渐开线齿廓的范成原理及渐开线齿廓的根切现象

（1）渐开线齿廓的范成原理

近代齿轮加工的方法很多，如铸造、模锻、冷轧、热轧及切削加工，但在生产中常用的是切削加工。目前，在齿轮切削加工中，最常用的是范成法，如插齿、滚齿和磨齿等。

用齿条插刀加工齿轮时，轮坯以角速度ω 匀速转动，齿条插刀以速度v=rω 沿轮坯分度圆切向方向相对移动，齿条插刀同时在轮坯轴线方向上下往复运动并在向下运动过程中进行切削，齿条插刀同时沿轮坯中心方向作径向进给运动。这样，齿条插刀在轮坯上逐渐切制出渐开线齿廓，如图2.1所示。

图2.1　渐开线齿廓的范成

（2）渐开线齿廓的根切现象

用范成法切制齿轮时，有时刀具的顶部会过多地切入轮齿根部，将根部的渐开线齿廓切去一部分，从而导致根部齿厚减薄。产生严重根切的齿轮，其轮齿的抗弯强度明显降低，对传动十分不利，因此，加工时应避免发生根切。对于α=20°，ha* =1 的标准刀具，加工标准齿轮不发生根切的最小齿数为zmin =17。

如要制造齿数小于17 而又不产生根切现象的齿轮，可采用增大压力角α 和减小齿顶高系数ha*的方法，但是这样做需要采用非标准的刀具才行。解决这个问题最好的方法是采用变位修正法，就是将齿条刀具的分度线向远离轮坯中心的方向移动一个距离，这样加工出来的齿轮齿数可少于17 且没有根切现象发生。加工变位齿轮不产生根切的最小移距系数为

图2.1　渐开线齿廓的范成

（2）渐开线齿廓的根切现象

用范成法切制齿轮时，有时刀具的顶部会过多地切入轮齿根部，将根部的渐开线齿廓切去一部分，从而导致根部齿厚减薄。产生严重根切的齿轮，其轮齿的抗弯强度明显降低，对传动十分不利，因此，加工时应避免发生根切。对于α=20°，ha* =1 的标准刀具，加工标准齿轮不发生根切的最小齿数为zmin =17。

如要制造齿数小于17 而又不产生根切现象的齿轮，可采用增大压力角α 和减小齿顶高系数ha*的方法，但是这样做需要采用非标准的刀具才行。解决这个问题最好的方法是采用变位修正法，就是将齿条刀具的分度线向远离轮坯中心的方向移动一个距离，这样加工出来的齿轮齿数可少于17 且没有根切现象发生。加工变位齿轮不产生根切的最小移距系数为

（3）齿轮范成仪的工作原理

（3）齿轮范成仪的工作原理(www.xing528.com)

图2.2　齿轮范成仪结构简图

1—压板；2—圆盘；3—齿条；4—溜板；5—机架

齿轮范成仪的结构如图2.2所示。圆盘安装在机架上，代表被加工的齿轮轮坯，齿条安装在溜板上，可随溜板在机架导轨内左右移动，齿条也可相对于圆盘作径向移动。如果齿条的分度线和圆盘的分度圆相切，便可切制出标准渐开线齿廓；如把齿条的分度线相对于圆盘的分度圆移动一定的距离，则可切制出变位齿轮。

（4）实验参数

实验参数见表2.4。

表2.4　实验参数

图2.2　齿轮范成仪结构简图

1—压板；2—圆盘；3—齿条；4—溜板；5—机架

齿轮范成仪的结构如图2.2所示。圆盘安装在机架上，代表被加工的齿轮轮坯，齿条安装在溜板上，可随溜板在机架导轨内左右移动，齿条也可相对于圆盘作径向移动。如果齿条的分度线和圆盘的分度圆相切，便可切制出标准渐开线齿廓；如把齿条的分度线相对于圆盘的分度圆移动一定的距离，则可切制出变位齿轮。

（4）实验参数

实验参数见表2.4。

表2.4　实验参数