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第一篇 加工渐开线齿形的刀具5

第一章 圆柱齿轮铣刀5

第一节 盘形齿轮铣刀5

一、概述5

二、直齿圆柱齿轮铣刀的齿形计算6

三、斜齿圆柱齿轮铣刀的齿形计算9

四、盘形齿轮铣刀的结构10

五、盘形齿轮铣刀的主要技术条件15

六、盘形齿轮铣刀设计步骤及计算举例16

第二节 指状齿轮铣刀18

一、指状齿轮铣刀的主要类型18

二、直齿圆柱齿轮指状铣刀齿形的确定19

三、渐开线螺旋齿轮指状铣刀齿形计算20

四、指状铣刀的结构24

五、螺旋槽指状铣刀29

六、指状铣刀的技术要求31

七、指状齿轮铣刀设计步骤及计算举例32

第二章 齿轮滚刀34

第一节 概述34

第二节 整体齿轮滚刀35

一、滚刀的结构参数35

二、滚刀的齿形38

三、设计步骤及计算举例40

四、齿轮滚刀的技术要求43

第三节 镶片齿轮滚刀47

一、两种常用的镶片滚刀结构48

二、不铲磨滚刀48

第四节 其他几种滚刀49

一、高精度齿轮滚刀49

二、小压力角滚刀50

三、大齿顶圆弧的齿轮滚刀51

四、齿高不等的齿轮滚刀52

五、大直径多头滚刀52

六、尖齿滚刀53

七、渐开线花键滚刀53

第五节 小模数齿轮滚刀55

一、小模数齿轮滚刀齿形55

二、小模数齿轮滚刀的结构及其尺寸56

三、设计步骤及计算举例57

四、小模数齿轮滚刀主要技术条件59

第六节 剃前滚刀和挤前滚刀61

一、留剃余量的形式61

二、剃前滚刀齿形的计算62

三、挤前滚刀简述68

第七节 硬质合金齿轮滚刀69

一、用于高速滚齿的硬质合金滚刀69

二、硬齿面刮削齿轮滚刀69

第三章 蜗轮滚刀73

第一节 概述73

一、蜗轮滚刀的主要特色73

二、蜗杆传动类型74

第二节 圆柱蜗杆传动类型及特点74

一、阿基米德圆柱蜗杆——ZA蜗杆74

二、法向直廓圆柱蜗杆——ZN蜗杆75

三、渐开线圆柱蜗杆——ZI蜗杆76

四、圆弧圆柱蜗杆——ZC蜗杆77

五、锥面包络圆柱蜗杆——ZK1蜗杆78

六、圆柱蜗杆传动基本几何尺寸参数78

第三节 普通蜗轮滚刀81

一、滚刀圆周齿数Zk的选择限制81

二、蜗轮滚刀的结构形式及主要长度尺寸参数85

三、蜗轮滚刀的其他结构参数设计89

四、蜗轮滚刀的设计步骤及计算举例94

五、蜗轮滚刀的技术条件99

第四节 蜗轮飞刀103

一、蜗轮飞刀的工作原理103

二、阿基米德蜗轮飞刀齿形104

三、渐开线蜗轮飞刀齿形108

四、法向直廓蜗轮飞刀齿形111

五、飞刀的刀头与刀杆结构114

第五节 双导程蜗轮滚刀117

一、双导程蜗杆传动的特点117

二、双导程蜗轮滚刀的特点119

三、双导程蜗轮滚刀的设计步骤及计算举例122

第六节 蜗轮滚剃刀与蜗轮剃齿刀126

一、蜗轮滚剃刀126

二、蜗轮剃齿刀127

第七节 加工多头蜗轮的单头蜗轮滚刀128

一、概述128

二、单头滚刀主要参数的计算130

三、设计步骤及计算举例131

第八节 圆弧齿蜗轮滚刀134

一、基本蜗杆螺旋面及截形134

二、圆弧齿蜗轮滚刀的设计特点141

三、设计步骤及计算举例142

第九节 直廓环面蜗轮滚刀145

一、直廓环面蜗杆、蜗轮齿面的形成及几何尺寸参数145

二、加工直廓环面蜗杆的刀具148

三、加工直廓环面蜗轮的飞刀160

四、加工直廓环面蜗轮的滚刀167

第四章 插齿刀177

第一节 概述177

第二节 外啮合直齿插齿刀178

一、插齿刀相关截面的尺寸参数178

二、外啮合直齿插齿刀变位系数的确定179

三、插齿刀的其他设计特点182

四、标准直齿插齿刀的结构参数184

五、标准直齿插齿刀的技术条件189

六、插齿刀设计步骤及计算举例193

第三节 内啮合直齿插齿刀197

一、内啮合插齿刀的特点198

二、内啮合直齿插齿刀变位系数的确定198

三、少齿数插齿刀本身根切的避免200

四、内啮合插齿刀设计步骤及计算举例201

第四节 斜齿（人字齿）插齿刀206

一、概述206

二、人字齿轮插齿刀的设计特点207

三、斜齿插齿刀的设计特点209

笫五节 剃前插齿刀216

一、剃前插齿刀齿顶凸角的计算217

二、剃前插齿刀齿顶凸角的设计步骤和计算举例218

第六节 硬齿面插齿刀219

一、结构特点220

二、锥形前刀面的插齿刀220

三、锥基波形前刀面的插齿刀224

第七节 渐开线花键孔插齿刀227

一、设计特点227

二、渐开线花键孔插齿刀的结构尺寸228

第八节 小模数插齿刀229

一、设计特点229

二、小模数插齿刀的结构尺寸230

三、小模数直齿插齿刀技术要求232

第九节 谐波齿轮插齿刀235

一、谐波齿轮插齿刀的设计特点236

二、谐波齿轮插齿刀的主要结构参数237

第十节 带不重磨可换刀片的插齿刀238

一、结构特点239

二、不重磨插齿刀的优点239

三、不重磨插齿刀薄刀片的特点240

四、刀片变形误差及修正241

第十一节 带内齿筒形插齿刀242

一、齿轮上的结合齿圈齿形及插齿刀的特点243

二、工件齿形参数及辅助参数的计算244

三、插齿刀分度圆压力角的修正244

四、插齿刀的设计特点246

第五章 剃齿刀247

第一节 盘形剃齿刀247

一、剃齿刀的设计原理247

二、剃齿方法249

三、重要结构参数的确定原则250

四、专用剃齿刀的设计方法252

五、设计步骤和计算举例252

六、盘状剃齿刀的结构尺寸259

七、剃齿刀的主要技术条件264

八、剃齿刀的齿形修正267

第二节 平衡剃齿刀268

一、平衡剃齿原理268

二、平衡啮合角269

三、与平衡剃齿刀设计有关的几个计算公式271

四、平衡剃齿刀设计特点272

五、平衡剃齿刀存在的不足274

第三节 负变位剃齿刀275

一、负变位剃齿刀的特点275

二、负变位剃齿刀设计特点276

第六章 直齿锥齿轮刀具281

第一节 直齿锥齿轮刀具概述281

一、直齿锥齿轮的特点281

二、直齿锥齿轮的加工方法283

三、直齿锥齿轮刀具的类型284

第二节 直齿锥齿轮盘形铣刀285

一、锥齿轮铣切方法285

二、直齿锥齿轮盘形铣刀齿形设计（按方法Ⅱ加工）287

三、直齿锥齿轮盘形铣刀的主要技术条件290

四、直齿锥齿轮盘形铣刀设计步骤及计算举例290

第三节 直齿锥齿轮成形定装滚刀292

一、成形定装滚刀的工作原理292

二、成形定装滚刀的齿形计算292

三、成形定装滚刀的结构尺寸及技术要求297

四、成形定装滚刀设计步骤及计算举例298

第四节 成对展成锥齿轮刨刀301

一、刨削原理301

二、直齿锥齿轮精刨刀的结构参数302

三、精刨齿刀的切削角度307

四、直齿锥齿轮精刨齿刀的技术条件308

五、直齿锥齿轮粗刨齿刀309

第五节 成对展成锥齿轮铣刀312

一、成对展成锥齿轮铣刀工作原理312

二、成对展成锥齿轮铣刀结构313

三、成对展成锥齿轮铣刀的设计特点314

四、铣刀盘刀齿的主要技术要求316

五、成对展成铣刀刀齿的设计步骤及计算举例317

第七章 曲线齿锥齿轮加工刀具320

第一节 曲线齿锥齿轮概述320

一、曲线齿锥齿轮的类型320

二、曲线齿锥齿轮加工刀具的类型323

第二节 圆弧齿锥齿轮加工刀具324

一、圆弧齿锥齿轮加工原理概述324

二、标准圆弧齿锥齿轮刀具328

三、新型圆弧齿锥齿轮刀具373

四、圆弧齿锥齿轮刀具的刃磨和检验398

五、圆弧齿锥齿轮刀具的技术条件403

第三节 延伸外摆线等高齿锥齿轮加工刀具407

一、延伸外摆线等高齿锥齿轮加工原理概述407

二、奥制标准型延伸外摆线等高齿锥齿轮刀具410

三、奥制其他类型延伸外摆线等高齿锥齿轮刀具430

四、克制延伸外摆线等高齿锥齿轮刀具436

参考文献445

第二篇 加工非渐开线齿形的刀具446

第一章 成形铣刀446

第一节 加工直纹曲面的铣刀齿形计算446

第二节 工件端面齿形参数及铣刀安装参数447

一、工件螺旋面原始参数及端面齿形447

二、铣刀安装位置和直径448

第三节 加工圆柱螺旋面的盘形铣刀齿形449

一、图解法449

二、计算法452

第四节 加工圆柱螺旋面的指状铣刀齿形456

第五节 加工工件非工作齿廓的铣刀齿形及铣刀齿形的代换459

一、加工工件根圆的铣刀顶刃回转面轴向截形及刀尖圆角459

二、铣刀齿形的代换459

第六节 盘形铣刀的齿形修正及样板坐标计算460

一、γ＞0°的直齿铣刀460

二、γ＞0°、λ＞0°的交错齿成形铣刀461

第七节 加工圆柱螺旋面的成形铣刀齿形计算实例464

一、加工阿基米德蜗杆盘形铣刀齿形计算464

二、加工渐开线蜗杆盘形铣刀齿形计算468

第八节 整体盘形成形铣刀设计471

一、结构参数471

二、设计步骤及计算举例471

第九节 成形铣刀的主要技术条件481

一、表面粗糙度481

二、尺寸偏差481

三、形状位置偏差481

四、齿形误差481

第十节 装配式圆磨成形（不铲齿）铣刀482

一、特点483

二、刀片槽设计483

三、计算铣刀的圆磨半径485

四、刀齿的夹紧与定位486

五、设计示例487

附录：铣刀回转面与被加工螺旋面的接触条件式求解方法488

第二章 摆线螺杆铣刀493

第一节 螺杆端面齿形493

一、端面齿形的形成原理493

二、端面齿形参数494

第二节 铣刀直径和轴线夹角的确定501

一、铣刀前刃中点直径da0501

二、齿根过渡曲线501

三、不产生过渡曲线轴线夹角∑的选择503

第三节 铣刀齿形的计算505

一、主动螺杆铣刀齿形506

二、从动螺杆铣刀齿形510

第四节 摆线螺杆铣刀的设计514

一、设计特点514

二、摆线螺杆铣刀的设计步骤及计算举例533

第三章 花键轴和棘轮滚刀539

第一节 概述539

一、滚刀齿形形成原理539

二、滚刀的类型及用途540

第二节 矩形花键轴滚刀541

一、花键轴节圆半径的选取541

二、滚刀齿形的求法543

三、滚刀结构参数556

四、标准矩形花键轴滚刀的结构参数558

五、设计步骤及计算举例561

六、矩形花键滚刀的主要技术条件563

第三节 矩形齿锥底花键轴滚刀566

一、设计特点566

二、设计步骤及计算举例567

第四节 三角花键滚刀573

一、设计特点573

二、滚刀齿形的计算574

三、滚刀结构参数575

四、设计步骤及计算举例575

第五节 成形滚刀578

一、加工棘轮的成形滚刀579

二、加工三角形花键轴的成形滚刀582

三、加工矩形花键轴的成形滚刀584

四、成形—展成组合滚刀584

第四章 套筒滚子传动链链轮铣刀及滚刀585

第一节 套筒滚子传动链链轮的端面齿形585

第二节 盘形链轮铣刀587

一、新标准链轮铣刀的设计（链轮按GB/T 1243-2006标准）587

二、旧标准链轮铣刀设计（链轮按GB/T 1244—76标准）588

三、盘形链轮铣刀的主要技术条件590

第三节 链轮滚刀591

一、三圆弧链轮滚刀的法向齿形591

二、渐开线链轮滚刀的法向齿形593

三、标准链轮滚刀的结构和主要尺寸593

四、链轮滚刀的技术要求596

第五章 行星摆线齿轮铣刀和滚刀598

第一节 行星摆线齿轮盘形铣刀598

一、齿形计算598

二、结构尺寸600

三、设计步骤及计算举例601

四、行星摆线齿轮铣刀的主要技术条件（JB/T 7970.2—1999）602

第二节 行星摆线齿轮滚刀603

一、齿形的确定603

二、设计步骤及计算举例607

三、行星摆线齿轮滚刀的主要技术条件608

四、两齿差摆线齿轮滚刀的设计特点610

第六章 钟表齿轮滚刀612

第一节 钟表齿轮的齿形尺寸612

第二节 钟表齿轮滚刀的齿形614

一、用计算作图法求滚刀齿形614

二、用齿廓法线法计算钟表齿轮滚刀法向齿形617

三、滚刀法向齿形计算举例619

四、钟表齿轮滚刀的结构尺寸及技术要求623

第七章 圆弧齿轮滚刀625

第一节 圆弧齿轮传动的类型、原理及特点625

一、圆弧齿轮传动的类型625

二、圆弧齿轮传动的原理625

第二节 单圆弧齿轮滚刀627

一、圆弧齿形的成形特点627

二、单圆弧齿轮滚刀齿形628

三、单圆弧齿轮滚刀铲背量及分度圆直径635

四、基本结构尺寸636

五、单圆弧齿轮滚刀的设计步骤及计算举例638

六、单圆弧齿轮滚刀的主要技术条件641

第三节 双圆弧齿轮滚刀643

一、双圆弧圆柱齿轮的基本齿廓643

二、双圆弧齿轮滚刀的法向齿形和轴向齿形645

三、滚刀基本结构尺寸658

四、双圆弧齿轮滚刀的设计步骤及计算举例659

五、双圆弧齿轮滚刀的主要技术条件662

第八章 矩形花键插齿刀664

第一节 矩形花键轴插齿刀664

一、设计特点664

二、设计步骤及计算举例667

三、加工标准花键轴的插齿刀规格及齿形坐标669

第二节 矩形花键孔插齿刀672

一、概述672

二、齿形的确定673

三、设计步骤及计算举例674

四、加工标准花键孔的插齿刀规格及齿形坐标675

五、顶切校验677

第九章 齿轮齿端倒角刀具680

第一节 齿轮齿端倒角形状680

一、齿端倒棱680

二、齿端倒角680

第二节 齿轮齿端倒角加工方法682

一、齿端倒角682

二、齿端倒棱683

第三节 齿端倒角指形倒角刀设计684

一、倒角面母线为直线的倒角刀刃形684

二、倒角面母线为圆弧的倒角刀刃形685

三、倒角面母线为直线＋圆弧的倒角刀刃形687

四、倒角刀结构的改进688

第四节 齿端倒角用锥孔形铣刀设计689

一、齿端倒角形状特点689

二、倒角用锥孔形铣刀刃形设计计算690

第五节 齿端倒角用指状端齿铣刀设计692

一、铣刀与齿轮的空间位置关系及其坐标系间的变换693

二、铣刀刃形曲线及安装参数的确定694

三、刀具外形尺寸的确定及干涉的判断695

第六节 齿端倒棱滚刀设计697

一、滚刀中心位置与滚刀外圆半径的确定697

二、滚刀轴向齿形角698

三、滚刀其他尺寸参数的确定700

四、设计步骤及计算举例701

五、加工螺旋齿圆柱齿轮的倒棱滚刀设计特点704

六、齿面切伤的校验705

七、直线代换滚刀轴向理论齿形的造形误差707

参考文献709

第三篇 齿轮刀具选用时的快速验算第一章 齿轮刀具选用验算的理论基础710

第一节 工件齿形的形成及有效渐开线齿形高度710

一、工件齿形的形成710

二、有效渐开线齿形高度及对正确啮合的影响711

第二节 反渐开线函数快速解算712

第三节 啮合方程的简化计算713

一、平行轴齿轮副啮合方程的简化计算713

二、交错轴齿轮副啮合方程的简化计算718

第四节 变位系数的确定727

一、插齿刀变位系数727

二、剃齿刀变位系数729

第二章 插齿刀的选用验算730

第一节 加工外齿轮插齿刀的选用730

一、校验有效渐开线齿形高度730

二、被切齿轮的根圆直径732

三、插齿刀的选用原则及应用举例732

四、过渡曲线干涉现象的讨论736

第二节 加工内齿轮插齿刀的选用742

一、校验有效渐开线齿形高度742

二、不产生负啮合角748

三、内齿轮的齿根圆直径748

四、内齿插齿刀的选用原则及应用举例748

五、内齿轮展成顶切校验的讨论754

第三章 齿轮滚刀的选用验算758

第一节 滚刀的最小长度758

一、加工直齿轮的滚刀长度758

二、加工螺旋齿轮的滚刀长度761

第二节 用齿轮滚刀加工蜗轮763

第四章 剃齿刀的选用验算764

第一节 剃齿刀的选用验算项目764

一、校验有效渐开线齿形高度764

二、校验径向间隙765

三、剃削双联齿轮时让刀槽宽度校验765

第二节 剃齿刀的选用步骤及验算实例767

一、剃齿刀选用验算前的准备工作767

二、用分度圆齿厚表达的啮合方程767

三、剃齿刀的选用步骤及验算实例768

四、剃齿刀选用验算的讨论774

五、剃齿刀重磨尺寸计算776

六、改磨普通剃齿刀外径或齿面实现平衡剃齿779

第五章 用专用函数表简化齿轮刀具的选用验算784

第一节 专用函数表及其使用784

一、专用函数表784

二、M值的修正计算785

第二节 插齿刀的选用校验计算786

一、加工外齿轮时插齿刀的选用验算786

二、加工内齿轮时插齿刀的选用验算787

第三节 剃齿刀的选用校验计算789

第四节 专用函数表及其使用791

一、基本专用函数表791

二、修正系数△Nβ816

第六章 成形铣刀的选用验算819

第一节 根据盘形铣刀轴截面齿形计算工件螺旋面端截面齿形819

一、计算原理819

二、计算步骤和实例822

第二节 根据指状铣刀轴截面齿形计算工件螺旋面端截面齿形825

一、计算原理825

二、计算步骤和实例827

附录：齿轮啮合及剃齿有关公式汇集829

一、平行轴829

1．斜齿轮角度βb、αn、αt之间的关系829

2．齿轮几何参数和尺寸的计算（令β＝0°则得到直齿轮的计算式）829

二、交错轴（剃齿）830

1．剃齿时有关几何尺寸的计算830

2．剃齿时有关重要参数近似计算公式831

3．剃齿时剃齿刀与被剃齿轮角度参数之间的关系832

4．剃齿微分关系式832

参考文献834

总附录835

一、常用数表835

表A1 中心孔（CB/T 145-2001）835

表A2 不带扁尾外圆锥及端部尺寸836

表A3 圆柱孔、轴键槽尺寸及极限偏差836

表A4 圆柱形轴、孔上的端面键尺寸及极限偏差837

表A5 倒角尺寸837

表A6 空刀尺寸838

表A7 重要常数值838

二、齿轮刀具常用材料839

表A8 常用高速钢牌号及其应用范围839

表A9 各种硬质合金牌号及其应用范围839

表A10 PCVD表面涂层技术刀具应用范围839

表A11 HT-CVD、MT-CVD表面涂层技术刀具应用范围839