螺旋锥齿轮知识

螺旋锥齿轮基础知识：

1.分类：

1.1 按齿面节线分类：

a.圆弧齿锥齿轮：其齿是用圆形端铣刀盘切制的。圆弧齿是指工件的假想平面齿轮

的齿面节线是圆弧的一部分。工件的齿线是与假想平面齿轮共轭的。

b.延伸外摆线齿锥齿轮：齿轮的齿面节线是延伸外摆线的一部分。

c.准渐开线齿锥齿轮：齿轮是在用锥形滚刀的铣齿机上加工的。其假想平面齿轮齿

面节线为准渐开线。切削过程是连续的。

1.2 按轴线相互位置分类：

a. 两轴线垂直相交：两轴线交角为90°。一般的螺旋锥齿轮，都用垂直相交轴线。

相交轴线的锥齿轮，运转时在齿长方向上没有相对滑动。

b.轴线相交但不垂直的锥齿轮：

c.轴线偏置的锥齿轮：这种齿轮相当于把垂直相交轴的小齿轮轴线，向上或向下偏

置一个距离，这个距离叫做“偏置量”。轴线偏置可使小齿轮有较大的螺旋角，一

般可达50°左右。由于螺旋角增大，也增大了小轮的端面模数，从而也增大了小

轮的直径，并提高了小轮的强度和寿命。这种齿轮沿齿长方向和齿高方向都存在

着相对滑动。轴线偏置齿轮习惯叫法为“双曲线齿轮”，这是因为这种齿轮的节面

为一双曲线旋转体表面的一部分，在此节面上有相对滑动运动。也有叫“准双曲

线齿轮”或“准双曲面齿轮”的。

1.3 按齿高分类：

a. 等高齿锥齿轮：从齿的大端到小端齿高是一样的。这种齿轮的面角、根角和节角

均相等。使用连续切削法的奥利康（Oerlikon）锥齿轮铣床，一般是加工等高齿的。

圆弧齿锥齿轮也可以用等高齿。

b. 渐缩齿锥齿轮：轮齿从齿的大端向小端方向的齿高是逐渐缩小的。有的是按节锥母

线长成比例的缩小；有的齿顶平行于相配齿轮的齿根，面锥的顶点不再与节锥顶点

相交，这种齿轮可以保证沿齿长方向有均等的齿顶间隙。圆弧齿锥齿轮绝大多数都

是渐缩齿。

d.双重收缩齿：这种齿轮的根锥顶点、面锥顶点均不与节锥顶点重合。其根锥顶点

位于节锥顶点的外侧，其根锥角比非双重收缩齿的根角要小一个角度。

2.轮齿的各要素名称：

螺旋方向：齿的螺旋方向规定为：

左旋齿：如果面对齿轮齿面，轮齿自齿面中点到大端旋向为反时针的叫做左旋齿。

右旋齿：如果面对齿轮齿面，轮齿自齿面中点到大端旋向为顺时针的叫做右旋齿。

3.切齿方法：

螺旋锥齿轮的切齿方法分为成形法和展成法两大类。

3.1 成形法：用成形法加工大齿轮齿形与刀具切削刃的形状一样。

小齿轮齿数（Z1）一定时，传动比越大，大轮齿数也就越多，这时大轮的当量圆柱齿轮的基圆直径也就越大，其齿形接近于直线形，采用成形加工比较方便。

当锥齿轮传动比大于2.5时，大轮就可采用成形加工。同时，为了保证其正确的啮合，相配小轮的齿形应加以相应的修正，用展成法加工，这种切削方法叫半滚切法或成形法。

3.2 展成法：展成法是被切齿轮与旋转着的铣刀盘（摇台）按照一定的比例关系进行滚切

运动，加工出来的齿形式渐开线形的，它是由刀片切削刃顺序位置的包络线形成的。4.几种常用的切削方法：

4.1 圆弧齿锥齿轮的切齿方法：

其切削方法很多。粗切多数是用双面刀盘同时切出齿槽的两侧齿面。精切齿常用三种方法,即：单面切削法、双面切削法和双重双面法。

如果齿轮的加工精度要求较高，产量较大、机床与刀盘齐全时，采用固定安装法比较合适。

4.2 延伸外摆线齿锥齿轮的切齿方法：

这种齿轮的加工方法比较简单，一般不分粗切和精切，是一次成形。

组合切削法，即：大、小齿轮各安装一次，同时切出两侧齿面。粗进刀时轴向送进。

进到预定齿深后，展成运动开始。这种方法适用于大批量生产。

5.铣刀盘：

5.1 左旋刀盘和右旋刀盘

从刀盘的前面看，如果旋转方向为顺时针的叫做左旋刀盘；如果旋转方向为逆时针的叫做右旋刀盘。

5.2 切削方向

选择切削方向时，要考虑两个因素：

5.2.1轴向分力

当用左旋刀盘切削左旋齿轮时，切削力的轴向分力将零件推向夹具上，比较合理。

当用右旋刀盘切削左旋齿轮时，切削力的轴向分力使零件有从夹具拉出的趋势。这是不太合适的。特别是切削传动比i ≥2的大齿轮时，由于齿形接近直线，切削力大，不宜采用反向切削，希望刀盘的旋向和轮齿的旋向相同。

5.2.2 顺铣或逆铣

当用左旋刀盘切削左旋齿轮时，切屑厚度从小到大，然后刀片离开工件，铁屑是由薄变厚的。这样刀片在开始切削的一瞬间会产生较大的挤压力，产生很大的热量，加快刀片的磨损。称为逆铣。

当用右旋刀盘切削左旋齿轮时，刀片切削是从大的切削厚度开始，刀片切下来的铁屑由厚变薄，切削力比较小，避免了挤压现象，称为顺铣。

经验证明：采用顺铣可以提高刀具使用寿命和齿面光洁度。粗切小齿轮时，采用顺铣可使刀具耐用度提高70~90%，精切小轮时，采用顺铣则可提高齿面光洁度，同时也可延长刀具耐用度30~50%。

结论是：当切齿机夹紧力足够大的时候，切削小轮和传动比i ＜2的大轮用反向切削是合理的；但切削传动比i ≥2的大轮时，用反向切削就不合适了。从现用夹紧力较大的切齿机来看，一般可按下表选择刀盘的旋转方向。

铣刀盘旋向的选择

齿轮型式传动比螺旋方向适宜的刀盘旋向

大轮

2：1及

2：1以上

右

左

右

左

大轮大于1：1

到2：1 右

左

左

右

大轮或小轮1：1 右

左

左

右

小轮大于1：1 右

左

左

右