制齿工段

渐开线齿廓在不同的圆周上有不同的压力角，通常所说的
压力角是指分度圆上的压力角 ，用α表示 。并规定分度圆上 的压力角为标准值，我国常取α=20°。 现在的高速重载牵引齿轮压力角有向大发展的趋势，常用 的有22.5 °和25 °。
螺旋角
圆柱螺旋线的切线与通过切点的圆柱面直母线之间所夹的 锐角，称为螺旋角。通常我们所说的螺旋角指的是分度圆柱面 上的螺旋角。β =0°时为直齿轮。 增大螺旋角β可以增大轴向重合度提高传动的平稳性和降 低噪声，使传动平稳，但轴向力随之增大。
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第2章 齿轮分类
1.按传动比是否恒定分
定传动比——圆形齿轮机构
2.按齿廓曲线分
变传动比——非圆齿轮机构
渐开线齿
摆线齿
圆弧齿
3. 按传动时两轮轴的相对位置分 平行轴——直齿齿轮、斜齿齿轮、齿轮齿条、人字齿 交错轴——交错轴斜齿轮、蜗轮、蜗杆、准双曲面齿轮。这 类齿轮结构紧凑，传动比大，传动平稳噪声小，设计与制造 都比较复杂。
思考：斜齿轮齿廓各处的螺旋角相等吗？为什么？ 斜齿圆柱齿轮齿廓各处的螺旋角不 同。因为直径不同的圆柱面上的螺 旋线的导程是相同的，圆柱面的直 径越大，其螺旋角就越大。
齿顶高系数、顶隙系数
对于正常齿，齿顶高系数ha*为1； 对于短齿齿顶高系数ha*为0.8。 顶隙系数c*为0.25；
对于短齿顶隙系数c*为0.3。
4.2第二公差组（传动平稳性）

单个齿距偏差（fpt）
在分度圆上，实际齿距与理论齿距的代数差称为单个齿 距偏差，虚线代表理论轮廓，实线代表实际轮廓。

齿形误差（F）
在计值范围内，包容实际齿形迹线的两条设计齿形迹线间 的距离 。
CRH380A主动齿轮齿形误差
4.3 第三公差组（载荷分布均匀性）
想齿面的修形方式。
第5章 齿轮加工
第5章 齿轮加工
加工 方法 铣齿 拉齿 插齿 滚齿 剃齿 珩齿 研齿 磨齿 加工 原理 成形法 成形法 展成法 展成法 展成法 精度 9 7 8~7 8~7 7~6 粗糙度 6.3~3.2 1.6~0.4 3.2~1.6 3.2~1.6 0.8~0.4 0.8~0.4 1.6~0.2 0.8~0.2 生产 应用范围 率 低 高 低精度圆柱齿轮、锥齿轮、蜗轮 齿轮拉床制造复杂，应用少
相交轴——直齿圆锥齿轮、斜齿圆锥齿轮、曲线齿圆锥齿轮。
4.按齿轮传动机构的工作条件分 开式传动——齿轮暴露在外，润滑条件差，易磨损适用于低 速传动的场合。 闭式传动——密封在箱内，装配精确，润滑条件好，多用于 中、高速或较重要的场合。 半开式传动——介于两者之间。 5.按齿面硬度分 软齿面(≤350 HB) 硬齿面(＞350 HB)
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它使得同一齿轮上的基节或基圆齿厚不均匀，从而影 响齿轮在传动中传动比变化的准确性。 ΔFw主要反映由于运动偏心而造成的齿轮切向长周期
误差。
测量时，要求测头的测量 平面在齿轮分度圆附近与 左、右齿廓相切，因此跨 齿数k不是任取得。 当齿形角α=20°，齿数 为z时，齿数 K = Z / 9 + 0.5
3.3 渐开线齿轮传动的特点
能保证定传动比传动且具有可分性。 两齿轮传动的传动比等于齿轮基圆的半径反比，即使是在
两齿轮安装中心距与设计中心距有变动时，其传动比也不会发
生变化。
渐开线齿廓之间的正压力方向不变。
在齿轮传动过程中，两啮合齿廓间的正压力方向始终沿啮 合线方向，顾其传力方向不变。
3.4 渐开线齿轮的主要参数
极限啮合点N1，N2 1 O1 B2 N1
N2
B1 2
C 起始啮合点B2
终止啮合点B1 O2
变位系数
齿轮的变位位系数分为径向变位系数和切向变位系数， 圆柱齿轮一般只采用径向变位。我们常讨论的是径向变位系 数。常用x表示。 径向变位系数：加工标准齿轮时，齿条形刀具中线与齿
轮分度圆相切。加工变位齿轮时齿条形刀具中线与齿轮分度
pb1>pb2 当 轮 齿 退 出 啮 合时,齿对I在B2点以后于啮合 线之外继续保持接触。齿对 接触点的公法线也不再相交 于节点 , 而相交于另外一点 P’, 相应的瞬时传动比i‘12为
r2 PP r2 i12 r1 pp r1
实际瞬时传动比大于理论传动比,产生所谓“啮出冲击”。
模数
模数是模数制轮齿的一个最基本 参数。齿轮的“模数”是指相邻两 轮齿同侧齿廓间的齿距P与圆周率π 的比值。用m表示 (m＝P/π)，以毫
米为单位。
通常情况下：模数越大，齿轮的 承载能力越大。
目前我们研制生产的齿轮模数数值分布情况：
机车牵引齿轮的模数一般在m7~m12左右，重载机车的偏
大一些。
齿轮传动时的啮入冲击、啮出冲击是产生齿轮噪声及尖 峰动载荷的主要原因，从而加速齿面的胶合失效为了避免理论 渐开线齿轮的啮入和啮出冲击，其主要措施就是进行齿廓修形 ，即根据啮合干涉情况从齿面上去除一部分材料，实现啮合过
程的平稳进行。 齿廓修形主要有齿顶修形和齿根修形两种方式。
将齿顶产生干涉的部分适当削去的修形方法称为齿顶修 形；将齿根产生干涉的部分适当削去的修形方法称为齿根修
模数
齿数 压力角 螺旋角 齿顶高系数、顶隙系数 变位系数
基圆
齿轮渐开线的发生圆。渐开 线都是从基圆开始的。但是，在实 际中，齿轮只是利用了渐开线的一 段，而由于加工方法Fra Baidu bibliotek不同，在齿
轮根部是由过渡曲线和渐开线组成
的，而过渡曲线和渐开线的交点就 是渐开线的起始点，这个圆就是成 形圆。
db m Z cos
较高 内齿轮，扇形齿轮，人字齿伦，带凸台 齿轮，间距小多联齿轮 较高 直齿圆柱齿轮，斜齿圆柱齿轮，蜗轮 高 精加工未淬火圆柱齿轮 很高 光整加工已淬火的圆柱齿轮 很高 光整加工已淬火的圆柱齿轮 较高 光整加工已淬火的圆柱齿轮
展成法 改善不大 展成法 改善不大 成形法 展成法 6~3
成形法用于被加工齿轮齿槽形状相同的齿形刀具切削轮齿。
pb2>pb1。理论上齿对II应在啮合线 上的B1点(理论啮合开始点)开始进入啮 合。但由于pb2>pb1，实际上在啮合线 之外的A1点便进入啮合，啮合点的公法 线与轴心线不再交于节点P，而是交于 另外一点P’，瞬时传动比i'12
r2 PP r2 i12 r1 pp r1
式中:rl，r2分别为主动轮、被动轮的节圆半径。 这样实际瞬时传动比小于理论传动比，即被动轮角速度增大， 产生“啮入冲击”。
但在用凸角留磨滚刀加工时顶隙系数c*取0.35
一对轮齿的啮合过程
B1 起始啮合点 B2 终止啮合点 B1B2 实际啮合线 N1N2 理论上可能的最长啮合线段 阴影线部分 齿廓的实际工作段 主动齿轮 B1 最低啮合点 从动齿轮 B2 最低啮合点 轮齿在从动轮顶圆与N1N2 线交点B1处进入啮合， 主动轮齿根推动从动轮齿顶。随着传动的进行， 啮合点沿N1N2 线移动。在主动轮顶圆与N1N2 线 交点处B2脱离啮合。 主动齿轮：啮合点从齿根走向齿顶。 从动齿轮：啮合点从齿顶走向齿根。 一对渐开线齿轮啮合时，啮合点沿着两基圆的内 切公切线移动，该线称为啮合线
齿距累积总偏差（Fp）
分度圆上任意两同侧齿面间的实际弧长与公称弧长的最大差 值。 。
k个齿距累积偏差（Fpk）
齿距累积偏差是任意k个齿距的实际弧长与理论弧长的代数 差。理论上它等于这 k个齿距的单个齿距偏差的代数和。 另规定，Fpk值被限定在不大于1/8的圆周上评定。
公法线长度变动量ΔFw 在齿轮一周范围内，实际公法线长度最大值与最小值 之差。
齿向误差
齿向误差主要反映齿轮加工时的轴向误差，对于斜 齿圆柱齿轮而言主要反映在齿轮螺旋角的误差上。
CRH380A主动齿轮齿向误差
4.4 轮齿修形
指有意识地微量修整齿轮的齿面，使其偏离理论齿面的 工艺措施。 按修形部位的不同，轮齿修形可分为齿廓修形和齿向修 形。 齿廓修形 齿轮实际传动时，单齿啮合与双齿啮合交替进行，由于 轮齿加工误差、受载弹性变形的存在，导致两个齿轮的齿距 并不相等，发生干涉现象。
第4章 齿轮传动的使用要求
传动的准确性
传动的平稳性 载荷分布的均匀性 传动侧隙
4.1 第一公差组（传动准确性）
齿圈径向跳动（Fr） 在齿轮一转范围内，测头在齿槽内或轮齿上，于齿高中部双
面接触，测头相对于齿轮轴线的最大变动量。
加工齿轮时齿轮基圆中心与齿轮孔中心不重合
此误差会连带周节累积误差和齿形误差，对齿轮的传动 平稳性和传递运动的准确性造成影响，装配后表现为传动 噪声大。
第3章 平行轴渐开线齿轮
3.1 什么是渐开线
当一直线 NK 沿圆周作纯滚
动时，直线上任意一点 K 的轨
迹AK就是该圆的渐开线。
3.2 渐开线的特性
发生线沿基圆滚过的长度等于基圆上被滚过的弧长。 渐开线上任意一点的法线必与基圆相切。 渐开线上各点的曲率半径不等。 渐开线的形状决定于基圆的大小。 基圆内无渐开线。
圆相切位置偏移距离x· m，外移x为正，内移x为负。
变位齿轮的提出（标准齿轮的缺点）:
理论中心距与实际中心距不等，标准齿轮不适用；参加
啮合的一对标准齿轮中，小齿轮强度低，磨损严重。变位系
数x的选择不仅仅是为了凑中心距，而主要是为了提高强度和
改善传动质量。变位系数的大小对齿轮齿根强度、齿面接触
强度、抗胶合强度和传动噪声有复杂的影响。
城轨牵引齿轮模数在m6~m8左右。 柴油机齿轮的模数更小些在m2~m5左右。 我们现场设备更适合于加m4~m16的齿轮。
齿数 在齿轮圆周上轮齿的数目称为该齿轮的齿数，用Z表示。 齿条可以理解为齿数为无穷大的齿轮。
压力角 渐开线上任一点法向压力 的方向线（即渐开线在该点的 法线）和该点速度方向之间的 夹角称为该点的压力角。
制齿工段汇报
技术研发中心 第四小组
目录
第1章 齿轮概述 第2章 齿轮的分类
第3章 渐开线齿轮 第4章 齿轮传动的使用要求
第5章 齿轮加工
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第1章 齿轮概述
齿轮是现代机械中应用最广泛的零件，用于传递空间任意两 轴或多轴之间的运动和力。由于其传动功率的范围很广所以得 到了广范普及。 齿轮大小范围较大，直径可以从1毫米到150米，小至钟表用 齿轮，大至船舶涡轮机用的大型齿轮。可使用在平衡轴、直交 轴、错交轴等多种轴间。 齿轮传动主要优点：传动效率高，结构紧凑，工作可靠、寿命 长，传动比准确。 齿轮机构主要缺点：制造及安装精度要求高，价格较贵，不 宜用于两轴间距离较大的场合。
主要加工方法：铣齿和成形法磨齿
成形法磨齿
展成法是利用齿轮的啮合原理进行的，即把齿轮的啮合 副中的一个转化为刀具，另一个转化为工件，并强制刀具 与工件严格的按照运动关系啮合（做范成运动），则刀具
切削刃在各瞬时位置的包络线就形成了工件的齿廓线。
主要加工方法：滚齿、插齿、剃齿。。。
期待各位的补充 与指正 谢谢！
形。需要注意的是齿根修形会降低轮齿的弯曲强度。
齿向修形
齿轮在传动工作时，由于轴的弯曲
变形和扭转变形，以及传动装置的制 造和安装误差等原因，将导致齿轮副 相互倾斜和齿轮扭曲，造成载荷分布 不均匀，出现偏载现象。 齿向修形就是按照斜齿轮承受载荷 后产生的综合变形规律，沿齿宽方向
对齿面进行轻微地修整，使其偏离理