本发明公开了一种渐开线剃齿刀，属于齿轮技术领域。其特点是通过使用不同直径大小的基圆柱，在渐开线剃齿刀齿廓的两侧生成分度圆压力角分别为和的齿廓曲面，且。该剃齿刀是专门针对双压力角非对称渐开线齿轮设计的，解决了现有剃齿刀具不能加工双压力角非对称渐开线齿轮的难题。该新型剃齿刀的齿形主要包括齿顶1、第一个基圆柱3生成的左侧齿面2、第二个基圆柱4生成的右侧齿面5。本发明与现有的渐开线盘形剃齿刀相比，能方便、快捷、高效地对双压力角非对称渐开线齿轮进行精加工。该发明市场前景广阔，具有巨大的社会和经济效益。
1.一种渐开线剃齿刀，其特征在于，包括齿顶（1）、第一个基圆柱（3）生成的左侧齿面（2）、第二个基圆柱（4）生成的右侧齿面（5）；剃齿刀剃削齿轮时，压力角较大的右侧齿面（5）与被剃齿轮的工作侧啮合，压力角较小的左侧齿面（2）与被剃齿轮的非工作侧啮合；
左侧齿面（2）的齿廓曲面的形成：以线段 为半径做出渐开线剃齿刀的第一个基圆柱（3），发生面P1与第一个基圆柱1
面（3）相切，发生面P1上的线段MM 与第一个基圆柱（3）的轴线成 角度；当发生面P11
沿着第一个基圆柱面（3）做无滑动的纯滚动时，线段MM 的轨迹即为压力角较小的齿廓曲面，亦为左侧齿面（2）的齿廓曲面；
右侧齿面（5）的齿廓曲面的形成：以线 段 为 半径 做出 渐开 线剃 齿刀 的第 二个 基圆 柱面（4），其 中1
，发生面P2与第二个基圆柱面（4）相切，发生面P2上的线段NN 与第二个基圆柱（4）的轴线成 角度；当发生面P2沿着第二个基圆柱面（4）做无滑动的纯滚1
动时，线段NN 的轨迹即为剃齿刀右侧齿廓曲面，亦为压力角较大的齿廓曲面；
所述线段 、角度 、线段 、角度 以及渐开线剃齿刀的其它参数 、 、、 ， 、 、 、 ， 、 ， 、 、 、 、 的确定如下：
被剃齿轮的齿数、分度圆法面模数、工作侧分度圆法面压力角、非工作侧分度圆法面压力角、工作侧分度圆端面压力角、非工作侧分度圆端面压力角、分度圆螺旋角、分度圆直径分别为 、 、 、 、 、 、 、 ；
， 在满足不根切和齿顶厚度抗冲击性能的前提下，根据需要取值，最大取 ， 取 ；
与被剃齿轮相配对的齿轮2的齿数、分度圆直径分别为 、 ；
齿轮1、2的齿顶圆直径、工作侧基圆半径、非工作侧基圆半径分别为 、 、 、、 、 ；
齿轮1、2端面上工作侧和非工作侧有效啮合线长度分别为 、 ，则（毫米）；
齿轮1端面齿形工作侧的最小曲率半径、非工作侧的最小曲率半径分别为 、，（毫米）， （毫米）；
取剃齿刀和被剃齿轮的轴交角为 ， 的取值根据齿轮刀具手册确定；
剃齿刀的分度圆螺旋角、齿数、右侧齿廓分度圆端面压力角、左侧齿廓分度圆端面压力角、最大公称分度圆直径分别为 、 、 、 ， ，；
剃齿刀的第一个基圆柱面（3）的基圆半径为 ，则毫米 ；
剃齿刀的第二个基圆柱（4）的基圆半径为 ，则毫米，
剃齿刀右侧齿廓节圆法向啮合角、左侧齿廓节圆法向啮合角分别为 、 ，度， 度， （度）根据刀具手册查表确定；
剃齿刀右侧齿廓节圆端面啮合角、左侧齿廓节圆端面啮合角分别为 、 ，度， 度；
剃齿刀右侧齿廓的节圆直径、左侧齿廓的节圆直径分别为 、 ，（毫米），
被剃齿轮的工作侧基圆螺旋角、非工作侧基圆螺旋角分别为 、度， 度；
被剃齿轮的工作侧节圆端面啮合角、非工作侧节圆端面啮合角分别为 、 ，度， 度，被剃齿轮的工作侧节圆直径、非工作侧节圆直径分别为 、 ，（毫米）， （毫米）；
被剃齿轮的工作侧啮合线长度、非工作侧啮合线长度分别为 、 ，（毫米），
被剃齿轮端面工作侧有效啮合线超越量、非工作侧有效啮合线超越量分别为 、，（毫米）， （毫米）；
剃削齿轮1工作侧时剃齿刀齿廓最大曲率半径，即剃齿刀右侧齿廓最大曲率半径为（毫米）剃削齿轮1非工作侧时，剃齿刀齿廓最大曲率半径，即剃齿刀左侧齿廓最大曲率半径为 ；
剃齿刀齿根处小孔直径为 ，其值根据齿轮刀具手册计算；
一种渐开线剃齿刀
技术领域
[0001] 本发明公开了一种渐开线剃齿刀，属于齿轮技术领域。
背景技术
[0002] 齿轮传动因具有功率大、效率高、寿命长等优点，而成为最重要、应用最广的一种机械传动装置。伴随着现代高科技的日新月异，齿轮技术也取得了长足发展。尤其是近年来，为了顺应现代化大生产的发展趋势，齿轮传动正向着高速、重载、低噪声、小体积、节能、高效、长寿命、低成本等趋势发展。
[0003] 轮齿形状不仅影响到齿轮副的运动特性，还影响到齿轮副的动力特性。研究表明，增大压力角可提高齿轮齿根抗疲劳强度。但如果同时增大轮齿两侧的压力角，将导致齿顶变薄，即轮齿的抗冲击性能将下降。为了既能提高齿根的弯曲疲劳强度，又基本不影响轮齿的抗冲击性能，学术界提出了双压力角非对称齿轮的设计理念。
[0004] 相对于常规的对称渐开线齿轮，双压力角非对称渐开线齿轮是在轮齿的工作侧和非工作侧采用不同压力角的新型齿轮。该齿轮具有承载能力大、体积小、重量轻、使用寿命长、传动效率高等优点，对航天、航空等场合下重载、高速齿轮的应用具有重要的理论指导和现实意义。
[0005] 在双压力角非对称齿轮的加工过程中，为了提高齿面的接触精度及双压力角非对称齿轮传动的工作平稳性精度，需要对粗加工后的双压力角非对称齿轮进行剃齿精加工。工程实践表明，经过剃齿后的齿轮，其齿圈径向跳动误差、齿形及齿向误差等方面都得到了大大修正，齿轮的传动性能将大大提高。因此，为了加工出满足工程实际需要的双压力角非对称渐开线齿轮，必须要设计出双压力角非对称渐开线齿廓剃齿刀。
发明内容
[0006] 本发明要解决的技术问题是，为满足工程实际需要的双压力角非对称渐开线齿轮，本发明提供一种双压力角非对称渐开线齿廓剃齿刀。
[0007] 为解决上述技术问题，本发明提供了一种双压力角非对称渐开线齿廓剃齿刀。双压力角非对称渐开线剃齿刀齿廓两侧的压力角不等，不失一般性，取刀具右侧齿廓的压力角大于刀具左侧齿廓的压力角。剃齿刀刀齿的右侧齿廓与双压力角非对称渐开线齿轮的工作侧相啮合；剃齿刀刀齿的左侧齿廓与双压力角非对称渐开线齿轮的非工作侧相啮合。
[0008] 双压力角非对称渐开线齿廓剃齿刀左侧齿廓曲面的形成：
[0009] 以线段 为半径做出渐开线剃齿刀的第一个基圆柱3，发生面P1与第一个基圆1
柱面3相切，发生面P1上的线段MM 与第一个基圆柱3的轴线成 角度；当发生面P1沿
1
着第一个基圆柱面3做无滑动的纯滚动时，线段MM 的轨迹即为剃齿刀左侧齿廓曲面，亦为压力角较小的齿廓曲面。
[0010] 双压力角非对称渐开线齿廓剃齿刀右侧齿廓曲面的形成：
[0011] 以线段 为半径做出渐开线剃齿刀的第二个基圆柱面4，其中1
，发生面P2与第二个基圆柱面4相切，发生面P2上的线段NN 与第二
个基圆柱4的轴线成 角度；当发生面P2沿着第二个基圆柱面4做无滑动的纯滚动时，
1
线段NN 的轨迹即为剃齿刀右侧齿廓曲面，亦为压力角较大的齿廓曲面。
[0012] 本发明具有积极的效果：
[0013] （1）本发明提出在渐开线齿廓盘形剃齿刀齿廓的两侧采用不同的压力角，即相对于现有技术，仅增大齿轮工作侧的压力角。该剃齿刀用于承载能力大、抗冲击性能好、噪声低的双压力角非对称渐开线齿轮的精加工。经过剃齿后的双压力角非对称渐开线齿轮，其齿圈径向跳动误差、齿形及齿向误差等方面都可得到大大修正。因此，为了加工出满足工程实际需要的双压力角非对称渐开线齿轮，必须设计出双压力角非对称渐开线齿廓剃齿刀。
[0014] （2）本发明的双压力角非对称渐开线齿廓盘形剃齿刀的特点是：剃齿刀齿廓右侧分度圆法面压力角、左侧分度圆法面压力角、右侧分度圆端面压力角、左侧分度圆端面压力角分别为 、 、 、 ， > , > 。
[0015] （3）本发明专利根据渐开线齿廓曲面的生成特点，结合变压力角的特性，给出刀齿两侧齿廓曲面压力角不等的渐开线齿廓盘形剃齿刀的设计思想，并推导出剃齿刀几何参数及尺寸的计算公式。相对于常规的渐开线盘形剃齿刀，该新型刀具能方便、快捷、高效地对双压力角非对称渐开线齿轮进行精加工。由于双压力角非对称渐开线齿轮性能优越、市场前景广阔。因此，该发明具有巨大的社会和经济效益。
附图说明
[0016] 图1为双压力角非对称渐开线齿廓盘形剃齿刀主视图。
[0017] 图2为双压力角非对称渐开线齿廓盘形剃齿刀法向齿形。
[0018] 图中，1齿顶、2左侧齿廓、3第一个基圆柱、4第二个基圆柱、5右侧齿廓、 剃齿刀右侧齿廓分度圆法面压力角、 剃齿刀左侧齿廓分度圆法面压力角、 剃齿刀齿根处小孔直径。
[0019] 图3为剃齿刀左侧渐开线齿廓的生成示意图。
[0020] 图中 生成剃齿刀左侧齿廓曲面的基圆柱半径，亦即生成剃齿刀较小压力角齿廓曲面的基圆柱半径。
[0021] 图4为剃齿刀右侧渐开线齿廓的生成示意图。
[0022] 图中 生成剃齿刀右侧齿廓曲面的基圆柱半径，亦即生成剃齿刀较大压力角齿廓曲面的基圆柱半径。
具体实施方式
[0023] 见图1-4，本实施例的双压力角非对称渐开线齿廓盘形剃齿刀的齿形主要包括齿顶1、第一个基圆柱3生成的左侧齿面2、第二个基圆柱4生成的右侧齿面5。剃齿刀剃削齿轮时，压力角大的右侧齿面5与被剃齿轮的工作侧啮合，压力角小的左侧齿面2与被剃齿轮的非工作侧啮合。
[0024] 双压力角非对称渐开线齿廓剃齿刀左侧齿廓曲面的形成：
[0025] 以线段 为半径做出渐开线剃齿刀的第一个基圆柱3，发生面P1与第一个基圆1
柱面3相切，发生面P1上的线段MM 与第一个基圆柱3的轴线成 角度；当发生面P1沿
1
着第一个基圆柱面3做无滑动的纯滚动时，线段MM 的轨迹即为剃齿刀左侧齿廓曲面，亦为压力角较小的齿廓曲面。
[0026] 双压力角非对称渐开线齿廓剃齿刀右侧齿廓曲面的形成：
[0027] 以线段 为半径做出渐开线剃齿刀的第二个基圆柱面4，其中1
，发生面P2与第二个基圆柱面4相切，发生面P2上的线段NN 与第二
个基圆柱4的轴线成 角度；当发生面P2沿着第二个基圆柱面4做无滑动的纯滚动时，
1
线段NN 的轨迹即为剃齿刀右侧齿廓曲面，亦为压力角较大的齿廓曲面。
[0028] 被剃齿轮为1，与之相啮合的齿轮为2。
[0029] 被剃齿轮的齿数、分度圆法面模数、工作侧分度圆法面压力角、非工作侧分度圆法面压力角、工作侧分度圆端面压力角、非工作侧分度圆端面压力角、分度圆螺旋角、分度圆直径分别为 、 、 、 、 、 、 、 ；
[0030] 的取值结合工程实际需要由厂家自行选取；
[0031] （毫米）的取值大小根据齿轮手册选定；
[0032] ， 在满足不根切和齿顶厚度抗冲击性能的前提下，可根据需要取值，最大可取 ， 常取 ；
[0033] ， ；
[0034] 的推荐值为 ，当加工直齿轮时 。
[0035] （毫米）；
[0036] 与被剃齿轮相配对的齿轮2的齿数、分度圆直径分别为 、 ；
[0037] 的取值根据传动比的要求，并结合工程实际需要由厂家自行选取。
[0038] （毫米）；
[0039] 齿轮1、2的中心距为 ，则 （毫米）；
[0040] 齿轮1、2的齿顶圆直径、工作侧基圆半径、非工作侧基圆半径分别为 、 、、 、 、 ；
[0041] ，
[0042] ,
[0043] ,
[0044] ,
[0045] ，
[0046] ,
[0047] =1.0。
[0048] 齿轮1、2端面上工作侧和非工作侧有效啮合线长度分别为 、 ，则（毫米）；
[0049] （毫米），
[0050] 齿轮1端面齿形工作侧的最小曲率半径、非工作侧的最小曲率半径分别为、 ，
[0051] （毫 米）， （毫米）。
[0052] 取剃齿刀和被剃齿轮的轴交角为 ， 的取值根据齿轮刀具手册确定。
[0053] 剃齿刀的分度圆螺旋角、齿数、右侧齿廓分度圆端面压力角、左侧齿廓分度圆端面压力角、最大公称分度圆直径分别为 、 、 、 ， ，
[0054] ；
[0055] ，
[0056] 取180毫米或240毫米；
[0057] 度，
[0058] 度。
[0059] 剃齿刀的分度圆直径为 ；
[0060] 毫米，
[0061] 剃齿刀的第一个基圆柱3的基圆半径为 ，则
[0062] 毫米 。
[0063] 剃齿刀的第二个基圆柱4的基圆半径为 ，则
[0064] 毫米，
[0065] 剃齿刀的第一个基圆柱螺旋角为
[0066] 度
[0067] 剃齿刀的第二个基圆柱螺旋角为
[0068] 度
[0069] 剃齿刀右侧齿廓节圆法向啮合角、左侧齿廓节圆法向啮合角分别为 、 ，[0070] 度， 度， （度）可根据刀具手册查表确定。
[0071] 剃齿刀右侧齿廓节圆端面啮合角、左侧齿廓节圆端面啮合角分别为 、 ，[0072] 度， 度。
[0073] 剃齿刀右侧齿廓的节圆直径、左侧齿廓的节圆直径分别为 、 ，
[0074] （毫米），
[0075] （毫米），
[0076] 被剃齿轮1的工作侧基圆螺旋角、非工作侧基圆螺旋角分别为 、
[0077] 度， 度。
[0078] 被剃齿轮1的工作侧节圆端面啮合角、非工作侧节圆端面啮合角分别为 、， 度， 度，
[0079] 被剃齿轮1的工作侧节圆直径、非工作侧节圆直径分别为 、 ，
[0080] （毫米）， （毫米）。
[0081] 被剃齿轮1的工作侧啮合线长度、非工作侧啮合线长度分别为 、 ，[0082] （毫米），
[0083] （毫米），
[0084] 被剃齿轮1端面工作侧有效啮合线超越量、非工作侧有效啮合线超越量分别为、 ，
[0085] （毫米）， （毫米）。
[0086] 剃削齿轮1工作侧时剃齿刀齿廓最大曲率半径，即剃齿刀右侧齿廓最大曲率半径为
[0087] （毫米）
[0088] 剃削齿轮1非工作侧时，剃齿刀齿廓最大曲率半径，即剃齿刀左侧齿廓最大曲率半径为
[0089] （毫米）
[0090] 剃齿刀齿顶圆直径为 （毫米），
[0091] 或 ，取较小值。
[0092] 剃齿刀齿根处小孔直径为 ，其值可根据齿轮刀具手册计算。
[0093] 其它参数的计算或选取可参考齿轮刀具手册。
[0094] 实施方式一：
[0095] 当 、 、 （毫米）、 、 、、 时； ； ； （毫米）； （毫
米）；
[0096] （毫米）； （毫米）； （毫米）；
[0097] （毫米）； （毫米）； （毫米）；
[0098] （毫米）； （毫米）； （毫米）；
[0099] （毫米）； （毫米）； ； ； ；
[0100] ； ； （毫米）； （毫米）；（毫米）；
[0101] ； ； ； ； ；； ； （毫 米）； （毫 米）；
； ； ； ； （毫米）；
[0102] （毫米）； （毫米）； （毫米）；
[0103] （毫米）； （毫米）； （毫米）；
[0104] （毫米）； （毫米）。
[0105] 实施方式二：
[0106] 当 、 、 （毫米）、 、 、 、时； ； ； （毫米）； （毫米）；
[0107] （毫 米）； （毫 米）； （毫 米）；（毫米）； （毫米）； （毫米）； （毫
米）；
[0108] （毫 米）； （毫 米）； （毫 米）；（毫米）； ； ； ； ； ；
（毫米）；
[0109] （毫 米）； （毫 米）； ； ；；
[0110] ； ； ； ；（毫米）；
[0111] （毫 米）； ； ； ；；
[0112] （毫 米）； （毫 米）； （毫 米）；（毫米）； （毫米）； （毫米）； （毫米）；
（毫米）； （毫米）。
