本发明涉及一种能和以平面为齿形的齿轮（具有平面齿形，可以是正齿轮或斜齿轮）相啮合的齿轮的范成法磨齿设备。 通常的磨齿技术是将一对互相啮合的齿轮都磨成渐开线齿形，因此一对齿轮都必须在昂贵的磨齿机上磨出。在大部分使用情况下，一对互相啮合的齿轮的直径常相差很大，如果大齿轮也磨成渐开线齿形，则磨大齿轮需用非常昂贵的大磨齿机。若大齿轮制成平面齿，则可用简单得多的方法来磨，只有小齿轮仍需用专门的磨齿设备，生产成本和设备投资都要低得多。
现有的典型磨齿设备如图1（b）所示（其立体图见图1（a））。图中〔8〕是台面，能左右移动。在台面上装有头架〔9〕和尾架〔10〕。被磨齿轮〔1〕装在头架和尾架之间。头架里装有主轴〔3〕，其后端带动被磨齿轮旋转，前端装有节圆盘〔2〕。头架、尾架、节圆盘和被磨齿轮都随台面左右移动。和节圆盘相切有一直导向板〔4〕，该导向板和机座相连，不随台面移动。台面移动时节圆盘在导向板上滚动，并有钢带〔5〕拉住以防滑移。导向板的面构成假想中和被磨齿轮啮合的假想齿条的节面。砂轮〔6〕的磨削平面位于上述假想齿条的齿面上。在台面往复移动的同时，砂轮沿被磨齿的齿向进给，被磨齿轮的一个齿便被磨出。然后将被磨齿轮相对节圆盘转一个齿（分度装置图中从略），用同样方法可将第二个齿磨出，这样依次便可将整个齿轮磨出。这种方法的缺点是只能磨渐开线齿轮。但是当一个齿轮制成平面齿形时，和它正确啮合的齿轮的齿形已不是渐开线，而是一种特殊曲线。因此用现有设备不能磨出与平面齿正确啮合所需的齿形，从而一对齿轮都必须用昂贵的磨齿机来磨。
本发明的目的在于：
1.提出一种新型地磨齿设备，该设备结构简单，制造成本低，特别是它能把一对齿轮中的小齿轮磨成和平面齿正确啮合所需的共轭齿形。
2.使把大齿轮磨成平面齿成为可能，它可用简单方法磨成，不需用昂贵的磨齿机，使制造成本大大降低。
3.用该新型磨齿设备仍能磨成渐开线齿轮，而且可提高磨齿精度。
本发明的具体解决方案如下：
在用范成法磨削能与具有平面齿形的大齿轮啮合的齿轮的设备中，用代表被磨齿轮的两个节圆盘在代表大齿轮节圆的两个扇形板上滚动。砂轮的磨削平面形成假想大齿轮的齿面，因而砂轮平面和扇形板有固定的相对位置。被磨齿轮与两个节圆盘装在同一根轴上，该轴是一滚动轴，没有轴承支持，而是通过固定于其上的两个节圆盘直接置于两扇形板上，靠两个节圆盘在两个扇形板上无滑动的滚动来保持其在空间的一定方向，以保证被磨削齿的齿向。为了防止滑移，节圆盘和扇形板间装有防滑钢带。扇形板的半径为与被磨齿轮相啮合的齿轮的工作节圆半径减去防滑钢带厚度的一半，节圆盘的半径为被磨齿轮的工作节圆半径减去防滑钢带厚度的一半，这样就能磨出与平面齿形能正确啮合所需的共轭齿形。
本发明的优点和效果在于：用本发明磨齿设备能使小齿轮磨成与平面齿形正确啮合所需的共轭齿形，这样大齿轮就能磨成平面齿，使它可用简单方法磨成，不需价格昂贵的大磨齿机，从而大大降低设备投资和制造成本;本发明磨齿设备没有台面、头架、尾架等结构，使构造简单，成本降低;不仅如此，本发明磨齿设备仍能磨成渐开线齿轮，并且由于现有技术中的节圆盘要通过台面导轨、主轴轴承等活动连接，而本发明设备中节圆盘是和固定在机架上的扇形板直接接触，因此可提高本发明磨齿设备的精度。
本发明的实施过程由以下一实施例及其附图给出：
图2（b）是本发明磨齿设备的工作原理图。
图2（a）是本发明磨齿设备的立体图。
图3是扇形板加工示意图。
制作一轧钢机上用的齿轮付，传动比为1∶6，模数为20，大齿轮齿数为144，节圆直径2880mm，重量近10吨，小齿轮节圆直径为480mm，齿数为24，重量约400公斤。齿轮必须磨出。
大齿轮用下述方法制成平面齿：用一台旧立车，将导轨改成静压导轨以消除摩擦和爬行，再将齿轮毛坯平放在立车台面上，尽可能使其没有偏心。在台面一侧安置一套立柱、导轨和砂轮。立柱的结构须使砂轮平面能调到需要的压力角。导轨方向必须调到需要要的螺旋角。在台面（或工件）中心放一分度盘。为了能将圆周极准确地分度，可用发明人85100894号专利的分度装置。利用分度盘上的反光镜和固定在基础上的自准光管，可以极准确地将台面转一角度，用此方法可以极准确地将大齿轮的平面齿磨出。
小齿轮用本发明的磨齿设备磨出，该设备如图2（b）和图2（a）所示。被磨齿轮〔1〕和两个节圆盘〔2〕同装在一根滚动轴〔3〕上，两个节圆盘放置在两个扇形板〔4〕上。为了防止滑动，每套节圆盘〔2〕和扇形板〔4〕之间都有一套防滑钢带〔5〕。扇形板〔4〕的半径为与被磨齿轮〔1〕相啮合的齿轮的工作节圆半径减去防滑钢带厚度的一半。它的长度是与被磨齿轮〔1〕相啮合的齿轮的节圆的一段。节圆盘〔2〕的半径为设计中被磨齿轮的工作节圆半径减去钢带厚度的一半。砂轮〔6〕相对于机座〔7〕不动，而使节圆盘〔2〕连同被磨齿轮〔1〕在扇形板〔4〕上滚动，则被磨齿轮〔1〕将被磨成与平面齿齿轮能正确啮合所需的齿形。被磨齿轮〔1〕相对于节圆盘〔2〕必须能分度，使每个齿都能逐次被磨出。因为被磨齿轮很重，必须要平衡，平衡的方法此处从略。如果磨削裕量很大或齿轮很宽时，砂轮〔6〕必须能在和滚动轴〔3〕成螺旋角的方向进给，进给的方向和砂轮平面的方向平行。
两个扇形板的制造是和大齿轮毛坯一起加工的，其加工示意图见图3。在大齿轮的齿坯车好后，不要拿下，在相距180°的地方将扇形板〔4〕的毛坯固定上去，该毛坯除圆弧面粗加工外，其余各面均已精加工。然后再用车床将扇形板〔4〕的弧面车好，并将两个扇形板间的直径量出。
用本发明的设备也可磨一般渐开线齿形，此时可用直尺代替扇形板〔4〕;也可用精密齿轮和齿条代替节圆盘〔2〕和扇形板〔4〕，此时可不用防滑钢带。
此外，本发明设备中的节圆盘〔2〕可用精密齿轮代替，该齿轮的工作量节圆半径与被磨齿轮〔1〕相同，齿数可以和被磨齿轮一样，也可以是其整数倍N;扇形板〔4〕可用与被磨齿轮〔1〕相啮合的齿轮的一段代替，该齿轮的工作节圆必须与和被磨齿轮相啮合的齿轮一样，齿数折算到整圆周也必须与和被磨齿轮相啮合的齿轮一样或为其整数倍N，N值必须和上述精密齿轮的N值一样，代替节圆盘和扇形板的齿轮的齿形可用渐开线，用本方法是不用防滑钢带。
在本发明设备中，若将精密齿轮和齿条制成螺旋齿轮和齿条，而且制成足够宽，使精密齿轮在齿条里作轴向滑动，即能磨出螺旋齿轮。