短空刀槽渐开线内人字齿轮精密加工指状铣刀设计

何国旗; 杨石杰; 张晓红; 米承继; 黄粱

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短空刀槽渐开线内人字齿轮精密加工指状铣刀设计

更新时间：2026-01-28

- 短空刀槽渐开线内人字齿轮精密加工指状铣刀设计
- Design of finger milling cutter for precision machining of involute internal herringbone gear with short relief groove
- 机械传动 2026年页码：1-7
- 作者机构：
  
  1.湖南工业大学机械工程学院，株洲 412007
  2.襄阳职业技术学院汽车工程学院，襄阳 441050
- 作者简介：
  
  何国旗，男，1967年生，湖南南县人，博士，二级教授；主要研究方向为复杂曲面数字化设计与制造；1045894824@qq.com。
  张晓红（通信作者），女，1966年生，湖北房县人，副教授；主要研究方向为数字化设计与制造；549175073@qq.com。
- 基金信息：
  
  国家自然科学基金面上项目(52475055);湖北省教育科学规划重点课题(2024GA180);湖南省自然科学基金区域联合基金项目(2025JJ70006;2025JJ70033);湖南省教育厅优秀青年项目(24B0553)
- DOI：
  中图分类号： TG714;TH132.41
- 收稿：2025-10-23，
  
  修回：2025-11-06，
  
  网络出版：2026-01-28，
- 稿件说明：
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何国旗，杨石杰，张晓红，等.短空刀槽渐开线内人字齿轮精密加工指状铣刀设计［J］.机械传动，XXXX，XX（XX）：1-7.

HE Guoqi，YANG Shijie，ZHANG Xiaohong，et al.Design of finger milling cutter for precision machining of involute internal herringbone gear with short relief groove［J］.Journal of Mechanical Transmission，XXXX，XX（XX）：1-7.
何国旗，杨石杰，张晓红，等.短空刀槽渐开线内人字齿轮精密加工指状铣刀设计［J］.机械传动，XXXX，XX（XX）：1-7. DOI：

HE Guoqi，YANG Shijie，ZHANG Xiaohong，et al.Design of finger milling cutter for precision machining of involute internal herringbone gear with short relief groove［J］.Journal of Mechanical Transmission，XXXX，XX（XX）：1-7. DOI：

摘要

目的

针对盘形铣刀加工内人字齿轮导致空刀槽过大难以适用，基于齿槽法面简化设计的指状铣刀加工又存在齿面精度不足与过渡区干涉的问题，提出一种适用于短空刀槽内人字齿轮加工的指状铣刀设计方法。

方法

通过插齿刀展成加工原理推导内齿轮端面廓线方程，结合螺旋运动构建空间齿面方程，并基于齿轮啮合原理求解指状铣刀精确齿廓方程。在UG软件中建模，并进行加工仿真对比。

结果

结果表明：相较于传统设计，新设计的指状铣刀加工所得齿面的最大过切量与残留量分别减少了15.51%和19.23%，偏差统计均方根值降低9.1%，能有效提升齿面精度与成形质量。

Abstract

Objective

Conventional disc-shaped milling cutters create excessively large relief grooves when machining internal herringbone gears

limiting their applicability

while finger milling cutters based on a simplified normal plane of the tooth space suffer from inadequate tooth surface accuracy and transition zone interference. To address these issues

a finger milling cutter design method suitable for machining internal herringbone gears with short relief grooves was proposed.

Methods

Based on the generating principle of gear shaper cutting

the transverse profile equation of the internal gear was derived. By incorporating helical motion

the spatial tooth surface equation was constructed

and the precise tooth profile equation of the finger milling cutter was solved according to gear meshing theory. Models were built in UG software

and machining simulations were conducted for comparison.

Results

The results show that compared to the traditional design

the tooth surfaces machined with the newly designed finger milling cutter exhibit reductions in maximum overcut and residual stock by 15.51% and 19.23%

respectively

along with a 9.1% decrease in the root mean square value of deviation. The proposed method effectively improves tooth surface accuracy and forming quality.

关键词

Keywords

references

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