渐开线齿轮的切齿原理

  齿轮轮齿的加工方法很多,其中最程勇的是切削加工齿廓,按其切齿原理可分为仿形法和范成法(展成法)两种。

  1.仿形法加工

  这种方法的特点是所采用的刀具在其轴截面（包括刀具轴线的截面）内，刀具切削刃的轮廓形状和被切齿轮齿槽的廓形相同或相似。常用的刀具有盘状齿轮铣刀（图5-10）和指状齿轮铣刀（图5-11）两种。

  图5-10所示为用盘状齿轮铣刀在万能铣床上加工齿廓。铣刀绕本身轴线旋转，同时齿柸沿齿轮轴线方向移动，铣完一齿槽后，齿柸退回原来位置，用分度头将持齿坯转过360°/Z，再继续铣削。加工大模数齿轮时（m大于等于mm），需用指状齿轮铣刀（图5-11）。

  上述方法加工出的齿轮精度低，生产率也低，所需刀具数量多，但设备简单，刀具价廉，适宜于修配或单件生产9级精度的齿轮。

  2.范成法（展成法）加工

  这是目前齿轮加工中最常用的一种方法。它是利用一对齿轮相互啮合时其共轭齿廓互为包络线的原理来切齿的。即这种方法强制刀具与齿坯作相对运动（同时进行切削），它们之间的运动关系同一对齿轮啮合一样，以此来保证齿形的正确和分度的均匀。对于模数m和压力角a相同的齿轮，当刀具与齿坯保持一定的传动比时，可以用同一把刀具加工出不同齿数的齿轮。范成法加工种类很多，其常用的切齿方法如下：

  齿轮插刀加工  用齿轮插刀加工齿轮的情况如图5-12所示。插齿刀的形状如同圆柱齿轮，但其具有前角、后角和切削刃。插齿时，它的切削刃随插齿机床的往复运动在空间形成一个渐开线齿轮，称为产形齿轮。如图5-12所示，插齿刀的上下往复运动就是切削运动，同时插齿刀的上下往复运动即使切削运动，同时插齿刀的回转运动与齿坯的回转运动相配合形成展成运动（相当于产形齿轮与被切齿轮之间的无间隙啮合运动）。展成运动一方面包络形成齿轮的渐开线齿廓（图5-12b），另一方面又是切削时的圆周进给运动和连续的分齿运动。在开始切削时，还有径向进给运动，当切到全齿深时，径向运动自动停止。为了避免后刀面与工件的摩擦，插齿刀每次空程退刀时，应有让刀运动。

   由于插齿刀的齿廓是精确的渐开线,所以加工出的齿廓也是渐开线。根据齿轮的正确啮合条件，被切齿轮的模数和压力角必与插齿刀的模数和压力角相等，故用同一把插齿刀加工出的不同齿数的齿轮都能正确啮合。这种方法除加工外啮合齿轮外，还可加工内齿轮及双联齿轮。