直齒圓柱齒輪的設計及加工工藝燕山大學

1、分 類 號 密 級：燕山大學畢 業(yè) 論 文題 目： 直齒圓柱齒輪的設計及加工工藝 姓 名 李世民學 號 2009040229系 別 機電系 專 業(yè) 機電一體化指 導 教 師伊麗莎白論文提交日期 2011年9月直齒圓柱齒輪的設計及加工工藝摘 要對于直齒圓柱齒輪的設計和加工工藝的設計，首先對直齒圓柱齒輪材料及其參數(shù)合理選取進行總結，然后根據(jù)直齒圓柱齒輪設計公式及校核公式確定其齒輪類型，熱處理方法，精度等級及齒面硬度。又對直齒圓柱齒輪夾具及毛坯的選取進行分析確定。通過計算數(shù)據(jù)及對CAD課本的知識的掌握畫出直齒圓柱齒輪簡圖。最后根據(jù)對直尺圓柱齒輪加工工藝內(nèi)容和過程分析及齒輪加工方案的選取對直尺圓柱齒輪

2、進行加工。關鍵詞：結構特點，工作原理，熱處理目 錄第一章 齒輪和齒輪加工11.1齒輪的特點和分類11.1.1齒輪特點11.1.2齒輪分類11.2齒輪的加工1第二章 直齒圓柱齒輪22.1直齒圓柱齒輪各部分的名稱和代號22.1.1標準直尺圓柱齒輪的基本參數(shù)3第三章 直齒圓柱齒輪的設計63.1選材與熱處理63.2直齒圓柱齒輪毛坯材料的合理選擇83.2.1滿足材料的機械性能93.2.2材料的經(jīng)濟性要求93.2.3滿足材料的工藝性能93.3直齒圓柱齒輪的計算103.4結構設計及齒輪零件圖12第四章 腹板式直齒圓柱齒輪的加工工藝144.1齒輪加工方法144.1.1成形法144.1.2展成法154.1.3齒

3、形加工方法比較184.2齒輪加工方案選擇及使用要求18齒輪加工方案選擇184.2.2齒輪傳動的使用要求194.3齒輪加工工藝過程204.4腹板式直齒圓柱齒輪的加工步驟21參 考 文 獻23致 謝24第一章 齒輪和齒輪加工1.1齒輪的特點和分類1.1.1齒輪特點（1） 齒輪機構的優(yōu)點有：1）齒輪機構傳動比恒定，壽命長，工作可靠性高。2)齒輪機構傳遞的功率和圓周速度分別可達100000kw、300ms。3）齒輪機構能夠實現(xiàn)平行軸和不平行軸之間的傳動。（2）齒輪機構的缺點有：1）齒輪機構的制造成本過高。2）齒輪機構不適用于遠距離的傳動。3）低精度齒輪會產(chǎn)生有害的沖擊，噪音和振動。1.1.2齒輪分類齒

4、輪可按齒形、齒輪外形、齒線形狀、輪齒所在的表面和制造方法分類。齒輪的齒形包括齒廓曲線壓力角、齒高和變位。齒輪按其外形分為圓柱齒輪、錐齒輪、非圓齒輪、齒條、蝸輪蝸桿；按齒線形狀分為直齒輪、斜齒輪、人字齒、曲線齒輪；按齒所在的表面分為外齒輪、內(nèi)齒輪；按制造方法可分為鑄造齒輪、切制齒輪、軋制齒輪、燒結齒輪等。1.2齒輪的加工齒輪的加工首先要確定齒輪的加工方法，然后根據(jù)你的齒輪精度等級確定你的加工方案，最后按照加工工藝路線進行加工的過程。第二章直齒圓柱齒輪2.1直齒圓柱齒輪各部分的名稱和代號1齒頂圓-齒輪齒頂所在的圓。其直徑（或半徑）用da（或ra ）表示。2齒根圓-齒輪齒槽底所在的圓。其直徑（或半徑

5、）用df（或rf）表示。3分度圓-用來分度（分齒）的圓，該圓位于齒厚和槽寬相等的地方。其直徑（或半徑）用d（或r表示）。4齒頂高-齒頂圓與分度圓之間的徑向距離，用ha表示。5齒根高-齒根圓與分度圓之間的徑向距離，用hf表示。6全齒高-齒頂圓與齒根圓之間的徑向距離，用h表示。顯然有            h = ha + hf7齒厚-一個齒的兩側齒廓之間的分度圓弧長，用s表示。8槽寬-一個齒槽的兩側齒廓之間的分度圓弧長，用e表示。9齒距-相鄰兩齒的同側齒廓之間的分度圓弧長，用p表示。顯然

6、有：            p = s + e10齒寬-齒輪輪齒的寬度（沿齒輪軸線方向度量），用b表示。標準直尺圓柱齒輪的基本參數(shù)（1）齒輪的經(jīng)驗公式 1）分度圓、模數(shù)和壓力角我們把齒輪上作為齒輪尺寸基準的圓稱為分度圓，分度圓以d表示。相鄰兩齒同側齒廓間的分度圓弧長稱為齒距，以p表示，p=d/z，z為齒數(shù)。齒距p與的比值p/稱為模數(shù)，以m表示（模數(shù)是齒輪的基本參數(shù)）。由此可知：齒距 p = m 分度圓直徑 d = m z 我們把漸開線齒廓上與分度圓交點處的壓力角稱為分度圓壓力角，簡稱壓

7、力角，國家規(guī)定標準壓力角 =20°。2）齒距、齒厚和槽寬齒距p分為齒厚s和槽寬e兩部分，即s + e = p =m 標準齒輪的齒厚和槽寬相等，即s = e =m/2 齒距、齒厚和槽寬都是分度圓上的尺寸。3）齒頂高、頂隙和齒根高由分度圓到齒頂?shù)膹较蚋叨确Q為齒頂高，用ha表示ha = ha*m 兩齒輪裝配后，兩嚙合齒沿徑向留下的空隙距離稱為頂隙，以c表示c = c*m 由分度圓到齒根圓的徑向高度稱為齒根高，用hf表示hf = ha + c =（ha*+c*）m 式中ha*、c*分別稱為齒頂高系數(shù)和頂隙系數(shù)，標準齒制規(guī)定：正常齒制ha*=1、c*=0.25，短齒制ha*=0.8、c*=0.

8、3。由齒頂圓到齒根圓的徑向高度稱為全齒高，用h表示h = ha + hf =（2ha*+c*）m 齒頂高、齒根高、全齒高及頂隙都是齒輪的徑向尺寸。表2-1 漸開線標準直齒圓柱齒輪幾何尺寸計算公式名稱符號計算公式齒距pp = m齒厚ss = m/2槽寬ee =m/2齒頂高haha = ha*m齒根高hfhf = ha + c =（ha*+c*）m全齒高hh = ha + hf =（2ha*+c*）m分度圓直徑dd = m z齒頂圓直徑dada = d + 2ha = m（z + 2ha*）齒根圓直徑dfdf = d ­ 2hf = m（z ­ 2ha* ­ 2c*）

9、基圓直徑dbdb = dcosa= mzcosa中心距aa = m（z1+z2）/ 2（2）系數(shù)安全系數(shù)和安全系數(shù)軟齒面（350HBS）硬齒面重要的傳動、滲碳淬火齒輪或鑄造齒輪101.11.11.21.31.31.41.41.61.62.2工作機械載荷特性原動機均勻加料的運輸機和加料機、輕型卷揚機、發(fā)電機、機床輔助傳動均勻、輕微沖擊電動機多缸內(nèi)燃機單缸內(nèi)燃機11.2121.61.61.8不均勻加料的運輸機和加料機、重型卷揚機、球磨機、機床主傳動中等沖擊121.61.61.8182.0沖床、鉆機、軋機、破碎機、挖掘機大的沖擊1.61.81.92.12.22.4載荷系數(shù)K第三章 直齒圓柱齒輪的設計

10、3.1選材與熱處理1. 材料：制造齒輪的材料主要是各種鋼材，其次是鑄鐵，還有其它非金屬材料；齒輪材料選用的基本原則：齒輪材料必須滿足工作條件的要求，如強度、壽命、可靠性、經(jīng)濟性等； a) 鋼材分鍛鋼和鑄鋼，只有尺寸較大(d>400 600mm)，結構形狀復雜的齒輪宜用鑄鋼，一般都用鍛鋼制造齒輪。軟齒面齒輪經(jīng)調(diào)制或正火處理后切齒，常用45，40Gr等，因此齒面硬度不高，易制造，成本低，故應用廣，常用于對尺寸和重量無嚴格限制的場合。為了使大小齒輪的壽命接近，應是小齒輪的齒面硬度比大齒輪的高出3050HBS。對于高速重載或重要的齒輪轉動，可使用硬度齒面組合，齒面硬度可大致相同。許多鋼材經(jīng)適當?shù)?/p>

11、熱處理或表面處理，可以成為常用的齒輪材料；b) 鑄鐵，由于鑄鐵的抗 耐沖擊性能都比較差，因此主要用于制造低速不重復的開式傳動，功率不大的齒輪，常用材料有HT250,HT300等，常作為低速、輕載、不太重要場合的齒輪材料；。c) 非金屬材料，對高速輕載而又要求低噪音的齒輪的齒輪傳動，也可用非金屬材料，加夾布膠木、尼龍等。常用的齒輪材料，熱處理方法、硬度、應用舉例見表64，適用于高速、輕載、且要求降低噪聲的場合。2) 熱處理：應考慮齒輪尺寸大小，毛坯成型方法及熱處理和制造工藝；鋼制軟齒面齒輪，其配對兩輪齒面的硬度差應保持在3050HBS或更多。 a) 表面淬火一般用于中碳鋼和中碳合金鋼，如45、4

12、0Cr等，表面淬火后輪齒變形小，不可磨齒，硬度可達5256HRC，面硬芯軟，能承受一定沖擊載荷。a) 滲碳淬火滲碳鋼為含碳量0.15 0.25%的低碳鋼和地碳合金鋼，如20、20C等。齒面硬度達到5662HRC，齒面接觸強度高，耐磨性好，齒芯韌性高，常用于受沖擊載荷的重要傳動。通常滲碳淬火或要磨齒。b) 調(diào)質(zhì) 調(diào)質(zhì)一般用于中碳鋼和中碳合金鋼，如45、45C、35SiMn等。調(diào)質(zhì)處理后齒面硬度為：220260HBS。因為硬度不高，故可在熱處理后精切齒形，且在使用中易于跑合。c) 正火正火能消除內(nèi)應力、細化晶粒、改善力學性能和切削性能。機械強度要求不高的齒輪可用中碳鋼正火處理。大直徑的齒輪可用鑄鋼

13、正火處理。d) 滲氮滲氮是一種化學處理。滲氮后齒面硬度可達6062HBC。氮化處理溫度低，輪齒變形小，適用于難以磨齒的場合，如內(nèi)齒輪。特點及應用：調(diào)質(zhì)、正火處理后的硬度低，HBS350,屬于軟齒面，工藝簡單，用于一般傳動。當大小齒輪都是軟齒面時。因小輪齒很薄，彎曲強度低，故在選材和熱處理時，小輪比大輪硬度高2050HBS。表面淬火、滲碳淬火、滲氮處理后齒面硬度高，屬硬齒面。其承載能力高，但一般需要磨齒。常用于結構緊湊的場合。所以為制造方便，才用軟吃面，大小齒輪均用45鋼，小齒輪調(diào)制處理，吃面硬度：229286HBS,大齒輪正火處理，吃面硬度：169217HBS。3.2直齒圓柱齒輪毛坯材料的合理

14、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根據(jù)實際的工作條件和材料的特點來選取。在本文的一些條件下，對齒輪材料的基本要求是：應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，同時應具有良好的冷、熱加工的工藝性，以達到齒輪的各種技術要求。可以知道的是，常用的齒輪材料為各種牌號的優(yōu)質(zhì)碳素結構鋼、合金結構鋼、鑄鋼鑄鐵和非金屬材料等。一般多采用鍛件或軋制鋼材。當齒輪結構尺寸較大，輪坯不易鍛造時，可采用鑄鋼。開式低速傳動時，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的鋼材。高速齒輪易產(chǎn)生齒面點蝕

15、，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。對高速、輕載而又要求低噪聲的齒輪傳動，也可采用非金屬材料、如夾布膠木、尼龍等。滿足材料的機械性能在加工過程中，如果齒根部受到大彎曲應力，可能產(chǎn)生齒面或齒體強度失效；如果齒面各點都有相對滑動，會產(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度和接觸疲勞強度，齒面要有足夠的硬度和耐磨性，芯部要有一定的強度和韌性。3.2.2材料的經(jīng)濟性要求在滿足使用性能的前提下，選用齒輪材料還應該注意盡量降低零件的總成本。從材料本身價格來考慮，碳鋼和鑄鐵的價格比較低廉，因此在滿足零件

16、機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)過程的耗費來考慮。首先，采用不同的熱處理方法相對加工費用也不一樣。其次，通過改進熱處理工藝也可以降低成本 。3.2.3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各種加工工藝要求的能力。 齒輪的制造要經(jīng)過鍛造、切削加工和熱處理等幾種加工，因此選擇材料時要特別注意材料的工藝性能。一般來說，碳鋼的鍛造、切削加工等工藝性能較好，其機械性能可 以滿足一般工作條件的要求，但強度不高，淬透性較差。而合金鋼淬透性好、強度高，但鍛造、切削加工性能較差。我們可以通過改變工藝規(guī)程、熱處理方法等途徑來改善材料的工藝性能。

17、3.3直齒圓柱齒輪的計算 設計傳遞功率P=10Kw，電動機驅動，小齒輪轉速為N1=1000r/min，傳動比i=4,單向轉動，載荷平穩(wěn)，使用壽命10年，單班制工作。 分析： (1)選擇齒輪材料及精度等級 小齒輪選用45鋼調(diào)質(zhì)，硬度為220250HBS;大齒輪選用45鋼正火，硬度為170210HBS.因為是普通減速器，由提供的材料知選8級精度，要求齒面粗糙度Ra=1.6um. (2)按齒面接觸疲勞強度設計銀兩齒輪均為鋼質(zhì)齒輪，可應用公式求出d1的值，確定有關參數(shù)及系數(shù)： 1)轉矩T1 T1=9.55×106×P/N1=9.55×106×10/1000N&#

18、183;mm=9.55×104 2)載荷系數(shù)K 查表知K=1.1 3)齒數(shù)Z1和齒寬系數(shù)d 小齒輪的齒數(shù)z1取為25，則大齒輪的z2=100.因單級齒輪傳動為對稱布置，而齒輪齒面又為軟齒面，由材料選取d=1。 4）許用接觸應力H由圖查得Hlim1=560MPa, Hlim2=530MPa由表查得SH=1。N1=60njLh=60×1000×1×(10×52×40)=1.248×109N2=N1/i=1.248×109/4=3.12×108由圖得ZNT1=1，ZNT2=1.06。由式可得 H1= ZNT1H

19、lim1/SH=1×560/1MPa=560MPa H2= ZNT2Hlim2/ SH=1.06×530/1MPa=562MPa 故d176.43=76.43mm=58.3mm m=mm=2.33mm由表取標準模數(shù)m=2.5mm.(3)計算主要尺寸=m=2.5×25mm=62.5mm=m=2.5×100mm=250mm b=d·=1×62.5mm=62.5mm經(jīng)圓整后取b2=65mm.=+5mm=70mma=m(z1+z2)=×2.5(25+100)mm =156.25mm(4)按齒根彎曲疲勞強度較核 由上式得出，如則校核合

20、格。確定有關系數(shù)與參數(shù)：1） 齒形系數(shù)查表得YF1=2.65，YF2=2.18。2） 應力修正系數(shù)查表得YS1=1.59，YS2=1.803)許用彎曲應力由圖查得 =210MPa,=190MPa.由表查得 =1.3.由圖查得 =1。由上式可得=MPa=162MPa= MPa=146MPa故 =×2.65×1.59MPa=91MPa<=162MPa=91×=85MPa<=146MPa齒根彎曲強度校核合格。（5）驗算齒輪的圓周速度vV=m/s=3.27m/s由表可知選精度為8最合適。（6）計算幾何尺寸及繪制齒輪零件工作圖。（見后）3.4結構設計及齒輪零件圖

21、齒輪的結構形式主要與齒輪的尺寸大小、毛坯材料、加工工藝、使用要求及經(jīng)濟性等因素有關。進行齒輪結構設計時，通常是先按齒輪動的直徑大小選定合適的結構形式，再由經(jīng)驗公式確定有關尺寸，繪制零件工作圖。（1）齒輪軸如果圓柱齒輪齒根圓到鍵槽底面的徑向距離e£ 2mt(錐齒輪e£1.6m時），則可將齒輪與軸做成一體稱為齒輪軸.如圖25(2)腹板式齒輪因齒輪的齒頂圓直徑da=200500mm，采用腹板式結構，這種齒輪通常用鍛鋼制造，其各部分尺寸由經(jīng)驗公式確定。如圖大齒輪零件圖第四章 腹板式直齒圓柱齒輪的加工工藝4.1齒輪加工方法為了便于我們了解齒輪加工，下面我們對齒輪加工的方法進行一個簡單

22、的探討。齒輪加工的關鍵是齒面加工。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 b.加工斜齒輪用滾齒機 c.加工傘齒輪用刨齒機 (滾齒機也可以加工斜齒輪) 所選用的刀具由齒輪加工機床決定：a滾齒機有專用的齒輪滾刀 b插齒機有專用的齒輪插刀 c.刨齒機有轉用的齒輪刨刀 以上刀具都是標準件,可以在刀具書中選型(根據(jù)模數(shù)) 齒輪軸的加工一般用滾齒機就可以加工,選用相應模數(shù)的齒輪滾刀,不需要專門的夾具

23、就可以加工。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。（1）齒輪銑刀的選擇銑刀應選擇與被加工齒輪模數(shù)、壓力角相等的銑刀。同時按齒輪齒數(shù)根據(jù)下頁表選擇合適號數(shù)的銑刀。刀號12345678加工齒數(shù)范圍12131416172021252634355455 134135以上及齒條（2）銑削方法 我們在銑削的過程中，在臥式銑床上應將齒坯套在心軸上安裝于分度頭和尾架頂尖中，對刀并調(diào)好銑削深度后開始銑第一個槽，銑完一齒退出進行分度，依次逐個完成齒數(shù)的銑削。（3）銑齒加工特點1）用普通的銑床設備，且刀具成本低。2）生產(chǎn)效率低。每切完一齒要進行

24、分度，占用較多的輔助時間。3）齒輪精度低。齒形精度只達11-9級。 以上主要原因是每號銑刀的刀齒輪廓只與該范圍最少齒槽相吻合，而此號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。展成法展成法就是利用齒輪刀具與被切齒坯作嚙合運動而切出齒形的方法。主要有以下分類：（1） 插齒加工 插齒加工在插齒機上進行，是相當于一個齒輪的插齒刀與齒坯按一對齒輪作嚙合運動而把齒形切成的?？砂巡妪X過程分解為：插齒刀先在齒坯上切下一小片材料，然后插齒刀退回并轉過一小角度，齒坯也同時轉過相應角度。之后，插齒刀又下插在齒坯上切下一小片材料。不斷重復上述過程。就是這樣，整個齒槽被一刀刀地切出，齒形則被逐漸地包絡而成。因

25、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。 插齒有以下切削運動:1） 主運動 插齒刀的上下往復運動2） 展成運動 確保插齒刀與齒坯的嚙合關系的運動3） 圓周進給運動 插齒刀的轉動，其控制著每次插齒刀的切削量4） 徑向進給量 插齒刀須作徑向逐漸切入運動，以便切出全齒深。5） 讓刀運動 插齒刀回程向上時，為避免與工件摩擦而使插齒刀讓開一定距離的運動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。齒面粗糙度Ra值為1.6m。 （2）滾齒加工滾齒是目前應用最廣的切齒方法，滾齒加工原理是滾齒刀和齒坯模擬一對螺旋齒輪作嚙合運動。滾齒刀好比一個齒

26、數(shù)很少（一至二齒）齒很長的齒輪，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，當采用高精度滾刀和滾齒機時，可滾切5級精度的齒輪。滾齒時，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有以下運動：1）主運動 滾刀的旋轉運動。2）展成運動 是保證滾齒刀和被切齒輪的轉速必須符合所模擬的一對齒輪的嚙合運動關系。即滾刀轉一轉，工件轉K/Z轉。其中：K是滾刀的頭數(shù)，Z為齒輪齒數(shù)。 3）垂直進給運動 要切出齒輪的全齒寬，滾刀須沿工件軸向作垂直進給運動滾齒加工適于加工直

27、齒、斜齒圓柱齒輪。齒輪加工精度為8-7級，齒面粗糙度Ra值為1.6m。在滾齒機上用蝸輪滾刀、鏈輪滾刀還能滾切蝸輪和鏈輪。 （3） 剃齒加工 剃齒是用剃齒刀對齒輪的齒面進行 精加工的方法。加工原理：剃齒時刀具與工件作一種自由嚙合的展成運動。安裝時，剃齒刀與工件軸線傾斜一個剃齒刀螺旋角。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，從而帶動工件旋轉和軸向運動，使刀具在工件表面上剃下一層極薄的切屑。同時，工作臺帶動工件作往復運動，以剃削輪齒的全長。 （4） 珩齒加工珩齒特點: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)率高，一般用于大批

28、量加工86級精度的淬火 齒輪。（5）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64級, Ra0.40.2m。 錐形砂輪磨削單分度展成磨削 蝶形砂輪磨削展成磨削 大平面砂輪磨削 齒輪磨削 圓柱蝸桿砂輪磨削 連續(xù)分度展成磨削 球面蝸桿砂輪磨削成形磨削數(shù)控成形砂輪磨削圖2-1 磨削方式的分類齒形加工方法比較滾齒、插齒與銑齒比較 銑齒采用普通設備和簡單刀具即可加工齒形。但是只能加工119級精度、齒面粗糙度Ra值為6.3m 3.2m 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 級精度、齒面粗糙度值Ra為3.2m 1.6m；滾

29、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)濟效益。滾齒與插齒比較 滾齒是刀齒作連續(xù)的旋轉切削、切削速度較高，插齒是刃齒作往復運動，限制了切削速度，故滾齒生產(chǎn)率比插齒烙高，滾齒機可以加工直齒、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；插齒時播齒刀沿齒全長連續(xù)切出，包絡線數(shù)量也多，而滾齒時輪齒全長是由滾刀多次連續(xù)切出，故插齒的齒面粗糙度值較小；插齒刀的制造、刃磨檢驗壁滾刀方便，易得到高精度，但插齒機分齒傳動鏈比滾齒復雜，因此，加工齒輪的精度基本一樣；插齒機可以加工內(nèi)齒輪和多聯(lián)齒輪,但不能加工蝸輪。4.

30、2齒輪加工方案選擇及使用要求齒輪加工方案選擇（1）對于8級及8級以下精度的不淬硬齒輪，可用銑齒、滾齒或插齒直接達到加工精度要求。 （2）對于8級及8級以下精度的淬硬齒輪，需在淬火前將精度提高一級，其加工方案可采用：滾（插）齒齒端加工齒面淬硬修正內(nèi)孔。 （3）對于6 7級精度的不淬硬齒輪，其齒輪加工方案：滾齒剃齒。（4）對于6 7級精度的淬硬齒輪，其齒形加工一般有兩種方案： 1）剃珩磨方案 滾（插）齒齒端加工剃齒齒面淬硬修正內(nèi)孔珩齒。 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級精度以上的齒輪。 （5）

31、對于5級及5級精度以上的齒輪，一般采用磨齒方案。 （6）對于大批量生產(chǎn)，用滾（插）齒冷擠齒的加工方案，可穩(wěn)定地獲得7級精度齒輪。我們加工的是腹板式支持圓柱齒輪，故選擇精度為8。齒輪傳動的使用要求由于齒輪的制造精度對機器的工作性能、承載能力、噪聲及使用壽命影響很大，因此，我們在制造齒輪時必須滿足齒輪傳動的使用要求。（1）傳動的準確性即主動輪轉過一個角度時，從動輪應按給定的傳動比轉過相應的角度。要求齒輪在一轉中，轉角誤差的最大值不能超過一定的限度，即為一轉角精度。（2）工作平穩(wěn)性要求齒輪傳動乎穩(wěn)，無沖擊；振動和噪聲小，這就需要限制齒輪傳動時，瞬時傳動比的變化，即一齒轉角精度。（3）載荷均勻性齒輪載

32、荷由齒面承受，兩齒輪嚙合時，接觸面積的大小對齒輪的使用壽命影響很大。所以齒輪載荷的均勻性，由接觸精度來衡量。（4）齒側間隙一對相互嚙合的齒輪，其非工作面必須留有一定的間隙，即為齒側間隙，其作用是儲存潤滑油，使工作齒面形成油膜，減少磨損；同時可以補償熱變形、彈性變形、加工誤差和安裝誤差等因素引起的側隙減小，防止卡死。應當根據(jù)齒輪副的工作條件，來確定合理的側隙。 以上四項要求，根據(jù)齒輪傳動裝置的用途和工作條件而有所不同。例如，滾齒機分度蝸桿副，讀數(shù)儀表所用的齒輪副，對傳動準確性要求高，工作平穩(wěn)性也有一定要求，而對載荷的均勻性要求一般不嚴格。4.3齒輪加工工藝過程1.鍛造制坯熱模鍛仍然是汽車齒輪件廣

33、泛使用的毛坯鍛造工藝。近年來，楔橫軋技術在軸類加工上得到了大范圍推廣。這項技術特別適合為比較復雜的階梯軸類制坯，它不僅精度較高、后序加工余量小，而且生產(chǎn)效率高。2.正火這一工藝的目的是獲得適合后序齒輪切削加工的硬度和為最終熱處理做組織準備，以有效減少熱處理變形。所用齒輪鋼的材料通常為20CrMnTi,一般的正火由于受人員、設備和環(huán)境的影響比較大，使得工件冷卻速度和冷卻的均勻性難以控制，造成硬度散差大，金相組織不均勻，直接影響金屬切削加工和最終熱處理，使得熱變形大而無規(guī)律，零件質(zhì)量無法控制。為此，采用等溫正火工藝。實踐證明，采用等溫正火有效改變了一般正火的弊端，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定可靠。3.車削加工為了

34、滿足高精度齒輪加工的定位要求，齒坯的加工全部采用數(shù)控車床，使用機械夾緊不重磨車刀，實現(xiàn)了在一次裝夾下孔徑、端面及外徑加工同步完成，既保證了內(nèi)孔與端面的垂直度要求，又保證了大批量齒坯生產(chǎn)的尺寸離散小。從而提高了齒坯精度，確保了后序齒輪的加工質(zhì)量。另外，數(shù)控車床加工的高效率還大大減少了設備數(shù)量，經(jīng)濟性好。4.滾、插齒加工齒部所用設備仍大量采用普通滾齒機和插齒機，雖然調(diào)整維護方便，但生產(chǎn)效率較低，若完成較大產(chǎn)能需要多機同時生產(chǎn)。隨著涂層技術的發(fā)展，滾刀、插刀刃磨后的再次涂鍍非常方便地進行，經(jīng)過涂鍍的刀具能夠明顯地提高使用壽命，一般能提高90%以上，有效地減少了換刀次數(shù)和刃磨時間，效益顯著。5.剃齒徑

35、向剃齒技術以其效率高，設計齒形、齒向的修形要求易于實現(xiàn)等優(yōu)勢被廣泛應用于大批量汽車齒輪生產(chǎn)中。公司自1995年技術改造購進意大利公司專用徑向剃齒機以來，在這項技術上已經(jīng)應用成熟，加工質(zhì)量穩(wěn)定可靠。6.熱處理汽車齒輪要求滲碳淬火，以保證其良好的力學性能。對于熱后不再進行磨齒加工的產(chǎn)品，穩(wěn)定可靠的熱處理設備是必不可少的。公司引進的是德國勞易公司的連續(xù)滲碳淬火生產(chǎn)線，獲得了滿意的熱處理效果。7.磨削加工主要是對經(jīng)過熱處理的齒輪內(nèi)孔、端面、軸的外徑等部分進行精加工，以提高尺寸精度和減小形位公差。4.4腹板式直齒圓柱齒輪的加工步驟1)用鍛造工具對毛坯進行鍛造10秒，然后對毛坯進行正火處理，用油冷卻用準終

36、30分鐘。2)粗車：以外圓為定位基準，粗車端面先切除較多的余量2mm，用游標卡尺進行測量觀察剩余長度達到78mm。3）半精車：在零件為78mm的基礎上，繼續(xù)切削2.5mm,然后測量。4)精車：以外圓為定位基準，精車端面，車削0.5mm,停車，用游標卡尺測量，加工后齒輪長度達到75mm。5)粗車：以外圓為定位基準，粗車另一端面同樣切除長度2mm,用游標卡尺測量，再加工使的齒輪毛坯長度達到70.5mm。6)精車：以外圓為定位基準，精車端面，車削0.5mm，停車用游標卡尺測量，齒輪毛坯長度達到圖樣要求70mm。7)粗車外圓：以端面為定位基準，粗車齒輪毛坯外圓先切削1mm,停車，用千分尺測量，查看所測數(shù)據(jù)，根據(jù)需求再次車削使齒輪毛坯外圓達到255mm。8)半精車：以端面為定位基準對齒輪毛坯外圓進行半精加工，切削厚度3mm，停車進行測量，再加工使齒輪外圓達到251mm。9)精車：以端面為定位基準對齒輪毛坯外圓進行精加工，車削1mm,用千分尺進行測量，齒輪外圓長度達到圖樣要求250mm。10)粗車內(nèi)孔：以外圓端面為定位基準，粗加工內(nèi)孔切削1mm，用內(nèi)徑百分表