性的东西引入我们的设计中和平时所学的理论知识相关联。为我们无论是在将来的工作或者是继续学习的过程中打下一个坚实的基础。 我的课程设计课题目是矩形花键拉刀与矩形花键铣刀的设计。在设计过程当中,我通过查阅有关资料和运用所学的专业或有关知识，比如零件图设计、金属切削原理、金属切削刀具、以及所学软件AUTOCAD的运用，设计了零件的工艺、编制了零件的加工程序等。我利用此次课程设计的机会对以往所有所学知识加以梳理检验，同时又可以在设计当中查找自己所学的不足从而加以弥补，使我对专业知识得到进一步的了解和系统掌握。 由于本人水平有限,设计编写时间也比较仓促,在我们设计的过程中会遇到一些技术和专业知识其它方面的问题，再加上我们对知识掌握的程度，所以设计中我们的设计会有一些不尽如人意的地方, 为了共同提高今后设计设计的质量，希望在考核和答辩的过程中得到各位指导老师的谅解与批评指正,不胜感激之至. 2、绪论 2.1刀具的发展 随着社会的发展,时代的进步,刀具在生产中的用途越来越广.刀具的发展在一定程度上决定着生产率,中国加入WTO后,各行各业面临的竞争越来越激烈,一个企业要有竞争力,其生产工具必须具有一定的先进性.中国作为一个农业大国,其在机械方面的发展空间相当大,而要生产不同种类的零件,不管其大小与复杂程度,都离不开刀具. 目前，在金属切削技术领域中，我国和先进的工业国家之间还存在着不小的差距，但这种

二级展开式圆柱齿轮传动减速器设计说明书Ⅱ

目录 设计任务书 (5) 一.工作条件 (5) 二.原始数据 (5) 三.设计内容 (5) 四.设计任务 (5) 五.设计进度 (6) 传动方案的拟定及说明 (6) 电动机的选择 (6) 一.电动机类型和结构的选择 (7) 二.电动机容量的选择 (7) 三.电动机转速的选择 (7) 四.电动机型号的选择 (7) 传动装置的运动和动力参数 (8) 一.总传动比 (8) 二.合理分配各级传动比 (8) 三.传动装置的运动和动力参数计算 (8) 传动件的设计计算 (9) 一.高速啮合齿轮的设计 (9) 二.低速啮合齿轮的设计 (14) 三.滚筒速度校核 (19)

轴的设计计算 (19) 一.初步确定轴的最小直径 (19) 二.轴的设计与校核 (20) 滚动轴承的计算 (30) 一.高速轴上轴承（6208）校核 (30) 二.中间轴上轴承（6207）校核 (31) 三.输出轴上轴承（6210）校核 (32) 键联接的选择及校核 (34) 一.键的选择 (34) 二.键的校核 (34) 连轴器的选择 (35) 一.高速轴与电动机之间的联轴器 (35) 二.输出轴与电动机之间的联轴器 (35) 减速器附件的选择 (36) 一.通气孔 (36) 二.油面指示器 (36) 三.起吊装置 (36) 四.油塞 (36) 五.窥视孔及窥视盖 (36) 六.轴承盖 (37) 润滑与密封 (37) 一.齿轮润滑 (37)

二.滚动轴承润滑 (37) 三.密封方法的选择 (37) 设计小结 (37) 参考资料目录 (38)

五．设计进度 1、第一阶段：传动方案的选择、传动件参数计算及校核、绘 制装配草图 2、第二阶段：制装配图； 3、第三阶段：绘制零件图。 传动方案的拟定及说明 一个好的传动方案，除了首先满足机器的功能要求外，还应当工作可靠、结构简单、尺寸紧凑、传动效率高、成本低廉以及维护方便。要完全满足这些要求是很困难的。在拟订传动方案和对多种传动方案进行比较时，应根据机器的具体情况综合考虑，选择能保证主要要求的较合理的传动方案。 根据工作条件和原始数据可选方案二，即展开式二级圆柱齿轮传动。因为此方案工作可靠、传动效率高、维护方便、环境适应行好，但也有一缺点，就是宽度较大。其中选用斜齿圆柱齿轮，因为斜齿圆柱齿轮兼有传动平稳和成本低的特点，同时选用展开式可以有效地减小横向尺寸。 示意图如下： 1—电动机；2—联轴器；3—齿轮减速器；4—联轴器；5—鼓轮；6—带式运输机 实际设计中对此方案略微做改动，即：把齿轮放在靠近电动机端和滚筒端。（其他们的优缺点见小结所述）

直齿圆柱齿轮的结构设计

目录 摘要 (2) 一引言 (3) 二齿轮的设计计算 (4) 2.1 选择材料、热处理方法及精度等级 (4) 2.2 齿面接触疲劳强度设计齿轮 (4) 2.3主要参数选取及几何尺寸计算 (5) 2.4 .齿轮结构设计 (5) 三绘制齿轮图、零件图、三维造型 (7) 四结束语 (8) 五参考文献 (9)

摘要 齿轮是广泛应用于机械设备中的传动零件。它的主要作用是传递运动、改变方向和转速。根据齿轮的工况，合理的设计齿轮的结构，使得齿轮传动平稳有足够的强度。通过强度计算、材料的选择、热处理方法精度选择、几何尺寸计算。考虑齿面接触疲劳强度和齿根曲面疲劳强度得出齿轮的结构。 关键词：齿轮传动、齿轮精度、热处理、疲劳强度

一引言 随着我过工业的发展，齿轮是现代机械中应用最广泛的一种机械传动零件。它的结构设计随着工业的需要而改变。齿轮的结构设计与齿轮的几何尺寸、毛坯、材料、加工方法、使用要求及经济性等因素有关。进行齿轮的结构设计时，必须综合地考虑上述各方面的因素。通常是先按齿轮的直径大小，选定合适的结构形式，然后再根据荐用的经验数据，进行结构设计。 随着科技技术的不断进步，生产都向着自动化、专业化和大批量化的方向发展。这就要求企业的生产在体现人性化的基础上降低工人的生产强度和提高工人的生产效率，降低企业的生产成本。现代的生产和应用设备多数都采用机电一体化、数字控制技术和自动化的控制模式。在这种要求下齿轮零件越发体现出其广阔的应用领域和市场前景。特别是近年来与微电子、计算机技术相结合后，使齿轮零件进入了一个新的发展阶段。在齿轮零部件是最重要部分，因需求的增加，所以生产也步入大批量化和自动化。 为适应机械设备对齿轮加工的要求，对齿轮加工要求和技术领域的拓展还需要不断的更新与改进。

齿轮设计说明书

设计计算说明书设计题目：齿轮 学院： 专业： 班级： 学号： 姓名： 指导老师：

计算内容计算说明结果 1.计算齿轮传动 比i2根据ω=2πn，v=ωr ，求得 n=ω/2π=1.96*60=117.6r/min 由此算出i2=1500/(2.5*117.6)=5.1 传动比i2=5.1 2选择齿轮材料，并确定许用应力大丶小齿轮都采用CrMnTi，渗碳淬火，齿面硬度 HRC60.根据参考文献[1]图10-38和图10-39查出齿 轮的疲劳极限强度，确定许用应力。 σHlim 1=σHlim 2=1500MPa σFlim 1=σFlim=460MPa [σH]=0.9σHlim 1=0.9*1500=1350MPa [σF]=1.4σFlim 1=1.4*460=644MPa 材料：大丶小齿轮都采 用CrMnTi，渗碳淬火 许用应力。 σHlim1=σHlim2=1500MPa σFlim1=σFlim=460MPa [σH]=1350MPa [σF]=644MPa 3.选取设计参数取最小齿轮齿数Z1=17，则 Z2=i2Z1=5.1*17=86.7,取大齿轮齿数Z2=87 Z1=17 Z2=87 4计算齿数比U=Z2/Z1=5.1 U=5.1 5计算相对误差是 否合理由于传动比误差为|（u-i）/i|*100%=0.39%<3%~5%， 所以齿轮数选择合理 合理 6选齿宽系数Φd参考表10—11选齿宽系数Φd =0.5 （齿轮相对于轴承为对称布置） Φd =0.5

7计算系数 A m、A d 初选螺旋角β=10°， 根据表10—8，系数A m=12.4，A d=756 A m=12.4 A d=756 8计算小齿轮的功率P1和小齿轮的转 速n1取传动带的效率 η=0.95，P1=P c*0.95=28.8*0.95=27.36w n1=V/i=1500/2.5=600(r/min) P1=27.36w n1=600(r/min) 9计算小齿轮的转 矩T1T1=9550*（P1/n1） =9550*（27.36/600）=435.48(N·m) T1=435.48(N·m) 10计算当量齿数按式（10-32）计算齿轮当量齿数 Z V1=Z1/cos3β=17/cos310°=17.8 Z V2=Z2/cos3β=87/cos310°=91.1 Z V1=17.8 Z V2=91.1 11计算模数m n根据表10—10查出复合齿形系数 Y SF1=4.49,Y SF2=3.85 取载荷系数K=1.2 m n≥A m31Y KT FS1/Φd Z12[σF] =12.4*) 644 * 2 ^ 17 * 5.0 /( ) 49 .4 * 48 . 435 * 2.1( 3=3.6 按表10—1取标准值m n=4mm M n=4mm 11计算中心距a a=[m n(z1+z2)]/2cosβ =[4*(17+87)]/2*cos10°=211.2mm 取a=212mm a=212mm

刀具课程设计说明书格式

目录 1 前言 (1) 2 径向成形车刀的廓形设计 (1) 2.1径向成形车刀廓形设计的必要性 (1) 3 圆孔拉刀的设计 (1) 3.1圆孔拉刀各参数的选择 (1) 3.2设计计算过程 (1) 4 总结 (1)

矩形花键拉刀及矩形花键铣刀设计 （题目、小3号黑体、居中） 1 前言（1级、2级标题：小4号黑体；行距：1.5倍，段前0.5行，段后0.5行） ┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅（正文小4号宋体，段首缩进2个汉字，行距：1.5倍） 2 径向成形车刀的廓形设计 ┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅（正文小4号宋体，段首缩进2个汉字，行距：1.5倍） 2.1径向成形车刀廓形设计的必要性 ┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅（正文小4号宋体，段首缩进2个汉字，行距：1.5倍） 3 圆孔拉刀的设计 3.1圆孔拉刀各参数的选择 ┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅ 3.2设计计算过程 ┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅ 4 总结 参考文献 致谢

格式具体说明： 要求：1. 用Word编辑；2. A4纸，正文1.5倍间距； 3. 页面设置：上：3cm；下: 2.0cm。 左：2.5cm；右：2.5cm 页眉：2.0cm[内容：“中北大学课程设计说明书”（5号黑体）] 页脚：1.5cm 4. 插入页码： 位置：页面底端（页脚） 对齐方式：外侧 如有插图、表格，按“图1、图2……表1、表2……”格式编辑，图题5号字，在图下方居中，表题也为5号字，在表格上方居中。 引言：简要说明该课程设计的目的、意义，涉及的相关课程及相关知识点理论基础和分析、研究设想、研究方法和实验设计、预期结果和意义等。应言简意赅，不要与摘要雷同，不要成为摘要的注释。 各章节正文： 1.问题、论点的提出、背景； 2.问题、案例的分析，方法、工具选用、理论综述；设计、计算过程、步骤的描述等； 3.问题的解决思路，策略、建议、实施的方法，创新观点、方法等；总结 技术的总结，不是思想汇报，要具体，针对具体题目在设计、计算、绘

一级齿轮减速器课程设计说明书

一级齿轮减速器课程设计说明书

目 录 一、 运动参数的计算.............................................4 二、 带传动的设计 .............................................6 三、 齿轮的设计 ................................................8 四、 轴的设计 ...................................................12 五、 齿轮结构设计................................................18 六、 轴承的选择及计算..........................................19 七、 键连接的选择和校核.......................................23 八、 联轴器的选择 .............................................24 九、 箱体结构的设计 (24) 十、 润滑密封设计 (26) *-一．运动参数的计算 1．电动机的选型 1）电动机类型的选择 按工作要求选择Y 系列三相异步电机，电压为380V 。 2）电动机功率的选择 滚筒转速：6060 1.1 84.0min 0.25 v r n D ωππ?= ==? 负载功率: /10002300 1.1/1000 2.52w P FV ==?= KW 电动机所需的功率为：kw a w d p p η= （其中：d p 为电动机功率，w p 为负载功率，a η 为总效率。） 为了计算电动机所需功率d p ，先确定从电动机到工作机只见得总效率a η，设1η、 2η、3η、4η分别为V 带传动、闭式齿轮传动（齿轮精度为8级）、滚动轴承和联轴器的效率 查《机械设计课程设计》表2-2得 1η=0.95 2η=0.97 3η=0.99 4η=0.99 3a 1234 30.950.970.990.990.8852 ηηηηη==???=

拉刀课程设计方案

目录 一.圆孑L拉刀设计任务书 (2) 1 ?设计题目 (2) 二.设计过程 (3) (1) 拉刀材料 (3) (2) 拉削方式 (3) (3) 几何参数 (3) (4) 校准齿直径 (3) (5) 拉削余量 (3) (6) 齿升量 (3) (7) 容屑槽 (3) (8) 分层式拉刀粗切齿、过度齿和精切齿均采用三角形分屑槽 (4) (9) 前柄部形状和尺寸 (4) (10) 校验拉刀强度与拉床载荷 (4) (11) 齿数及每齿直径 (5) (12) 拉刀及其他部分 (6) (13) 计算和校验拉刀总长 (6) (14) ............................................................................................................................................... 制定技术条件. (7) 三.技术条件 (7) 四.课程设计小结 (8) 五.参考文献 (9)

.圆孔拉刀设计任务书 1 ?设计题目 已知条件： 1、要加工的工件零件图如图所示。 2、工件材料：HT200 零件尺寸参数表 工件材料组织状态D d L 参数HT200200 ±.160。0.03060要求： 1、设计刀具工作图一份; 2、课程设计说明书一份。 0.030 工件直径0长度60mm材料HT20Q工作如上图所示； 零件图

拉床为L6140型不良状态的旧拉床，采用10液压乳化液，拉削后孔的扩张量为0.01mm 设计步骤如下： (1) 拉刀材料：由于工件材料为HT200，且热处理状态为，那么刀具材料选择 W18Cr4V。 (2) 拉削方式：分层式 (3) 几何参数：由《金属切削机床与刀具课程设计指导书》表 4.2，选择前角 0 =5°,精切齿与校准齿前刀面倒棱bi=0.5?1.0mm 01=-5 ° ; 由《金属切削机床与刀具课程设计指导书》表 4.3，选择粗切齿后角 0=3°,倒棱宽1三0.2mm精切齿后角0=2°,倒棱宽1=0.3mm 校准齿后角0 =1°，倒棱宽1=0.6mm (4) 校准齿直径(以角标x表示校准齿的参数) d 0X=d mmax 式中一扩张量，取=0.01mm 贝U d ox =60.030-0.0仁60.020mm； (5) 拉削余量：按表4.1计算。当预制孔采用钻削加工时，A的初值为 A 0.005d m 0.1,1 1.07mm 采用59钻头，最小孔径为d wmin 59,拉削余量为 A d ox d wmin 1.02mm (6) 齿升量。按表4.8取粗切齿齿升量为f 0.040mm。 (7) 容屑槽。 ①计算齿距。按表4.8粗切齿与过渡齿齿距为 p (1.3~1.6) 60 10.06 ~ 12.41mm，取11mm 取精切齿与校准齿齿距(用角标j表示精切齿的参数)

直齿圆柱齿轮设计步骤知识讲解

直齿圆柱齿轮设计 1.齿轮传动设计参数的选择 齿轮传动设计参数的选择： 1）压力角α的选择 2）小齿轮齿数Z1的选择 3）齿宽系数φd的选择 齿轮传动的许用应力 精度选择 压力角α的选择 由《机械原理》可知，增大压力角α，齿轮的齿厚及节点处的齿廓曲率半径亦皆随之增加，有利于提高齿轮传动的弯曲强度及接触强度。我国对一般用途的齿轮传动规定的压力角为α=20o。为增强航空有齿轮传动的弯曲强度及接触强度，我国航空齿轮传动标准还规定了α=25o的标准压力角。但增大压力角并不一定都对传动有利。对重合度接近2的高速齿轮传动，推荐采用齿顶高系数为1～1.2，压力角为16 o～18 o的齿轮，这样做可增加齿轮的柔性，降低噪声和动载荷。 小齿轮齿数Z 1 的选择 若保持齿轮传动的中心距α不变，增加齿数，除能增大重合度、改善传动的平稳性外，还可减小模数，降低齿高，因而减少金属切削量，节省制造费用。另外，降低齿高还能减小滑动速度，减少磨损及减小胶合的可能性。但模数小了，齿厚随之减薄，则要降低齿轮的弯曲强度。不过在一定的齿数范围内，尤其是当承载能力主要取决于齿面接触强度时，以齿数多一些为好。 闭式齿轮传动一般转速较高，为了提高传动的平稳性，减小冲击振动，以齿数多 一些为好，小一些为好，小齿轮的齿数可取为z 1 =20~40。开式（半开式）齿轮传动，由于轮齿主要为磨损失效，为使齿轮不致过小，故小齿轮不亦选用过多的齿 数，一般可取z 1 =17~20。 为使齿轮免于根切，对于α=20o的标准支持圆柱齿轮，应取z 1≥17。Z 2 =u·z 1 。 齿宽系数φ d 的选择

由齿轮的强度公式可知，轮齿越宽，承载能力也愈高，因而轮齿不宜过窄；但增 大齿宽又会使齿面上的载荷分布更趋不均匀，故齿宽系数应取得适合。圆柱齿轮齿宽系数的荐用值列于下表。对于标准圆柱齿轮减速器，齿宽系数取为 所以对于外捏合齿轮传动φ a 的值规定为0.2，0.25，0.30，0.40，0.50，0.60，0.80，1.0，1.2。运用设计计算公式时，对于标准减速器，可先选定再用上式计 算出相应的φ d 值 表：圆柱齿轮的齿宽系数φ d 装置状况两支撑相对小齿轮作对 称布置两支撑相对小齿轮作不对 称布置 小齿轮作悬臂布 置 φd0.9～1.4（1.2～1.9）0.7～1.15（1.1～1.65）0.4～0.6 注：1）大、小齿轮皆为硬齿面时φ d 应取表中偏下限的数值；若皆为软齿面或仅大齿轮为 软齿面时φ d 可取表中偏上限的数值； 2)括号内的数值用于人自齿轮，此时b为人字齿轮的总宽度； 3)金属切削机床的齿轮传动，若传递的功率不大时，φ d 可小到0.2； 4)非金属齿轮可取φ d ≈0.5～1.2。 齿轮传动的许用应力 齿轮的许用应力[σ]按下式计算 式中参数说明请直接点击 疲劳安全系数S 对接触疲劳强度计算，由于点蚀破坏发生后只引起噪声、振动增大，并 不立即导致不能继续工作的后果，故可取S=S H =1。但是，如果一旦发生断齿，就 会引起严重的事故，因此在进行齿根弯曲疲劳强度的计算时取S=S F =1.25~1.5.

齿轮锻造工艺设计说明书

齿 轮 锻 造 工 艺 设 计 说 明 书 姓名：xxx 学号：xxxxxxxx 班级：xxxxxxx 日期；xxxxxxx

齿轮锻造工艺设计说明书 摘要：锻造生产的目的是坯料成型、及控制其内部组织性能达到所需的几何形状，尺寸以及品质的锻件，钢和大多数非铁金属及合金具有不同程度的塑性，均可在冷态或热态下进行塑性加工成型。齿轮的锻造采用的是自由锻工艺。本文主要介绍的是齿轮的自由锻工艺。自由锻是利用压力或冲击力是金属在上下抵铁之间产生塑性变形，从而获得所需锻件形状及尺寸的方法。确定自由锻的工艺成为了自由锻加工的关键。本文着重介绍的就是齿轮的自由锻的工艺流程。 关键词：自由锻、齿轮加工、塑性变形、工艺流程。

目录 一．绪论 (1) 二．总体设计方案 (1) 三．具体的设计方法与步骤 (3) 3.1绘制锻件图 (3) 3.2确定变形工艺 (3) 3.2.1镦粗 (3) 3.2.2冲孔 (4) 3.2.3扩孔 (4) 3.2.4修整锻件 (4) 3.3计算坯料质量和尺寸 (4) 3.4选定设备及规范 (5) 四．工艺流程（工艺卡） (6) 五．结论 (7) 六．致谢 (7) 七．参考文献 (8)

一、绪论 锻造的目的是使坯料成形及控制其内部组织性能达到所需的几何形状，尺寸以及品质的锻件。锻造的基本工艺有自由锻、模锻、板料冲压等，其中自由锻和模锻是热塑性成型，而板料冲压是冷塑性成形，两者的基本原理相同。 锻造件占得比例说明了一个国家生产水平、生产率、材料利用率、生产成本及产品品质在国际竞争中的地位。在新中国成立之前，锻造基本上是手工作坊式的延续，生产效率低，劳动强度大。然而在改革开放之后我国的锻造工艺水平得到了迅猛的发展，从而带动了诸如汽车工业的跨越式发展。但我们还应该清醒的看到我们的锻造工艺水平与欧美发达国家还有一定差距，这更加促使我们努力发展新技术，赶超国际先进水平。 齿轮是现代工业大量使用的零件，本文就是讨论齿轮的自由锻生产。自由锻能进行的工序很多，可分为基本工序、辅助工序、及精整工序三大类。它的基本工序是使金属产生一定程度的塑性变形以达到所需的形状和尺寸的工艺过程，如镦粗，拔长、冲孔、弯曲、切割、扭转及错移等工序。 二、总体设计方案 1.绘制锻件图 根据零件图的基本图样，结合自由锻工艺特点考虑余块、锻件余量和锻造公差等因素绘制而成。 2.计算坯料质量及尺寸 (1)坯料质量的计算 根据锻件的形状和尺寸，可先计算锻件的质量，再考虑加热时的氧化损失，冲孔时冲掉的芯料以及切头的损失，可先计算锻件所用的坯料的质量，其计算公式为 m坯=m锻+m烧+m头+m芯 (2)坯料尺寸确定 皮料尺寸与所用第一个基本工序有关，由于齿轮是饼块类或空心类锻件，用镦粗工序锻造时，为了避免镦弯，应使坯料高度h不超过直径D的2.5倍，即坯

机械专业齿轮设计课程设计说明书范本

机械设计课程设计说明书 设计题目：带式输送机传动装置中的二级圆柱齿轮减速器 机械系机械设计与制造专业 设计者： 指导教师： 2010 年07月02日

目录 一、前言 (3) 1．作用意义 (3) 2．传动方案规划 (3) 二、电机的选择及主要性能的计算 (4) 1．电机的选择 (4) 2．传动比的确定 (5) 3．传动功率的计算 (6) 三、结构设计 (8) 1．齿轮的计算 (8) 2．轴与轴承的选择计算 (12) 3．轴的校核计算 (14) 4．键的计算 (17) 5．箱体结构设计 (17) 四、加工使用说明 (20) 1．技术要求 (20) 2．使用说明 (21) 五、结束语 (21) 参考文献 (22)

一、前言 1．作用及意义 机器一般是由原动机、传动装置和工作装置组成。传动装置是用来传递原动机的运动和动力、变换其运动形式以满足工作装置的需要，是机器的重要组成部分。传动装置是否合理将直接影响机器的工作性能、重量和成本。合理的传动方案除满足工作装置的功能外，还要求结构简单、制造方便、成本低廉、传动效率高和使用维护方便。 本设计中原动机为电动机，工作机为皮带输送机。传动方案采用了两级传动，第一级传动为二级直齿圆柱齿轮减速器，第二级传动为链传动。 齿轮传动的传动效率高，适用的功率和速度范围广，使用寿命较长，是现代机器中应用最为广泛的机构之—。本设计采用的是二级直齿轮传动(说明直齿轮传动的优缺点)。 说明减速器的结构特点、材料选择和应用场合。 综合运用机械设计基础、机械制造基础的知识和绘图技能，完成传动装置的测绘与分析，通过这一过程全面了解一个机械产品所涉及的结构、强度、制造、装配以及表达等方面的知识，培养综合分析、实际解决工程问题的能力， 2．传动方案规划 原始条件：胶带运输机由电动机通过减速器减速后通过链条传动，连续单向远传输送谷物类散粒物料，工作载荷较平稳，设计寿命10年，运输带速允许误差为% 。 5 原始数据:

刀具的种类

刀具的种类、材料与选用 [目录][上一层] [金属切削过程的基本概念] [刀具角度] [刀具的种类、材料与选 用] 一、刀具种类 （一）刀具分类 由于机械零件的材质、形状、技术要求和加工工艺的多样性，客观上要求进行加工的刀具具有不同的结构和切削性能。因此，生产中所使用的刀具的种类很多。刀具常按加工方式和具体用途，分为车刀、孔加工刀具、铣刀、拉刀、螺纹刀具、齿轮刀具、自动线及数控机床刀具和磨具等几大类型。刀具还可以按其它方式进行分类，如按所用材料分为高速钢刀具、硬质合金刀具、陶瓷刀具、立方氮化硼（CBN）刀具和金刚石刀具等；按结构分为整体刀具、镶片刀具、机夹刀具和复合刀具等；按是否标准化分为标准刀具和非标准刀具等。 （二）常用刀具简介 1.车刀 车刀是金属切削加工中应用最广的一种刀具。它可以在车床上加工外圆、端平面、螺纹、内孔，也可用于切槽和切断等。车刀在结构上可分为整体车刀、焊接装配式车刀和机械夹固刀片的车刀。机械夹固刀片的车刀又可分为机床车刀和可转位车刀。机械夹固车刀的切削性能稳定，工人不必磨刀，所以在现代生产中应用越来越多。 2.孔加工刀具 孔加工刀具一般可分为两大类：一类是从实体材料上加工出孔的刀具，常用的有麻花钻、中心钻和深孔钻等；另一类是对工件上已有孔进行再加工的刀具，常用的有扩孔钻、铰刀及镗刀等。例如，下图示标准高速钢麻花钻的结构。工作部分（刀体）的前端为切削部分，承担主要的切削工作，后端为导向部分，起引导钻头的作用，也是切削部分的后备部分。 3.铣刀

铣刀是一种应用广泛的多刃回转刀具，其种类很多。按用途分有：1）加工平面用的，如圆柱平面铣刀、端铣刀等；2）加工沟槽用的，如立铣刀、T形刀和角度铣刀等；3）加工成形表面用的，如凸半圆和凹半圆铣刀和加工其它复杂成形表面用的铣刀。铣削的生产率一般较高，加工表面粗糙度值较大。 4.拉刀 拉刀是一种加工精度和切削效率都比较高的多齿刀具，广泛应用于大批量生产中，可加工各种内、外表面。拉刀按所加工工件表面的不同，可分为各种内拉刀和外拉刀两类。使用拉刀加工时，除了要根据工件材料选择刀齿的前角、后角，根据工件加工表面的尺寸（如圆孔直径）确定拉刀尺寸外，还需要确定两个参数：（1）齿升角a f[即前后两刀齿（或齿组）的半径或高度之差]；（2）齿距p[即相邻两刀齿之间的轴向距离]。 5.螺纹刀具 螺纹可用切削法和滚压法进行加工。 6.齿轮刀具 齿轮刀具是用于加工齿轮齿形的刀具。按刀具的工作原理，齿轮分为成形齿轮刀具和展成齿轮刀具。常用的成形齿轮刀具有盘形齿轮铣刀和指形齿轮刀具等。常用的展成齿轮刀具有插齿刀、齿轮滚刀和剃齿刀等。选用齿轮滚刀和插齿刀时，应注意以下几点： （1）刀具基本参数（模数、齿形角、齿顶高系数等）应与被加工齿轮相同。（2）刀具精度等级应与被加工齿轮要求的精度等级相当。 （3）刀具旋向应尽可能与被加工齿轮的旋向相同。滚切直齿轮时，一般用左旋齿刀。 7.自动线与数控机床刀具 这类刀具的切削部分总的来说与一般刀具没有多大区别不同情况，只是为了适应数控机床和自动线加工的特点，对它们提出了更高的要求。

圆柱齿轮刀具设计

《圆柱齿轮刀具关键难题系列—设计篇》 圆柱齿轮刀具关键难题系列—设计篇（暂缺前言）https://www.wendangku.net/doc/4112280135.html,/viewthrea ... p;page=1&extra= 圆柱齿轮刀具关键难题系列—生产制造篇https://www.wendangku.net/doc/4112280135.html,/viewthrea ... &extra=page%3D1 圆柱齿轮刀具关键难题系列——应用篇（写ing） https://www.wendangku.net/doc/4112280135.html,/viewthread.php?tid=766&extra=page%3D1 圆柱齿轮刀具前辈论文小集（传ing） https://www.wendangku.net/doc/4112280135.html,/viewthread.php?tid=767&extra=page%3D1 0，前言 1，整体方案设计。 业界有一句话说得非常狠：做齿轮刀具的，必须要比做齿轮的和做齿轮机床的都更懂齿轮！这是很有道理的。也正因为如此，对齿轮制造系统进行整体方案设计和整体优化的，往往由齿轮刀具供应商完成。 在整体方案的设计中，以自上而下的设计思想为指导，以整体优化为目标，达到和超过齿轮加工精度，效率，成本的客户要求。 基本的设计思路： 1.1 理清客户要求。被加工工件，加工节拍，整体方案的层次（有的要求高的甚至需要 刀具供应商为其设计设备工装投入方案） 1.2 清楚客户现有条件。包括设备能力，技术能力，操作能力，热处理水平，批量大小， 预算等 1.3 确定工序。滚+剃，滚+磨，插+剃，粗滚+精滚，怎么剃，怎么磨等 1.4 将加工要求分解至每部工序，并确定前后工序的配合要求。 1.5 确定单个刀具的几个重要指标，包括（单次修磨寿命级别，单件加工时间，切削速 度级别，修磨寿命等）如果发现有指标过高，应返回1.3重新确定工序 1.6 确定刀具定购数量，周期和交货期。 1.7 确定刀具基本参数，包括（结构形式，材料，涂层，孔径，外圆，长度，头数，槽 数等） 1.8 报价（附技术方案）。如果不能通过，返回1.5或者1.3 1.9 进行刀具结构设计。 1.10 给出加工工艺，包括（切削速度，走刀量，进给速度，切削深度，窜刀策略，单次 修磨量，修磨间隔等）。并验算1.5 中的的指标。如果怎么都达不到，返回1.7 重新确

圆柱齿轮毕业设计

毕业论文（设计）圆柱齿轮零件的生产 张斌 指导老师：王明兰 班级：机电设备09 系（部）：机电工程系 专业：机电设备 答辩时间： 2012-7

圆柱齿轮零件的生产 摘要 现在的机械工业快速发展，工业生产为提高效率，确保生产质量，都大力发展齿轮，延长其寿命并试着提高其精度，从而使得产品合格率提高，生产效率也大大提高。齿轮作为机械的重要部分，越来越多的被认重视。齿轮研发与应用可以很好的反映国家的生产生产效率发展程度，机械中齿轮主要起着支撑作用完成一些具有重复性又劳动强度高的工作，例如力矩传递等。 本文列举了圆柱齿轮加工和设计过程中应注意的问题，在机械都是首要问题。首先，设计圆柱齿轮的毛坯做好适当毛坯，次之我们要选择合适的刀具和合适方式加工，完成了圆柱齿轮大体的构造。以此作为基础，然后用磨齿进行精加工，最后选择合适的热处理方式，增加圆柱齿轮的硬度，延长其寿命。 关键词：圆柱齿轮，精加工，热处理，机械工业 ABSTRACT Now the machinery industry is rapidly developing, the industrial production is to improve efficiency, ensure the production quality, develop vigorously the gear, prolong its life and try to improve its accuracy. thereby making the product qualification rate is improved and the production efficiency is greatly improved. As the important part of mechanical gear, more and more be valued.Development and application of gear can well reflect the state of the production efficiency of production development degree, mechanical gear mainly plays a supporting role to complete some repeatable and high labor intensity of the work, such as torque transmission. This article lists the problems of cylindrical gear machining and design which should pay attention to, what I mention is the primary problems in the machinery. First of all, we should design proper blank for cylindrical gear and,second we should choose the suitable cutting tool and the appropriate way to

齿轮油泵设计说明书

绪论 一、课程设计容 根据齿轮油泵的工作原理和零件图，看懂齿轮油泵的全部零件图，并将标准件按其规定标记查出有关尺寸。应用AutoCAD软件绘制所有正式零件图，装配图（A3图纸幅面1），用UG绘制所有正式零件的三维图形。 二、齿轮油泵工作原理 齿轮油泵示意图 工作原理部分：齿轮油泵是依靠一对齿轮的传动把油升压的一种装配，泵体12有一对齿轮，轴齿轮15是主动轮，轴齿轮16是被动轮，如下图所示。动力从主动轮输入，从而带动被动轮一起旋转。转动时齿轮啮合区的左方形成局部真空，压力降低将油吸入泵中，齿轮继续转动，吸入的油沿着泵体壁被输送到啮合处的右方，压力升高，从而把高压油输往需要润滑的部位。 防渗漏：为使油泵不漏油，泵体和泵盖结合处有密封垫片13（垫片形状与泵体、泵盖结合面相同），主动轴齿轮伸出的一端处填料压盖防漏装置，由填料10、填料压盖9、

螺栓组（件18、件8）组成。 连接与定位：泵体与泵盖之间用螺钉18连接，为保证相对位置的准确，用定位销11定位。 齿轮油泵工作原理 拆装顺序：泵体---主动轴和被动轴---垫片、泵体—定位销—螺钉 ---填料---压盖 三、齿轮油泵零件之间的公差配合 1. 齿轮端面与泵体、泵盖之间为32K6； 2. 齿顶圆与泵体孔为Φ48H7/d7； 3. 主动轴齿轮、被动轴齿轮的两支承轴与泵体、泵盖下轴孔为Φ16H7/h6； 4. 填料压盖与泵体孔径为Φ32H11/d11。 四、齿轮油泵的其它技术要求 1. 装配后应当转动灵活，无卡阻现象； 2. 装配后未加工的外表面涂绿色。

第一章 二维零件图

第一章绘制三维零件图 第一节、泵盖 齿轮油泵泵盖如图所示。 具体建模步骤如下： 图 1-1 泵盖 一、整体建模 1、打开UG,新建模型。在菜单栏中选择“插入”\“设计特征”\“长方体”命令。系统弹出“长方体”对话框。如图1-2a所示。 2、在“类型”下拉表框中选择“两点和高度”选项,单击按钮弹出点对话框设置两点位置，相对于wcs坐标系第一点位置为（42，21,0）、第二点为（-42、-21、0），在“尺寸”选项中输入高度为10mm。点击确定建立一个长84mm、宽42mm、高10mm的长方体，完成如图1-2b所示

盘形齿轮铣刀刀具简介

盘形齿轮铣刀刀具简介 用模数盘形齿轮铣刀铣削直齿圆柱齿轮时，刀具廓形应与工件端剖面内的齿槽的渐开线廓形相同，如图9－22所示。 当被铣削齿轮的模数、压力角相等，而齿数不同时，其基圆直径也不同，因而渐开线的形状（弯曲程度）也不同。因此铣削不同的齿数，应采用不同齿形的铣刀，即不能用一把铣刀铣制同一模数中所有齿数的齿轮齿形，如图9－23所示。但为了避免制造数量过多的盘形铣刀，生产上采用刀号的办法，如表9－8所示。即用某一刀号的铣刀铣制模数和压力角相同而齿数不同的一组齿轮。每号铣刀的齿形均按所铣制齿轮范围中最小齿数的齿形设计的。 表9-8盘形铣刀刀号与所加工齿轮的齿数 用盘形铣刀铣制斜齿轮时，铣刀是在齿轮法剖面中进行成形铣削的。选择刀号时，

铣刀模数应依照被切齿轮的法向模数mn和法剖面中的当量齿轮的当量齿数Zv选择。 Zv=Z/（cos3β） 式中β－斜齿轮螺旋角（°）； Zv－当量齿数； Z－斜齿轮齿数。 二、齿轮滚刀 （一）齿轮滚刀的形成 齿轮滚刀是依照螺旋齿轮副啮合原理，用展成法切削齿轮的刀具，齿轮滚刀相当于小齿轮，被切齿轮相当于一个大齿轮，如图9－24所示。齿轮滚刀是一个螺旋角β0很大而螺纹头数很少（1～3个齿），齿很长，并能绕滚刀分度圆柱很多圈的螺旋齿轮，这样就象螺旋升角γz很小的蜗杆了。为了形成刀刃，在蜗杆端面沿着轴线铣出几条容屑槽，以形成前面及前角；经铲齿和铲磨，形成后刀面及后角，如图9－25所示。

（二）齿轮滚刀的基本蜗杆 齿轮滚刀的两侧刀刃是前面与侧铲表面的交线，它应当分布在蜗杆螺旋表面上，这个蜗杆称为滚刀的基本蜗杆。基本蜗杆有以下三种: 1．渐开线蜗杆渐开线蜗杆的螺纹齿侧面是渐开螺旋面，在与基圆柱相切的任意平面和渐开螺旋面的交线是一条直线，其端剖面是渐开线。渐开线蜗杆轴向剖面与渐开螺旋面的交线是曲线。用这种基本螺杆制造的滚刀，没有齿形设计误差，切削的齿轮精度高。然而制造滚刀困难。 2．阿基米德蜗杆阿基米德蜗杆的螺旋齿侧面是阿基米德螺旋面。通过蜗杆轴线剖面与阿基米德蜗螺旋面的交线是直线，其它剖面都是曲线，其端剖面是阿基米德螺旋线。用这种基本蜗杆制成的滚刀，制造与检验滚刀齿形均比渐开线蜗杆简单和方便。但有微量的齿形误差。不过这种误差是在允

圆柱齿轮传动精度设计知识大全

外啮合圆柱齿轮所有计算公式大全、检验方法、各精度差数表格汇总 注：角标n为法面，t为端面；1为小齿轮，2为大齿轮。 齿轮标准模数（mm） 渐开线圆柱齿轮的基本齿廓mm （GB1356—88） 注：1. 本标准适用于模数m≥1mm，齿形角α=20°的渐开线圆柱齿轮。 2. 允许齿顶修缘。 中心距系列（推荐使用）mm 动力齿轮传动的最大圆周速度m/s

齿轮常用材料及其力学性能图例 齿轮传动荐用的润滑油运动粘度ν /40℃ 齿轮精度等级、公差的说明 本网络手册中的圆柱齿轮精度摘自（GB10095—88），现将有关规定和定义简要说明如下： (1) 精度等级 齿轮及齿轮副规定了12个精度等级，第1级的精度最高，第12级的精度最低。齿轮副中两个齿轮 的精度等级一般取成相同，也允许取成不相同。 齿轮的各项公差和极限偏差分成三个组（参见）。 根据使用的要求不同，允许各公差组选用不同的精度等级，但在同一公差组内，各项公差与极限偏差应保持相同的精度等级。参见齿轮传动精度等级选择 (2) 齿轮检验与公差（参见） 根据齿轮副的使用要求和生产规模，在各公差组中选定检验组来检定和验收齿轮精度。 (3) 齿轮副的检验与公差（参见） 齿轮副的要求包括齿轮副的切向综合误差ΔF ic′，齿轮副的一齿切向综合误差Δf ic′，齿轮副的接触班点位置和大小以及侧隙要求，如上述四方面要求均能满足，则此齿轮副即认为合格。 (4) 齿轮侧隙 齿轮副的侧隙要求，应根据工作条件用最大极限侧隙j nmax(或j tmax)与最小极限侧隙j nmin(或j tmin)来规定。 中心距极限偏差(±f a)按“中心距极限偏差”表的规定。 齿厚极限偏差的上偏差E ss及下偏差E si从齿厚极限偏差表来选用。例如上偏差选用F(=-4f Pt)，下偏差选用L(=-16f Pt)，则齿厚极限偏差用代号FL表示。参看图“齿轮、齿轮副误差及侧隙的定义和代号”。 若所选用的齿厚极限偏差超出齿厚极限偏差表所列14种代号时，允许自行规定。 (5) 齿轮各项公差的数值表 齿距累积公差F P及K个齿距累公差F PK齿向公差Fβ公法线长度变动公差F w 轴线平行度公差中心距极限偏差(±f a)齿厚极限偏差接触斑点 齿圈径向跳动公差F r径向综合公差F i″齿形公差F f齿距极限偏差(±f Pt) 基节极限偏差(±f Pb)一齿径向综合公差f i″齿坯尺寸和形状公差 齿坯基准面径向和端面跳动齿轮的表面粗糙度R a圆柱直齿轮分度圆上弦齿厚及弦齿高(6) 图样标注