漸開線斜齒圓柱齒輪的工藝和工裝設(shè)計(jì)

1、山西煤炭職業(yè)技術(shù)學(xué)院2014屆畢業(yè)生畢業(yè)設(shè)計(jì) 說(shuō)明書專 業(yè) 機(jī)械制造與自動(dòng)化班 級(jí) 機(jī)制331102班姓 名 王琨學(xué) 號(hào) 指導(dǎo)教師 裴保家 學(xué)習(xí)年限 2011年9月至2014年6月二一四年六月畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書計(jì)算機(jī)信息系 機(jī)械制造與自動(dòng)化專業(yè) 機(jī)制331102班 姓名：王琨 學(xué)號(hào)：題目：漸開線斜齒圓柱齒輪工藝及工裝設(shè)計(jì) （年生產(chǎn)1000件、備品率3%、廢品率0.5%）任務(wù)下達(dá)日期： 2014 年 1 月 7 日任務(wù)完成日期： 2014 年 6 月 6 日主要內(nèi)容與目標(biāo)：一、設(shè)計(jì)題目：漸開線斜齒圓柱齒輪工藝與工裝設(shè)計(jì)二、主要內(nèi)容：（一）明確生產(chǎn)類型，熟悉零件及各種資料，對(duì)零件進(jìn)行工藝分析；（二）繪

2、制零件圖。（三）確定毛坯的制造形式，尺寸公差與加工余量；1.毛坯種類2.鑄件或鍛件制造方法的選擇3.鑄件或鍛件的尺寸公差與加工余量（四）擬訂機(jī)械加工工藝路線1.定位基準(zhǔn)的選擇2.加工方法的確定3.加工順序的安排4.熱處理、檢驗(yàn)及其他工序的安排 （據(jù)上述步驟1-4確定二套加工工藝路線，并進(jìn)行比較，選擇其中一套作為本零件的加工工藝）。（五）確定滿足各工序要求的工藝裝備（機(jī)床、刀具、夾具、量具）對(duì)需要改裝或重新設(shè)計(jì)的專用工藝裝備應(yīng)提出具體的設(shè)計(jì)要求。（六）確定各工序的加工余量、計(jì)算工序尺寸和公差（七）確定切削用量（八）填寫工藝文件（九）提交文件1.產(chǎn)品零件圖 1張 2.產(chǎn)品毛坯圖1張3.機(jī)械加工工藝

3、過(guò)程卡片1份 4.機(jī)械加工工序卡片1份5.夾具設(shè)計(jì)裝配總圖* 1張 6.畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 1份三、目標(biāo)通過(guò)零件的加工工藝設(shè)計(jì)，讓學(xué)生熟悉零件工藝設(shè)計(jì)過(guò)程，初步掌握設(shè)計(jì)方法和步驟，為學(xué)生畢業(yè)后能勝任工作打下基礎(chǔ)。指導(dǎo)教師（簽字）： 年 月 日學(xué)生（簽字）： 年 月 日畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師審閱書計(jì)算機(jī)信息系 機(jī)械制造與自動(dòng)化專業(yè) 機(jī)制331102班 姓名：王琨 學(xué)號(hào)： 題目：漸開線斜齒圓柱齒輪工藝及工裝設(shè)計(jì) （年生產(chǎn)1000件、備品率3%、廢品率0.5%）審閱意見：審閱成績(jī)：指導(dǎo)教師（簽字）： 年 月 日 畢業(yè)設(shè)計(jì)評(píng)閱教師評(píng)閱書計(jì)算機(jī)信息系 機(jī)械制造與自動(dòng)化專業(yè) 機(jī)制331102班 姓名：王琨 學(xué)號(hào)：題

4、目：漸開線斜齒圓柱齒輪工藝及工裝設(shè)計(jì) （年生產(chǎn)1000件、備品率3%、廢品率0.5%）評(píng)閱意見：評(píng)閱成績(jī)：評(píng)閱人（簽字）： 年 月 日 畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯評(píng)定書計(jì)算機(jī)信息系 機(jī)械制造與自動(dòng)化專業(yè) 機(jī)制331102 班 姓名：王琨 學(xué)號(hào)： 題目：漸開線斜齒圓柱齒輪工藝及工裝設(shè)計(jì) （年生產(chǎn)1000件、備品率3%、廢品率0.5%）提出問(wèn)題回答問(wèn)題正確基本正確有一般性錯(cuò)誤有原則性錯(cuò)誤回答不清1.2.3.4.5.6.評(píng)定意見：答辯成績(jī)： 答辯小組組長(zhǎng)（簽字）： 年 月 日答辯等級(jí)： 100優(yōu)秀90；90良好80；80中等70；70合格60；不及格60山西煤炭職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)答辯委員會(huì)主任委員（簽字）： 年 月

5、 日 概 述齒輪是機(jī)械行業(yè)量大面廣的基礎(chǔ)件，廣泛應(yīng)用于機(jī)床，汽車，摩托車，農(nóng)機(jī)，建筑機(jī)械，工程機(jī)械，航空，兵器，工具等領(lǐng)域，而且對(duì)加工精度，效率和柔性提出了越來(lái)越高的要求。齒輪加工技術(shù)的發(fā)展有四個(gè)階段，分別是：公元前400-200年的手工制作階段，18世紀(jì)后的機(jī)械仿形階段，19世紀(jì)后的機(jī)械范成加工階段以及20世紀(jì)80年代至今的數(shù)控技術(shù)加工階段。齒輪現(xiàn)在在國(guó)內(nèi)絕大部分仍采用普通機(jī)床加工，精度難以提高。據(jù)有關(guān)資料顯示，到1995年底，我國(guó)擁有齒輪機(jī)床79485臺(tái)，其中數(shù)控齒輪加工機(jī)床僅385臺(tái)。齒輪加工機(jī)床設(shè)備陳舊，其中53的機(jī)床已使用16年以上，已使用了615年的機(jī)床占31，只有不到16的機(jī)床使

6、用年限不到15年。而對(duì)齒輪特別是汽車齒輪制造要求也不斷提高，在我國(guó)，由于齒輪的質(zhì)量不能達(dá)到圖紙要求，致使齒輪箱噪音大，壽命短，從而嚴(yán)重制約了整機(jī)的質(zhì)量，這點(diǎn)在汽車行業(yè)表現(xiàn)得尤為嚴(yán)重。為了滿足對(duì)齒輪加工中質(zhì)量和加工效率得要求，從1995年以來(lái)大量進(jìn)口數(shù)控齒輪加工機(jī)床。近幾年，齒輪加工技術(shù)在發(fā)展的過(guò)程中涌現(xiàn)了一些新工藝：磨料流光整加工工藝，磨-珩聯(lián)合工藝。相信在不久的將來(lái)，齒輪加工技術(shù)必定會(huì)朝著數(shù)控化、智能化、高速化、集成化、環(huán)保化的方向發(fā)展。關(guān)鍵詞：齒輪、機(jī)床、機(jī)械目 錄第一章 齒輪結(jié)構(gòu)分析1第二章 齒輪毛坯材料確定2第三章 齒輪介紹及漸開線斜齒圓柱齒輪8第四章 齒輪加工方法13第5章 斜齒圓柱

7、齒輪軸的工藝分析17第6章 加工余量25第七章 夾具、刀具、量具27第八章 切削用量的選擇致謝29致謝 30第一章零件結(jié)構(gòu)分析1.零件結(jié)構(gòu)特點(diǎn):零件是一礦用刮板傳動(dòng)齒輪，零件的模數(shù)Mn為3.5；齒數(shù)為63；da=234.25；df=218.5；=14°；齒輪旋向?yàn)樽笮Ａ慵欢思庸こ?34.25h11，齒數(shù)為63，模數(shù)3.5的齒輪，另一端凸臺(tái)為85H6的內(nèi)孔有一鍵槽，具體見圖1.1所示。 圖1-12. 零件的工藝分析2.1齒輪機(jī)構(gòu)傳動(dòng)比恒定，壽命長(zhǎng)，可靠性高。2.2齒輪機(jī)構(gòu)傳遞的功率和圓周率速度分別可達(dá)到100000kw、300m/s2.3齒輪機(jī)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)平行軸和不平行軸之間的傳動(dòng)。

8、 第二章、齒輪毛坯材料的合理選擇在加工之前，為了保證齒輪工作的可靠性，提高其使用壽命，齒輪的材料及其熱處理應(yīng)根據(jù)實(shí)際的工作條件和材料的特點(diǎn)來(lái)選取。在本文的一些條件下，對(duì)齒輪材料的基本要求是：應(yīng)使齒面具有足夠的硬度和耐磨性，齒心具有足夠的韌性，以防止齒面的各種失效，同時(shí)應(yīng)具有良好的冷、熱加工的工藝性，以達(dá)到齒輪的各種技術(shù)要求?？梢灾赖氖牵Ｓ玫凝X輪材料為各種牌號(hào)的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼、合金結(jié)構(gòu)鋼、鑄鋼、鑄鐵和非金屬材料等。一般多采用鍛件或軋制鋼材。當(dāng)齒輪結(jié)構(gòu)尺寸較大，輪坯不易鍛造時(shí)，可采用鑄鋼。開式低速傳動(dòng)時(shí)，可采用灰鑄鐵或球墨鑄鐵。低速重載的齒輪易產(chǎn)生齒面塑性變形，輪齒也易折斷，宜選用綜合性能較好

9、的鋼材。高速齒輪易產(chǎn)生齒面點(diǎn)蝕，宜選用齒面硬度高的材料。受沖擊載荷的齒輪，宜選用韌性好的材料。對(duì)高速、輕載而又要求低噪聲的齒輪傳動(dòng)，也可采用非金屬材料、如夾布膠木、尼龍等。1滿足材料的機(jī)械性能在加工過(guò)程中，如果齒根部受到大彎曲應(yīng)力，可能產(chǎn)生齒面或齒體強(qiáng)度失效；如果齒面各點(diǎn)都有相對(duì)滑動(dòng)，會(huì)產(chǎn)生磨損。齒輪主要的失效形式有齒面電蝕、齒面膠合、齒面塑性變形和輪齒折斷等。因此我們要求齒輪材料有高的彎曲疲勞強(qiáng)度和接觸疲勞強(qiáng)度，齒面要有足夠的硬度和耐磨性，芯部要有一定的強(qiáng)度和韌性。2滿足材料的工藝性能 材料的工藝性能是指材料本身能夠適應(yīng)各種加工工藝要求的能力。 齒輪的制造要經(jīng)過(guò)鍛造、切削加工和熱處理等幾種加

10、工，因此選擇材料時(shí)要特別注意材料的工藝性能。一般來(lái)說(shuō)，碳鋼的鍛造、切削加工等工藝性能較好，其機(jī)械性能可以滿足一般工作條件的要求，但強(qiáng)度不高，淬透性較差。而合金鋼淬透性好、強(qiáng)度高，但鍛造、切削加工性能較差。我們可以通過(guò)改變工藝規(guī)程、熱處理方法等途徑來(lái)改善材料的工藝性能。3材料的經(jīng)濟(jì)性要求在滿足使用性能的前提下，選用齒輪材料還應(yīng)該注意盡量降低零件的總成本。從材料本身價(jià)格來(lái)考慮，碳鋼和鑄鐵的價(jià)格比較低廉，因此在滿足零件機(jī)械性能的前提下選用碳鋼和鑄鐵，不僅具有較好的加工工藝性能，而且可以降低成本。從齒輪生產(chǎn)過(guò)程的耗費(fèi)來(lái)考慮。首先，采用不同的熱處理方法相對(duì)加工費(fèi)用也不一樣。其次，通過(guò)改進(jìn)熱處理工藝也可以

11、降低成本 。 4齒輪的材料及熱處理材料成形原理與工藝中對(duì)齒輪材料的基本要求如下：齒面要硬,齒芯要韌易于加工及熱處理軟齒面齒輪齒面配對(duì)硬度差為30-50HBS常用的齒輪材料及其熱處理方法有：（1）中碳鋼(如45鋼)進(jìn)行調(diào)質(zhì)或表面淬火，綜合力學(xué)性能較好，用于低速、輕載或中載的一些不重要的齒輪。（2）合金調(diào)質(zhì)鋼(如40Cr)進(jìn)行調(diào)質(zhì)或表面淬火，綜合力學(xué)性能更好，且熱處理變形小，適用于中速、中載及精度要求較高的齒輪。（3）合金滲碳鋼(如20Cr，20CrMnTi)進(jìn)行滲碳淬火或液體碳氮共滲，齒面硬度可達(dá)58HRC，且心部有較高韌性，適用于高速、中載和或有沖擊載荷的齒輪（4）鑄鐵及其他非金屬材料(如尼龍

12、、夾布膠木等)。這些材料強(qiáng)度低、易加工，適用于一些輕載的齒輪。由于本文用到的齒輪材料為鋼制齒輪，因此主要介紹一下它的的熱處理方法（本篇文章的加工工藝過(guò)程的選用中需要用到的熱處理方法是正火和調(diào)質(zhì)）：a.表面淬火表面淬火常用于中碳鋼和中碳合金鋼，如 45、 40Cr鋼等。表面淬火后，齒面硬度一般為4055HRC。特點(diǎn)是抗疲勞點(diǎn)蝕、抗膠合能力高。耐磨性好；由于齒心部分未淬硬，齒輪仍有足夠的韌性，能承受不大的沖擊載荷。 b.滲碳淬火滲碳淬火常用于低碳鋼和低碳含金鋼，如 20、 20Cr鋼等。滲碳淬火后齒面硬度可達(dá)5662HRC，而齒輪心部仍保持較高的韌性，輪齒的抗彎強(qiáng)度和齒面接觸強(qiáng)度高，耐磨性較好，常

13、用于受沖擊載荷的重要齒輪傳動(dòng)。齒輪經(jīng)滲碳淬火后，輪齒變形較大，應(yīng)進(jìn)行磨削加工。 c.滲氮 滲氮是一種表面化學(xué)熱處理。滲氮后不需要進(jìn)行其他熱處理，齒面硬度可達(dá)700900HV。由于滲氮處理后的齒輪硬度高，工藝溫度低，變形小，故適用于內(nèi)齒輪和難以磨削的齒輪，常用于含鉛、鉬、鋁等合金元素的滲氮鋼，如38CrMoAl等。 d.調(diào)質(zhì)調(diào)質(zhì)一般用于中碳鋼和中碳合金鑰，如45、40Cr、35SiMn鋼等。調(diào)質(zhì)處理后齒面硬度一般為220280HBS。因硬度不高，輪齒精加工可在熱處理后進(jìn)行。e.正火正火能消除內(nèi)應(yīng)力，細(xì)化晶粒，改善力學(xué)性能和切削性能。機(jī)械強(qiáng)度要求不高的齒輪可采用中碳鋼正火處理，大直徑的齒輪可采用鑄

14、鋼正火處理。 表2-1 常用齒輪材料及其力學(xué)性能類別材料牌號(hào)熱處理方法抗拉強(qiáng)度b/MPa屈服點(diǎn)s/MPa硬度HBS或HRC優(yōu)質(zhì)碳素鋼35正火500270150180HBS調(diào)質(zhì)550294190230 HBS45正火588294169217 HBS調(diào)質(zhì)647373229286 HBS表面淬火4050 HRC50正火628373180220 HBS合金結(jié)構(gòu)鋼40Cr調(diào)質(zhì)700500240258 HBS表面淬火4855 HRC35SiMn調(diào)質(zhì)750450217269 HBS表面淬火4555 HRC40MnB調(diào)質(zhì)735490241286 HBS表面淬火4555 HRC20Cr滲碳淬火后回火637392

15、5662 HRC20CrMnTi10798345662HRC38CrMnAlA滲氮980834850HV鑄鋼ZG45正火580320156217 HBSZG55650350169229 HBS灰鑄鐵HT300300185278 HBSHT350350202304 HBS球墨鑄鐵QT600-3600370190270 HBSQT700-2700420225305 HBS非金屬夾布膠木1002535 HBSv5齒輪的技術(shù)要求齒輪本身的制造精度，對(duì)整個(gè)機(jī)器的工作性能、承載能力及使用壽命都有很大的影響。根據(jù)其使用條件，齒輪傳動(dòng)應(yīng)滿足以下幾個(gè)方面的要求。 （1）傳遞運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確性 我們要求齒輪能較準(zhǔn)確地傳遞

16、運(yùn)動(dòng)并使傳動(dòng)比恒定。即要求齒輪在一轉(zhuǎn)中的轉(zhuǎn)角誤差不超過(guò)一定范圍。 （2）傳遞運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性 我們要求齒輪傳遞運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，以減小沖擊、振動(dòng)和噪聲。即要求限制齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)瞬時(shí)速比的變化。 （3） 載荷分布均勻性 我們要求齒輪工作時(shí)，齒面接觸要均勻，以使齒輪在傳遞動(dòng)力時(shí)不致因載荷分布不勻而使接觸應(yīng)力過(guò)大，引起齒面過(guò)早磨損。接觸精度除了包括齒面接觸均勻性以外，還包括接觸面積和接觸位置。 （4）傳動(dòng)側(cè)隙的合理性 我們要求齒輪工作時(shí)，非工作齒面間留有一定的間隙，以貯存潤(rùn)滑油，補(bǔ)償因溫度、彈性變形所引起的尺寸變化和加工、裝配時(shí)的一些誤差。 由于齒輪的制造精度和齒側(cè)間隙主要根據(jù)齒輪的用途和工作條件而定。在實(shí)際運(yùn)用中：

17、對(duì)于分度傳動(dòng)用的齒輪，主要要求齒輪的運(yùn)動(dòng)精度較高；對(duì)于高速動(dòng)力傳動(dòng)用齒輪，為了減少?zèng)_擊和噪聲，對(duì)工作平穩(wěn)性精度有較高要求；對(duì)于重載低速傳動(dòng)用的齒輪，則要求齒面有較高的接觸精度，以保證齒輪不致過(guò)早磨損；對(duì)于換向傳動(dòng)和讀數(shù)機(jī)構(gòu)用的齒輪，則應(yīng)嚴(yán)格控制齒側(cè)間隙，必要時(shí)，須消除間隙。 6齒輪毛坯由于齒輪毛坯的選擇取決于齒輪的材料、結(jié)構(gòu)形式與尺寸、使用條件及生產(chǎn)批量等因素。常用的齒輪毛坯有：(1)下料件用于一些不重要，受力不大且尺寸較小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的齒輪。（由于實(shí)際需求，本文使用的就是下料件）(2)鍛件用于重要而受力較大的齒輪。(3)鑄鋼件用于直徑大或結(jié)構(gòu)形狀復(fù)雜，不宜鍛造的齒輪。(4)鑄鐵件用于受力小，無(wú)

18、沖擊的開式傳動(dòng)的齒輪。 結(jié)論：最終選擇45鋼，因?yàn)楸君X輪為批量生產(chǎn)所以使用模鍛方法獲得毛坯。一般煤礦都使用軟齒面，因?yàn)檐淉X是存在齒面點(diǎn)蝕而硬齒面存在齒面折斷的問(wèn)題會(huì)影響煤礦生產(chǎn)安全。最終熱處理為：鍛造毛坯后正火消除內(nèi)應(yīng)力，細(xì)化組織，改善切削性能（最佳切削硬度170-230）。進(jìn)行一部分工序后表面淬火，提高硬度。第三章 齒輪介紹及漸開線斜齒圓柱齒輪3.1 齒輪的功用與結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 齒輪傳動(dòng)在現(xiàn)代機(jī)器和儀器中的應(yīng)用極為廣泛，其功用是按規(guī)定的速比傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。齒輪的結(jié)構(gòu)由于使用要求不同而具有各種不同的形狀，但從工藝角度可將齒輪看成是由齒圈和輪體兩部分構(gòu)成。按照齒圈上輪齒的分布形式，可分為直齒、斜齒、人

19、字齒等；按照輪體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，齒輪大致分為盤形齒輪、套筒齒輪、軸齒輪、扇形齒輪和齒條等等，如圖31所示。圖3-1圓柱齒輪的結(jié)構(gòu)形式在上述各種齒輪中，以盤形齒輪應(yīng)用最廣。盤形齒輪的內(nèi)孔多為精度較高的圓柱孔和花鍵孔。其輪緣具有一個(gè)或幾個(gè)齒圈。單齒圈齒輪的結(jié)構(gòu)工藝性最好，可采用任何一種齒形加工方法加工輪齒；雙聯(lián)或三聯(lián)等多齒圈齒輪(圖91b、c)。當(dāng)其輪緣間的軸向距離較小時(shí)，小齒圈齒形的加工方法的選擇就受到限制，通常只能選用插齒。如果小齒圈精度要求高，需要精滾或磨齒加工，而軸向距離在設(shè)計(jì)上又不允許加大時(shí)，可將此多齒圈齒輪做成單齒圈齒輪的組合結(jié)構(gòu)，以改善加工的工藝性。3.2齒輪的技術(shù)要求齒輪本身的制造精度

20、，對(duì)整個(gè)機(jī)器的工作性能、承載能力及使用壽命都有很大的影響。根據(jù)其使用條件，齒輪傳動(dòng)應(yīng)滿足以下幾個(gè)方面的要求。3.2.1傳遞運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確性要求齒輪較準(zhǔn)確地傳遞運(yùn)動(dòng)，傳動(dòng)比恒定。即要求齒輪在一轉(zhuǎn)中的轉(zhuǎn)角誤差不超過(guò)一定范圍。3.2.2傳遞運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性要求齒輪傳遞運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，以減小沖擊、振動(dòng)和噪聲。即要求限制齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)瞬時(shí)速比的變化。3.2.3載荷分布均勻性要求齒輪工作時(shí)，齒面接觸要均勻，以使齒輪在傳遞動(dòng)力時(shí)不致因載荷分布不勻而使接觸應(yīng)力過(guò)大，引起齒面過(guò)早磨損。接觸精度除了包括齒面接觸均勻性以外，還包括接觸面積和接觸位置。3.2.4傳動(dòng)側(cè)隙的合理性要求齒輪工作時(shí)，非工作齒面間留有一定的間隙，以貯存潤(rùn)滑油，補(bǔ)償

21、因溫度、彈性變形所引起的尺寸變化和加工、裝配時(shí)的一些誤差。齒輪的制造精度和齒側(cè)間隙主要根據(jù)齒輪的用途和工作條件而定。對(duì)于分度傳動(dòng)用的齒輪，主要要求齒輪的運(yùn)動(dòng)精度較高；對(duì)于高速動(dòng)力傳動(dòng)用齒輪，為了減少?zèng)_擊和噪聲，對(duì)工作平穩(wěn)性精度有較高要求；對(duì)于重載低速傳動(dòng)用的齒輪，則要求齒面有較高的接觸精度，以保證齒輪不致過(guò)早磨損；對(duì)于換向傳動(dòng)和讀數(shù)機(jī)構(gòu)用的齒輪，則應(yīng)嚴(yán)格控制齒側(cè)間隙，必要時(shí)，須消除間隙。B10095?88中對(duì)齒輪及齒輪副規(guī)定了12個(gè)精度等級(jí)，從112順次降低。其中12級(jí)是有待發(fā)展的精度等級(jí)，35級(jí)為高精度等級(jí)，68級(jí)為中等精度等級(jí)，9級(jí)以下為低精度等級(jí)。每個(gè)精度等級(jí)都有三個(gè)公差組,分別規(guī)定出各

22、項(xiàng)公差和偏差項(xiàng)目，見表3-1。表31齒輪公差組公差組公差及偏差項(xiàng)目對(duì)傳動(dòng)性能的影響· Fi、Fp(Fpk)、F”i、Fr、Fw 傳遞運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確性· fI、ff、fpt、fpb、f”I、fpb 傳動(dòng)平穩(wěn)性、噪聲、振動(dòng)F、Fpx承載均勻性3.3漸開線斜齒圓柱輪輪3.3.1齒面形成研究直齒圓柱齒輪時(shí)知道，兩輪的齒廓面沿一條平行于齒輪軸的直線KK相接觸，KK與發(fā)生面在基圓柱上的切線NN平行。當(dāng)發(fā)生面沿基圓柱做純滾動(dòng)時(shí)，直線KK在空間形成的軌跡就是一個(gè)漸開面，即直齒輪的齒廓曲面，如圖3-2示。圖3-2 直齒齒輪漸開線的形成斜齒圓柱齒輪齒面的形成原理和直齒圓柱齒輪的情況相似，所不同的是發(fā)

23、生面上的直線KK與直線NN不平行，即與齒輪軸線不平行面是與基圓桿母線NN成一夾角b。故當(dāng)發(fā)生面沿基圓柱作純滾動(dòng)時(shí)，直線KK上的每一點(diǎn)都依次從基圓柱面的接觸點(diǎn)開始展成一條漸開線，而直線KK上各點(diǎn)所展成的漸開線的集合就是斜齒輪的齒面。由此可知，斜齒輪齒廓曲面與齒輪瑞面(與基圓柱軸線垂直的平面)上的交線(即端面上的齒廓曲線)仍是漸開線。而且由于這些漸開線有相同的基圓柱，所以它們的形狀都是一樣的，只是展成的起始點(diǎn)不同面己，即起始點(diǎn)依次處于螺旋線K0K0上的各點(diǎn)。所以其齒面為漸開螺旋面，如圖3-3示。由此可見斜齒圓柱齒輪的端面齒廓曲線仍為漸開線?？蓪⒅饼X圓柱齒輪看成斜齒圓柱齒輪的一個(gè)特例。從端面看，一對(duì)

24、漸開線斜齒輪傳動(dòng)就相當(dāng)于一對(duì)漸開線直齒輪傳動(dòng)，所以它也滿足齒廓嚙合基本定律。圖3-3 斜齒齒輪的漸開線形成斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)和直齒圓柱齒輪傳動(dòng)一樣，僅限于傳遞兩平行軸之間的運(yùn)動(dòng)。如果兩斜齒輪分度圓上的螺旋角不是大小相等且方向相反，則這樣的一對(duì)斜齒輪還可以用來(lái)傳遞既不平行又不相交的兩軸之間的運(yùn)動(dòng)。為了便于區(qū)別，把用于傳遞兩平行軸之間的運(yùn)動(dòng)，稱為斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)；用于傳遞兩交鍺軸之間的運(yùn)動(dòng)，稱為交錯(cuò)軸斜齒輪傳動(dòng)。斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)中的兩輪齒嚙合為線接觸，而交錯(cuò)軸斜齒輪傳動(dòng)中的兩輪齒嚙合為點(diǎn)接觸。一對(duì)斜齒圓柱齒輪嚙合時(shí)，齒面上的接觸線是由一個(gè)齒輪的一端齒頂(或齒根)處開始逐漸由短變長(zhǎng)，再由長(zhǎng)變短，至另一

25、端的齒根(或齒頂)處終止。這樣就減少了傳動(dòng)時(shí)的沖擊和噪聲，提高了傳動(dòng)的平穩(wěn)性，故斜齒輪適用于重載、高速傳動(dòng)。圖3-4 斜齒輪嚙合總之：斜齒輪的輪齒為螺旋形，在垂直于齒輪軸線的端面（下標(biāo)以t表示）和垂直于齒廓螺旋面的法面（下標(biāo)以n表示）上有不同的參數(shù)。斜齒輪的端面是標(biāo)準(zhǔn)的漸開線，但從斜齒輪的加工和受力角度看，斜齒輪的法面參數(shù)應(yīng)為標(biāo)準(zhǔn)值。3.3.2斜齒圓柱齒輪的參數(shù)及幾何尺寸計(jì)算螺旋角圖4所示為斜齒輪分度圓柱面展開圖，螺旋線展開成一直線，該直線與軸線的夾角稱為斜齒輪在分度圓柱上的螺旋角，簡(jiǎn)稱斜齒輪的螺旋角。圖3-5 斜齒輪分度圓柱面展開圖旋向有左右之分，角度也有正負(fù)之分。旋向的判斷方法：沿齒輪軸線

26、方向觀看齒輪，輪齒向左偏為左旋齒輪，向右偏為右旋齒輪，如圖5所示。圖3-6旋向區(qū)分左旋 右旋螺旋角：對(duì)于基圓柱同理可得其螺旋角b：所以有通常用分度圓上的螺旋角斜進(jìn)行幾何尺寸的計(jì)算。螺旋角越大，輪齒就越傾斜，傳動(dòng)的平穩(wěn)性也越好，但軸向力也越大。通常在設(shè)計(jì)時(shí)取8°20° 。對(duì)于人字齒輪，其軸向力可以抵消，但加工較為困難，一般用于重型機(jī)械的齒輪傳動(dòng)中。模數(shù)如圖3-7所示，為端面齒距，為法面齒距，因?yàn)?，故端面模?shù)與法面模數(shù)關(guān)系為：。圖3-7參數(shù)之間的關(guān)系壓力角因斜齒圓柱齒輪和斜齒條嚙合時(shí)，它們的法面壓力角和端面壓力角應(yīng)分別相等，所以斜齒圓柱齒輪法面壓力角和端面壓力角的關(guān)系可通過(guò)斜齒

27、條得到。在圖7所示的斜齒條中，平面ABD在端面上，平面ACE在法面S上，ACB=90°。在直角ABD、ACE及ABC中，、，所以有：圖3-8 壓力角間的關(guān)系齒頂高系數(shù)及頂隙系數(shù)無(wú)論從法向或從端面來(lái)看，輪齒的齒頂高都是相同的，頂隙也是相同的，即，式中：法面齒頂高系數(shù)，；法面頂隙系數(shù),。3.4 當(dāng)量齒輪與當(dāng)量齒數(shù)在用仿形法加工斜齒輪時(shí)，銑刀是沿垂直于其法面方向進(jìn)刀的，故應(yīng)按法面的齒形來(lái)選擇銑刀，在計(jì)算輪齒的強(qiáng)度時(shí)，由于力是作用在法面內(nèi)，因而也需要知道法面的齒形。漸開線齒輪的齒形取決于其基圓半徑的大小，在模數(shù)、壓力角一定的情況下，基圓的半徑取決于齒數(shù)，即齒形與齒數(shù)有關(guān)。因此，在研究斜齒輪的

28、法面齒形時(shí)，可以虛擬一個(gè)與斜齒輪的法面齒形相當(dāng)?shù)闹饼X輪，稱這個(gè)虛擬的直齒輪為該斜齒輪的當(dāng)量齒輪；這個(gè)當(dāng)量齒輪的模數(shù)和壓力角即為斜齒輪的法面模數(shù)和壓力角，其齒數(shù)則稱為該斜齒輪的當(dāng)量齒數(shù)。為了確定斜齒輪的當(dāng)量齒數(shù)，過(guò)斜齒輪分度圓螺旋線上一點(diǎn)C，作該輪齒螺旋線的法向剖面，該剖面與分度圓柱的交線為一橢圓。在此剖面上，點(diǎn)C附近的齒形可近似地視為斜齒輪法面上的齒形；將以橢圓上點(diǎn)C的曲率半徑為半徑所作的圓作為虛擬直齒輪的分度圓，即該斜齒輪的當(dāng)量齒輪的分度圓，其模數(shù)利壓力角即為斜齒輪的法面模數(shù)和法面壓力角，其齒數(shù)則稱為該斜齒輪的當(dāng)量齒數(shù)，用表示。圖3-9 當(dāng)量齒輪與斜齒輪參數(shù)的幾何關(guān)系橢圓的長(zhǎng)半軸，短半軸，而

29、，故得漸開線標(biāo)準(zhǔn)斜齒圓柱齒輪不發(fā)生根切的最小齒數(shù)式中為當(dāng)量直齒標(biāo)準(zhǔn)齒輪不發(fā)生根切的最少齒數(shù)。第四章齒輪加工方案選擇1、齒輪加工方案選擇由于齒輪加工方案的選擇，主要取決于齒輪的精度等級(jí)、生產(chǎn)批量和熱處理方法等。下面提出我在選擇齒輪加工方案時(shí)的幾條原則，以供參考：1.1對(duì)于8級(jí)及8級(jí)以下精度的不淬硬齒輪，可用銑齒、滾齒或插齒直接達(dá)到加工精度要求。1.2對(duì)于8級(jí)及8級(jí)以下精度的淬硬齒輪，需在淬火前將精度提高一級(jí)，其加工方案可采用：滾（插）齒齒端加工齒面淬硬修正內(nèi)孔。1.3對(duì)于67級(jí)精度的不淬硬齒輪，其齒輪加工方案：滾齒剃齒。1.4對(duì)于67級(jí)精度的淬硬齒輪，其齒形加工一般有兩種方案：1.4.1剃珩磨方

30、案滾（插）齒齒端加工剃齒齒面淬硬修正內(nèi)孔珩齒。1.4.2磨齒方案滾（插）齒齒端加工齒面淬硬修正內(nèi)孔磨齒。剃珩方案生產(chǎn)率高，廣泛用于7級(jí)精度齒輪的成批生產(chǎn)中。磨齒方案生產(chǎn)率低，一般用于6級(jí)精度以上的齒輪。1.4.3對(duì)于5級(jí)及5級(jí)精度以上的齒輪，一般采用磨齒方案。1.4.4對(duì)于大批量生產(chǎn)，用滾（插）齒冷擠齒的加工方案，可穩(wěn)定地獲得7級(jí)精度齒輪。2齒輪加工方法2.1斜齒輪切制原理如圖4-1所示，斜齒輪的齒寬是與軸線有一夾角( ) 的螺旋線，具有一定的導(dǎo)程。加工時(shí)除須實(shí)現(xiàn)滾切直齒輪的三個(gè)基本運(yùn)動(dòng)即刀具回轉(zhuǎn)、齒坯回轉(zhuǎn)(分齒)和刀具沿齒坯軸向進(jìn)給外，齒坯還必須有相應(yīng)的附加運(yùn)動(dòng)(即刀具從A點(diǎn)到a點(diǎn)時(shí)，工件的

31、B點(diǎn)應(yīng)轉(zhuǎn)到a點(diǎn))。圖4-1 斜齒輪加工時(shí)的附加轉(zhuǎn)動(dòng)滾切斜齒輪附加運(yùn)動(dòng)的計(jì)算方法有二。其一是以滾刀旋轉(zhuǎn)為基礎(chǔ)，將滾刀視為傳動(dòng)鏈的首端，將回轉(zhuǎn)工作臺(tái)視為末端，如圖4-2 所示。設(shè)用右旋滾刀加工右旋斜齒輪，則除分齒運(yùn)動(dòng)外，還應(yīng)有附加運(yùn)動(dòng)(即刀從A 點(diǎn)到a點(diǎn)時(shí)，工件由a轉(zhuǎn)到B點(diǎn))，設(shè)齒坯導(dǎo)程為H，式中：K滾刀頭數(shù)，通常取1；被加工齒輪的齒數(shù)；滾刀每轉(zhuǎn)沿被加工齒輪軸線的進(jìn)刀量，單位。圖4-2 以滾刀為基礎(chǔ)的加工（b）加工左旋齒輪因此滾刀轉(zhuǎn)動(dòng)一轉(zhuǎn)時(shí)齒坯的轉(zhuǎn)數(shù)為：當(dāng)用右旋滾刀加工左旋斜齒輪時(shí)， 齒坯也必須有相應(yīng)的附加運(yùn)動(dòng)(即刀具從A點(diǎn)到a時(shí)，工件的a點(diǎn)應(yīng)退至B點(diǎn))，所以，上式“+”號(hào)應(yīng)變?yōu)椤?”號(hào)。綜合兩種

32、情況，有：滾刀轉(zhuǎn)過(guò)轉(zhuǎn)，齒坯轉(zhuǎn)過(guò)()轉(zhuǎn)。其中，“+”號(hào)用于刀具與工件螺旋線方向相同，“-”號(hào)用于刀具與工件螺旋線方向相反。其二是以工作臺(tái)(工件)旋轉(zhuǎn)為基礎(chǔ)，計(jì)算附加運(yùn)動(dòng)，如圖4-3所示。設(shè)右旋滾刀加工左旋齒輪，若齒坯不作附加運(yùn)動(dòng)，則滾刀必須沿軸線從B點(diǎn)至a點(diǎn)平移，其速度為，因滾刀齒分布在滾刀螺旋線上，可使?jié)L刀附加轉(zhuǎn)動(dòng)代替平行移動(dòng)，其方向與滾刀旋轉(zhuǎn)速度方向相反，數(shù)值與齒坯有一定傳動(dòng)比，既當(dāng)齒坯轉(zhuǎn)過(guò)1轉(zhuǎn)時(shí)，滾刀除有轉(zhuǎn)動(dòng)外，還應(yīng)有附加轉(zhuǎn)動(dòng)(通常K=1)。即有以工件為基礎(chǔ)計(jì)算附加轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)有：齒坯轉(zhuǎn)過(guò)1轉(zhuǎn)，滾刀轉(zhuǎn)過(guò)()轉(zhuǎn)。其中，+號(hào)用于刀具與工件螺旋線方向相反，-號(hào)用于刀具與工件螺旋線方向相同。圖4-3 以

33、工作臺(tái)為基礎(chǔ)的加工為了便于我們了解齒輪加工，下面我們對(duì)齒輪加工的方法進(jìn)行一個(gè)簡(jiǎn)單的探討。齒輪加工的關(guān)鍵是齒面加工。目前，齒面加工的主要方法是刀具切削加工和砂輪磨削加工。前者由于加工效率高，加工精度較高，因而是目前廣泛采用的齒面加工方法。后者主要用于齒面的精加工，效率一般比較低。按照加工原理，可分為成形法和展成法兩大類。一般情況下:a.加工直齒圓柱齒輪用插齒機(jī)b.加工斜齒輪用滾齒機(jī)c.加工傘齒輪用刨齒機(jī)(滾齒機(jī)也可以加工斜齒輪)所選用的刀具由齒輪加工機(jī)床決定：b.滾齒機(jī)有專用的齒輪滾刀b插齒機(jī)有專用的齒輪插刀c.刨齒機(jī)有轉(zhuǎn)用的齒輪刨刀以上刀具都是標(biāo)準(zhǔn)件,可以在刀具書中選型(根據(jù)模數(shù))齒輪軸的加工

34、一般用滾齒機(jī)就可以加工,選用相應(yīng)模數(shù)的齒輪滾刀,不需要專門的夾具就可以加工。2.2成形法成形法是采用與被切齒輪齒槽相符的成形刀具加工齒形的方法。用齒輪銑刀在銑床上加工齒輪是常用的成形法加工。2.2.1齒輪銑刀的選擇銑刀應(yīng)選擇與被加工齒輪模數(shù)、壓力角相等的銑刀。同時(shí)按齒輪齒數(shù)根據(jù)下頁(yè)表選擇合適號(hào)數(shù)的銑刀。刀號(hào)12345678加工齒數(shù)范圍12131416172021252634355455134135以上及齒條2.2.2銑削方法我們?cè)阢娤鞯倪^(guò)程中，在臥式銑床上應(yīng)將齒坯套在心軸上安裝于分度頭和尾架頂尖中，對(duì)刀并調(diào)好銑削深度后開始銑第一個(gè)槽，銑完一齒退出進(jìn)行分度，依次逐個(gè)完成齒數(shù)的銑削。2.2.3銑齒

35、加工特點(diǎn)1）用普通的銑床設(shè)備，且刀具成本低。2）生產(chǎn)效率低。每切完一齒要進(jìn)行分度，占用較多的輔助時(shí)間。3）齒輪精度低。齒形精度只達(dá)11-9級(jí)。以上主要原因是每號(hào)銑刀的刀齒輪廓只與該范圍最少齒槽相吻合，而此號(hào)齒輪銑刀加工同組的其它齒數(shù)的齒輪齒形都有一定的誤差。2.3展成法展成法就是利用齒輪刀具與被切齒坯作嚙合運(yùn)動(dòng)而切出齒形的方法。主要有以下分類：2.3.1插齒加工插齒加工在插齒機(jī)上進(jìn)行，是相當(dāng)于一個(gè)齒輪的插齒刀與齒坯按一對(duì)齒輪作嚙合運(yùn)動(dòng)而把齒形切成的。可把插齒過(guò)程分解為：插齒刀先在齒坯上切下一小片材料，然后插齒刀退回并轉(zhuǎn)過(guò)一小角度，齒坯也同時(shí)轉(zhuǎn)過(guò)相應(yīng)角度。之后，插齒刀又下插在齒坯上切下一小片材料

36、。不斷重復(fù)上述過(guò)程。就是這樣，整個(gè)齒槽被一刀刀地切出，齒形則被逐漸地包絡(luò)而成。因此，一把插齒刀，可加工相同模數(shù)而齒數(shù)不同的齒形，不存在理論誤差。插齒有以下切削運(yùn)動(dòng):主運(yùn)動(dòng)插齒刀的上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)展成運(yùn)動(dòng)確保插齒刀與齒坯的嚙合關(guān)系的運(yùn)動(dòng)圓周進(jìn)給運(yùn)動(dòng)插齒刀的轉(zhuǎn)動(dòng)，其控制著每次插齒刀的切削量徑向進(jìn)給量插齒刀須作徑向逐漸切入運(yùn)動(dòng)，以便切出全齒深。讓刀運(yùn)動(dòng)插齒刀回程向上時(shí)，為避免與工件摩擦而使插齒刀讓開一定距離的運(yùn)動(dòng)插齒除適于加工直齒圓柱齒輪外，特別適合加工多聯(lián)齒輪及內(nèi)齒輪。插齒加工精度一般為7-8級(jí)。齒面粗糙度Ra值為1.6m。2.3.2滾齒加工滾齒是目前應(yīng)用最廣的切齒方法，滾齒加工原理是滾齒刀和齒坯模擬

37、一對(duì)螺旋齒輪作嚙合運(yùn)動(dòng)。滾齒刀好比一個(gè)齒數(shù)很少（一至二齒）齒很長(zhǎng)的齒輪，形似蝸桿，經(jīng)刃磨后形成一排排齒條刀齒。因此，可把滾齒看成是齒條刀對(duì)齒坯的加工。這種方法可用一把滾齒刀加工相同模數(shù)不同齒數(shù)的齒輪。不存在理論齒形誤差。滾齒精度一般為79級(jí)，當(dāng)采用高精度滾刀和滾齒機(jī)時(shí)，可滾切5級(jí)精度的齒輪。滾齒時(shí)，產(chǎn)生齒輪的基節(jié)偏差較小，而齒形誤差通常較大。滾切直齒圓柱齒輪時(shí)有以下運(yùn)動(dòng)：1）主運(yùn)動(dòng)滾刀的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。2）展成運(yùn)動(dòng)是保證滾齒刀和被切齒輪的轉(zhuǎn)速必須符合所模擬的一對(duì)齒輪的嚙合運(yùn)動(dòng)關(guān)系。即滾刀轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，工件轉(zhuǎn)K/Z轉(zhuǎn)。其中：K是滾刀的頭數(shù)，Z為齒輪齒數(shù)。3）垂直進(jìn)給運(yùn)動(dòng)要切出齒輪的全齒寬，滾刀須沿工件軸向作

38、垂直進(jìn)給運(yùn)動(dòng)滾齒加工適于加工直齒、斜齒圓柱齒輪。齒輪加工精度為8-7級(jí)，齒面粗糙度Ra值為1.6m。在滾齒機(jī)上用蝸輪滾刀、鏈輪滾刀還能滾切蝸輪和鏈輪。2.3.3剃齒加工剃齒是用剃齒刀對(duì)齒輪的齒面進(jìn)行精加工的方法。加工原理：剃齒時(shí)刀具與工件作一種自由嚙合的展成運(yùn)動(dòng)。安裝時(shí)，剃齒刀與工件軸線傾斜一個(gè)剃齒刀螺旋角。剃齒刀的圓周速度可以分解為沿工件齒向的切向速度和沿工件齒面的法向速度，從而帶動(dòng)工件旋轉(zhuǎn)和軸向運(yùn)動(dòng)，使刀具在工件表面上剃下一層極薄的切屑。同時(shí)，工作臺(tái)帶動(dòng)工件作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，以剃削輪齒的全長(zhǎng)。1珩齒加工珩齒特點(diǎn):珩齒的加工原理與剃齒相同，表面粗糙Ra0.40.2m。主要作用是降低齒面粗糙度，生產(chǎn)

39、率高，一般用于大批量加工86級(jí)精度的淬火齒輪。2磨齒加工磨齒是獲得高精度齒輪最有效和可靠的方法，既可磨削不淬火的齒輪，又可磨削淬火的齒輪。加工精度可達(dá)64級(jí),Ra0.40.2m。3磨削方法分為展成磨削和成形磨削兩大類對(duì)于淬硬零件中的孔加工，磨孔是主要的加工方法。內(nèi)孔為斷續(xù)圓周表面（如有鍵槽或花鍵的孔）、階梯孔及盲孔時(shí)，常采用磨孔作為精加工。磨孔時(shí)砂輪的尺寸受被加工孔徑尺寸的限制，一般砂輪直徑為工件孔徑的0.50.9倍，磨頭軸的直徑和長(zhǎng)度也取決于被加工孔的直徑和深度。故磨削速度低，磨頭的剛度差，磨削質(zhì)量和生產(chǎn)率均受到影響。磨孔的方式有中心內(nèi)圓磨削、無(wú)心內(nèi)圓磨削。中心內(nèi)圓磨削是在普通內(nèi)圓磨床或萬(wàn)能

40、磨床上進(jìn)行。無(wú)心內(nèi)圓磨削是在無(wú)心內(nèi)圓磨床上進(jìn)行的，被加工工件多為薄壁件，不宜用夾盤夾緊，工件的內(nèi)外圓同軸度要求較高。這種磨削方法多用于磨削軸承環(huán)類型的零件，1）磨孔用的砂輪直徑受到工件孔徑的限制。約為孔徑的0.59倍，砂輪直徑小則磨耗快，因此經(jīng)常需要修整和更換，增加了輔助時(shí)間。2）由于選擇直徑較小的砂輪，磨削時(shí)要達(dá)到砂輪圓周速度25-30m/s是很困難的。因此，磨削速度比外圓磨削速度低的多，故孔的表面質(zhì)量較低，生產(chǎn)效率也不高。近些年來(lái)已制成有100000r/min的風(fēng)動(dòng)磨頭，以便磨削12mm直徑的孔。3）砂輪軸的直徑受到孔徑和長(zhǎng)度的限制，又是懸臂安裝，故剛性差，容易彎曲和變形，產(chǎn)生內(nèi)圓磨削砂輪

41、軸的偏移，從而影響加工精度和表面質(zhì)量。4）砂輪與孔的接觸面積大，單位面積壓力小，砂粒不易脫落，砂輪顯得硬，工件易發(fā)生燒傷，故應(yīng)選用較軟的砂輪。5）切削液不易進(jìn)入磨削區(qū)，排屑較困難，磨屑易積集在磨粒間的空隙中，容易堵塞砂輪，影響砂輪的切削性能。6）磨削時(shí)，砂輪與孔的接觸長(zhǎng)度經(jīng)常改變。當(dāng)砂輪有一部分超出孔外時(shí)，其接觸長(zhǎng)度較短，切削力較小，砂輪主軸所產(chǎn)生的壓移量比磨削孔的中部時(shí)為小，此時(shí)被磨去的金屬層較多，從而形成“喇叭口”。為了減小或消除其誤差，加工時(shí)應(yīng)控制砂輪超出孔外的長(zhǎng)度不大于1/21/3砂輪寬度。內(nèi)圓磨削精度可達(dá)IT7，表面粗糙度可達(dá)。4齒輪加工的其它方法滾制：齒輪的滾制加工有利用成形法與展

42、成法。利用展成法的滾制是利用齒條與小齒輪、小齒輪與大齒輪、內(nèi)齒輪與小齒輪的嚙合；將淬火硬化的齒條形工具、小齒輪形工具、內(nèi)齒輪形工具按壓于齒輪輪坯，使輪坯滾動(dòng)，借塑性變形加工成齒形。利用成形法的滾制是用對(duì)應(yīng)于滾制齒輪的齒輪形狀的成形滾制刀具，藉特殊的滾軋加工成形齒形。熱間鍛造：熱間鍛造的主要對(duì)象為直齒傘齒輪、螺旋傘齒輪及正齒輪，通常為以非鐵合金為材料的齒輪，可不計(jì)加熱之際發(fā)生的氧化皮時(shí)，熱間鍛造的精度及表面粗糙度不亞于機(jī)械加工。高速鍛造：1957年由美國(guó)General Dynamics公司開發(fā)冷間鍛造：主要有利用鍛粗或鍛頭法擴(kuò)大齒坯尺寸的成形與減少齒坯斷面的擠出成形。沖剪：玩具等不大要求精度的小

43、型板齒輪常用沖剪法作成。普通鑄造：超大型齒輪不得不用鑄造放來(lái)加工。直接將熔融的金屬注入鑄模中，凝固后取出，直接使用或機(jī)械加工后使用。精密鑄造法：有轂?zāi)７ā⑹嗄７ǖ?。還有粉末冶金法、射出成形法等齒輪加工方法齒形加工方法比較滾齒、插齒與銑齒比較銑齒采用普通設(shè)備和簡(jiǎn)單刀具即可加工齒形。但是只能加工119級(jí)精度、齒面粗糙度Ra值為6.3m3.2m的齒形。滾齒和插齒的分度精度和齒形精度均較銑齒高，可以加工6級(jí)精度、齒面粗糙度值Ra為3.2m1.6m；滾齒和插齒是連續(xù)分度和切削，生產(chǎn)效率比銑齒高。用同一模數(shù)的滾到和插齒刀，可以各種不同齒數(shù)的齒輪，大大減少了刀具數(shù)目，提高了經(jīng)濟(jì)效益。滾齒與插齒比較滾齒是刀

44、齒作連續(xù)的旋轉(zhuǎn)切削、切削速度較高，插齒是刃齒作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，限制了切削速度，故滾齒生產(chǎn)率比插齒烙高，滾齒機(jī)可以加工直齒、斜齒圓柱齒輪和蝸輪，但不能加工內(nèi)齒輪和相距太近的多聯(lián)齒輪；插齒時(shí)播齒刀沿齒全長(zhǎng)連續(xù)切出，包絡(luò)線數(shù)量也多，而滾齒時(shí)輪齒全長(zhǎng)是由滾刀多次連續(xù)切出，故插齒的齒面粗糙度值較??；插齒刀的制造、刃磨檢驗(yàn)壁滾刀方便，易得到高精度，但插齒機(jī)分齒傳動(dòng)鏈比滾齒復(fù)雜，因此，加工齒輪的精度基本一樣；插齒機(jī)可以加工內(nèi)齒輪和多聯(lián)齒輪,但不能加工蝸輪。表4-1各種齒輪加工工藝比較加工精度生產(chǎn)率齒面光潔度適用范圍滾齒通常加工610，最高能達(dá)到4級(jí)較高較差通用性大，常用于加工直齒、斜齒的外嚙合圓柱齒輪和蝸桿插齒通

45、常能加工79，最高能達(dá)到6級(jí)較高較好通用性大，適于加工內(nèi)外嚙合齒輪(包括階梯齒輪)、扇形齒輪、齒條等剃齒能加工57級(jí)精度齒輪高，24分鐘便能加工一個(gè)齒輪可達(dá)810主要用于齒輪滾插預(yù)加工后、淬火前的精加工珩齒一般用于加工68級(jí)精度齒輪低可達(dá)79多用于經(jīng)過(guò)剃齒和高頻淬火后，齒形的加工磨齒一90般情況下能達(dá)到37級(jí)精度較低可達(dá)79加工成本較高，多用于齒形淬硬后的精密加工確定機(jī)床：本工件加工選用Y3150E型滾齒機(jī)（工作臺(tái)移動(dòng)式）第五章 斜齒圓柱齒輪軸的工藝分析一、軸類零件加工的工藝路線由于我們加工的是齒輪軸工件，因此，要對(duì)外圓進(jìn)行加工。外圓加工的基本加工路線可歸納為四條：（1）粗車半精車精車對(duì)于一般

46、常用材料，這是外圓表面加工采用的最主要的工藝路線。（2）粗車半精車粗磨精磨對(duì)于黑色金屬材料，精度要求高和表面粗糙度值要求較小、零件需要淬硬時(shí)，其后續(xù)工序只能用磨削而采用的加工路線。（3）粗車半精車精車金剛石車對(duì)于有色金屬，用磨削加工通常不易得到所要求的表面粗糙度，因?yàn)橛猩饘僖话惚容^軟，容易堵塞沙粒間的空隙，因此其最終工序多用精車和金剛石車。（4）粗車半精粗磨精磨光整加工（5）對(duì)于黑色金屬材料的淬硬零件，精度要求高和表面粗糙度值要求很小，常用此加工路二、重點(diǎn)工藝說(shuō)明1、 本零件的加工的除較多的余量。半精加工：是齒輪工件，材料為45鋼，以公差等級(jí)和粗糙度選擇加工工藝。外圓加工的基本加工路線。2、

47、 齒輪毛坯的形成；鍛件、棒料和鑄造。3、 粗加工：切車、滾、插齒。4、 熱處理:調(diào)質(zhì)、滲碳淬火、齒面高頻感應(yīng)加淬火。5、 精加工：精修基準(zhǔn)、精加工齒形。3、 加工工藝過(guò)程卡片機(jī)械加工工藝過(guò)程卡片工序號(hào)工序名稱工序內(nèi)容工藝裝備1鍛造毛坯鍛造2熱處理正火3粗車精車外形，各處留加工余量2mm車床4精車精車各處，內(nèi)孔至84.8mm留磨削余量0.2mm，其余至規(guī)定尺寸車床5滾齒滾切齒面，留磨削余量0.25mm滾齒機(jī)6倒角倒角至尺寸7鉗工去毛刺8熱處理齒面：HRC529插鍵槽至尺寸插床10磨平面磨床11磨平面磨床12磨內(nèi)孔磨內(nèi)孔至85H5磨床13磨齒齒面磨削齒輪磨床第6章 加工余量確定加工余量的大小對(duì)工件

48、的加工質(zhì)量、生產(chǎn)率和生產(chǎn)成本均有較大影響。加工余量過(guò)大，不僅增加機(jī)械加工的勞動(dòng)量、減低生產(chǎn)率，而且增加了材料、刀具和電力的消耗，提高了加工成本；加工余量過(guò)小，則既不能消除前道工序的各種表面缺陷和誤差，又不能補(bǔ)償本工序加工時(shí)工件的安裝誤差，造成廢品。因此，合理的確定加工余量。確定加工余量的基本原則是：在保證加工質(zhì)量的前提下，加工余量越小越好。實(shí)際工件中，確定加工余量的方法有以下三種：1、 查表法：根據(jù)有關(guān)手冊(cè)提供的加工余量數(shù)據(jù)，再結(jié)合本產(chǎn)品生產(chǎn)實(shí)際加以修改后確定加工余量。這個(gè)是在各工廠廣泛使用的。2、 經(jīng)驗(yàn)估價(jià)法：根據(jù)有關(guān)手冊(cè)3、 分析計(jì)算法：根據(jù)理論公式和一定的試驗(yàn)材料，對(duì)影響加工余量的各因素

49、進(jìn)行分析、計(jì)算來(lái)確定加工余量。這中方法較合理，但需要全面可靠的試驗(yàn)材料，計(jì)算比較復(fù)雜。1、齒輪內(nèi)孔毛坯表6-1齒內(nèi)孔尺寸工序名工序余量基本尺寸工序經(jīng)濟(jì)精度磨內(nèi)孔0.285H6精車內(nèi)孔283.8毛坯孔2.282.82、齒輪毛坯尺寸由加工工藝確定零件毛坯鍛造采用鍛模尺寸零件單邊加工余量鍛件尺寸227.5h115237.52853860d11570如表6-2所示毛坯圖第七章夾具、刀具、量具1、刀具1.1滾刀漸開線齒輪的齒輪滾刀均為阿基米德整體滾刀，材料為高速鋼，由齒輪模數(shù)m=3.5選用滾刀基本尺寸d=100，L=100,D=401.2車刀切削45鋼，采用YT15硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)刀1.3砂輪外圓磨：陶瓷結(jié)

50、合劑CBN砂輪，直徑300mm，寬帶16mm，粒度80100#,濃度20%內(nèi)孔磨：陶瓷CBN砂輪，形狀代號(hào)1A8 13*20*62、滾刀轉(zhuǎn)速以及切削速度的關(guān)系根據(jù)被切齒輪的材料、硬度、模數(shù)、精度和表面粗糙度選擇粗糙度選擇切削速度V后克根據(jù)公式（I）計(jì)算滾刀轉(zhuǎn)速1000·V ·Dn=n滾刀轉(zhuǎn)速D滾刀直徑V切削速度高速鋼標(biāo)準(zhǔn)滾刀粗切齒輪時(shí)切削速度模數(shù)（mm）進(jìn)給量/（mm/工件每轉(zhuǎn)）051.01.52.03.04.05.02-4856050454035303、夾具滾齒夾具一般采用定心加緊裝置，即由夾具底座和心軸組成，同一規(guī)格的夾具底座能安裝不同規(guī)格的心軸磨削外圓選用心軸，磨削內(nèi)

51、孔選用三爪自定心卡盤及砂輪接長(zhǎng)軸。車削采用三爪自定心卡盤4、測(cè)量用具 車床有分度值為0.02mm的游標(biāo)卡尺、孔徑75-100mm內(nèi)孔千分尺滾齒齒輪可用單面嚙合齒輪檢查儀器進(jìn)行檢查。5各車床介紹CA6150參數(shù)型號(hào)C6150C6250加工能力床身上最大回轉(zhuǎn)直徑500橫拖板上最大回轉(zhuǎn)直徑330馬鞍上回轉(zhuǎn)直徑700中心距750、1000、1500mm床身寬度360mm主軸主軸孔徑52mm主軸端部尺寸C6主軸錐孔MT6主軸轉(zhuǎn)速范圍（級(jí)數(shù)）401400rpm (9Steps) 特殊訂貨1600rpm進(jìn)給公制螺紋范圍（種數(shù)）0.2514mm (20 Kinds)模數(shù)螺紋范圍（種數(shù)）240/inch徑節(jié)螺紋范圍（種數(shù)）0.53.55mm (11 Kinds)滑板橫滑板行程222mm 小刀架行架95mm車刀桿截面尺寸20*20m尾架尾架套筒錐度MT4尾架套筒直徑65mm尾架套筒行程140mm主電機(jī)5.5kw包裝箱尺寸：（長(zhǎng)*寬*高）中心距 750mm2220*1150*1590mm 1000mm2470*1150*1590mm 1500mm2970*1150*1590mm重量：凈重/毛重（公斤）中心距：750mm1