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硕士学位论文
论文题目：对数螺旋锥齿轮加工工艺的研究
学 号：_________________________ 作 者：_________________________ 专 业 名 称：_________________________
2009年06月01日
居海军 公开 机械电子工程 200602096 TH122 1 0 1 2 7
内蒙古科技大学硕士学位论文
论文题目：
作者：_________________________
指 导 教 师： 单位： 协助指导教师： 单位： 单位： 论文提交日期：2009年 06月 01日 学位授予单位：内 蒙 古 科 技 大 学
李强 教授内蒙古科技大学对数螺旋锥齿轮加工工艺的研究
居海军
对数螺旋锥齿轮加工工艺的研究
The Processing Method of Logarithmic Spiral Bevel Gear
研究生姓名：居海军
指导教师姓名：李强
内蒙古科技大学机械工程学院
包头014010，中国
Candidate： JU Haijun
Supervisor： LI Qiang
School of Mechanical Engineering
Inner Mongolia University of Science and Technology
Baotou 014010，P.R.CHINA
独 创 性 说 明
本人郑重声明：所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写的研究成果，也不包含为获得内蒙古科技大学或其他教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。
签名：___________ 日期：____________
关于论文使用授权的说明
本人完全了解内蒙古科技大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。
（保密的论文在解密后应遵循此规定）
签名：___________ 导师签名：___________ 日期：____________
摘 要
本文在分析格里森及奥利康两大齿制的螺旋锥齿轮的啮合原理、传动特性及加工制造工艺的基础上提出了一种新型的格里森齿制的螺旋锥齿轮——对数螺旋锥齿轮。该种齿轮具有在齿面的齿向线上各点的螺旋角处处相等的独特特点，使得在啮合传动过程中具有传动平稳、重合度较大、承载能力高、可靠性高、噪声小、寿命较长等特点，在加工制造方面随着数控多轴机床的的广泛应用使其加工工艺智能化、误差较小及过程相对简单的优良特点。
通过对已研究完成的对数螺旋锥齿轮的啮合原理及传动特性的分析，结合格里森螺旋锥齿轮的加工工艺特点深入的研究了该种新型螺旋锥齿轮的加工制造原理及工艺特点；通过对设计实例的三维造型设计，编制了数控加工程序，在五轴数控机床上实现了齿轮的实体加工，制造出一对对数螺旋锥齿轮，并经过对齿轮的啮合检测实验分析，验证了对数螺旋锥齿轮加工工艺的可行性。
本文主要的研究工作有以下几方面：
1.建立了对数螺旋锥齿轮加工时必要的机床调整参数。在充分分析了刀具与加工齿轮的位置关系及相对运动等问题后，严格按格里森齿制的要求，结合该种新型齿轮的自身特点，确定了加工时必要的机床调整参数。
2.通过三维造型技术建立了对数螺旋锥齿轮的三维模型。在对数螺旋锥齿轮设计参数确定后，通过三维建模技术对该齿轮进行了实体仿真，成功地对一对完整啮合的对数螺旋锥齿轮完成了实体建模，从而验证了设计参数的正确性及合理性。
3.完成了数控加工程序的编制及实体样件的加工。在机床调整参数的设计及三维实体模型建立的前提下，对对数螺旋锥齿轮加工工艺进行了深入的分析研究，编制了在五轴联动加工中心上的数控加工程序，并实现了对数螺旋锥齿轮实体样件的加工，经啮合实验检测后表明：这种新型螺旋锥齿轮传动形式基本实现了等螺旋角啮合，具有较大的啮合接触域，验证了其加工工艺的正确性及可行性，实现了设计的预期目的，为工程实践应用提供了可能。
关键词：对数螺旋线，螺旋锥齿轮，加工工艺
Abstract
Based on the principle of gearing angle function, the base curve equation of logarithmic spiral curve was established, and the formation principle of the curve was demonstrated, and the mathematic characteristics of the curve were analyzed. According to the requires of curves in gearing analysis, when logarithmic spiral curve is used as flank curve and pitch curve, the basic qualities, such as velvet characteristic, nonintervention characteristic, continuous characteristic, was demonstrated; conjugate curve equation of logarithmic spiral curve was calculated, then the conclusion that the conjugate curve of logarithmic spiral curve is logarithmic spiral curve was drew.
According to the theory of Batrand curves, it is appropriate to analyze the conjugated curves on the pitch cone instead of conjugated profiles, consequently it was proved respectively that the contacting curve is logarithmic spiral and conjugated profiles is logarithmic spiral profiles. These assured fully the researching significance that the spiral angle is equal in every contacting point. The system of meshing theory of logarithmic spiral bevel gear was established by analyses, such as the meshing boundary function of conjugate flank, the induced normal curvature of conjugate flank mesh, etc.
Based on analyses of both similarities and differences between logarithmic spiral bevel gear and conventional spiral bevel gear, the design methods of bevel gears were studied, and the definition of geometric parameters and confirmation of basic parameters were given and computational methods of strength were analyzed. Based on above these, for bevel gears, the theory of gear-cutting and the processing methods in NC (Numerical Control) machine tools were researched further. After the questions, such as the positional relation, the relative motion between tools and gears to be machined, etc., were analyzed fully, the gearing equation of the bevel gear was verified from processing point of view, consequently the feasibility that the logarithmic spiral bevel gear is machined was proved, and the processing programme of the bevel gear was programmed in multi-axis NC machines, so the processing of the bevel gear was achieved. After the finished gear was examined and measured, it is true that the new type of spiral bevel gear, logarithmic spiral bevel gear, has the characteristic of well contact areas and the desired design purpose was achieved, so the transmission of logarithmic spiral bevel gear can be a new one in the area of spiral bevel gear transmission.
Key Words：Logarithmic spiral curve，Bevel gear，Processing technic
目 录
摘 要
Abstract
符号清单
引 言 (1)
1. 螺旋锥齿轮现代加工方法概况 (2)
1.1 国外螺旋锥齿轮加工的发展 (3)
1.2 国内螺旋锥齿轮加工的发展 (4)
2. 对数螺旋锥齿轮齿坯参数的确定及三维建模 (6)
2.1 齿坯基本参数的确定 (6)
2.2 齿轮三维建模过程 (6)
2.3 本章小结 (9)
3. 对数螺旋锥齿轮的切齿加工原理 (10)
3.1 齿轮的切齿原理 (10)
3.2大轮的展成法加工原理 (10)
3.3小轮的局部共轭加工原理 (13)
3.4 本章小结 (15)
4. 加工刀具参数的确定 (16)
4.1加工大轮刀盘参数的确定 (16)
4.2加工小轮刀盘参数的确定 (17)
4.3计算点的选取方法 (20)
4.4 本章小结 (22)
5. 齿轮加工机床参数的调整 (23)
5.1大轮机床参数的调整 (23)
5.2小轮机床参数的调整 (26)
5.3刀具与工件的相对运动关系 (28)
5.4加工对数螺旋锥齿轮中刀具走刀轨迹方程的分析与确定 (32)
5.5 本章小结 (36)
6. 对数螺旋锥齿轮加工实现 (37)
6.1加工调整参数的确定 (37)
6.2 对数螺旋锥齿轮加工工序 (37)
6.2.1 普通铣齿机加工工序 (38)
6.2.2 数控加工过程及程序编写 (38)
6.3齿轮样件的对滚检验及几何检测 (41)
6.4 本章小结 (43)
结论 (44)
参考文献 (45)
附录A加工图纸I (49)
附录B加工图纸II (50)
附录C对数螺旋锥齿轮检测证书 (51)
附录D普通螺旋锥齿轮检测证书 (52)
在学期间发表的课题相关论文 (53)
致 谢 (54)
符号清单
符号
物理意义 单位 β
螺旋角、啮合角 °/度 r 极径、矢径
t d 刀盘公称直径 mm/毫米 n p 齿轮法向周节 mm/毫米 t r
成形半径 mm/毫米 H V ， 刀位参数 n
单位法矢 i
传动比 tg i
滚切比 δ 节锥角 °/度 0r
起始极径 θ 极角
°/度 ∑
两节锥轴线夹角 °/度 i j k ，，
单位矢量 1Σ（），2Σ（）
啮合齿面
i o e L L L ，，
锥距 mm/毫米 z
齿数
W 刀顶距 mm/毫米 m
模数 12k k ，
诱导法曲率 τ
短程挠率
b 齿宽 mm/毫米 x 变位系数
d
分度圆直径 mm/毫米
引 言
齿轮传动作为一种传统、高效的传动形式很早以前就出现了，随着科学技术的进步，出现了一系列的齿轮传动形式，并形成了相应的齿轮啮合理论、设计、加工方法，这些工作都丰富和发展了齿轮传动理论体系。
对数螺旋线是一种具有实用价值的曲线，由于其优良的工程应用特性，在动力机械、设计造型、建筑等领域应用广泛，注意到这一点后，本课题结合对国外齿轮传动与发展的分析研究，将其引入到齿轮传动领域，并将其最优良的工程特性：同一条对数螺旋线上各点螺旋角处处相等，对数螺旋线和它的等距曲线全等，成功地应用到锥齿轮的齿面节线上，形成一种新型的齿轮传动形式——对数螺旋锥齿轮传动，试图解决目前螺旋锥齿轮传动中存在的不同啮合点处的螺旋角不相等带来的动力传递效率低、摩擦磨损严重、传动不平稳等的缺点
本课题以齿面节线为对数螺旋线的螺旋锥齿轮为主要研究对象，在分析研究了其啮合理论及传动设计参数后，对其加工工艺做了系统的分析研究。
对数螺旋锥齿轮的啮合理论和传动设计的研究成果对其加工工艺的研究提供了很好的理论依据，由于普通螺旋锥齿轮不论是在啮合还是在传动的平稳性上都存在较大的问题，造成使用寿命短的致命缺点，在此基础上提出了一种以齿向线为对数螺旋线的螺旋锥齿轮，不同于齿向线是圆弧线、渐开线和延伸外摆线的普通螺旋锥齿轮，这样其齿向线上各点螺旋角理论上就应该是处处相等的，大大的提高了其啮合及传动性能；而普通螺旋锥齿轮齿向线上各点的螺旋角是不相等的，因此用“名义螺旋角”来近似的修正齿形以改进啮合及传动不平稳的缺点，给加工制造上带来了很大的困难。上述的原因造成了现在绝大多数的螺旋锥齿轮都有相应的专用加工机床，这给齿轮的数控化加工及提高加工效率、精度方面带来了较大的难度。
本文在上述的一系列背景下对对数螺旋锥齿轮的加工制造工艺做了以下几方面的研究：
1. 结合对数螺旋锥齿轮自身特点，在满足其格里森齿制的条件下设计了一对对数螺旋锥齿轮的齿坯参数。
2. 利用三维建模软件根据上述参数建立了其三维模型，初步验证了设计参数的正确性。
3. 在以上两点完成的基础上详细的论述了对数螺旋锥齿轮加工方法的研究，并且确定了加工刀具参数和机床调整参数。完成了对数螺旋锥齿轮实体样件的加工。
4. 对该对齿轮的样件做了滚动检验及几何检测，验证上述工作的正确性和可行性。
1 螺旋锥齿轮现代加工方法概况
螺旋锥齿轮是机械传动中的重要零件，其在机械制造业中占有重要的地位，特别是在航空航天、汽车、船舶、工程机械等领域中更占有相当大的比重。由于螺旋锥齿轮具有传动平稳、承载能力高、重合度大、使用寿命长、在高速传动时的噪音和振动都比较小的特点，其应用领域正在不断扩大，在制造行业中有逐渐取代其他类型锥齿轮传动的趋势，因此对螺旋锥齿轮的设计和研究具有十分重要的意义。但螺旋锥齿轮的几何特性与啮合过程及其机床结构和加工调整都非常复杂,同时加工刀具、机床参数设置、加载变形和装配误差等各种因素都会引起其啮合、承载及振动性能的改变,使得在设计和制造中控制其质量和性能十分困难[1~3]。目前国外也只有美国格里森（GLEASON），瑞士奥利康（OERLIKON）和德国克林贝格（KLINGELNBERG）三家拥有该方面技术，各自保密互不公开，同时也形成了三种齿制：格里森齿制，奥利康齿制和克林贝格齿制，格里森齿制主要为双曲面圆弧收缩齿，采用单齿分度法加工，后二者为延伸外摆线等高齿，采用连续分度法加工，所以也把这三大齿制合并为准双曲面齿制和延伸外摆线齿制两大齿制[4,5]。
格里森（GLEASON）加工技术是以局部共轭原理为基础的。首先切出大轮齿面,然后选取一计算参考点求出与大轮齿面做线接触的小轮齿面在参考点处的位置、法向量以及法曲率等一阶、二阶接触参数,然后根据要求修正小轮齿面在参考点处的法曲率,并以此为基础来确定小轮切齿调整参数[6,7]。格里森（GLEASON）公司这种早期设计方法的明显不足是没有直接控制弧齿锥齿轮这种局部共轭齿轮齿面的二阶接触参数,使得选择齿面曲率修正量十分困难，可能要经过多次试切才能获得理想的啮合质量,对操作人员经验的依赖性较大。
克林贝格（KLINGELNBERG）公司生产的锥齿轮采用等高齿,连续分度加工,生产效率高，机床调整相对简单，可以实现鼓形齿接触，它的硬齿面刮削工艺，即用硬质合金刀具从淬火硬度达HRC58-62的齿面上切除很薄的一层金属，以获得消除热处理变形误差的方法，相对经济、高效[8~10]。而且机床的齿轮传动链短而刚性好，分度机构为双蜗杆驱动，分度元件精度和输入功率都高。但该项技术仅限于加工摆线齿锥齿轮。
随着计算机技术和数字控制技术的发展，高精度电子传动的实现，为高精、高效和柔性化的齿轮加工开辟了新的途径。目前国外齿轮机床迅速走向NC化，如日本在上世纪80年代用三年时间把机床数控化从7%提高到70%。齿轮机床数控化后，既可以简化机床机构，提高机床的刚性，又可以增加机床的柔性，扩大加工范围，还相应地提高了齿轮机床的加工精度，简化了操作。国内的螺旋锥齿轮加工主要采用机械式，由于螺旋锥齿轮齿面形状与加工原理比较复杂，使得对应的机床结构也非常复杂，除了含传动
链，展成链，分齿机构之外，还有变性机构或刀倾机构等，在加工过程中要想保证精确的齿面特性，还要调整机床的滚比挂轮，分齿挂轮，摆角挂轮，切削速度挂轮和进刀挂轮。而且这两种齿轮在传动过程中，只是在齿轮中部的螺旋角为标准螺旋角，而在其它部位均为近似值，从原理上都无法保证最合理的啮合[11,12]。因此，在实际加工中，必须经过复杂的调整和修正来弥补设计原理的不足，目前,齿轮的修形量和精度通常是凭经验确定,具有一定的盲目性。导致其制造工艺复杂、装备要求高、加工精度低等问题的存在。虽然国内外许多学者和专家都对螺旋锥齿轮机构在接触和制造技术、加工技术与设备改进、齿轮传动动力学与噪声研究等方面进行了大量的研究工作，但大多都集中在现有的准双曲面齿轮和延伸外摆线锥齿轮上，虽然有些学者提出了其它一些曲线作为螺旋锥齿轮的齿廓曲线，但都没从根本上解决现有齿轮存在的问题。综合以上这些因素给加工带来了一定的误差，从而增加了齿轮的加工周期和加工成本。而螺旋锥齿轮的数控加工机床主要依赖进口，对于螺旋锥齿轮数控铣床每台价格为80到120万美元，而磨床则高达200万美元，并且在引进后往往还需厂家带着零件去定货和委托编程，加工技术受制于人[13~15]。由于技术权益的原因，其原理和控制方法均未公开。而且，全数控系统的技术研究在国内刚刚起步。当要求齿轮副在高速重载且低噪的情况下运行时，若考虑力变形与热变形的影响，齿面形状将是一种非标准的齿形，常规的机械式加工方式难以胜任，一般需要使用特殊刀具来加工[16,17]。由于数控加工对机床运动的任意可控性，则能实现使用一般刀具对任意齿面形状的加工。特别是理论上可以实现齿面加工的任何运动的FreeForm型锥齿轮加工机床的出现,为齿面的设计、制造提供了更大的自由空间,为实现各种复杂的齿面修形、进行齿面误差补偿提供了可能性，这样就使得对新型螺旋锥齿轮的研究更加深入。
通过对以上情况的分析，本文将对一种新型的螺旋锥齿轮——对数螺旋锥齿轮的数控加工方法进行了深入研究[18,19]。对数螺旋锥齿轮的齿面节线是对数螺旋线的一部分，由对数螺旋线的性质可知，用对数螺旋线作为齿轮的齿向线，可以使齿轮在齿长方向上各点的螺旋角处处相等，均等于名义螺旋角，完全符合齿轮啮合的条件。因此，一对相互啮合的对数螺旋锥齿轮的传动更加平稳、承载能力更大、使用寿命更长、噪音更小。它的加工精度完全可以由现在的五轴联动数控加工机床来保证。该齿轮的齿制属于格里森齿制，所以我们是利用格里森齿轮的加工原理，在五轴联动数控机床上完成了对数螺旋锥齿轮的加工。
1.1 国外螺旋锥齿轮加工的发展
20世纪以来，齿轮的需求量已成几何数猛增，齿轮工艺也随之得以迅速发展。上世纪初期，德国创造了滚齿机，美国出现了插齿机，尤其是美国格里森(GLEASON)公司
的刨齿机和铣齿机的出现，使锥齿轮和双曲线齿轮的加工和应用得到了较大的发展；瑞士奥利康(OERLIKON)铣齿机出现了等高齿系列；航空、舰艇以及其他方面对齿轮传动提出了高速、重载、大功率的需求，以磨齿为代表的硬齿面加工技术开始出现。上世纪20年代，瑞士马格(MAAG)公司创造了磨齿机，随后，许多国家各类型的磨齿机和各种磨齿方法的研究相继出现。上世纪40年代，美国创造了剃齿机，为软齿面精加工作出了较大贡献。上世纪60年代，日本发展起来的大负前角硬质合金滚刀、超硬滚刀和蜗杆式珩磨是大型精密齿轮硬齿面加工的一项引人注目的新技术。自上世纪70年代以来，各种齿轮的制造精度，普遍提高1级左右，有的甚至2-3级，如机床齿轮由6-8级提高到4-6级。轮齿修形的加工工艺是目前大功率、高速、重载齿轮制造所需解决的重要课题。此外，硬齿面加工，尤其是大型硬齿面齿轮的切齿与热处理工艺的发展，如超硬切齿、滚内齿、成形磨齿、大模数齿轮珩齿、弹性砂轮抛光以及深层渗碳等新工艺，正在生产上不断地试验与应用。国外近代齿轮的加工工艺的发展主要有以下两方面：硬齿面制造技术仍居主导地位，国外发达国家的工业齿轮，表面硬化和整体淬火调质硬度在HB350上下的所谓中硬齿面几乎已完全取代硬度低于HB300的软齿面。瑞士和德国多数采用渗碳淬硬磨齿工艺，以求用最少的材料消耗取得高承载能力；美国和德国某些公司，在大量应用渗碳磨齿技术的同时，根据自身情况及产品要求仍有不少采用滚—剃—氮化；滚—剃—对研或中硬滚，这就形成一种以渗碳磨齿为主，多种工艺并存的技术多样化局面，欧洲一些厂家开发高精度硬齿面刮削技术，如马格公司的SH250/300S （H）系列插齿机可加工精度DIN5级，粗糙度为0.32，最大模数50mm，直径7350mm 的大型齿轮，这些进展和趋势宣告了由磨削工艺垄断硬齿面齿轮精密加工的局面已被打破。
计算机及其他微电子技术在齿轮设计、制造、热处理与实验过程控制和生产管理等方面广泛应用，技术日臻成熟、效果显著。1973年，OERLIKON公司首次将PLC控制技术应用于S17机床中,标志着螺旋锥齿轮切削机床进入了简单的数控阶段。上世纪八十年代中期，GLEASON公司率先推出Free-Form结构型的Phoenix凤凰系列数控螺旋锥齿轮铣齿机、磨齿机。这类全数控螺旋锥齿轮加工机床实际上是一种五轴联动的万能机床,可加工各种齿制的螺旋锥齿轮齿面,除了更换刀盘和夹具、工件外,整个加工过程都是自动的,加工精度比传统机床可提高1-2级[20~22]。目前已经生产出最新系列的凤凰Ⅱ型切齿机、磨齿机。与凤凰机配套，GLEASON公司推出了其先进的数字化圆锥齿轮制造技术——格里森圆锥齿轮制造专家系统GEMS。GEMS是基于计算机网络的一体化制造系统,它将格里森公司现有软件模块集成,实现工程工作站和GLEASON数控机床之间的信息互换和共享。在凤凰机问世不久，OERLIKON公司和KLINGELNBERG公司也分别推出了CNC锥齿轮加工机床。
1.2 国内螺旋锥齿轮加工的发展
我国对螺旋锥齿轮加工的研究仍集中在“格里森”机床方面，而且起步较晚，从70年代才开始引进美国格里森公司的齿轮机床，对格里森公司的计算公式进行了推导和改进。我国原机械工业部把“格里森成套技术研究”列为重点科研项目，组织许多高等院校和科研机构进行攻关。经过“七五”、“八五”，基本上摸清了格里森齿轮的理论基础和加工原理，仿制苏联凯陵斯基等人设计的525，528等型号铣齿机而后生产了Y2140，Y225，Y228型弧齿锥齿轮机床。该类机床的传动系统复杂，主要通过齿轮间的啮合来传递运动，并且传动链较长，一旦有误差产生，将会影响整个传动链，造成锥齿轮的制造误差。该类铣齿机的传动系统由5个运动构成：(1)刀盘旋转运动，(2)进给运动，(3)滚切运动，(4)分度运动，(5)摇台摆动，这五个运动之间相互影响。机床在加工齿轮之前，必须进行调整，并且调整复杂，有时还须反复调整。因此加工费时，生产周期长。这严重影响了锥齿轮的质量和加工效率。由于NC技术的巨大优势，国内生产数控齿轮机床的厂商己有5、6家，但是他们的数控系统仍以引进Fanuc公司和Siemens 公司为主，主要是在原机床结构基础上进行局部数控化。由于螺旋锥齿轮加工自身的特点，这些通用的数控系统不能充分发挥其性能，CAD与CAM未能实现一体化，价格也较贵。机床控制参数的计算结果在很大程度上取决于计算者的经验和技术水平，这样就限制着螺旋锥齿轮的应用和发展。如果依靠进口，机床价格更贵，并且他们对此也实现技术封锁，这对于我国齿轮机床的应用极为不利[23,24]。1999年,我国秦川机床厂与西安交通大学联合研制了YH2240型数控螺旋锥齿轮铣齿机。中南大学齿轮研究所分别于1999年和2001年研制成功了YK2212和YK2245六轴五联动数控铣齿机。2005年底,我国自主建设的第一条螺旋锥齿轮数字化加工闭环生产线在湖南中大创远建成,并投入规模化生产,改变了过去高档全数控螺旋锥齿轮机床全部依赖进口的局面。虽然数控螺旋锥齿轮机床与传统的机械式机床相比有很多优点,但高昂的价格使其在短期内很难普及[25~27]。当前，在螺旋锥齿轮理论方面的研究单位主要有以下几个：重庆大学机械传动国家重点实验室，西安交通大学，中南大学，华中科技大学。他们主要从事齿轮设计齿面接触分析，齿面加载分析，齿面加工原理等方面的研究，取得了一定成果，但与实际应用方面还有一些差距。
2 对数螺旋锥齿轮齿坯参数的确定及三维建模
本章根据对数螺旋锥齿轮啮合原理、传动理论及其参数的设计方法，进而确定齿轮齿坯的基本参数，并且在此基础上利用三维建模软件按照齿轮参数进行齿轮的三维建模工作。
2.1 齿坯基本参数的确定
通过对对数螺旋锥齿轮基本参数和传动关系的分析，考虑制造上的方便和利于与现有同参数的普通螺旋锥齿轮进行对比分析，特参考现有的一对普通螺旋锥齿轮，按其设计参数确定出待加工的一对对数螺旋锥齿轮的参数及几何尺寸如下表（未标明单位均为mm ）。
表2.1 对数螺旋锥齿轮尺寸表 参数名称 参数符号
参数值
齿数 Z
121314Z Z ==，
节锥角 δ o o 1242484712δδ′′==，
大端模数 s m
7.72
分度圆直径 d
12100.36108.08d d ==，
齿形角 α o 20 传动比 i
1.08 螺旋角 β
o 3952′ 齿宽 b 23 齿顶高 a h
5.4
齿根高 f h
6.95
顶锥角 a δ o o 1248115235a a δδ′′==， 根锥角 f φ
o o 1237254149f f φφ′′==，
轴交角 ∑ o 90 齿全高 h 12.35
齿顶圆直径 a d 12108.28115.42a a d d ==，径向变位系数 x 0 大端理论齿厚 S 12.1 齿顶高系数 *a h 0.7
切向变位系数
c x
2.2 齿轮三维建模过程
为验证设计时对数螺旋锥齿轮的可行性，并出于加工的考虑按对数螺旋锥齿轮的设计特征应用三维建模工具Pro/E建立其三维模型。
以对数螺旋锥齿轮大轮的建模为例，小轮的建模方法与大轮相同。具体的建模过程分为以下几步（如图2.1）：
1. 创建基本曲线；
2. 创建齿轮花键孔；
3. 创建基准面；
4. 创建对数螺旋线；
5. 扫描轨迹线；
6. 创建齿轮大端渐开线；
7. 创建小端渐开线；
8. 选取第一截面；
9. 选取第二截面；10.生成第一个轮齿；11.阵列轮齿；12.完成齿轮模型。
(a) (b)
(c) (d)
(e) (f)
(g) (h)
(i) (j)
(k) (l) 图2.1 对数螺旋锥齿轮建模过程
按上述过程所建立的对数螺旋锥齿轮大小两轮的三维实体模型如图2.2
(a) (b)
图2.2 对数螺旋锥齿轮实体模型
2.3 本章小结
? 通过对数螺旋锥齿轮参数设计的分析以及比照普通螺旋锥齿轮的参数设计方
法，确定了对数螺旋锥齿轮齿坯的基本参数值。
? 利用三维建模软件Pro/E 结合上述参数的确定对齿轮进行了实体建模，直观的
反映了对数螺旋锥齿轮外观特征，验证了上述参数设计的合理性，为齿轮的加工提供了前提条件。
3 对数螺旋锥齿轮的切齿加工原理
对数螺旋锥齿轮属于两大齿制中的格里森齿制，所以它的切齿加工的基本原理与格里森螺旋锥齿轮的加工原理类似。而普通的格里森螺旋锥齿轮在加工过程中，刀具只要满足两个组合运动：绕摇台中心的公转和绕刀具轴线的自转即可完成对工件齿轮的切齿加工，这样切出的齿轮齿向线上各点的螺旋角互不相等，而且大小端的差别很大，一般的格里森齿制的轮齿的大、小端螺旋角相差值约为o o 812?，在实际应用中是以其齿廓中点的名义螺旋角作为齿轮的实际螺旋角[28,29]。而本文所研究的对数螺旋锥齿轮其齿廓同一齿向线上各点的螺旋角处处相等，所以在加工过程中用传统的机床是很难实现的，因此它的刀具切削走刀路径是保证螺旋角处处相等的关键因素，也是本课题的难点。
3.1 齿轮的切齿原理
为保证轮齿的加工质量，锥齿轮的加工方法多采用的是展成法。具体的可分为直接展成法和间接展成法，螺旋锥齿轮大轮的加工通常采用直接展成法加工而成，为了提高生产效率，大轮采用双面法加工，即用安装有内切片和外切片的双面刀盘同时切出轮齿的两侧齿面。由于加工刀盘轴线位置的不平行，使小轮不能用直接展成法加工，而必须应用“局部共轭原理”来进行切齿。
展成法加工锥齿轮时，加工刀具与被加工齿轮之间的传动相当于一对啮合的锥齿轮传动，为了使刀具易于制造及机床结构易于实现，加工锥齿轮的过程并不是一对普通锥齿轮啮合过程的简单再现，通常把其中与加工刀具相对应锥齿轮转化成平面齿轮，也就是产形轮。其节平面上的齿线可以是通过圆心的直线(直齿锥齿轮)、可以是不通过圆心的直线(斜齿锥齿轮)，也可以是偏心的圆弧(弧齿锥齿轮)，还可以是其它形状。两个锥齿轮若都能与同一个平面齿轮相啮合，则这两个锥齿轮就能够彼此啮合。因此，机床结构必须使加工过程实现一个锥齿轮与一个平面齿轮的啮合过程[30~32]。也就是说机床上虚拟的设置了一个假想平面齿轮（产形轮）与工件对滚，以形成渐开线齿廓；而被加工齿轮的齿向线形状，则取决于刀具切削刃所形成的假想平面齿轮的齿线形状。
3.2大轮的展成法加工原理
对数螺旋锥齿轮大轮的展成法采用了产形轮的加工原理，此时产形轮的节锥角等于
o 90（如图3.1），节锥变成了一个平面12P PP ,称为平面产形齿轮，简称平面齿轮，又称作冠轮、冕轮等。在平面啮合原理中已知：当齿轮的基圆变为无穷大时，齿轮就变成齿条。平面锥齿轮的形成与齿条的形成相类似，并在圆锥齿轮用展成法加工的滚切加工过
程中，所谓的平面锥齿轮实际上与齿条有类似的作用。因此，可将平面锥齿轮看成是在平面上卷成的环状齿条，但是此种环状齿条除了是环状的外，对渐缩齿锥齿轮来说，其轮齿沿锥顶O 的方向是逐渐收缩的，并且它的齿廓表面的形成过程与圆锥齿轮齿廓表面的形成过程一样，因此，从理论上说应该是球面渐开线齿廓。在圆锥齿轮传动的齿廓表面的形成过程中，啮合面与两个基锥相切并且分别沿两个基锥滚动形成共轭的齿廓表面。
图3.1 平面锥齿轮 图3.2 切齿原理图
图3.1中，啮合面'I I ?是一平面，它与节平面12PPP 的交角就是啮合角α。啮合面与球面交线是一个通过球心O 的大圆，称为平面锥齿轮的啮合线。啮合面与两个基锥
OIJ 及'OI J 相切。两个基锥分别与球面交于IJ 及''I J 处，交线是两个称为基圆的圆，
两个基圆IJ 和''I J 都平行于节平面。当啮合面沿着基锥滚动时，其上的OP 线的轨迹，则构成平面锥齿轮的球面渐开线锥表面，而其上的一点P 则画出了球面渐开线'CPC 。对于对数螺旋锥齿轮的切齿原理是按照下述思路进行的，一对相配齿轮A 与B 分别和一个共同的平面锥齿轮相啮合，如图3.2所示。一个在平面锥齿轮之上，一个在平面锥齿轮之下。这样，由于齿轮A 与齿轮B 分别与这样两个平面锥齿轮相精确啮合，它们之间也必定能够精确啮合。但是在圆锥齿轮加工机床上，并不真的有一个平面锥齿轮与被切齿轮相啮合，而只有机床的回转摇台和位于摇台上一定位置的切削刀具[33,34]。如图3.3所示，当摇台以一定速度旋转，即切削刀具以一定的速度和沿着特定的轨迹运动，从而和被切齿轮构成对滚运动时，机床摇台相当于平面锥齿轮的齿面，在摇台上作切削动作的刀刃相对于摇台的运动轨迹形成的是平面锥齿轮的轮齿，摇台的旋转轴心是假想平面锥齿轮的轴心。在切削过程中，铣刀盘安装在摇台上的一定位置，它们与摇台中心之间的距离是可以调节的，以满足不同的被切齿轮的不同要求。
摘要：干切加工是未来金属切削加工发展趋势之一。近年来，特别是工业发达国家，非常重视干式切削，为了贯彻环境保护政策，更是大力研究开发和实施这种新型加工方法。本文针对457E1H等高齿制产品，通过优化产品设计、材料质量控制、加工过程调整及试验，实现了目标产品干切加工工艺的稳定应用。干切工艺主要特点：生产投资少，无需冷却液，辅助成本减少，有利于环保；切削速度高，大幅度提高加工效率；采用硬质合金表面AlCrN涂层的刀具，可重磨次数以及每次重磨刀具寿命均高于传统高速钢刀具；单件制造成本低于湿切加工；有利于改善齿轮表面加工质量。 关键词：螺旋锥齿轮 干切加工 绿色制造 生产效率 中图分类号：TG506；U463.218+.1 文献标识码：A 螺旋锥齿轮干切加工技术研究 中国第一汽车股份有限公司技术中心 李冬妮 袁照丹 高志勇 高洪彪 传统螺旋锥齿轮的切齿通常采用湿切方法。随着机床、刀具、材料的发展，高效、高精度、节能、环保、低成本后桥齿轮制造成为现实。20世纪80年代末期，美国格里森公司推出螺旋锥齿轮干切技术，自此以后，国外围绕螺旋锥齿轮切齿技术进行了大规模的技术改进，使该技术在国外得到了广泛的应用。一汽技术中心引进切齿设备以来，一直致力于针对生产厂现有齿轮产品开发国产刀具、实现干切制造技术稳定应用的研究工作。到目前为止，已经完成了批量生产应用考核，并在提高加工效率、提升产品质量、降低制造成本方面取得了阶段性成果。 1 影响螺旋锥齿轮干切齿稳定实现的主要因素 1.1 工件材料 为满足产品使用性能需求，零件材料有多方面的质量控制指标，包括化学成分、淬透性、纯净度（氧含量）、晶粒度、硬度、金相组织等，这些控制指标都直接影响齿轮热处理变形和最终产品疲劳性能。其中，对干切过程产生重要影响的主要因素如下。 a.原材料的低倍组织级别。 b.齿坯的硬度及其均匀性、一致性。 c.齿坯的带状组织级别及粒度。 1.2 刀具 刀具是实现干切过程的要素之一。国外干切技术的推广应用也得益于当前工具及其相关技术的发展。 螺旋锥齿轮干切过程要求应用刀具具备优良的抗冲击性和高温耐磨性，这需要几方面性能匹配。 a.刀具设计：在满足产品性能基础上，最大化提高刀具寿命，包括增加刀尖圆角半径、加大刀顶宽设计等。 b.刀具材料：采用硬质合金材料，在选择刀具材
小齿轮切削加工工艺设计 说明书 课程设计题目：小齿轮 前言 齿轮是工业生产中的重要基础零件，其加工质量和加工能力反映一个国家的工业水平。实现齿轮加工的数控化和自动化，加工和检测的一体化是目前齿轮加工的发展趋势。齿轮加工机床是加工各种圆柱齿轮、锥齿轮和其他带齿零件齿部的机床。齿轮加工机床的品种规格繁多，有加工几毫米直径齿轮的小型机床，加工十几米直径齿轮的大型机床，还有大量生产用的高效机床和加工精密齿轮的高精度机床。齿轮加工机床广泛应用在汽车、拖拉机、机床、工程机械、矿山机械、
冶金机械、石油、仪表、飞机和航天器等各种机械制造业中。本课程设计的是小齿轮，其具体设计内容下文将做详细介绍。
目录 机械加工说明书 (1) 前言 (1) 1. 分析零件工作图和产品装配图 (4) 2. 工艺审查 (4) 3确定毛坯的种类和制造方法 (4) 4.拟定机械加工工艺路线 (5) 4.1选择定位基准 (5) 4.3安排加工顺序以及热处理 (7) 4.4检验 (8) 5.确定各工序所需的机床和工艺设备 (8) 6.确定各工序的加工余量，计算工序尺寸和公差 (9) 7.参考文献 (10)
1. 分析零件工作图和产品装配图 阅读零件工作图，以了解产品的用按在途、性能及工作条件，明确产品在零件中的位置、公用及其主要技术条件。 该小齿轮是与齿数为129的大齿轮配合使用，属于高速级齿轮，其齿面受力较大，所以加工的时候需满足有一定的强度要求。 2.工艺审查 该小齿轮主要技术参数有：齿轮类型属于渐开式直齿圆柱齿轮，材料是40MnB，齿数为24，模数为6，压力角为20°，齿顶高系数为1,顶隙系数为0.25，制造精度7-7-7GK，配对齿轮齿数129，以及配对后的中心距为459。材料需要调制处理。零件图如上图所示。 分析零件图可知，齿轮的最高粗糙度要求为Ra3.2,为零件图所示齿轮右端面、内孔面、键槽两侧面、轮齿齿面。为满足零件的粗糙度要求，零件图所示齿轮右侧面需先进行粗车，然后进行精车；键槽两侧面的粗糙度要求，在进行插键槽的过程中即可得到保证；齿轮轴孔须经半精铰才可满足粗糙度要求；轮齿齿面的粗糙度要求需有粗磨予以满足。零件图上，轴孔左端面和齿轮齿顶的粗糙度要求均为Ra6.3，根据各加工方法表面粗糙度表分析，需对这两个表面进行半精车。其他面在粗车后即可满足粗糙度要求。综上所述，除了齿轮齿面需要粗磨之外，其他表面都可将精车、半精车或精铰作为终加工，来满足零件的粗糙要求。切削齿轮需要用到的设备有车床、滚齿机、磨齿机、插床、钳工台等。 3确定毛坯的种类和制造方法 对已如图块状金属一般选择铸造制作毛坯，但是由于齿轮属于特殊零件，需要高强度要求，一般的经济铸造无法满足设计要求，所以毛坯应该选择锻造成型。 各类毛坯的特点
第一章弧齿锥齿轮及弧齿锥齿轮啮合的基本概念 齿轮的种类有很多五花八门。从齿形上分有渐开线齿轮、圆弧齿轮和其他曲线齿轮。从齿向上分有直齿齿轮、斜齿齿轮和圆弧齿齿轮。还有一类比较特殊的齿轮就是我们在下面将要介绍到螺旋锥齿轮。 螺旋锥齿轮目前我们能接触到的主要有两种，一个是圆弧齿锥齿轮（也叫收缩齿锥齿轮），另一个就是延伸外摆线锥齿轮（也叫等高齿锥齿轮）。下面我们主要讨论的是圆弧齿锥齿轮。 首先我们介绍3个名词： 模数 模数是齿轮的一个基本参数，通俗讲模数越大，齿轮的齿距就越大，齿轮的轮齿及各部分尺寸均相应增大。当一个齿轮的齿数为Z，分度圆直径为D，分度圆上的齿距为P时，则其分度圆的周长应为：Π D=PZ。则该齿轮的分度圆直径为： D=PZ/Π 上式中含有无理数Π，为了设计和制造的方便，我们规定M= P/Π，称M为模数。圆弧齿锥齿轮以大端模数作为齿轮的公称模数。
螺旋角 圆弧齿锥齿轮齿面节线上任意一点的切线与该点向量半径之间的夹角，我们称之为该点的螺旋角。而我们平常所称弧齿锥齿轮的螺旋角实际为该齿轮节线中点的螺旋角(图1-1)。 图1-1 圆弧齿锥齿轮的螺旋方向即为：从齿轮正面对着齿面看，轮齿中点到大端的齿线是顺时针方向的称为右旋齿，轮齿中点到大端的齿线是逆时针方向的称为左旋齿(图1-2)。 我们要记住一对相啮合的弧齿锥齿轮，一定是其螺旋方向相反，而螺旋角的数值相等。螺旋方向的选择一般是使其轴向力的作用方向离开锥顶，使一对齿轮在传动过程中有分离倾向，从而使齿侧间隙增大，轮齿不至于卡住。
1-2 图 1-4)1-3、图节线（节面）(图无论是圆柱齿轮还是圆锥齿轮都可以抽象成两个对于齿轮来说，圆柱体或圆锥体之间的纯滚动。它们的半径由所要求的速度比值决定，此半径所确定的圆称为节圆，所确定的圆锥母线称为节线。 1-3 图
螺旋锥齿轮的现代加工方法及其探讨 发表时间：2019-02-25T09:09:11.657Z 来源：《防护工程》2018年第32期作者：丁元兴 [导读] 螺旋锥齿轮本身是一种以稳定的传动比平稳、低噪声驱动的传动部件。 南京高精齿轮集团有限公司江苏南京 210012 摘要：螺旋锥齿轮本身是一种以稳定的传动比平稳、低噪声驱动的传动部件。它具有传动效率高、承载能力强、电弧重叠系数大、传动比稳定等优点。通过弧齿锥齿轮加工工艺以及对加工质量的探索，希望能为后续研究提供一些参考。 关键词：螺旋锥齿轮；加工方法；措施 前言 螺旋锥齿轮的齿面为弧形，并且每一个点的螺旋角都是在变化的，所以加工的质量不够的稳定，进而成为机械制造中的一大难题。所以，深入的了解螺旋锥齿轮的加工工艺，分析螺旋锥齿轮的加工质量，对于螺旋锥齿轮的了解有着重要意义。 1螺旋锥齿轮的主要加工方法分析 螺旋锥齿轮适用于非平行轴之间的传动，具有重叠系数高、结构紧凑、负载能力强、传动相对平稳、可以实现较大的传动比等优势，因此被广泛的应用到汽车、舰船、石油钻探、矿山机械、重载武器、航空航天等装备动力驱动系统中。在全球工业快速发展的时代，螺旋锥齿轮作为传动系统中的主体部分，仍被视作机械系统中不可或缺的传动零件。螺旋锥齿轮是通过齿面接触实现动力传递，因此齿面的几何特征决定了螺旋锥齿轮的传动性能。从理论上讲，螺旋锥齿轮的两齿面在完全共轭的情况下其承载能力最大且没有传动误差，但是在实际的加工制造与安装过程中存在一定的误差，因此实际采用的是螺旋锥齿轮齿面的局部共轭接触，即齿轮副接触瞬时，两个齿面理论上只在一点（该点弹性变形形成局部接触区域）满足共轭接触条件。 螺旋锥齿轮的主要加工方法是基于产形轮与被加工齿轮的共轭啮合原理进行端铣法加工，根据螺旋锥齿轮的加工原理与切齿方法，可以将其分为格里森的弧齿锥齿轮、原奥利康和克林贝尔的摆线齿锥齿轮。目前螺旋锥齿轮加工主要是在全数控铣齿机上完成，在加工过程中为实现所加工的齿轮齿面是局部共轭接触，需要计算铣齿机床的调整参数、刀具参数以及接触区特性参数之间的非线性不定特性，这就使螺旋锥齿轮的切齿调整参数计算与齿面接触区误差修正非常复杂，此外还要求参与加工制造的工作人员要有相对较好的专业技能与操作技能。由于螺旋锥齿轮齿面成型机理也比较复杂，造成了数控加工机床的结构相对比较复杂，对于铣齿机除了一般机床的传动机构外，还需要展成链机构、刀倾机构、分齿机构以及变性机构等，在切削过程中需要端面铣刀盘和齿轮主轴联动才能进行齿轮的展成加工。螺旋锥齿轮都是成对的加工，因此必须成对的使用，其互换性相对较差，如果一个齿轮出现了问题，也必须成对的更换，造成了材料的极大的浪费，螺旋锥齿轮的整个切削加工过程需要耗费大量人力、物力且生产周期相对较长，而且全数控铣齿机的价格昂贵动辄就要人民币三四百万，尤其对于直径超过1米的大规格齿轮，以上问题就显得更为突出。在加工小批量螺旋锥齿轮时，机床的开机率严重不足，机床大部分时间处于闲置状态，非常不适合小批量与特殊规格的螺旋锥齿轮生产需求。 2螺旋锥齿轮加工工艺 2.1五刀法加工 目前，在国内螺旋锥齿轮加工最常用的就是五刀法，也称之为固定安装法。随着世界汽车工业的不断发展，汽车齿轮加工技术也进行了变革，在圆弧收缩齿轮中，最早使用的就是五刀法切削螺旋锥齿轮。所谓五刀，就是大小轮切齿需要使用五道工序，分为五个步骤才可以将大轮和小轮粗精切完成，属于传统的加工方式之一，其接触区域是在小轮两侧面分别进行调整，相互之间不会产生影响，技术也非常成熟。在进行大批量的生产环节，每一组都会使用五台以上的机床，加工一对齿轮需要进行五次的装卸，调整工作量较大，转换品种的时间较长。 2.2两刀法 两刀法实际上就是在螺旋锥齿轮切齿工艺，使用两刀就可以完成大轮和小轮的粗精切。主要的加工工艺为全工序法和端面滚切法。现代改革国家利用传统的螺旋锥齿轮副分度锥角不变位，并且节锥角重合，反映在当量齿轮副上市高度变位以及切向变位的齿形；其受到的齿数和螺旋角较小的时候，就无法满足双齿对传动、等速传动时候不变位的限制。使用两刀法进行加工的时候，小轮凹面依旧会选择原单面法加工的机床调整好参数，其加工的过程与结果都和原本的单面法加工保持一致，并且可以确保主传动面的精度。在进行小轮凸面加工的时候，可以使用数控铣齿机，虽然其改变了刀盘的直径，但是利用刀盘中心轨迹运动，就可以实现对角向刀位和径向刀位的调整，从而满足设计的齿长曲率。而两刀法加工接触区域调整不再是难题，另外因为两刀法加工选择的是两台机床作为一组，在加工中仅仅需要对齿轮进行两次装卸，其加工的时间很短，并且生产效率较高，所以应用越来越广泛。 2.3数控技术 随着锥齿轮加工技术的发展与成熟，直至今日，螺旋锥齿轮已经拥有接近百年的历史。最近二十多年以来，数控与信息化技术的使用从根本上改变了螺旋锥齿轮加工机床的结构与性能。就数控螺旋锥齿轮机床而言，其加工精度才是对机床是否合格或者是高档进行检验的最终目标。数控螺旋锥齿轮机床的加工精度会受到诸多因素的影响，其中，空间精度就是最重要的一个因素。数控铣齿机的加工按照计算机对伺服电机的控制，就可以实现分度以及主轴的联动功能，其操作相对简单，并且效率非常之高，但是相应的机床成本和刀具成本也会随之提升。随着切齿调整计算机分析软件以及机床的数控技术发展，对于调整计算准确度、调整参数以及提升数控机床定位精度都极为方便。但是螺旋锥齿轮的设计加工本身相对复杂，如果选择普通的机床进行加工，无法满足其效率和精度的要求；但是如果对于螺旋锥齿轮进行加工使用数控机床，则可以满足加工精度要求，提升机床本身的自动化程度，进一步增强机床的加工适应力，极大限度地满足市场的需求。 3刀具误差与螺旋锥齿轮齿面误差关系分析 3.1刀具直径误差对齿面误差影响 以螺旋锥齿轮齿轮刀方程为依据，能够判断出刀具形状与大小都对刀盘半径与刀片齿形角有着直接影响，所以针对其数控加工刀具盘状铣刀进行误差分析，一方面从半径误差考虑，一方面从刀盘齿形角误差角度考虑。从数控加工刀盘半径误差角度考虑，则直接造成刀面
齿轮加工工艺卡 附表1 机械加工工艺卡片 机械加工工艺过程卡片产品型号零（部）件图号 产品名称小伞形齿轮零（部）件名称小伞形齿轮共（3）页第（1）页 材料牌号20CrMnTi 毛坯种类型材毛坯外型尺寸φ14.7mm×54.2mm每毛坯可制件数 1 每台件数 1 备注 工序号工序 名称工序内容车间工段设备工艺装备 工时 准终单件 1 型钢金工 2 下料金工切割机专用切割夹具，游标卡尺 3 粗铣粗铣齿轮轴两端面，金工X51 专用铣夹具，游标卡尺，面铣刀 4 半精 铣 半精铣齿轮轴两端面及钻中心孔金工X51专用铣夹具，游标卡尺，面铣刀 5 粗车在车床上双顶尖装夹工件，粗车台阶轴φ8和φ6金工C6140 专用车夹具，游标卡尺，外圆车刀描图 6 粗车调头，在车床上双顶尖装夹工件，粗车φ12.7外圆金工C6140 专用车夹具，游标卡尺，外圆车刀 7 半精 车在车床上双顶尖装夹工件，半精车台阶轴φ8和φ6，及切4 个槽，倒角 金工C6140 专用车夹具，游标卡尺，外圆车刀 描校8 半精 车 调头，在车床上双顶尖装夹工件，半精铣齿轮锥端面金工C6140 专用车夹具，游标卡尺，外圆车刀 9 精车在车床上双顶尖装夹工件，精车φ6金工C6140 专用铣夹具，深度游标卡尺，卡规， 外圆车刀 底图号10 铣槽金工X51 专用铣夹具，游标卡尺，槽铣刀 11 粗铣粗铣齿轮金工X51 专用铣夹具，游标卡尺 装订号12 半精 铣 半精铣齿轮金工X51 专用铣夹具，游标卡尺 标记处数更改文 件号签字日期标记处数更改文件 号 签字日期
附表1 机械加工工艺卡片（续） 机械加工工艺过程卡片产品型号零（部）件图号 产品名称小伞形齿轮零（部）件名称小伞形齿轮共（3）页第（2）页 材料牌号20CrMnTi 毛坯种类型材毛坯外型尺寸φ14.7mm×54.2mm每毛坯可制件数 1 每台件数 1 备注 工序号工序 名称工序内容车间工段设备工艺装备 工时 准终单件 13 热处 理 渗碳淬火，有效渗层0.3-0.5. 热处理车间淬火机 14 磨削先磨削φ8m6段，再磨削φ8h6 金工外圆磨床专用磨床夹具，游标卡尺 15 清洗金工清洗机 16 终检塞规，百分表，卡尺等 描图 描校 底图号 装订号 设计（日期）审核（日期）标准化（日期）会签（日期） 标记处数更改文 件号签字日期标记处数更改文件 号 签字日期 附表2机械加工工序卡片
第一章绪论 对于我们即将毕业的毕业生来说毕业实践是极其重要的，它对以后我们走上工作岗位非常有帮助。对于我们机械工程系的学生来说，在以后的工作学习过程中做关于夹具的设计工作是很正常的，在此，我对锥齿轮轴零件的工艺过程及夹具进行课程设计。 在此次设计的过程中，需要广泛的搜集多种资料和标准，另一个灰常重要的设计为专用的夹具的设计。 夹具是工厂车间里使用比较普遍的一种设备,其可分为检验夹具，装配夹具，焊接夹具，和机床夹具等种类。 1.1机床夹具在机械加工中的作用 产品在加工前，要先对工件进行正确的装夹。 工件的装夹方法：1、使用夹具装夹工件；2、把工件装夹装在机床的花盘或者工作台的上面。 采用第二种方法装夹工件时，先在工件表面上划线(按图样的要求)，定出加工表面的加工位置和加工尺寸。此种方法不要求使用专用装备，但效率较低，一般用于小批量生产。通常都是使用夹具在的大批量生产过程中。 使用夹具装夹工件有以下优点： 1、工件的加工的精度能得到较高的保证。 2、劳动生产率可以得到提高：夹具中装夹后的工件的刚性得到提高，所以可以使劳动生产率得到提高，切削用量得到加大。 3、能扩大机床的使用范围 1.2机床夹具的分类 机床夹具的种类比较多，有以下几种通常被采用的分类方法可以对机床的夹具进行分类。 1 通用夹具 通用夹具是指已经进行过标准化的，能够加工特定范围内的不同的种类工件的夹具。 2专用夹具 专用夹具是指专门为了特定的工件的某道指定的工序而进行设计制造出的夹具。通常在批量生产过程中使用专用夹具。 3可调夹具 可调夹具是指夹具的某些元件可以更换或者可以调整，从而可以适应多种工件加工的夹具。对其可以分作成组夹具和通用可调夹具两类。 4组合夹具 组合夹具是指采用标准化的组合而成夹具部件和元件。 5拼装夹具
目录 0 前言 (1) 1 装载机主动螺旋锥齿轮的服役条件及性能要求 (1) 1.1 主动螺旋锥齿轮零件的服役条件 (2) 1.2 主动螺旋锥齿轮的性能要求 (2) 1.3主动螺旋锥齿轮的技术要求 (6) 2 主动螺旋锥齿轮材料的选择 (3) 2.1 齿轮材料选择的基本原则 (3) 2.2 主动螺旋锥齿轮常用材料 (4) 2.3 选出主动螺旋锥齿轮材料 (5) 3 20CrMnTi螺旋锥齿轮加工工艺制定及分析 (6) 3.1锻造 (6) 3.2 正火 (6) 3.3 高温回火 (7) 3.4 渗碳 (7) 3.5淬火及低温回火 (9) 3.6 喷丸处理 (10) 3.7 磨齿 (10) 4 锥齿轮热处理过程可能产生的缺陷及预防措施 (11) 5 锥齿轮使用中可能出现的失效形式及分析 (13) 6 心得体会 (15)
装载机主动螺旋锥齿轮材料的选择及工艺设计 0 前言 装载机是一种广泛用于公路、铁路、建筑、水电、港口、矿山等建设工程的土石方施工机械，它主要用于铲装土壤、砂石、石灰、煤炭等散状物料，也可对矿石、硬土等作轻度铲挖作业。换装不同的辅助工作装置还可进行推土、起重和其他物料如木材的装卸作业。在道路、特别是在高等级公路施工中，装载机用于路基工程的填挖、沥青混合料和水泥混凝土料场的集料与装料等作业。此外还可进行推运土壤、刮平地面和牵引其他机械等作业。由于装载机具有作业速度快、效率高、机动性好、操作轻便等优点，因此它成为工程建设中土石方施工的主要机种之一。 装载机的铲掘和装卸物料作业是通过其工作装置的运动来 实现的。装载机工作装置由铲斗、动臂、连杆、摇臂和转斗油缸、动臂油缸等组成。整个工作装置铰接在车架上。铲斗通过连杆和摇臂与转斗油缸铰接，用以装卸物料。动臂与车架、动臂油缸铰接，用以升降铲斗。铲斗的翻转和动臂的升降采用液压操纵。 装载机作业时工作装置应能保证：当转斗油缸闭锁、动臂油缸举升或降落时，连杆机构使铲斗上下平动或接近平动，以免铲斗倾斜而撒落物料；当动臂处于任何位置、铲斗绕动臂铰点转动进行卸料时，铲斗倾斜角不小于45°，卸料后动臂下降时又能使铲斗自动放平。 目前国产装载机正在从低水平、低质量、低价位、满足功能型向高水平、高质量、中价位、经济实用型过渡。从仿制仿造向自主开发过渡，各主要厂家不断进行技术投入，采用不同的技术路线，在关键部件及系统上技术创新，摆脱目前产品设计雷同，无自己特色和优势的现状，从低水平的无序竞争的怪圈中脱颖而出，成为装载机行业的领先者。齿轮在装载机工作过程中起着重
车床主轴箱齿轮 机械加工工艺过程设计 （机电09级） 1．问题提出 零件的几何精度直接影响零件的使用性能，而机械加工工艺过程制定的是否合理将直接影响零件的加工精度。针对车床主轴箱齿轮，应用所学的机械制造基础知识进行一次加机械工工艺过程设计的综合性工程应用训练。 2．专题研究的目的 （1）掌握零件主要部分技术要求的分析方法； （2）掌握零件材料的选择方法和确定毛坯的制备方法及工艺； （3）掌握工艺分析方法； （4）掌握定位基准的选择方法； （5）掌握制定出合理的零件加工顺序的原则和方法； （6）掌握制定出合理的零件加工路线的方法。 3．研究内容 图1所示为车床的一根传动轴车床主轴箱齿轮，完成该齿轮零件的机械加工工艺过程设计。 工艺设计的具体内容包括： 1、进行零件主要部分的技术要求分析研究； 2、确定齿轮的材料、毛坯的制备方法及工艺、热处理工艺； 3、进行加工工艺分析； 4、确定定位基准；
5、制定齿轮的加工顺序； 6、制定齿轮的加工路线； 4．设计过程 4.1零件主要部分的技术要求分析研究 (1)齿轮的工作面为齿面，在传动过程中接触的两齿面会产生一定相互滑动，导致齿面磨损。严重时，会加大齿侧间隙而引起传动不平稳和冲击。为保证传动的平稳性，并且减小摩擦，应采用较高的表面粗糙度，此处选择2.5um. (2)齿轮Φ40H7内孔表面与传动轴为过盈配合，内孔表面为摩擦表面，应采取较高的表面粗糙度要求，此处选择2.5um. (3)齿轮端面和齿顶面为非工作表面，表面粗糙度要求较低，此处为5um. (4)齿轮端面采用端面圆跳动，既保证了端面与基准轴的垂直度要求又保证
了齿轮轴向的圆柱度要求。 (5)Φ40H7内孔选用直线度、垂直度、圆柱度等形位公差，保证了内孔对基准轴的高精度要求。 4.2确定齿轮的材料、毛坯的制备方法及工艺、热处理工艺 1、选择齿轮的材料时，需考虑到机床齿轮工作平稳，无强烈冲击，负荷不大，转速中等，对齿轮强度和韧性的要求不高，但材料要有高的硬度和好的耐磨性。另外综合选用材料的经济因素，选用45#钢。 2、毛坯的制备方法 锻造：下料—自由锻—正火处理 3、热处理工艺：正火或调质处理后再经高频感应加热表面淬火，齿面硬度可达52HRC，齿心硬度为220～250HBS，能够满足性能要求。 ○1正火：将齿轮放入炉中加热到840-8800C，保温约3小时。出炉后在空气中冷却。 目的：充分消除锻造内应力，细化晶粒，适当提高齿轮的硬度，为以后的机加工做性能准备，同时为后序的热处理做组织准备。 ○2表面淬火+回火 表面淬火：利用感应加热淬火装置，只对轮齿部位进行局部感应加热表面淬火。工艺：将齿轮置于感应器内，通入交流电，轮齿温度达到860-9000C后，随即用水快速冷却，淬火后表面不得有裂纹。目的：提高轮齿表面硬度和耐磨性，淬火后表面硬度可达到48-53HRC，淬硬层可达3-4mm。 回火:将齿轮放入炉中加热到200-2400C，保温约1h，出炉后在空气中冷却。目的：消除淬火内应力，防止变形和开裂；获得稳定的组织，保证尺寸稳定性；
四川工程职业技术学院 毕业设计报告 专业：金属材料与热处理技术班级： 学号： 学生姓名： 指导教师： 年月日
四川工程职业技术学院毕业设计报告 目录 概述、关键词 (1) 1、实验准备 (1) 1.1、锥齿轮的尺寸形状、成分、临界点、原始硬度 (1) 1.1.1、锥齿轮的尺寸形状 (1) 1.1.2、锥齿轮的化学成分 (2) 1.1.3、45钢的临界点 (2) 1.1.4、锥齿轮的原始硬度 (2) 1.2、锥齿轮的性能及工作条件 (2) 1.3、实验设备 (3) 2、实验方案 (3) 2.1、基本思路 (3) 2.2热处理工艺过程 (3) 3、实验操作 (3) 3.1、完全退火 (3) 3.1.1、实验结果 (4) 3.1.2、分析结果 (5) 3.2、第二次完全退火 (5) 3.2.1、实验结果 (6) 3.2.2、分析结果 (6) 3.3、正火 (7) 3.3.1、实验结果 (8) 3.3.2、分析结果 (8) 3.4、淬火 (9) 3.4.1、实验结果 (9) 3.4.2、分析结果 (10) 3.5、低温回火 (10) 3.5.1、实验结果 (11) 3.5.2、分析结果 (11) 4、总结 (12) 5、参考文献 (13)
概述：本文是对圆锥齿轮进行热处理以改变其使用性能的热处理工艺。进行热 处理之前应先对锥齿轮的尺寸进行测量，并且要打硬度，以确定齿轮的性能。然后先进行完全退火，使其获得接近平衡的组织，完全退火后得到的组织是珠光体和铁素体。再进行正火以细化组织、调整硬度、消除缺陷，正火后获得的组织是珠光体和铁素体。最后进行淬火+低温回火以获得足够的硬度。 关键词：锥齿轮；尺寸、性能；完全退火；正火；淬火+低温回火 1、实验准备 1.1锥齿轮的尺寸形状、成分、临界点、原始硬度 1.1.1锥齿轮的尺寸形状
齿轮生产工艺流程 展成法是应用齿轮啮合的原理来进行加工的，用这种方法加工出来的齿形轮廓是刀具切削刃运动轨迹的包络线。齿数不同的齿轮，只要模数和齿形角相同，都可以用同一把刀具来加工。用展成原理加工齿形的方法有：滚齿、插齿、剃齿、珩齿和磨齿等方法。其中剃齿、珩齿和磨齿属于齿形的精加工方法。展成法的加工精度和生产率都较高，刀具通用性好，所以在生产中应用十分广泛。 一、滚齿 （一）滚齿的原理及工艺特点 滚齿是齿形加工方法中生产率较高、应用最广的一种加工方法。在滚齿机上用齿轮滚刀加工齿轮的原理，相当于一对螺旋齿轮作无侧隙强制性的啮合，见图9-24所示。滚齿加工的通用性较好,既可加工圆柱齿轮，又能加工蜗轮；既可加工渐开线齿形，又可加工圆弧、摆线等齿形；既可加工大模数齿轮，大直径齿轮。 滚齿可直接加工8~9级精度齿轮，也可用作7 级以上齿轮的粗加工及半精加工。滚齿可以获得较高的运动精度，但因滚齿时齿面是由滚刀的刀齿包络而成，参加切削的刀齿数有限，因而齿面的表面粗糙度较粗。为了提高滚齿的加工精度和齿面质量，宜将粗精滚齿分开。 （二）滚齿加工质量分析 1.影响传动精度的加工误差分析 影响齿轮传动精度的主要原因是在加工中滚刀和被切齿轮的相对位置和相对运动发生了变化。相对位置的变化(几何偏心)产生齿轮
的径向误差；相对运动的变化(运动偏心)产生齿轮的切向误差。 (1)齿轮的径向误差齿轮径向误差是指滚齿时，由于齿坯的实际回转中心与其基准孔中心不重合，使所切齿轮的轮齿发生径向位移而引起的周节累积公差，如图9—4所示。 齿轮的径向误差一般可通过测量齿圈径向跳动△Fr反映出来。切齿时产生齿轮径向误差的主要原因如下： ①调整夹具时，心轴和机床工作台回转中心不重合。 ②齿坯基准孔与心轴间有间隙，装夹时偏向一边。 ③基准端面定位不好，夹紧后内孔相对工作台回转中心产生偏心。 (2)齿轮的切向误差齿轮的切向误差是指滚齿时，实际齿廓相对理论位置沿圆周方向(切向)发生位移，如图9-5所示。当齿轮出现切向位移时，可通过测量公法线长度变动公差△Fw来反映。 切齿时产生齿轮切向误差的主要原因是传动链的传动误差造成的。在分齿传动链的各传动元件中，对传动误差影响最大的是工作台下的分度蜗轮。分度蜗轮在制造和安装中与工作台回转中心不重合（运动偏心），使工作台回转中发生转角误差，并复映给齿轮。其次，影响传动误差的另一重要因素是分齿挂轮的制造和安装误差，这些误差也以较大的比例传递到工作台上。 2.影响齿轮工作平稳性的加工误差分析 影响齿轮传动工作平稳性的主要因素是齿轮的齿形误差△ff和
摘要 轴是组成机械的重要零件，也是机械加工中常见的典型零件之一。它支撑着其它转动件回转并传递扭矩，同时又通过轴承与机器的机架连接。但在职业学校机械加工实习课中，轴类零件的加工是学生练习车削技能的最基本也最重要的项目，但学生最后完工工件的质量总是很不理想，经过分析主要是学生对轴类零件的工艺分析工艺规程制订不够合理。 轴类零件中工艺规程的制订，直接关系到工件质量、劳动生产率和经济效益。一零件可以有几种不同的加工方法，但只有某一种较合理，在制订机械加工工艺规程中，须注意以下几点。 1.零件图工艺分析中，需理解零件结构特点、精度、材质、热处理等技术要求，且要研究产品装配图，部件装配图及验收标准。 2.渗碳件加工工艺路线一般为：下料→锻造→正火→粗加工→半精加工→渗碳→去碳加工（对不需提高硬度部分）→淬火→车螺纹、钻孔或铣槽→粗磨→低温时效→半精磨→低温时效→精磨。 3.粗基准选择：有非加工表面，应选非加工表面作为粗基准。对所有表面都需加工的铸件轴，根据加工余量最小表面找正。且选择平整光滑表面，让开浇口处。选牢固可靠表面为粗基准，同时，粗基准不可重复使用。 关键词：工艺分析；基准选择；工艺路线；粗糙度
Abstract The axis is composes the machinery the important components, also is in the machine-finishing one of common typical supports other rotors to rotate and to transmit the torque, simultaneously through bearing and machine rack in the vocational school machine-finishing practicum, the axis class components processing is the student practices the turning skill the most basic also most important project, but the student finally finishes the work piece quality very not to be always ideal, the process analysis mainly is the student countershaft class components craft analysis technological process making insufficiently is reasonable. In the axis class components the technological process making, relates the work piece quality, the labor productivity and the economic efficiency may have several different processing methods, but only then some one kind reasonable, in the making machine-finishing technological process, must pay attention to following several. 1. detail drawing craft analysis, must understand components specifications and so on unique feature, precision, material quality, heat treatment, also need to study the product assembly drawing, the part assembly drawing and the approval standard. 2. cementation processing craft route is generally: The yummy treats -> forging -> fire -> rough machining -> semi-finishing -> cementation -> decarbonization processing (to does not have to enhance degree of hardness part) -> the quenching -> cutting thread, the drill hole or the milling -> rough grinding -> low temperature effectiveness -> half correct grinding -> low temperature effectiveness -> correct grinding. 3. thick datum choices: Has the non-processing surface, the elected non-processing surface takes the thick axis all must process which to all surfaces, adjusts according to the processing remainder smallest the choice smooth smooth surface, makes way the runner the reliable reliable surface is the thick datum, simultaneously, the thick datum cannot duplicate uses. Keywords: Craft analysis； datum choice； craft route；roughness
箱体类零件加工工艺 箱体零件是机器或部件的基础零件，轴、轴承、齿轮等有关零件按规定的技术要求装配到箱体上，连接成部件或机器，使其按规定的要求工作，因此箱体零件的加工质量不仅影响机器的装配精度和运动精度，而且影响机器的工作精度、使用性能和寿命。下面以图1所示齿轮减速箱体零件的加工为例讨论箱体类零件的工艺过程。 图1 某车床主轴箱体简图
箱体类零件的结构特点和技术要求分析 图3所示零件为某车床主轴箱体类零件，属于中批生产，零件的材料为HT200铸铁。一般来说，箱体零件的结构较复杂，内部呈腔形，其加工表面主要是平面和孔。对箱体类零件的技术要求分析，应针对平面和孔的技术要求进行分析。 1．平面的精度要求箱体零件的设计基准一般为平面，本箱体各孔系和平面的设计基准为G面、H面和P面，其中G面和H面还是箱体的装配基准，因此它有较高的平面度和较小表面粗糙度要求。 2．孔系的技术要求箱体上有孔间距和同轴度要求的一系列孔，称为孔系。为保证箱体孔与轴承外圈配合及轴的回转精度，孔的尺寸精度为IT7，孔的几何形状误差控制在尺寸公差范围之内。为保证齿轮啮合精度，孔轴线间的尺寸精度、孔轴线间的平行度、同一轴线上各孔的同轴度误差和孔端面对轴线的垂直度误差，均应有较高的要求。 3．孔与平面间的位置精度箱体上主要孔与箱体安装基面之间应规定平行度要求。本箱体零件主轴孔中心线对装配基面（G、H面）的平行度误差为0.04mm。 4．表面粗糙度重要孔和主要表面的粗糙度会影响连接面的配合性质或接触刚度，本箱体零件主要孔表面粗糙度为0.8μm，装配基面表面粗糙度为1.6μm。 箱体类零件的材料及毛坯 箱体零件的材料常用铸铁，这是因为铸铁容易成形，切削性能好，价格低，且吸振性和耐磨性较好。根据需要可选用HT150～350，常用HT200。在单件小批量生产情况下，为缩短生产周期，可采用钢板焊接结构。某些大负荷的箱体有时采用铸钢件。在特定条件下，可采用铝镁合金或其它铝合金材料。 铸铁毛坯在单件小批生产时，一般采用木模手工造型，毛坯精度较低，余量大；在大批量生产时，通常采用金属模机器造型，毛坯精度较高，加工余量可适当减小。单件小批生产直径大于50mm的孔，成批生产大于30mm的孔，一般都铸出预孔，以减少加工余量。铝合金箱体常用压铸制造，毛坯精度很高，余量很小，一些表面不必经切削加即可使用。 箱体类零件的加工工艺过程 箱体零件的主要加工表面是孔系和装配基准面。如何保证这些表面的加工精度和表面粗糙度，孔系之间及孔与装配基准面之间的距离尺寸精度和相互位置精度，是箱体零件加工的主要工艺问题。 箱体零件的典型加工路线为：平面加工－孔系加工－次要面（紧固孔等）加工。 图1车床主轴箱体零件，其生产类型为中小批生产；材料为HT200；毛坯为铸件。该箱体的加工工艺路线如表1。 表1车床主轴箱体零件的加工工艺过程
齿轮加工工艺 1.锻造制坯 热模锻仍然是汽车齿轮件广泛使用的毛坯锻造工艺。近年来，楔横轧技术在轴类加工上得到了大范围推广。这项技术特别适合为比较复杂的阶梯轴类制坯，它不仅精度较高、后序加工余量小，而且生产效率高。 2.正火 这一工艺的目的是获得适合后序齿轮切削加工的硬度和为最终热处理做组织准备，以有效减少热处理变形。所用齿轮钢的材料通常为20CrMnTi,一般的正火由于受人员、设备和环境的影响比较大，使得工件冷却速度和冷却的均匀性难以控制，造成硬度散差大，金相组织不均匀，直接影响金属切削加工和最终热处理，使得热变形大而无规律，零件质量无法控制。为此，采用等温正火工艺。实践证明，采用等温正火有效改变了一般正火的弊端，产品质量稳定可靠。 3.车削加工 为了满足高精度齿轮加工的定位要求，齿坯的加工全部采用数控车床，使用机械夹紧不重磨车刀，实现了在一次装夹下孔径、端面及外径加工同步完成，既保证了内孔与端面的垂直度要求，又保证了大批量齿坯生产的尺寸离散小。从而提高了齿坯精度，确保了后序齿轮的加工质量。另外，数控车床加工的高效率还大大减少了设备数量，经济性好。 4.滚、插齿 加工齿部所用设备仍大量采用普通滚齿机和插齿机，虽然调整维护方便，但生产效率较低，若完成较大产能需要多机同时生产。随着涂层技术的发展，滚刀、插刀刃磨后的再次涂镀非常方便地进行，经过涂镀的刀具能够明显地提高使用寿命，一般能提高90%以上，有效地减少了换刀次数和刃磨时间，效益显着。 5.剃齿 径向剃齿技术以其效率高，设计齿形、齿向的修形要求易于实现等优势被广泛应用于大批量汽车齿轮生产中。公司自1995年技术改造购进意大利公司专用径向剃齿机以来，在这项技术上已经应用成熟，加工质量稳定可靠。 6.热处理 汽车齿轮要求渗碳淬火，以保证其良好的力学性能。对于热后不再进行磨齿加工的产品，稳定可靠的热处理设备是必不可少的。公司引进的是德国劳易公司的连续渗碳淬火生产线，获得了满意的热处理效果。 7.磨削加工 主要是对经过热处理的齿轮内孔、端面、轴的外径等部分进行精加工，以提高尺寸精度和减小形位公差。
齿轮基础知识问答 1.什么是齿廓啮合基本定律，什么是定传动比的齿廓啮合基本定律？齿廓啮合基本定律的作用是什么？ 答：一对齿轮啮合传动，齿廓在任意一点接触，传动比等于两轮连心线被接触点的公法线所分两线段的反比，这一规律称为齿廓啮合基本定律。若所有齿廓接触点的公法线交连心线于固定点，则为定传动比齿廓啮合基本定律。 作用；用传动比是否恒定对齿廓曲线提出要求。 2.什么是节点、节线、节圆？节点在齿轮上的轨迹是圆形的称为什么齿轮？ 答：齿廓接触点的公法线与连心线的交点称为节点，一对齿廓啮合过程中节点在齿轮上的轨迹称为节线，节线是圆形的称为节圆。具有节圆的齿轮为圆形齿轮，否则为非圆形齿轮。 3.什么是共轭齿廊？ 答：满足齿廓啮合基本定律的一对齿廓称为共轭齿廓。 4.渐开线是如何形成的？有什么性质？ 答：发生线在基圆上纯滚动，发生线上任一点的轨迹称为渐开线。 性质：（1）发生线滚过的直线长度等于基圆上被滚过的弧长。 （2）渐开线上任一点的法线必切于基圆。 （3）渐开线上愈接近基圆的点曲率半径愈小，反之则大，渐开线愈平直。 （4）同一基圆上的两条渐开线的法线方向的距离相等。 （5）渐开线的形状取决于基圆的大小，在展角相同时基圆愈小，渐开线曲率愈大，基圆愈大，曲率愈小，基圆无穷大，渐开线变成直线。 （6）基圆内无渐开线。 5.请写出渐开线极坐标方程。 答：rk = rb / cos αk θk= inv αk = tgαk一αk 6.渐开线齿廓满足齿廓啮合基本定律的原因是什么？ 答；（1）由渐开线性质中，渐开线任一点的法线必切于基圆 （2）两圆的同侧内公切线只有一条，并且两轮齿廓渐开线接触点公法线必切于两基圆，因此节点只有一个，即 i12 ＝ω1 / ω2 ＝O2P / O1P ＝r2′/ r1′= rb2 / rb1 = 常数 7．什么是啮合线？ 答：两轮齿廓接触点的轨迹。 8．渐开线齿廓啮合有哪些特点，为什么？ 答：（1）传动比恒定，因为i12 ＝ω1 /ω2＝r2′/r1′ ，因为两基圆的同侧内公切线只有一条，并且是两齿廓接触点的公法线和啮合线，因此与连心线交点只有一个。故传动比恒定。 （2）中心距具有可分性，转动比不变，因为i12 ＝ω1 /ω2＝rb2 / rb1 ，所以一对齿轮加工完后传动比就已经确定，与中心距无关。
( 操作规程 ) 单位：_________________________ 姓名：_________________________ 日期：_________________________ 精品文档 / Word文档 / 文字可改 螺旋伞齿轮铣床安全操作规程 (标准版) Safety operating procedures refer to documents describing all aspects of work steps and operating procedures that comply with production safety laws and regulations.
螺旋伞齿轮铣床安全操作规程(标准版) 1.操作人员经考试合格取得操作证，方准进行操作，操作者应熟悉本机的性能、结构等，并要遵守安全和交接班制度。 2.工作前应严格按照润滑规定进行注油。 3.检查机电传动系统、操作手柄、防护装置、工、夹、量具等，确认良好后才可工作。 4.对加工的工件按图纸要求，正确计算挂轮齿数，并准确地选用，应按标准要求装配挂轮。 5.挂换分肯齿轮时，必须关闭总电源；挂个轮时，不准把手指望到啮合的两个齿轮中间；关锁齿轮箱护罩和开关电源要由一个人去完成。 6.换工件时，工作台要退出一定距离，防止铣刀划伤手，要检查好芯轴、套垫，换下工件时，两手要端平，不得把手伸到齿轮下
面去穿套。 7.机床在运转中操作者不得离开，如播离开必须停车并拉开电源开关。重新开动时，须先检查各部手柄位置，工件、刀具无松动后方准开车。 8.工作后，必须检查清扫设备，做好日常保养，并将各操作手柄(开关)置于空档(零位)，拉开电源开关。达到整齐、清洁、润滑、安全。 9.认真填写各种记录。 云博创意设计 MzYunBo Creative Design Co., Ltd.
圆锥齿轮 圆锥齿轮各部分的名称基本与圆柱齿轮相同，但圆锥齿轮还有相应的五个锥面和三个锥角：由于圆锥齿轮的轮齿分布在圆锥面上，所以轮齿沿圆锥素线方向的大小不同，模数、齿数、齿高、齿厚也随之变化，通常规定以大端参数为准。 （1）五个锥面： a 、齿顶圆锥面（顶锥）：由各个轮齿的齿顶所组成的曲面，相当于未切齿前的轮坯圆锥面。 b 、齿根圆锥面（根锥）：包含锥齿轮齿根的曲面。 c 、分度圆锥面（分锥）和各节圆锥面（节锥）：分度圆锥是介于顶锥和根锥之间的一个圆锥面，在这个圆锥面上，有锥齿轮的标准压力角和模数。当一对圆锥齿轮啮合传动时，有两个相切的，作纯滚动的圆锥面称节圆锥面（节锥），在标准情况下，分度圆锥面和节圆锥面是相重合的。 d 、背锥面（背锥）：从理论上讲，锥齿轮大端应为球面渐开线齿形，为了简化起见，用一个垂直于分度圆锥的锥面来近似地代替理论球面，称为背锥，背锥面与分度圆锥面相交的圆为分度圆d。背锥面与顶锥面相交的圆称锥齿轮的齿顶圆da,齿顶圆所在的平面至定位面的距离称轮冠距K。 e 、前锥面（前锥）：在锥齿轮小端，垂直于分度圆锥面的锥面。有的齿轮小端不加工出前锥面。 （2）三个锥角： a、分度圆锥角δ：锥齿轮轴线与分度圆锥母线间的夹角 b、顶锥角θ：锥齿轮轴线与顶锥母线间的夹角 c、根锥角θf:锥齿轮轴线与根锥母线间的夹角 （3）齿高： 齿轮在背锥索线上的高度称为锥齿轮的齿高，分度圆锥面把齿高分为两个部分，即齿顶高h a和齿根高h f。 圆锥齿轮个部分尺寸与模数m、齿数Z、及分度圆锥角δ有关，其计算公式为： h a = 1m；h f = 1.2m；h = 2.2m d = mz d a = d+2m·cosδ= m（z+2cosδ） d f = d-2.4m·cosδ= m（z-2.4cosδ）