齿轮滚刀设计

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齿轮滚刀刀具简介

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。

滚刀设计软件的开发思路与实践

滚刀设计软件的开发思路与实践

滚刀设计软件的开发思路与实践拙笔:社会咸菜春末夏初,东北的小伙伴们,秋裤脱了没?反正南方的MM们已经很轻凉了。

简单调皮的问候后,进入正题。

齿轮是机械行业同仁们接触最多的一类零件,几乎所有与机械相关的技术教育和技能教育的专业课程里面都有关于齿轮的内容。

然而,即便是渐开线圆柱齿轮这种最基本的齿轮类型,大家在学校学到的也只是其最简单的几种情形,毕竟所有的参数都是标准值,至于滚刀嘛,也就简单提了一下。

在齿轮行业,尤其是需要大批量使用齿轮的细分行业里,很难见到那么标准的东西。

具体说来,有非标模数的、非标压力角的、非标齿顶高系数的、非标顶隙系数的、齿顶有倒角的、齿根过渡圆弧有特殊要求的、齿面有精加工余量的、过渡曲线有沉切的、渐开线范围有要求的等等。

这就对滚刀设计质量提出了很高的要求。

滚齿加工是展成包络的过程,我们无法从工件图纸上直接读出关于刀具的全部重要细节,这些都给手工设计和经验设计增加了障碍,使得非专业的滚刀设计者无法通过简单计算、查阅齿轮手册或者在各种资料的推荐范围内取值等方法设计出出满足要求的滚刀,也无法判定刀具商提供的设计方案是否合理。

可喜的是,计算机绘图软件、程序开发软件已经大量普及,很多中青年从业人员能编写计算机程序,主流的计算机绘图软件也有供使用者进行二次开发的接口。

本人也利用VB6.0和AutoCAD做了实践,取得了预期效果,设计出了具有基本功能的滚刀设计软件。

在此将思路和大概过程分享给大家。

一、滚刀设计的输入设计齿轮滚刀首先要知道工件的必要信息以及滚刀的基本参数初设值。

具体如下:也许有小伙伴会问:上表中两个模数和两个压力角,它们一定是分别相等的,写出来不是多此一举么?而且表中的还不一样。

在此我做一个说明,在有些特殊情况下(要求更小的渐开线起始元、更大的齿面精加工余量、更高的粗加工效率等),滚刀设计需要做一下转位处理,其表现形式就是滚刀的模数和压力角与齿轮的都不相等。

本案例已经包含了这一项,详见下文。

机械设计课程设计-齿轮滚刀、插齿刀设计及其加工工艺

机械设计课程设计-齿轮滚刀、插齿刀设计及其加工工艺

X X 大学课程设计说明书课程名称:机械设计制造及其自动化专业课程设计学生姓名:专业班级:机械081班指导教师:学院:机械工程学院起止时间:2011年12月4日至2011年12月23日2011年12月22日X X 大学课程设计任务书题目:齿轮滚刀、插齿刀设计及其加工工艺学生姓名:专业班级:机械081班指导教师:学院:机械工程学院起止时间:2011年12月4日至2011年12月23日2011年12月22日一、课程设计内容及要求:1.齿轮滚刀、插齿刀的设计,包括参数计算、结构设计、刀具加工工艺的设计2.插齿刀零件图(2#图一张)3.滚刀零件图(2#图一张)4.插齿刀、滚刀加工工艺5.课程设计说明书:应阐述整个课程设计内容,要突出重点和特色,图文并茂,文字通畅。

应有目录、摘要及关键词、正文、参考文献等内容,字数一般不少于6000字。

二、主要参考资料有关复杂刀具参数计算及结构设计、机械制造工艺与设备的手册与图册。

三、课程设计进度安排指导教师(签名):时间:教研室主任(签名):时间:院 长(签名): 时间:专业课程设计刀具方向第四组任 务 书(1)设计公称分圆φ125的外啮合A 级碗形直齿插齿刀,前角γ=5°,齿顶后角e α=6°,齿数g z =21,齿顶高系数eg f =,g ξ=0。

(2)编制该刀具加工工艺题目2:齿轮滚刀的设计(1)设计AA级Ⅰ型单头右旋齿轮滚刀,D=200,前角egγ=0°,顶刃后角α=10°~12°,侧eα不小于刃后角c3°,有第二铲背量λK2,滚刀螺旋角f≤5°。

(2)编制该刀具加工工艺。

目录一、齿轮滚刀部分 (5)设计原理 (5)结构设计 (6)参数计算 (6)工艺设计 (9)二、插齿刀部分 (12)2.1 设计原理 (12)2.2 结构设计 (14)2.3 参数计算 (15)2.4 工艺设计 (18)三、设计总结 (20)3.1 设计心得............................................................20 3.2 设计资料补充 (21)主要参考文献 (33)一、齿轮滚刀部分设计原理齿轮滚刀是加工直齿和斜齿圆柱齿轮最常用的刀具之一。

第一章_滚刀的设计及应用

第一章_滚刀的设计及应用
切削运动
2.滚齿的四个运动
(1)滚刀旋转运动
(2)滚刀沿齿的轴向进给运动
(3)工件(齿坯)配合滚刀作相应旋转运动
(4)差动分度运动(切斜齿轮时)

滚刀的旋转运动为主运动。加工直齿轮时,滚刀每转
一转,工件转过一个齿(当该刀为单头时)或数个齿(当滚刀
为多头时),以形成展成运动,即圆周进给运动;为了在齿
• 但由于齿轮滚刀的分度圆柱上的螺旋升角很小,故加工出的齿 形误差也很小。特别是阿基米德滚刀,不仅误差较小,而且误 差的分布对齿轮齿形造成一定的修缘,有利于齿轮的传动。因 此,一般精加工用的和小模数(m ≤10mm)的齿轮滚刀均为阿 基米德滚刀。法向直廓滚刀误差较大,多用于粗加工和大模数 齿轮(m > 10mm)的加工。
螺旋齿轮副啮合的过程,滚刀实际上是一个螺
旋角很大的斜齿轮,呈蜗杆状。滚齿时(如图 7所示),滚刀切削刃齿轮端截面内相当于齿 条平移,因此切出的渐开线齿形,是齿条运动
轨迹的包络线。因此一种模数的齿轮滚刀可以
加工出模数和齿形角相同但齿数、变位系数和
螺旋角不同的各种圆柱齿轮。
返设计图
图7 滚齿加工图
轴向进给运动 分齿运动及附加运动
滚刀的设计及应用
第一节 概述 第二节 滚刀参数的优化设计 第三节 滚齿加工参数的选取 第四节 滚刀的使用和管理 第五节 滚齿常见缺陷及消除方法
第一节 概述
• 一、齿轮滚刀的工作特点 • 二、齿轮滚刀的工作原理 • 三、齿轮滚刀的构造和规格
四、滚刀精度
几种不同结构的齿轮滚刀
图1 自制普通滚刀
图2 进口多头斜槽滚刀
三、齿轮滚刀的构造和规格
2.滚刀的主要参数 (1)滚刀外径 (3)滚刀螺旋升角 (5)滚刀的槽数 (6)模数和压力角

手表小模数齿轮滚刀的设计

手表小模数齿轮滚刀的设计

智能制造与设计今 日 自 动 化Intelligent manufacturing and DesignAutomation Today96 | 2021.3 今日自动化2021年第3期2021 No.3手表的齿轮传动系,特别是主传动系,广泛采用一种所谓的圆弧齿形。

这种齿形是接线齿形演变而来的,因纯摆线齿形加工很难,故用圆弧来代替摆线,也叫修正摆线齿形,能使齿轴的最少齿数为6,从而在轮片齿数不太多的条件下取得大的传动比,这对减小机芯直径、对高频手表极为有利,传动效率高。

由于齿形由相啮合的一对齿轮和模数所决定,因此齿数和模数不同,所使用的滚刀和铣刀也不同。

修正摆线的齿轮特点是:齿轮的齿顶部分采用近似摆线的圆弧,齿腰部分则是与齿顶圆弧和齿根圆弧圆滑连接的径向线。

滚刀齿形设计的基本原理。

根据啮合理论,两个啮合齿形的工作部分,在相对运动时,必须互相迂回。

假定把齿轮当作一个基圆滚动,而且不在另一齿轮的节圆上滑动,那么齿轮齿面的各个相继位置便会在与另一齿轮相连的固定单面上形成一组平缓曲线。

这组曲线的包络线也就是所求的齿轮的啮合面。

因为:①包络线上的每一点也就是曲线组中的某一根曲线上的一点;②包络线上每一点也就是曲线组中两相邻曲线在无限接近时相切的极限位置。

当滚刀滚动时,其齿面在一个与滚切齿轮相连的固定平面内形成一组平缓曲线。

这组曲线的包络线就是齿轮的啮合面,或者就是所滚切的齿轮齿形。

相反的,齿轮齿形的一组曲线的包络线,即是滚刀的齿形。

因此,要确定滚刀的齿形,首先应该找到所滚切齿轮齿形沿齿条节圆滚动而不发生齿轮节圆上的滑动时所作出的曲线上的包络线。

事实上齿轮滚刀的设计,首先就是滚刀齿廓的设计。

如上所述,滚刀设计的基本原理是假定被滚切的轮片在节圆附近有一个假想的滚动圆(或节圆)沿着一根直线作无滑动的滚动,在这个滚动过程中,轮片在每一瞬时对滚动直线所在平面上的投影,形成了一组原始的包络线滚刀齿形,这组曲线就是被轮片投影而成的包络线,把这组包络线经过适当的修正,即成为所要求的滚刀齿形。

滚刀设计参数及工艺参数的选择

滚刀设计参数及工艺参数的选择

0 100 95 90 85 80 75 70 65 60 55 50 outside diameter of hob(mm)
滚刀槽数为12, 头数为2,采用不同的外圆直径可从上图看到其有效齿长不同: 当外圆直径为95mm时刀齿的有效齿长为5.9mm.可刃磨19-20次. 当外圆直径为65mm时刀齿的有效齿长为3 mm.可刃磨8-10次.
2020/5/2
计算齿轮齿形包絡误差
滚削齿形包絡偏差 滚刀的头数 齿轮的模数 齿轮的压力角 齿轮的齿数 滚刀的槽数
2020/5/2
采用多头滚刀提高被 切齿轮的齿形精度 下图比较12槽滚刀和24 槽滚刀所包絡齿形的误差,
12槽滚刀的理论包絡误差为—0.0015mm, 24槽滚刀的理论包絡误差为—0.0004mm
-要考虑被加工齿轮的模数,
-要考虑被加工齿轮的材料及其热处理条件
2020/5/2
Te m pe rature in °C
切削速度和切屑厚度对 Return
550 刀具刃口温升的影响
刀5具00刃口的温度在一定的范围内随切屑厚度的增大及切削速度的提高而
450
.升高
VC m/min
400
350
300
Chip thickness
77 70 56 42 36 35 34 32 21
29 28 27
2020/5/2
ASP30带TIN 涂层滚刀推荐的切削速度
刀具 材料 ASP3
0
易加工材料
强度 <700N/m
m2
中等强度材 料
强度 <900N/m
m2
难加工材料
强度 <1200N/m
m2
模数 粗加 精加 粗加 精加 粗加 精加 工 工工工 工 工

chap7 齿轮刀具

chap7 齿轮刀具
'
2)检验过渡曲线干涉
3)检验根切
K 21 K 01 K 01 a01 sin 01 ra20 rb20 K 21 a12 sin 21 ra22 rb22
太原科技大学机电学院
K 01 0
4)检验顶切
K 10 0
Wang chenggang
Wang chenggang
太原科技大学机电学院
Wang chenggang
插齿刀的每个刀齿都有一条顶刃和一个顶后刀面,两条侧刃 和两个侧后刀面。 为了得到顶刃后角,插齿刀外圆面应是与插齿刀同轴线的外 锥面,顶刃后角就是其半锥顶角αp 。标准直齿插齿刀αp =6°。 为了得到侧刃后角 αf ,将两侧后刀面做成旋向相反的渐开 螺旋面;为了保持齿高不变,齿根圆也应向插齿刀轴线移近相 同的距离。插齿刀每个端剖面截形,可以看成是基圆直径相同, 变位系数不同的变位齿轮,新插齿刀变位系数最大,重磨后变 位系数减小。变位系数等于零的剖面 O-O 中齿顶高和分圆齿厚 都是标准值,这个剖面叫做原始剖面。插齿刀的本质是基圆相 同,且变位系数由大到小依次排列而成的无穷片变位齿轮的组 合体。这样,刀具磨钝后重磨前刀面时,虽然刀齿顶圆直径和 分圆齿厚都减小了,但两侧刃齿形仍是渐开线。 太原科技大学机电学院
太原科技大学机电学院
Wang chenggang
第二节
齿轮铣刀
盘形齿轮铣刀
指状齿轮铣刀
太原科技大学机电学院
1.盘形齿轮铣刀
盘形齿轮铣刀在卧式铣床上 利用分度头进行分齿,盘形齿轮
铣刀作旋转运动,工作台作进给
运动,加工直齿或斜齿齿轮。生 产率和加工精度都比较低,适用 于单件生产或修配工作中加工要 求不高的圆柱齿轮。

基于 KISSsoft软件的风电齿轮磨前滚刀齿形优化设计研究

基于 KISSsoft软件的风电齿轮磨前滚刀齿形优化设计研究

文章编号:1004-2539(2014)05-0071-03基于KISSsoft软件的风电齿轮磨前滚刀齿形优化设计研究敬朝银(重庆齿轮箱有限责任公司, 重庆江津 402263)摘要 风电齿轮箱工作环境极端恶劣复杂。

在加工制造中存在一些影响齿轮高可靠性和高疲劳寿命的制造缺陷,因此在分析磨前滚刀齿形特点和齿轮热处理变形情况的基础上,提出对磨前滚刀齿形优化设计和研究,并建立了适合实际制造情况的优化目标。

借助KISSsoft软件的某些工具,让滚刀齿形优化计算工作变得简洁而快速。

滚刀齿形优化设计研究为提高风电齿轮的工作性能提供了重要工艺支撑,在实际制造中取得较好效果。

关键词 磨前滚刀 优化设计 制造缺陷 高可靠性Research of the Optimization Design of Tooth Profile of Pre-grinding Hobused to Wind Power Gear based on KISSsoft SoftwareJing Chaoyin(CN Gpower Gearbox Co.,Ltd.,Chongqing 402263,China)Abstract The work environment of wind turbines gearbox is extremely complex.The manufac-turing defect which affects the high reliability and fatigue life of gear drive exists in manufacturing.On the basis of analyzing tooth profile of pre-grinding hob characteristic and heat treatment deforma-tion situation of wind power gear,the optimization design and research of pre-grinding hob is pro-posed,the optimization goals in good accordance with the manufacturing conditions is established.Bythe use of KISSsoft software,tooth profile optimization design of hob is more simple and rapid.Thetooth profile optimization research of hob provides much technological supports to working perform-ance of wind power gear.The good results of tooth profile design and research in manufacturing ofwind power gear is acquired.Key words Pre-grinding hob Optimization design Manufacturing defect High reliability0 引言随着能源危机和气候问题的日益严峻,新能源的开发与使用成为国际社会关注的焦点。

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齿轮滚刀设计计算
滚刀图号D51-0408按《齿轮刀具设计》范被加工齿轮图号中间轴二档设计日期
A、被加工齿轮原始参数
序号名称符号数值
1法向模数mn 2.5
或法向径节Dp
2.5
2齿数Z122
3分圆法向压力角αn20
20
20
αn0.34906585
Invαn0.014904384
4分圆螺旋角β131.5436
旋向左旋
55283
31
0.9
0.01
31.91
0.556934564
5分圆直径d164.791
6分圆法向弧齿厚s1 4.021
或公法线尺寸W40.490
跨齿数n6
法向变位系数x1
s1 4.021
端面变位系数xt10.044
7齿顶圆直径da170.6
齿根圆直径df158.400
或齿全高h 5.000
8全齿高h 6.100
9齿根圆直径df158.4
齿轮中心距A69.5
B、共轭齿轮参数
10齿轮齿数z225
11齿轮分圆直径d273.626
12齿轮顶圆直径da279
齿轮法向变位系数x20
齿轮端面变位系数xt20
C、齿轮的辅助参数
13端面模数mt 2.945 14分圆端面压力角αt0.405055746
Invαt0.023709771 15基圆直径db159.548 16共轭齿轮基圆直径db267.669
齿轮副啮合角Invαt120.023709771
αt120.4050465
0.4050557
0.4050557
αt120.405055746
共轭齿轮的啮合角αt'0.414716282 17齿轮副的中心距a69.500 18齿轮副的端面有效啮合线长度l11.958 19齿轮端面齿形的最小曲率半径ρ1min7.620
最小曲率半径处的直径df161.468
20齿轮基圆螺旋角βb10.519802615 21齿轮径向间隙c'0.320
齿轮的法向基节tn17.380
齿顶圆端面压力角αtda10.567100794
Invαtda10.069785015
齿顶圆螺旋角βa10.678512853
分圆端面弧齿厚st1 4.737
齿顶圆端面弧齿厚stda1 1.90858956
齿轮齿顶圆法向弧齿厚snda1 1.486 D、滚刀基本尺寸
滚刀精度等级A
滚刀外径da080
孔径di32
全长L80
容屑槽型式直槽
54961圆周齿数zk14
螺旋头数z01
螺旋旋向左旋
前角γ0
后角αe12
铲背量K 3.82
K 4.0
K1 6.0
K0.0
K10.0
铲背量(取标准值)K 4.0
第二铲背量K1 6.0
验算侧后角αc0.074982987
4.296208679
4
0.177725208
0.004635125
4.1746
齿顶高ha0 3.196
齿根高hf0 3.529
齿全高h0 6.725
容屑槽深度H12.7
槽低半径r 1.2
容屑槽角θ25
节圆直径d072.809
节圆螺旋升角λ00.034343305
1.967726437
1
0.580635862
0.000381517
1.5803
容屑槽螺旋角βk0
容屑槽导程Pk∞
法向齿距p0n7.854
轴向齿距p0x7.859
法向齿厚s0n 3.833
轴向齿厚s0x 3.835
齿顶圆角半径rc0.75
齿根圆角半径rc'0.5
齿顶宽(无留剃凸角) 1.508
齿顶全圆弧时圆角半径(无凸角)rc 1.077
轴向齿形角α00.349255466
20.0108642
20
0.006518521
0.003911113
20.0039修缘刃轴向齿形角αc00.390288579
22.36188837
22
0.217133022
0.004279813
22.2142
E、留剃齿顶凸角尺寸
齿厚留剃量△0
滚刀节线到留剃凸角起点的高度△h' 2.028
滚刀齿顶到留剃凸角起点的高度△h 1.168
凸角高度(目标值)△1'0
有凸角时滚刀齿顶宽度 1.507628873
双圆角计算倒角圆角半径(有凸角、双圆角)rc0.754圆弧起点到齿顶的高度0.495860404
中间计算数据A0.414
中间计算数据B0.952997691
中间计算数据C 1.039013315
中间计算数据0.409765863
中间计算数据0.811774997
凸角斜线齿形角0.349255466
20.0108642
20
0.006518521
0.003911113
凸角斜线齿形角20.0039
全圆角齿顶全圆弧时圆角半径(有凸角)rc 1.077圆弧起点到齿顶的高度0.708304964
中间计算数据A0.090975867
中间计算数据B 1.179092077
中间计算数据C 1.182596607
中间计算数据0.077004991
中间计算数据 1.14453587
凸角斜线齿形角0.349255466
20.0108642
20
0.006518521
0.003911113
凸角斜线齿形角20.0039 F、齿顶修缘计算
齿轮的修缘高度(剃后)C1 1.43
齿轮的(法向)修缘量(剃后要求)C20.2
修缘渐开线的分圆法向压力角αn222.35
0.390081088
修缘渐开线的分圆端面压力角αt20.451044586
Invαt20.033299463
修缘渐开线的基圆直径dbc58.31166507修缘起点处的直径dc67.74
基本渐开线在修缘起点的端面压力角αtc10.496882055
Invαtc10.045378821修缘起点处的螺旋角βc0.577096397修缘起点处的端面弧齿厚stc 3.485
修缘起点处的法向弧齿厚snc 2.920
修缘渐开线顶圆的端面压力角αtda20.598921211
Invαtda20.083633056修缘渐开线在起点处的端面压力角αtc20.533925728
Invαtc20.057276895修缘渐开线顶圆的端面弧齿厚stda2 1.771
修缘渐开线顶圆的端面弧齿厚snda2 1.379
齿轮的(法向)周向修缘量(实际)C2'0.054
滚刀修缘起点到节线的高度hc' 1.346
滚刀齿根槽宽Sfco 1.25
轮刀具设计》范例格式
2014-12-25 8:33
输入:度.分秒格式
输入:度.分秒格式
输入:直齿、左旋、右旋
输入:直槽、螺旋槽
OK
输出:度分秒格式
输出:度分秒格式输出:度分秒格式
输出:度分秒格式
输出:度分秒格式
注:基本渐开线表示1,修缘渐开线表示2
验算:与要求的是否相符,如不符合,调整αn2尽量大于0.5,如不符,可减小修缘角。

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