斜齿轮的制作方法
Proe5.0斜齿轮建模详细图文教程
参数化柱形斜齿轮的建模建模分析：（1）输入参数、关系式，创建齿轮基本圆（2）创建渐开线（3）创建扫引轨迹（4）创建扫描混合截面（5）创建第一个轮齿（6）阵列轮齿斜齿轮的建模过程1.输入基本参数和关系式（1）单击，在新建对话框中输入文件名“hecial_gear”，然后单击。
（2）在主菜单上单击“工具”→“参数”，系统弹出“参数”对话框，如图1所示。
图1“参数”对话框（3）在“参数”对话框内单击按钮，可以看到“参数”对话框增加了一行，依次输入新参数的名称、值、和说明等。
需要输入的参数如表1所示。
表1齿轮参数设置名称值说明名称值说明Mn5模数HA0齿顶高Z25齿数HF0齿根高ALPHA20压力角X0变位系数BETA16螺旋角D0分度圆直径B50齿轮宽度DB0基圆直径HAX1齿定高系数DA0齿顶圆直径CX0.25顶隙系数DF0齿根圆直径注意：表1中未填的参数值（暂时写为0），表示是由系统通过关系式将自动生成的尺寸，用户无需指定。
完成后的参数对话框如图2所示。
图2完成后的“参数”对话框（4）在主菜单上依次单击“工具”→“关系”，系统弹出“关系”对话框，如图3所示。
图3“关系”对话框（5）在“关系”对话框内输入齿轮的分度圆直径关系、基圆直径关系、齿根圆直径关系和齿顶圆直径关系。
由这些关系式，系统便会自动生成表1所示的未指定参数的值。
输入的关系式如下：ha=(hax+x)*mnhf=(hax+cx-x)*mnd=mn*z/cos(beta)da=d+2*hadb=d*cos(alpha)df=d-2*hf完成后的“关系”对话框如图4所示。
图4完成后的“关系”对话框点击“再生”按钮，再进入“参数”对话框后，发现数据已经更新，如图5所示。
图5更新后的“参数”对话框（1）在工具栏内单击按钮，系统弹出“草绘”对话框。
（2）选择“FRONT”面作为草绘平面，选取“RIGHT”面作为参考平面，参考方向为向“右”，如图6所示。
四、硬齿面斜齿轮传动设计步骤
四、硬齿面斜齿轮传动设计步骤已知：传递功率P ，转速1n 、2n （或传动比i ，齿数比u ）；齿轮的布置情况，载荷的变动情况，每天工作小时数，使用年限等。
设计：齿轮的材料，热处理，主要尺寸等 步骤：1．选择齿轮材料：包括大小齿轮的材料，热处理，硬度，查表7-5选择精度等级（一般为6~9级）；初选螺旋角()815β选12040Z = （闭式）；117~20Z =（开式） 但1HBS 、2HBS ＞3502．确定许用应力1）许用接触应力的确定 式（7-24）[]lim H bH HL HK S σσ=① 由表7-8 ，查lim 1H b σ 、lim 2H b σ，并取二者的小值计算[]H σ② 取安全系数 H S (课本：P145) ③ 计算应力循环次数60nt H N =, n 是与[]H σ对应齿轮的转速。
④ 由图7-35 查循环基数 HO N⑤ 计算HL K = 当H HO N >N 时，取1HL K = ⑥ 计算[]H σ2) 许用弯曲应力 式（7-30）[]l i m F bF FC FL FK K S σσ=①由表7-9，查lim 1F b σ ，lim 2F b σ ②取安全系数F S （课本：P148） ③取K FC （课本：P148）④计算K FL 一般FV H N =N ，6FO N =410⨯当HBS ＞350时，FL K =1 ≥，但≤1.6⑤计算[]1F σ、[]2F σ3.计算工作转矩6PT=9.5510n⨯ (如果已知，就不必计算) 4．根据齿根弯曲强度公式，求模数式（7-29）n mm k ≥初步计算时，取 1.4m k = ；由表7-7查d ψ ；图7-32查K βY F1 、Y F2 由 Z 1 、 Z 2 查图7-38得到 计算[]11F F Y σ 、[]22F F Y σ 并代入二者中的大值求出n m ,并取标准值，则12()2cos n m Z Z a β+=，圆整后，重新计算β：12()arccos 2n m Z Z aβ+=精确到秒则11cos n m Z d β=，1d b d ψ= 圆整后作为b 2 ，12(5~10)b b =+ 实际的21d b d ψ=5. 精确验算齿根弯曲应力式（7-28））[]1212F F Fd nT K K Y Y Y d m βνεβσσψ=≤式中：1Y K εβαε= ， 0.9 1.0K ε= 12111.88 3.2cos Z Z αεβ⎡⎤⎛⎫=-+⎢⎥⎪⎝⎭⎣⎦1140Y ββ=-， 11601000d n πν=⨯ m/s由图7-33查K ν，并计算：[]1111212F F F d n T K K Y Y Y d m βνεβσσψ=≤ ；[]1222212F F F d nT K K Y Y Y d m βνεβσσψ=≤如不满足，可增加模数重新验算，并将该模数作为该对齿轮的模数。
斜齿生产工艺
斜齿生产工艺
斜齿是一种在机械传动中常用的传动元件，其主要用于传递转矩和实现相对运动。
斜齿的生产工艺主要包括材料选择、机械加工和热处理等环节。
首先，材料选择是斜齿生产的首要环节。
一般来说，工程齿轮的材料主要有灰铸铁、球墨铸铁和钢等。
在选择材料时需要考虑到齿轮的工作条件，如载荷大小、转速和工作环境等。
通常情况下，使用球墨铸铁作为斜齿的材料较为常见，因其具有优良的机械性能和热处理性能。
其次，机械加工是斜齿生产的重要环节。
机械加工主要包括车削、铣削、磨削和齿轮切削等工艺。
在车削和铣削过程中，需要根据设计要求将齿轮的齿形加工成斜面形状。
而磨削工艺可以提高齿轮的精度和表面质量。
齿轮切削则是通过刃具的切削作用将齿轮的齿形加工出来，可以实现高精度的斜齿。
最后，热处理是斜齿生产的关键环节之一。
通过热处理可以改善齿轮的力学性能和耐磨性能。
常用的热处理工艺有淬火、回火和表面处理等。
淬火可以使齿轮具有较高的硬度和耐磨性，回火可以提高齿轮的韧性和抗冲击性。
另外，表面处理如渗碳和氮化等工艺能够提高齿轮的表面硬度和耐磨性。
综上所述，斜齿的生产工艺主要包括材料选择、机械加工和热处理等环节。
通过合理的工艺流程和控制方法，可以生产出质量稳定、性能卓越的斜齿，满足各种传动装置的要求。
斜齿轮设计(史上最详细的计算过程,有图有表有计算)
12
相对齿根表面状况系数 根据齿面粗糙度
?? ：查式 16.2-21 ， ??????????
Ra1= R a2=1.6, ?? ?????????? 1 = ?? ?????????? 2 = 1 Yx: 查图 16.2-28 ， Yx1 = Y x2 =1
弯曲强度计算的尺寸系数
将各参数代入公式计算安全系数
=
= 2.46
?? ?? 2 =
=
= 2.37
根据表 16.2-46 ，高可靠度 SFin =2,S H＞ SFmin, 故安全。
26) 斜齿轮主要几何参数 m n =4mm, β =9° 22 ′， Z1 =36， Z2 =112 4 × 36 = = 145.946 ???? ????????0.98667 ???? ?? 1 ???? ?? 2 = = 454.053 ???? ????????0.98667 4 ×112
=36,Z 2=112 实际传动比 i
=Z2/Z 1 =112/36=3.111
4
cos β =
?? ?? ?? 1 + ?? 2 2??
=
4× 36+112 2× 300
= 0.98667 , 所以 β =9° 22’
11）计算分度圆直径： ???? ?? 4 × 36 1 ?? = = = 145.946 ???? 1 0.98667 cos β ???? ?? 4 × 112 2 ?? = = 454.053 ???? 2 = 0.98667 cos β 12）确定齿宽： b= Ф α × ??=0.4 × 300=120mm 13）计算齿轮圆周速度： ??= = = 5.58 ??/ ?? 60 × 1000 60 × 100 根据齿轮圆周速度，参考表 16.2-73 ，选择齿轮精度等级为 ???? 1 ?? 1 ??× 145.946 ×730
斜齿轮加工
由滚切右旋齿改变为滚切左旋齿 由逆铣滚齿改为顺铣滚齿（改变轴向进给 运动） 由使用右旋滚刀改变为左旋滚刀 由加工直齿齿轮改变为加工斜齿齿轮
本节重点：
本节重点：
滚切圆柱斜齿轮的传动原理图 置换机构UX、UV、UF、 UY在加工中所起的作用 滚刀的安装角度 其它几种齿轮加工机床的运动
差动运动传动链：保证刀架沿工件轴线方向移动一 个螺旋线导程L时，工件附加转1
转，形成螺旋线齿形。属于内联
系传动链。
刀架—12—13—uy—14—15—[合成]—6—7—ux—8—9—工作台
uy：用于适应工件螺旋线导程L和螺旋方向的变化。
（四）加工蜗轮的运动和传动原理
径向进给法
切向进给法
（五）滚刀安装角
滚切斜齿圆柱齿轮时滚刀的安装角δ为： δ= β±ω 当被加工的斜齿轮轮齿与滚刀的螺旋方向不同 时取“+”号，螺旋方向相同时取“—”号。 滚切直齿圆柱齿轮时滚刀的安装角δ为： δ= ±ω β—齿轮螺旋角 ω—滚刀螺旋升角
二、Y3150E型滚齿机
插齿加工简介：
插齿加工直齿轮： 插齿加工斜齿轮：
其它齿轮加工方பைடு நூலகம்简介
??由滚切右旋齿改变为滚切左旋齿由滚切右旋齿改变为滚切左旋齿??由逆铣滚齿改为顺铣滚齿改变轴向进给由逆铣滚齿改为顺铣滚齿改变轴向进给运动运动运动运动由使用右旋滚刀改变为左旋滚刀由加工直齿齿轮改变为加工斜齿齿轮??由使用右旋滚刀改变为左旋滚刀??由加工直齿齿轮改变为加工斜齿齿轮本节重点
(三）加工斜齿圆柱齿轮时的运动和传动原理
磨齿 珩齿
习题：
分析比较应用范成法与成形法加工圆柱齿 轮各有何特点。 滚齿机上加工斜齿圆柱齿轮时，工件的范 成运动和附加运动方法如何确定。 在其他条件不变，而只改变下列某一条件 的情况下，滚齿机上哪些传动链的换向机 构应变向：
斜齿圆柱齿轮绘制方法
斜齿圆柱齿轮绘制方法
1、齿轮计算公式：外径D=m（Z+2）、周节t=π·m、
分度圆直径d=m·Z、齿深h=2.25m
2、确定齿轮参数步骤：
注：齿轮制作所需参数有：齿数Z、模数m、压力交α（一般为20°）、公法
线长度l、跨齿数n、螺旋角β
①、首先确定齿轮齿数Z
②、测量齿轮外径尺寸数值，并由D=m（Z+2）推出模数m数值，并用
h=2.25m验证模数m，然后查表得出模数m，
③、由d=m·Z和实际测量外径对比，查看数值是否一致，若不一致，说明
此齿轮为非标准齿轮，属于变位齿轮，则在图纸上要标明此齿轮的变位系统。
{ 变位系数=【实际外径-m（Z+2）】/2m }
④、公法线长度及公差、跨齿数可查相关数据表
⑤、螺旋角：tanβ=πd/L、cosβ=Zm/d（一般采用这个公式）
可用角度尺粗测量斜齿轮角度
⑥、花键：花键加工一般老工艺是以底孔为基准加工，所以如图φ25的公差
标准为H7，键宽和深度可查相关表。
⑦、齿轮齿部需淬火处理，来提高工作强度，一般为HRC40-50之间。
注：1、相配合的两斜齿圆柱齿轮的螺旋角β相同，但旋转反向去相反。
2、花键轴齿轮，除部分齿轮淬火外，有时需对齿轮做调质处理。
可根据
相应要求调整。
具体实例请参考如下图纸：（更多信息请参考专业书籍）
本文由编辑制作。
斜齿轮加工原理
斜齿轮的加工原理主要是基于切削和铣削的过程。
以下是详细的步骤：1. 制作过程：首先需要使用设计软件来设计斜齿轮的模型，设计时需要考虑到齿轮的大小、形状、螺旋角等参数。
设计完成后，将数据导入到加工设备中。
2. 齿轮毛坯准备：将需要加工的齿轮的毛坯放入机床的卡盘内，调整好姿态，确保安全。
3. 粗加工：使用大刀具（如端面铣刀）进行端面加工，去除大部分余量，同时留有一定余量以备精加工。
4. 热处理：粗加工后对齿轮进行热处理，提高齿轮的硬度，以便提高齿轮的耐磨性。
热处理后需要对齿轮进行冷却，防止热应力导致变形。
5. 精加工：使用铣削刀具对齿轮进行精加工，包括齿面的加工和螺旋角的成形。
在这一过程中，需要不断调整刀具的角度和切削参数，以控制切削深度和表面粗糙度。
6. 滚齿：使用滚齿机将齿轮和齿条切削出来。
调整滚齿机的头架和螺旋角，使得滚齿刀具可以按照设计的螺旋线进行运动，从而切削出所需的齿轮形状。
7. 磨齿：对精加工后的齿面进行精细打磨，进一步提高齿面的精度和光洁度。
8. 检测：最后对加工好的斜齿轮进行检测，包括尺寸、形状、螺旋角、表面粗糙度等方面。
确保斜齿轮符合设计要求和质量标准。
在加工过程中，需要注意一些关键点，如刀具的选择和角度调整、切削参数的控制、热处理温度和时间的掌握、以及检测方法的正确使用等。
这些因素都会影响到斜齿轮的加工质量和精度。
螺旋角是斜齿轮的一个重要参数，它影响着齿轮的传动性能和效率。
在加工过程中，需要精确控制螺旋角的值，以确保斜齿轮的各项性能达到最佳。
此外，斜齿轮的加工还涉及到一些其他的工艺环节，如加工路径的规划、加工过程的仿真等。
这些环节对于提高加工效率和保证加工质量也是至关重要的。
斜齿轮的正确铸造工艺方案
斜齿轮的正确铸造工艺方案
斜齿轮的正确铸造工艺方案如下：
1.确定铸造材料：斜齿轮通常采用灰铁或球墨铸铁制造，在铸造前需要确定材料种类、质量等参数。
2.制定铸造工艺流程：根据斜齿轮的结构特点，制定合理的铸造工艺流程，包括模型制作、熔炼、浇注、冷却、清理等工序。
3.制作模型：根据斜齿轮的设计图纸和铸造工艺要求，制作适合的模型。
4.铸造熔炼：根据铸造工艺要求炉子加热并熔化金属。
在炉子中加入合适的铸造辅料，以提高金属液的流动性和流动性。
5.浇注铸造：在金属液达到合适的温度、流动性和流动性后，通过浇注设备将金属液倒入模型中，完成铸造过程。
6.冷却和驱动：完成浇注后，让铸造件自然冷却一段时间，然后通过钻孔等操作去除余纹和杂质。
7.清理和检查：完成去除余纹和杂质后，需要对铸造件进行清理并进行外观质量检查，保证斜齿轮能够正常运转。
8.加工和修整：铸造完成后，还需要进行杀口、刨面、加工、修整等工序，最终得到符合要求的斜齿轮。
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斜齿轮（直齿轮）的制作方法
第一步：
设置catia，通过工具（tools）——基础结构（options）——显示（relation），勾选“参数”和“关系”选项。
如图1-1和1-2所示：
（英文版）（图1-2）
（中文版）
（图1-2）
然后，单击“确定”。
第二步：
单击“开始”——形状——创成式外形设计，将会出现“新建零件”窗口，如图2-1，对自己的零件进行命名（注：零件名称只能是英文、下划线和数字，如：xiechilun），单击“确定”，即进入工作界面。
（图2-2）
（图2-1）
第三步：
对齿轮的各项参数进行输入。
参考：
斜齿圆柱齿轮中有如下参数及参数关系，不涉及法向参数
齿数Z 20 整数
模数m 4 实数
压力角 a 20deg 角度
齿顶圆半径 rk = r+m 长度
分度圆半径 r = m*z/2 长度
基圆半径rb = r*cosa 长度
齿根圆半径 rf = *m 长度
螺旋角 beta 角度
齿厚 depth 长度
单击界面中的“知识工程”中的“f(x)”,如图3-1所示，进入参数输入界面，如图3-2所示。
（图3-1）
输入参数具体步骤：（齿数（整数）、模数（实数）、压力角（角度）、齿厚（长度）
螺旋角（角度）五个是需要数值的，其他值由公式计算。
下面以齿数z为例。
）如图3-2
（1）选择参数类型，为整数；
（2）点击左侧“新类型参数”；（必须先选择参数类型）
（3）输入参数名称z；
（4）输入参数值20；
（5）同样方法输入模数和压力角；（注意更改参数类型）
（图3-2）
其他四个参数（rk、rf、r和rb）只需执行前三步即可，无需输入数值，可由稍后添加的公式得出；公式的编辑步骤（以rk为例）：
（5）单击右侧的“添加公式”或是双击参数rk，将会出现“公式编辑器”窗口，如图3-3所示，在黑色框内输入公式：r+m。
单击“确定”，即完成对“rk”的公式的编辑，其值变为“44mm”。
其他三个参数的公式也如此。
最终应为图3-2所示。
（图3-3）
此时打开特征树的“关系”，将会发现四个公式，如图3-4所示。
（图3-4）
第四步：
建立一组X，Y,关于参数t的函数，方程为：
x=rb*sin(t*PI*1rad)-rb*t*PI*cos(t*PI*1rad)
y=(rb*cos(t*PI*1rad))+((rb*t*PI)*sin(t*PI*1rad))
（1）单击“知识工程”中从左向右第四个图标右下角的三角，如图4-1所示，选中fog按钮，然后出现“法线曲线编辑器”窗口，将“发现曲线的名称”改为x(以便以后使用),如图4-2所示，然后单击“确定”。
（图4-1）（图4-2）
（2）出现“规则编辑器”窗口，在右侧将参数类型改为“长度”，单击“新类型参数”，将“形式参数”改为“x”，再将参数类型改为“实数”，单击“新类型参数”，将“形式参数”改为“t”，在左边的编辑栏输入公式：x=rb*sin(t*PI*1rad)-rb*t*PI*cos(t*PI*1rad)，如图4-3所示。
然后单击“确定”。
同理，建立一个关于“y”的函数。
最终在特征树的“关系”中看到如图4-4所示。
（图4-3）
（图4-4）
第五步：
在xy平面画一个点，坐标为（0，0），以此点为圆心在xy平面上建立齿根圆。
（1）建立“点”，单击图5-1，“1”处图标，出现“点定义”，将X,Y,Z坐标都设置为0，单击“确定”。
点创建完成。
（2）单击“圆命令”，如图5-1，“2”处所示。
（图5-1）
出现“圆定义”窗口，如图5-2所示，中心选择刚才创建的点1，支持面选择XY平面，在“圆限制”中选择“全圆”。
（图5-2）
半径，右键选择“编辑公式”，在右侧的“全部的成员”中双击rf（齿根圆），单击“确定”。
同理，建立齿顶圆（rk）和分度圆（r）。
如图5-3所示。
（图5-3）
第六步：
画齿廓，在xy平面上作点。
“点类型”选择“平面上”，平面选择XY平面，坐标H右键——编辑公式，
在中间的“参数的成员”中选取最后一个“Law”——双击右侧“Law 的成员”中的“关系X”——单击左侧“词典”中的“法则曲线”——双击右侧“Law-Evaluate（实数）；实数”——在上面的框中括号中输入“”，单击“确定”（要是出现其他窗口单击是即可）；坐标V的建立方法同坐标H。
（注意要选择“关系y”）
然后再绘制几个点，比如选择t=,，，,,,,时的几个点。
（四个，五个都可以）如图6-1所示。
（图6-1）
然后再用空间曲线连接各点：
（1）选择“样条线”，如图5-1，“3”处。
分别点选六个点连成一条空间曲线。
然后再将这个曲线向内侧延伸，单击“操作”工作条中的“外插延伸”命令，如图6-2所示，
（图6-2）
在“外插延伸定义”窗口中，“边界”选择最内侧的点，“外插延伸的”选择这条曲线，单击“确定”。
（2）单击图5-1，“2”处的右下角的三角，选择“圆角”命令，分别点选“外插延伸.1”和圆1。
注意点选的位置，如图6-3所示，同时注意圆角的位置，若果不是此图位置，请单击“下
一个解法”，直至到此图所示。
（图6-3）
半径，可以使用默认的“1mm”，也可以右键——在框中输入“*m”，这是直齿轮的经验公式。
（3）剪切。
单击图6-2中的第二个图标的右下角的三角，选择“修剪”命令，分别点选点选“外插延伸”和刚刚创建的圆角。
注意点选的位置，如图6-4所示，
（图6-4）（图6-5）（4）然后找到分度圆和外插延伸的交点。
单击“线框”工具条的“相交”命令，如图6-5所示，然后点选分度圆和外插延伸，确定得到交点。
（5）再创建一个平面，单击“线框”工具条的“平面”命令，“平面类型”选择“通过点和直线”，点选择刚才创建的点，直线选择Z轴，确定。
（6）再创建一个平面，新平面与yz平面成一夹角，此次“平面类型”选择“与平面成一角度或垂直”，旋转轴选择Z轴，参考选择刚才创建的平面；角度，右键——编辑公式——在框中输入公式“-360deg/4/z”，确定，再次确定，既得“平面2”。
（7）对称出齿轮另一侧。
单击“操作”工具条的第五个图标的右下角的三角，选择“对称”命令，在“对称定义”窗口的“元素”框内选取“剪切1”，“参考”选取“平面2”，确定即可。
（8）修剪出齿轮的形状。
单击“修剪”命令，将“模式”改为“段”，然后依次点选外插延伸曲线和它的对称出来的曲线，最后点选齿顶圆，点选位置如图6-6所示1、2、3，
（图6-6）
在单击“修剪”命令，修剪齿根圆，如图6-6所示4、5、6。
最后隐藏分度圆。
最终为如图6-7所示。
（图6-7）
第七步：
做出另一端面的轮廓线。
（1）使用平移工具，创建轮廓线。
“元素”选择“剪切3”或是齿轮轮廓，“方向”选择Z轴；距离，右键——输入公式“depth”（就是齿厚），确定，再次确定；
（2）使用旋转工具（与平移在一个里）。
“元素”选择“平移1”，“轴线”选择Z轴；角度，右键——输入公式“depth*tan(beta)/rk*”，确定。
如图7-1所示。
（图7-1）
第八步：
（1）创建齿根圆，方法如上，不再赘述。
（2）过圆心做一条直线。
点1选择圆心；点2，右键——创建点——在“点定义
中的”“平面”选择YZ平面——坐标H选择“0”——坐标V右键——编辑公式
——输入公式“depth”，确定，再次确定。
（3）使用扫描工具创建齿坯。
在“曲面”工具条中单击“扫掠”命令，在“扫
掠曲面定义”窗口中的“轮廓”选择刚才建立的齿根圆，“引导曲线”选择刚才
建立的直线，确定。
结果如图8-1所示。
（图8-1）
（4）使用多截面曲面生成齿轮轮廓。
在“曲面”工具条中单击“多截面曲面”命令，然后点选“剪切3”或是最初的齿轮轮廓——单击闭合点1——点选“旋转1”——单击闭合点2.注意两个闭合点的选择一定要在齿形曲面上位置相对应，如图8-2所示。
（图8-2）
第九步：
生成实体的齿轮
（1）进入零件设计模块。
开始——机械设计——零件设计。
（2）使用封闭曲面工具生成实体。
在“基于曲面特征”的工具条中选择“封闭曲面”的命令，然后选择“扫掠1”，确定。
同理，将单一的齿轮生成实体。
如图9-1所示。
（图9-1）
（3）使用环形矩阵生成剩余的齿轮齿。
在“特征变换”工具条中选择“环形矩阵”命令，在“定义圆形矩阵”中的“实例”右键——编辑公式——输入公式“z”；角度右键——编辑公式——输入公式“360deg/z”，确定；“参考元素”选择Z轴；“对象”选择“封闭曲面2”或是单一的齿轮齿（其实这个地方使用默认也可以），确定。
如图9-2所示。
（图9-2）
现在斜齿轮就已经生成了，最后只需要修改相应的一些参数，就能够直接生成所需要的齿轮了。
只要把beta的值改为0deg就可以生成直齿圆柱齿轮了。