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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da0 501

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△Nβ 816

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