弧齿锥齿轮制造技术

弧齿锥齿轮基础知识一、弧齿锥齿轮的种类、特点

锥齿轮用于传递相交轴之间的

运动和动力，一般夹角为90°。锥

齿轮的分类可以按齿面节线、按

两轴线相对位置、按齿顶的收缩

形式等不同方法。

锥齿轮按齿线形状可以分为直齿、斜齿和曲线齿。曲线齿又可以分为弧齿、延伸外摆线齿和长幅渐开线齿。

圆弧齿锥齿轮，其轮齿是用圆形盘铣刀切制的，工件的假想平面齿轮的节线为圆弧的一部分。（图1-1）

（图1-1）

延伸外摆线齿锥齿轮，齿面节线是延伸外摆线的一部分。

当一个圆在一条直线上无相对滑动的纯

滚动时，圆的一点相对于此直线所走的

轨迹叫做摆线，这个作纯滚动的圆叫

“滚动圆”，如果滚动圆沿着一个叫做

“基圆”的内圆周作纯滚动时，滚动圆

上一点的轨迹叫做“内摆线”；滚动圆

在基圆的外侧圆周作纯滚动时，滚动圆

上一点的轨迹叫做“外摆线”。如果在

外摆线滚动圆外有一任一点与滚动圆相

（图1-2）

对固定，该点相当于滚动圆延长半径上

的一点，当滚动圆在基圆上作纯滚动

时，该固连的点所走过的轨迹叫做“延

伸外摆线”，延伸外摆线锥齿轮的假想

平面齿轮齿面节线就是该曲线的一部分。

（图1-2）

准双曲线齿轮用于传递交错轴之间的运动和动力。按齿线可以分为弧齿收缩齿和长幅外摆线等高齿。

该类齿轮相当于把垂直相交轴的

小齿轮轴线，向上或者向下偏置

一个距离E，这个距离叫做“偏置

距”，轴线偏置可以使小轮有较

大的螺旋角,由于小轮螺旋角的增

大，也增大了小轮的端面模数，

从而也增大了小轮直径，并提高

了小轮的强度和寿命。这种齿轮

（图1-3）

沿齿长和齿高方向都存在相对滑

动、轴线偏置齿轮一般称为“双

曲线齿轮”，因为这种齿轮的节

面为一双曲线回转体表面的一部

分。（图1-3）

按齿顶的收缩形式不同，曲线齿锥齿轮可以分为等高齿、渐缩齿、双重收缩齿等。

等高齿锥齿轮的大端、小端的齿高一样，同时面角、根角和节角均相等，刀齿的压力角等于工件的压力角。切制等高齿锥齿轮的机床调整简便，因为不需要切削刀具的压力角修正，刀具的数量可以大大减少，加工出来的工件精度高。

缺点是：齿轮齿牙小端容易发生根切或者是变尖，容易使齿牙强度降低。

渐缩齿锥齿轮

这种齿轮从大端到小端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的齿轮的齿根，面锥的顶点不再与节锥顶点相交，这种齿可以保证延齿长方向有均等的齿顶间隙。圆弧齿锥齿轮大部分都采用渐缩齿。

双重渐缩齿

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，其根角比非双重渐缩齿的根角要小一个角度。

二、弧齿锥齿轮各部分名称与代号

（图1-4)

1.节锥，是一个假想的圆锥，与锥齿轮同一个轴线，锥顶位于两轮轴线的交点上，一对锥齿轮运转时，在节锥表面上没有相对滑动。节锥是锥齿轮传动中的重要参数。

2.背锥：在锥齿轮的大端垂直于节锥的锥面，背锥的轴线与齿轮的轴线重合，背锥与节锥交于节圆上，传动平面就是背锥的切面。

3.面锥：包括锥齿轮齿顶的锥面，面锥的位置误差，直接影响到齿的高低和齿顶间隙的大小，面锥与背锥相交圆叫做轮冠，理论外径就是指轮冠的直径大小。

4.根锥：是一个假想的圆锥，锥面与锥齿轮齿根表面相切，切齿时的安装角一般是使刀顶旋转端面与根锥表面相切。

5.前锥：位于锥齿轮轮齿的小端处，垂直于节锥的锥面，前锥是确定小端轮齿尺寸的锥面。

6.节角：是指锥齿轮轴线和节锥母线间的夹角，相交轴线齿轮两轮的节锥之和等于轴线交角，节角用表示。

7.根角：指锥齿轮轴线和根锥母线之间的夹角，一般切削时安装角等于根角。

8.面角：指面锥母线和轴线间的夹角，面角的制造标准与否直接影响齿顶间隙或是否产生干涉。

9.背角：背角指背锥母线和旋转平面的夹角，一般等于节角。

锥齿轮中的以上九个参数为锥齿轮的几何基本参数，锥齿轮的形状大小均由以上参数确定。

三、弧齿锥齿轮轮齿的各要素名称

1.齿面节线：轮齿表面和节锥的交线叫做齿面节线，它表示齿长方向齿的曲线特征，按齿面节线分类，锥齿轮可以分为弧齿、延伸外摆线齿、双曲线齿等不同种类。相配的一对锥齿轮的齿面节线与假想平面齿轮的齿面节线共轭。

2.齿的大端、小端、凸面和凹面：一般在确定接触区要求时，常与上述几个因素有关。（图1-5）

（图1-5）

3.齿顶：形成外锥面的齿的部分，是由齿面、背锥与前锥包围的表面。

4.齿根：是连接于齿根圆的齿底表面。

5.齿面：齿的工作部分以及齿根圆角以上的部分。

6.工作齿高：是指一对齿轮互相拟合传动过程中，进入啮合的齿间的深度。

7.齿顶高：由齿顶到节锥面间的距离，等高齿在齿长方向上各点的齿高是一样的，而渐缩齿的齿顶高是由大端向小端逐渐减小。

8.齿根高;指根锥到节锥间的距离，对于等高齿在齿长方向各点的齿根高是一致的，对于渐缩齿齿根高是由大端向小端逐渐减小的。

9.螺旋角：一般指齿面中点上，齿面节线的切线与过此点的节锥母线所形成的角度。在参数标注中，一般用齿面中点的螺旋角作为名义螺旋角。

10.齿顶角：指面锥母线和节锥母线间的夹角，这个角度有两种情况：一种是面锥顶点和节锥顶点重合，此时齿顶角为，另一种情况为保证齿轮啮合时沿齿顶有着均匀的间隙，此时面锥顶点与节锥顶点不重合，齿顶角，，面角与相配齿轮根角的和等于轴交角。

等高齿锥齿轮的齿顶角和齿根角均为零。因为齿等高，即面角、根角等于节角，面锥、根锥、节锥平行。