双向圆弧齿轮是圆弧齿线、圆弧齿廓圆柱齿轮的简称，它综合了圆弧齿线圆柱齿轮和双圆弧齿轮的特点，形成齿廓和齿线双向圆弧的新齿型。因在接触区域是齿高和齿长两个方向的双重凸凹啮合，增大了啮合点的相对曲率半径，使接触区变得更长更宽，从而降低了齿面接触应力和齿根弯曲应力，使承载能力大大提高，故有广阔的应用前景。

1切齿原理

      双向圆弧齿轮的切齿属于单齿范成法，采用双向圆弧齿条与双向圆弧齿轮相啮合的原理。切齿刀盘构成了圆弧齿条的一个齿，刀盘刀齿为双圆弧形，它一方面作旋转的主切削运动切除切屑形成齿轮的齿槽；另一方面又与切向刀架一起，在被加工齿轮的切线移动。与此同时，齿轮也以相同的切线速度同向转动，从而构成了齿条齿轮的啮合运动，并展成出齿轮的整个轮齿齿面。

      被加工齿轮的齿廓是圆弧齿条齿廓族的包络线，刀盘中心一般在齿轮的中截面上，以加工出对称的轮齿，所以齿轮中截面的齿廓是圆弧齿廓的包络线。当刀盘齿廓圆心在节线上时，刀具齿廓的齿形与齿轮的齿形相同，且为瞬时成形。对于平行于中截面的其它截面齿廓近似圆弧齿廓。刀盘在切齿过程中，粗切时双面刀盘只切出齿轮一个齿槽，精切时单面刀齿只能切出齿轮一个齿侧面，它们始终只能充当圆弧齿条的一个齿。当切完一个齿后，需要对齿轮毛坯进行单齿分度。如此不断分度，从而切出齿轮的全部轮齿。

2 机床运动分析

      加工双向圆弧齿轮的轮齿采用单分度原理逐齿加工，机床完成如下运动：①主切削运动，即刀盘的旋转运动；②刀盘与工件之间的范成运动，即圆弧齿条与工件的啮合运动；③工件或刀盘的径向进退刀运动；④分齿运动；⑤工件和刀盘的快速返回运动。

      在国产滚齿机上要完成以上运动是很困难的，因为国产滚齿机是连续范成运动链。而加工双向圆弧齿轮时，要求切齿刀盘每完成一次范成运动，齿轮毛坯进行一次分齿，而且刀盘的主切削运动与范成运动是相互独立的。因此，需要切断原滚齿机的主运动与范成运动的联系，才能实现单齿范成和单齿分度运动。这就需对滚齿机的传动链进行改造。改造的办法有两个：一是增加传动链使范成运动链与主切削电机接通；二是增加一个辅助电机作为范成运动的动力源。因前者对于国产滚齿机是很困难的，只能采用后者。此外，还应使单齿范成运动和单齿分度运动相互独立，这就需要增加一个分度装置，使范成运动与分度运动互不干涉地将运动传给齿轮毛坯。

      切断原滚齿机的主运动与范成运动的联系，才能实现单齿范成和单齿分度运动。这就需对滚齿机的传动链进行改造。改造的办法有两个：一是增加传动链使范成运动链与主切削电机接通；二是增加一个辅助电机作为范成运动的动力源。因前者对于国产滚齿机是很困难的，只能采用后者。此外，还应使单齿范成运动和单齿分度运动相互独立，这就需要增加一个分度装置，使范成运动与分度运动互不干涉地将运动传给齿轮毛坯。

3机床传动链的改造

      3.1单齿分度机构的设置

     国产滚齿机都有合成机构，见图1。主电机变速后通过齿轮b 将动力传给分配轴I，1，再将动力分别输入给合成机构的齿g和滚刀刀架，使工作台和滚刀下进给，，通过齿轮d3传给合成机构输入附加运动传给轴Ⅱ, &，使工作台产生附加转动，从而切削出齿轮所需的螺旋角。设系杆转速为no>，齿轮Z1 和Z3 的转速分别为n1 和n3，H%，则有(n1-n0)/(n3-n0)=--1，即n3=2n0-n1. 因此，合成机构的两个运动输入是相互独立的，可以作为滚齿机加工双向圆弧齿轮时单齿分度和单齿范成运动的两个输入是合适的。设运动从齿轮h输入称为入X1

      为了分度装置结构简单、操作方便，可将单齿分度装置的运动与合成机构的X1 入口相联。设分度装置的输出转数

为N,齿轮毛坯齿数为Z1，则分度运动平衡方程式为：

       3.2单齿范成运动的实现。

       换置公式与原机床轴向进给加工蜗轮的挂轮换置公式完全相同，不需另配挂轮。

4结论

     ①通过传动链的改造，可在国产滚齿机上加工双向圆弧齿轮，并且能够达到原机床加工普通齿轮的精度。②采用单齿分度法加工双向圆弧齿轮，可加工非标准齿轮，有利于齿轮的优化设计，实现啮合齿轮的等强度。③改造后的机床利用了原有的传动链和挂轮，从而使改造成本大大降低，而且还可加工普通齿轮，从而使滚齿机的加工范围得到扩展。