《錐齒輪傳動設計與制造》詳細論述了錐齒輪傳動設計，直齒、斜齒和螺線齒錐齒輪的加工，弧齒錐齒輪的加工，延伸外擺線等高齒錐齒輪的加工。在編寫過程中，力求突出科學性、先進性、實用性。本書的特點是內容繫統完整、設計計算與加工方法並重，內容豐富，資料翔實，實用性強。

《錐齒輪傳動設計與制造》可供齒輪傳動裝置的科研人員、設計人員以及相關工程技術人員學習和使用，同時還可供高等院校相關專業師生參考閱讀。

緒論1

0.1概述1

0.2錐齒輪和準雙曲面齒輪的齒制3



第1章錐齒輪傳動設計4

1.1錐齒輪基本參數4

1.2錐齒輪及準雙曲面齒輪傳動特點5

1.2.1錐齒輪傳動特點5

1.2.2準雙曲面齒輪傳動特點6

1.3錐齒輪及準雙曲面齒輪的特殊術語及定義7

1.3.1齒輪各部主要名稱及代號7

1.3.2輪齒各部主要名稱及定義8

1.3.3齒線8

1.3.4螺旋角及螺旋方向9

1.3.5齒高9

1.3.6重合度9

1.4錐齒輪及準雙曲面齒輪的應用範圍9

1.5錐齒輪及準雙曲面齒輪的設計11

1.5.1分度圓直徑的選擇11

1.5.2齒數及模數的選擇12

1.5.3齒寬的確定13

1.5.4螺旋角的選擇13

1.5.5螺旋方向的確定14

1.5.6準雙曲面齒輪的偏置矩14

1.5.7壓力角的選擇14

1.5.8齒側間隙的選擇15

1.5.9錐齒輪的變位15

1.6錐齒輪傳動的幾何計算16

1.6.1軸交角Σ=90°錐齒輪傳動的幾何計算16

1.6.2軸交角Σ≠90°弧齒錐齒輪的幾何計算35

1.6.3零度齒錐齒輪的幾何計算36

1.6.4弧齒錐齒輪切齒根切驗算37

1.6.5擺線齒錐齒輪的幾何計算37

1.7準雙曲面齒輪的幾何計算42

1.7.1弧齒準雙曲面齒輪的幾何計算42

1.7.2擺線齒準雙曲面齒輪的幾何計算47

1.8錐齒輪承載能力計算50

1.8.1受力分析50

1.8.2承載能力計算51

1.8.3錐齒輪傳動設計中幾個問題63

1.8.4圓柱齒輪、錐齒輪和準雙曲面齒輪膠合承載能力計算方法75

1.8.5錐齒輪的接觸強度簡化計算119

1.9錐齒輪精度120

1.9.1公差等級120

1.9.2錐齒輪齒坯公差123

1.9.3錐齒輪和齒輪副的檢驗與公差124

1.9.4錐齒輪副側隙126

1.9.5圖樣標注129

1.9.6錐齒輪結構129

1.9.7錐齒輪工作圖上應注明的尺寸數據130

1.9.8錐齒輪精度選擇及各國的精度對照130



第2章直齒、斜齒和螺線齒錐齒輪的加工135

2.1錐齒輪加工概述135

2.1.1錐齒輪的特點和加工原理135

2.1.2錐齒輪齒坯的準備137

2.1.3錐齒輪的齒形加工139

2.1.4熱處理後基準的修正143

2.1.5機床錐齒輪的典型工藝路線143

2.2直齒錐齒輪刨齒法145

2.2.1粗加工145

2.2.2精刨147

2.2.3刨齒工藝參數的選擇147

2.2.4接觸區修正148

2.2.5刨齒心軸149

2.3直齒錐齒輪雙刀盤銑齒法150

2.3.1機床加工原理及結構特點150

2.3.2機床調整卡151

2.3.3齒輪的接觸區調整154

2.4直齒錐齒輪精密鍛造法157

2.4.1保證齒輪精鍛工藝穩定性的要素157

2.4.2模具158

2.4.3精鍛齒輪的切削加工159

2.5斜齒錐齒輪刨齒法161

2.6仿形法刨齒162

2.7成形法銑齒164

2.7.1成形法銑直齒錐齒輪164

2.7.2成形法銑螺線錐齒輪166



第3章弧齒錐齒輪的加工170

3.1弧齒錐齒輪的銑削加工170

3.1.1弧齒錐齒輪的切齒原理與刀號選擇170

3.1.2弧齒錐齒輪的切齒方法171

3.1.3加工參數與機床的調整參數174

3.1.4刀頂距與齒規尺寸176

3.1.5單號雙面法切齒計算178

3.1.6雙面法與固定安裝法180

3.2弧齒錐齒輪和準雙曲面齒輪的大批量加工方法180

3.2.1大批量生產錐齒輪加工工藝180

3.2.2弧齒錐齒輪及準雙曲面齒輪典型加工方法185

3.2.3錐齒輪副質量控制220

3.3弧齒錐齒輪的單件和小批量加工方法221

3.3.1銑齒222

3.3.2磨齒238

3.3.3機床的調整計算238

3.3.4機床調整240

3.3.5銑齒工藝參數的選擇241

3.3.6心軸242

3.3.7接觸區修正242

3.3.8單件小批生產錐齒輪的檢驗248

3.3.9加工誤差分析249

3.4錐齒輪誤差測量249

3.4.1齒距誤差250

3.4.2齒形誤差250

3.4.3囓合精度250

3.5AGMA錐齒輪檢測標準251

3.5.1定義251

3.5.2基準面252

3.5.3單個齒距偏差fpt（PV法）、齒距累積偏差Fp（AP法）和分度偏差Fx252

3.5.4齒圈徑向圓跳動（RD法）的測量253

3.5.5用CMM（坐標測量儀）測量齒面254

3.5.6接觸區（VH法）測量齒廓255

3.5.7雙面囓合綜合測試256

3.5.8齒厚測量257

3.5.9CMM測量實例258

3.5.10接觸區檢驗實例262

3.5.11單面囓合綜合測量264

3.5.12公差表266

3.5.13齒坯公差270



第4章延伸外擺線等高齒錐齒輪的加工272

4.1延伸外擺線等高齒錐齒輪兩種齒制的特點272

4.1.1奧利康（Oerlikon）制錐齒輪272

4.1.2克林貝格制錐齒輪275

4.2奧利康錐齒輪和準雙曲面齒輪276

4.2.1概述276

4.2.2刀傾全展成法（Spiroflex）和半展成法（Spirac）277

4.2.3常用奧利康銑齒機278

4.2.4奧利康銑刀盤281

4.2.5奧利康齒輪的設計285

4.2.6切齒調整計算300

4.2.7奧利康錐齒輪的CDS軟件包320

4.3克林貝格錐齒輪325

4.3.1概述325

4.3.2切齒原理325

4.3.3銑齒刀具330

4.3.4銑齒機床338

4.3.5幾何參數設計計算342

4.3.6銑齒調整計算347

4.3.7電算程序簡介358

4.3.8齒面接觸區的修正362

4.3.9齒面研磨簡介365

4.3.10錐齒輪檢驗368

4.3.11弧齒錐齒輪數控銑齒機368

4.3.12錐齒輪磨齒機簡介370



參考文獻372

齒輪是先進制造業的基礎之一，是應用面廣，使用量多的傳動件，齒輪的設計和制造，從一個方面反映了一個國家基礎工業的發展水平。我國要從機械制造大國走向機械制造強國，需要在核心制造技術方面加大力度，尤其是齒輪制造工藝，必須起到領跑的作用。為此，齒輪制造行業將面臨巨大的挑戰，齒輪行業隻有積極地開拓市場、提高產品質量、不斷地創新、降低成本、提高競爭力，纔能在國際競爭中立於不敗之地。

通常，錐齒輪有直齒、斜齒、螺線齒、弧齒、等高齒、準雙曲面齒等。其中直齒、斜齒、螺線齒、弧齒、等高齒錐齒輪用於相交軸齒輪傳動；準雙曲面錐齒輪用於交錯軸齒輪傳動。由於錐齒輪齒輪重合度高、傳動平穩而廣泛使用。本書著重闡述錐齒輪的設計、加工、調整與制造。

錐齒輪在幾何上非常復雜，其設計和制造方法密切相關，加工中的切齒調整方案直接影響著齒輪副的囓合質量。而我國在生產中切齒計算的控制參數多，機床調整復雜不易操作使用，切齒計算結果在很大程度上取決於操作者的經驗和技術水平。由此可見，關於錐齒輪的設計、加工的討論對於提高我國錐齒輪的設計水平、降低研制成本、提高產品質量，具有重要的理論和現實意義。

為適應科研、生產與教學的需求，滿足廣大工程技術人員提高錐齒輪的設計和加工水平的需要，我們編寫了《錐齒輪傳動設計與制造》一書。本書詳細論述了錐齒輪和準雙曲面齒輪傳動的設計，直齒、斜齒和螺線齒錐齒輪的加工，弧齒錐齒輪的加工，延伸外擺線等高齒錐齒輪的加工。在編寫過程中，力求突出科學性、先進性、實用性，使廣大工程技術人員既了解技術水平，又能指導實際設計及制造的工作。

本書由張展主編，參加編寫的有黃吉平、劉述斌、曾建峰、金樹森、成秀兵、劉韶華、朱玲、柯怡。同時，在編寫過程中，得到中國農業大學董學朱教授、長沙鐵道學院曾韜教授和上海汽車齒輪總廠韓天虹教授大力支持與合作，在此深表感謝。

本書作者長期從事錐齒輪的研發、設計和制造工作，書中融入了他們的工作體會和實踐經驗。限於水平，書中內容雖經反復推敲，但仍恐有不妥之處。由於本人纔疏學淺，本書旨在拋磚引玉，敬請讀者批評指正。



編者

2018年1月