第一篇齿轮加工基础知识
第三章齿轮加工方法及工艺过程
第一节齿轮加工方法
一、齿轮常用材料及其力学性能
齿轮的轮齿在传动过程中要传递力矩而承受弯曲、冲击等载荷。通过一段时间的使用，轮齿还会发生齿面磨损、齿面点蚀、表面咬合和齿面塑性变形等情况而造成精度丧失，产生振动和噪声等故障。齿轮的工作条件不同，轮齿的破坏形式也不同。选取齿轮材料时，除考虑齿轮工作条件外，还应考虑齿轮的结构形状、生产数量、制造成本和材料货源等因素。一般应满足下列几个基本要求：
! " 轮齿表面层要有足够的硬度和耐磨性。
# " 对于承受交变载荷和冲击载荷的齿轮，基体要有足够的抗弯强度与韧性。
$ " 要有良好的工艺性，即要易于切削加工和热处理性能好。
齿轮的常用材料及其力学性能见表! % $。
二、常用齿形加工方法
齿轮齿形的加工方法，有无切屑加工和切削加工两大类。
无切屑加工方法有：热轧、冷挤、模锻、精密铸造和粉末冶金等。
切削加工方法可分为成形法和展成法两种，其加工精度及适用范围见表! % &。
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第三章齿轮加工方法及工艺过程
表! " # 常用的齿轮材料及其力学性能
力学性能
材
牌号热处理强度极限屈服极限疲劳极限极限循环次数料硬度
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料
夹布胶木#) , +).34 -* , !))
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第一篇齿轮加工基础知识
表! " # 齿轮齿形的常用切削方法加工方法刀具机床加工精度及适应范围
盘形铣刀铣床加工精度和生产率都较低
成形铣
仿滚齿机
指形铣刀同上，是大型无槽人字齿轮的主要加工方法
或铣床
形
法
拉齿齿轮拉刀拉床
加工精度和生产率较高，拉刀专用，适用于大批生产，尤其是内齿轮加工更是适宜
滚齿齿轮滚刀滚齿机加工精度级，
’)(*
常用于加工直齿轮、斜齿轮及蜗轮$ % !& !’$ () % !
插齿和插齿刀插齿机加工精度
+ % ,
级，适用于加工内外啮合的圆柱齿轮，双联
展!’$ () % !’)(*
刨齿刨齿刀刨齿机齿轮、三联齿轮，齿条和锥齿轮等
成剃齿剃齿刀剃齿机加工精度$ % + 级。常用于滚齿、插齿后，淬- 火前的精加工
珩齿机
法珩齿珩磨轮加工精度$ % + 级。常用于剃齿后或高频淬后的齿形精加工
剃齿机
磨齿砂轮磨齿机加工精度
) % $
级，常用于齿轮淬火后的精加工
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三、齿轮常用热处理（表! " / ）
表! " / 齿轮的常用热处理及化学热处理
名标注举例处理概况使用目的称
01 将钢加热到临界温度（）消除前道工序所产生的内应力；
退!
以上，保温一定时间，然（）提高塑性和韧性；
*
后缓慢冷却（）细化晶粒，均匀组织，提高钢材的力学性能；火)
（）为以后热处理作准备
#
（淬火后，回火至
$& 将钢加热到临界温度（）提高硬度和强度；
淬2$* !
以上，保温一定时间，在（）提高耐磨性
% $/342 *
（油冷淬火后回火冷却剂（水、油或盐水）
火5)/
至中急速冷却
)& % #&342
（火焰淬火后，回火用火焰或高频电流将零件表面具有高的硬度，而体心部分具有一定的韧表3/#
面至/* % /.342 钢件表面迅速加热到临性。使轮齿表面既耐磨又能承受冲击载荷
淬（高频淬火后，回火界温度以上，急速冷却
火6/*
至/& % //342
（渗碳层深在渗碳剂中加热至（）提高零件表面的硬度和耐磨性；
渗7&(/ % 2/, !
碳度&(/88 ，淬火至/$ % ,&& % ,/&9 ，停留一定（）提高材料的疲劳极限强度；
*
淬
$*342 时间，然后淬火及回火（）轮齿体心具有一定韧性
火)
调0*)/ （硬度**& % 淬火后，在#/& % 可以完全消除内应力，并获得较高的综合机械性能质
*/$3: $/&9 作高温回火
- 将钢加热到临界温度（）细化晶粒，提高强度和韧性；
正!
以上，保温一定时间，从（）对机械性能要求不高的零件，常用正火作为最终
*
炉中取出，在空气中冷处理；
火却（）能够改善低碳钢的切削性能；
)
（）含碳钢小于&(/; 的钢件，常用正火代退火
#
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第三章 齿轮加工方法及工艺过程
名 标 注 举 例
处 理 概 况
使 用 目 的
称
氮
（氮化深度
氮化是向钢件表面渗
提高轮齿表面的硬度、耐磨性、疲劳强度和耐蚀性
!"# $ % &""
化 ，硬度大于 $(")* 入氮原子的过程 "# $’’
氰 （氰化淬火后，回火 氰化是向钢件表面同 提高轮齿表面的硬度、耐磨性、疲劳强度和耐蚀性
+(& 至 (, % ,-)./ 时渗入碳和氮原子的过 化 程
四、齿轮齿形的机械加工余量
在实际生产中，表 0 1 , 所列出的加工余量应考虑工件的结构形状、生产数量、车间
设备条件及工人技术等级等各项因素，酌情修正后选取。
表 0 1 , 齿轮齿形的机械加工余量
（ ’’ ）
齿 轮 模 数 !
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精滚、精插余量 "
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蜗轮精加工余量 "
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粗铣后精车
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第一篇齿轮加工基础知识
第二节齿轮加工工艺过程
一、齿轮制造现状
机械传动具有恒功率输出、承载能力大、规率高、寿命长、可靠性高、结构紧凑等优点，广泛用于各种机械设备和仪器仪表中。齿轮传动是机械传动的主要形式。齿轮是机器的基础件，其质量、性能、寿命直接影响整机的技术经济指标，齿轮因其形状复杂、技术问题多，制造难度较大，所以齿轮制造水平在较大程度上反映一个国家机械工业的水平。
我国在发展齿轮生产方面，到!"年代末，已基本形成齿轮制造工业的完整体系。
齿轮制造技术是获得优质齿轮的关键。齿轮加工的工艺，因齿轮结构形状、精度等级、生产条件可采用不同的方案，概括起来有齿坯加工、齿形加工、热处理和热处理后精加工四个阶段。齿坯加工必须保证加工基准面精度。热处理直接决定轮齿的内在质量，齿形加工和热处理后的精加工是制造的关键。也反映了齿轮制造的水平。
在齿轮加工工艺上，对软齿面和中硬齿面齿轮（#"" $ %""&’(），一般工艺方法为调
质后滚齿或插齿。对大模数齿轮则采用粗滚齿—调质—精滚齿。对汽车、拖拉机、机床等齿轮，批量大，要求精度高，采用滚齿或插齿后，再进行剃齿或珩齿。齿面感应淬火的齿轮（%) $ *)&+,），其工艺为滚齿或插齿、剃齿、感应淬火，再剃齿或珩齿。对于硬齿面齿轮，一般先滚齿或插齿，有时还剃齿，热处理后精整基准面，轮齿变形大时，进行磨齿。轮齿变形较小，且精度要求在!级和!级以下的齿轮，热处理后可采用珩齿或研齿。要
求精度高且载荷不太大，且要求硬齿面的齿轮，可采用精滚齿后离子渗氮工艺。
设计合理的齿轮的性能，除材料因素外，主要取决于齿轮制造水平。目前齿轮已达到的参数和性能指标见表- . !。
表- . ! 齿轮的参数和性能指标
齿轮直径（）
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齿轮模数（）
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传递最大功率（12 ）3)""
最高节圆线速度（）工业应用：
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圆柱齿轮加工工艺 一、齿轮技术规定 圆柱齿轮是机械传动中应用极为广泛零件之一，其功用是按规定速比传递运动 和动力。 1圆柱齿轮构造特点 齿轮尽管由于它们在机器中功用不同而设计成不同形状和尺寸，但总是可以把它们划分为齿圈和轮体两个某些。常用圆柱齿轮有如下几类(图6-15)：盘类齿轮、套类齿轮、内齿轮、轴类齿轮、扇形齿轮、齿条(即齿圈半径无限大圆拄齿轮)。其中盘类齿轮应用最广。 一种圆柱齿轮可以有一种或各种齿圈。普通单齿圈齿轮工艺性好；而双联或三联齿轮 小齿圈往往会受到台肩影响，限制了某些加工办法使用，普通只能采用插齿。如果图 5－24 圆柱齿轮构造形式
齿 轮精度规定高，需要剃齿或磨齿时，普通将多齿圈齿轮做成单齿圈齿轮组合构造。 2圆柱齿轮精度规定 齿轮自身制造精度，对整个机器工作性能、承载能力及使用寿命均有很大影响。依照齿轮使用条件，对齿轮传动提出如下几方面规定： ⑴运动精度 规定齿轮能精确地传递运动，传动比恒定，即规定齿轮在一转中，转角误差不超过一定范畴。 ⑵工作平稳性 规定齿轮传递运动平稳，冲击、振动和噪声要小。这就规定限制齿轮转动时瞬时速比 变化要小，也就是要限制短周期内转角误差。 ⑶接触精度 齿轮在传递动力时，为了不致因载荷分布不均匀使接触应力过大，引起齿面过早磨损，这就规定齿轮工作时齿面接触要均匀，并保证有一定接触面积和符合规定接触位置。 ⑷齿侧间隙 规定齿轮传动时，非工作齿面间留有一定间隙，以储存润滑油，补偿因温度、弹性变形 所引起尺寸变化和加工、装配时某些误差。 二、齿轮材料、热解决和毛坯 ⑴材料选取
齿轮应按照使用工作条件选用适当材料。齿轮材料选取对齿轮加工性能和使用寿命均有直接影响。 普通齿轮选用中碳钢(如45钢)和低、中碳合金钢，如20Cr、40Cr、20CrMnTi 等。 规定较高重要齿轮可选用38CrMoAlA氮化钢，非传力齿轮也可以用铸铁、夹布胶木或尼龙等材料。 ⑵齿轮热解决 齿轮加工中依照不同目，安排两种热解决工序： 1）毛坯热解决：在齿坯加工先后安排预先热解决正火或调质，其重要目是消除锻造及粗加工引起残存应力、改进材料可切削性和提高综合力学性能。 2）齿面热解决：齿形加工后，为提高齿面硬度和耐磨性，常进行渗碳淬火、高频感应加热淬火、碳氮共渗和渗氮等热解决工序。 (3)齿轮毛坯 齿轮毛坯形式重要有棒料、锻件和铸件。棒料用于小尺寸、构造简朴且对强度规定低 齿轮。当齿轮规定强度高、耐磨和耐冲击时，多用锻件，直径不不大于400～600mm 齿轮，惯用锻造毛坯。为了减少机械加工量，对大尺寸、低精度齿轮，可以直接铸出轮齿；对于小尺寸、形状复杂齿轮，可用精密锻造、压力锻造、精密锻造、粉末冶金、热轧和冷挤等新工艺制造出具备轮齿齿坯，以提高劳动生产率、节约原材料。 三、齿坯机械加工 1齿坯加工方案选取 对于轴齿轮和套筒齿轮齿坯，其加工过程和普通轴、套基本相似，现重要讨论盘类齿轮齿坯加工过程。
直齿圆柱齿轮轴的加工工艺分析 【摘要】齿轮的种类较多，本文主要从轴类零件加工的工艺路线、成形法齿轮加工方法、展成法齿轮加工方法、齿轮加工方案选择等方面对直齿圆柱齿轮轴的加工工艺进行了分析。 【关键词】直齿；圆柱齿轮轴；加工工艺 1 引言 齿轮机构是机器设备的重要组成部分之一，由于齿轮机构具有传动比恒定、寿命长，工作是的功率和圆周速度可靠性高，齿轮机构能够实现平行轴和不平行轴之间的传动等等优点，因此，齿轮是机械行业量大面广的基础件，越来越广泛地被应用于各类工程和建筑机械设备，汽车与其他交通工具的零部件，机床加工设备，枪支与其它兵器，以及航天航空等领域，随着应用的不断扩大，有些机械设备对齿轮的加工精度，效率和柔韧性等也相应的提出了越来越高的要求。齿轮的种类较多，本文主要针对直齿圆柱齿轮轴的加工工艺进行了分析。 2 直齿圆柱齿轮轴的加工工艺分析 2.1 轴类零件加工的工艺路线 众所周知，齿轮轴的形状绝大多数都是圆形的形状，所以我们首先要对所要加工成齿轮轴的工件进行外圆的加工。可以用来加工外圆的加工程序大概有以下几条： （1）使用最多的是粗车—半精车—精车路线。首先对对所要加工成齿轮轴的工件进行粗车操作，形成大致的胚胎，然后进行半精车加工，最后再进行精车加工。对于大多数的普通材料而言，这种工序可以基本上就可以满足相应的要求。 （2）第二种路线是粗车—半精车—粗磨—精磨路线。对于有些要求加工精度较高、所要加工的表面需要比较光滑的黑色金属材料，前面的工序可以与上述的相同，即先进行粗车，然后进行半精加工，但是紧接着进行的是粗磨，最后是精磨工序，后续的磨削工序可以得到较高的表面光滑度。 （3）第三种路线是粗车—半精车—精车—金刚石车路线。对于有些要求加工精度较高、所要加工的表面需要比较光滑的有色金属材料，由于有色金属一般质地比较柔软，采用磨屑加工一般的不到比较高的表面光滑度，因为磨屑加工容易造成沙粒与沙粒之间的孔隙被堵塞，此时可以采用这种路线，即前面的工序可以与上述的相同，即先进行粗车，然后进行半精加工，后续多用精车和金刚石车来最终得到我们想要的工件。 （4）还有一种是粗车—半精—粗磨—精磨—光整加工路线。对于黑色金属
圆柱齿轮齿形加工方法和加工方案 一个齿轮的加工过程是由若干工序组成的。为了获得符合精度要求的齿轮，整个加工过程都是围绕着齿形加工工序服务的。齿形加工方法很多，按加工中有无切削，可分为无切削加工和有切削加工两大类。 无切削加工包括热轧齿轮、冷轧齿轮、精锻、粉末冶金等新工艺。无切削加工具有生产率高，材料消耗少、成本低等一系列的优点，目前已推广使用。但因其加工精度较低，工艺不够稳定，特别是生产批量小时难以采用，这些缺点限制了它的使用。 齿形的有切削加工，具有良好的加工精度，目前仍是齿形的主要加工方法。按其加工原理可分为成形法和展成法两种。 成形法的特点是所用刀具的切削刃形状与被切齿轮轮槽的形状相同，如图9-3所示。用成形原理加工齿形的方法有：用齿轮铣刀在铣床上铣齿、用成形砂轮磨齿、用齿轮拉刀拉齿等方法。这些方法由于存在分度误差及刀具的安装误差，所以加工精度较低，一般只能加工出9 ~10级精度的齿轮。此外，加工过程中需作多次不连续分齿，生产率也很低。因此，主要用于单件小批量生产和修配工作中加工精度不高的齿轮。 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。
浅谈双联齿轮的加工工艺 叶尘超 摘要：齿轮是能互相啮合的有齿的机械零件，其功用是按规定的传动比传递运动和动力，它在机械传动及整个机械领域中的应用极其广泛。 齿轮的组成结构一般有轮齿、齿槽、端面、法面、齿顶圆、齿根圆、基圆、分度圆。 齿轮还可按其外形分为圆柱齿轮、锥齿轮、非圆齿轮、齿条、蜗杆蜗轮；按齿线形状分为直齿轮、斜齿轮、人字齿轮、曲线齿轮。 本次设计通过对双联齿轮的结构分析，制定相应的加工路线，制作一个双联齿轮零件，并设计相配套的量规量具。 关键词：双联齿轮加工工艺加工阶段 绪言 双联齿轮就是两个齿轮连成一体.这种双联齿轮在轮系中(变速器)被称为滑移齿轮,它的作用就是改变输出轴的转速或速度.齿轮箱里,有滑移齿轮就可以有多种转速或速度,没有滑移齿轮就只有一种转速或速度。齿轮传动在现代机器和仪器中的应用极为广泛，其功用是按规定的速比传递运动和动力。齿轮的结构由于使用要求不同而具有各种不同的形状，但从工艺角度可将齿轮看成是由齿圈和轮体两部分构成。按照齿圈上轮齿的分布形式，可分为直齿、斜齿、人字齿等；按照轮体的结构特点，齿轮大致分为盘形齿轮、套筒齿轮、轴齿轮、扇形齿轮和齿条等等。
1 齿轮的功用与结构特点 齿轮传动在现代机器和仪器中的应用极为广泛，其功用是按规定的速比传递运动和动力。齿轮的结构由于使用要求不同而具有各种不同的形状，但从工艺角度可将齿轮看成是由齿圈和轮体两部分构成。按照齿圈上轮齿的分布形式，可分为直齿、斜齿、人字齿等；按照轮体的结构特点，齿轮大致分为盘形齿轮、套筒齿轮、轴齿轮、扇形齿轮和齿条等等，如图1所示。 图1 圆柱齿轮的结构形式 在上述各种齿轮中，以盘形齿轮应用最广。盘形齿轮的内孔多为精度较高的圆柱孔和花键孔。其轮缘具有一个或几个齿圈。单齿圈齿轮的结构工艺性最好，可采用任何一种齿形加工方法加工轮齿；双联或三联等多齿圈齿轮(图1b、c)。当其轮缘间的轴向距离较小时，小齿圈齿形的加工方法的选择就受到限制，通常只能选用插齿。如果小齿圈精度要求高，需要精滚或磨齿加工，而轴向距离在设计上又不允许加大时，可将此多齿圈齿轮做成单齿圈齿轮的组合结构，以改善加工的工艺性。 齿轮的结构形式好多在此我设计的是双联齿轮，双联齿轮就是两个齿轮连成一体。这种双联齿轮在轮系中(变速器)被称为滑移齿轮,它的作用就是改变输出轴的转速或速度.齿轮箱里,有滑移齿轮就可以有多种转速或速度,没有滑移齿轮就只有一种转速或速度。
实习报告——主动齿轮工艺流程 主动齿轮工艺流程：精车1---精车2----滚齿----磨棱----剃齿-----清洗-----热处理-----磨内孔-----清洗。 一：铸造毛坯齿轮的毛坯加工在整个齿轮加工过程中占有很重要的地位。齿面加工和检测所用的基准必须在齿轮毛坯加工阶段加工出来，同时齿坯加工所占工时比例较大，对生产效率和齿轮加工质量都具有很大影响，余量过多将导致后续半精加工和精加工所需加工的量增多，耗时增加，降低生产效率；若余量过少，则后续加工需特别谨慎，否则将超出齿轮设计精度尺寸使得产品不合格。毛坯为铸造件，具体形状如下图1。 图1 二：精车外轮廓使其达到尺寸要求。先夹内孔粗车外轮廓，再以外轮为基准粗车内孔，再以内孔为基准精车外轮廓，达到尺度要求。 三：精车端面使其达到尺寸要求。以一端面为基准，粗车另一端面，再以粗车后端面为基准，粗车另一端面，再精车端面使其达到尺寸要求。如图2。 图2
四：滚齿，滚切齿轮属于展成法，可将看作无啮合间隙的齿轮与齿条传动。当滚齿旋转一周时，相当于齿条在法向移动一个刀齿，滚刀的连续传动，犹如一根无限长的齿条在连续移动。当滚刀与滚齿坯间严格按照齿轮于齿条的传动比强制啮合传动时，滚刀刀齿在一系列位置上的包络线就形成了工件的渐开线齿形。随着滚刀的垂直进给，即可滚切出所需的齿廓。成型如下图3。 图3 五：磨棱，磨棱工艺是为了倒角与去毛刺，齿轮作为重要的传动件，由于毛刺的存在，影响其外表，传动精度，再加工及装配，并且产生传动噪音，以至于使齿轮的性能可靠性，寿命和润滑效果下降，更主要是降低了齿轮的质量。而磨棱倒角机恰是一种很好的用于齿轮去除毛刺的设备。这一步也正是为了倒角与去毛刺，为后面的的工艺做准备。 六：剃齿，剃齿可以加工直齿和斜齿的内、外圆柱齿轮，生产效率高、加工表面光洁。是齿轮加工的精加工部分剃齿加工原理相当于一对斜齿轮作双面无侧隙啮合的过程。加工状态如下图4所示。剃齿刀实质上是一个高精度的斜齿轮，在齿面上开有小槽，沿渐开线方向形成刀刃，另一个是被加工齿轮。剃齿时，经过预加工的工件齿轮装在心轴上，在机床工作台上的两顶尖之间可以自由转动；剃齿刀装在机床的主轴上，与工件作无侧隙的螺旋齿轮啮合传动，带动工件旋转。根据啮合原理两者在齿长法向上的速度分量相等。 图4
圆柱齿轮加工工艺过程 The Standardization Office was revised on the afternoon of December 13, 2020
圆柱齿轮加工工艺过程常因齿轮的结构形状、精度等级、生产批量及生产条件不同而采用不同的工艺方案。下面列出两个精度要求不同的齿轮典型工艺过程供分析比较。 一、普通精度齿轮加工工艺分析 （一）工艺过程分析 图示为一双联齿轮，材料为40Cr，精度为7－6－6级，其加工工艺过程见表1。 从表中可见，齿轮加工工艺过程大致要经过如下几个阶段：毛坯热处理、齿坯加工、齿形加工、齿端加工、齿面热处理、精基准修正及齿形精加工等。
双联齿轮加工工艺过程
加工的第一阶段是齿坯最初进入机械加工的阶段。由于齿轮的传动精度主要决定于齿形精度和齿距分布均匀性，而这与切齿时采用的定位基准（孔和端面）的精度有着直接的关系，所以，这个阶段主要是为下一阶段加工齿形准备精基准，使齿的内孔和端面的精度基本达到规定的技术要求。在这个阶段中除了加工出基准外，对于齿形以外的次要表面的加工，也应尽量在这一阶段的后期加以完成。 第二阶段是齿形的加工。对于不需要淬火的齿轮，一般来说这个阶段也就是齿轮的最后加工阶段，经过这个阶段就应当加工出完全符合图样要求的齿轮来。对于需要淬硬的齿轮，必须在这个阶段中加工出能满足齿形的最后精加工所要求的齿形精度，所以这个阶段的加工是保证齿轮加工精度的关键阶段。应予以特别注意。 加工的第三阶段是热处理阶段。在这个阶段中主要对齿面的淬火处理，使齿面达到规定的硬度要求。 加工的最后阶段是齿形的精加工阶段。这个阶段的目的，在于修正齿轮经过淬火后所引起的齿形变形，进一步提高齿形精度和降低表面粗糙度，使之达到最终的精度要求。在这个阶段中首先应对定位基准面（孔和端面）进行修整，因淬火以后齿轮的内孔和端面均会产生变形，如果在淬火后直接采用这样的孔和端面作为基准进行齿形精加工，是很难达到齿轮精度的要求的。以修整
典型齿轮零件加工工艺分析 圆柱齿轮加工工艺过程常因齿轮的结构形状、精度等级、生产批量及生产条件不同而采用不同的工艺方案。下面列出两个精度要求不同的齿轮典型工艺过程供分析比较。 一、普通精度齿轮加工工艺分析 （一）工艺过程分析 图示为一双联齿轮，材料为40Cr，精度为7－6－6级，其加工工艺过程见表1。 从表中可见，齿轮加工工艺过程大致要经过如下几个阶段：毛坯热处理、齿坯加工、齿形加工、齿端加工、齿面热处理、精基准修正及齿形精加工等。 双联齿轮加工工艺过程 加工的第一阶段是齿坯最初进入机械加工的阶段。由于齿轮的传动精度主要决定于齿形精度和齿距分布均匀性，而这与切齿时采用的定位基准（孔和端面）的精度有着直接的关系，所以，这个阶段主要是为下一阶段加工齿形准备精基准，使齿的内孔和端面的精度基本达到规定的技术要求。在这个阶段中除了加工出基准外，对于齿形以外的次要表面的加工，也应尽量在这一阶段的后期加以完成。 第二阶段是齿形的加工。对于不需要淬火的齿轮，一般来说这个阶段也就是齿轮的最后加工阶段，经过这个阶段就应当加工出完全符合图样要求的齿轮来。对于需要淬硬的齿轮，必须在这个阶段中加工出能满足齿形的最后精加工所要求的齿形精度，所以这个阶段的加工是保证齿轮加工精度的
关键阶段。应予以特别注意。 加工的第三阶段是热处理阶段。在这个阶段中主要对齿面的淬火处理，使齿面达到规定的硬度要求。 加工的最后阶段是齿形的精加工阶段。这个阶段的目的，在于修正齿轮经过淬火后所引起的齿形变形，进一步提高齿形精度和降低表面粗糙度，使之达到最终的精度要求。在这个阶段中首先应对定位基准面（孔和端面）进行修整，因淬火以后齿轮的内孔和端面均会产生变形，如果在淬火后直接采用这样的孔和端面作为基准进行齿形精加工，是很难达到齿轮精度的要求的。以修整过的基准面定位进行齿形精加工，可以使定位准确可靠，余量分布也比较均匀，以便达到精加工的目的。 （二）定位基准的确定 定位基准的精度对齿形加工精度有直接的影响。轴类齿轮的齿形加工一般选择顶尖孔定位，某些大模数的轴类齿轮多选择齿轮轴颈和一端面定位。盘套类齿轮的齿形加工常采用两种定位基准。 1）内孔和端面定位选择既是设计基准又是测量和装配基准的内孔作为定位基准，既符合“基准重合”原则，又能使齿形加工等工序基准统一，只要严格控制内孔精度，在专用芯轴上定位时不需要找正。故生产率高，广泛用于成批生产中。 2）外圆和端面定位齿坯内孔在通用芯轴上安装，用找正外圆来决定孔中心位置，故要求齿坯外圆对内孔的径向跳动要小。因找正效率低，一般用于单件小批生产。 （三）齿端加工
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；
机电工程学院 《机械制造技术基础课程设计》 说明书 课题名称：圆柱齿轮加工工艺、车外圆及端面夹具 学生姓名：qweweqe 学号：00000000000 专业：机械设计制造及其自动化班级：00000000班成绩：指导教师签字： 2013年12月27日
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。 齿轮加工机床系指用齿轮切削工具加工齿轮齿面或齿条齿面的机床及其配套辅机。齿轮机床按加工原理分为两类，仿形法和范成法(或称展成法)。仿形法是用刀具的刀刃形状来保证齿轮齿形的准确性，用单分齿来保证分齿的均匀。范成法是按照齿轮啮合原理进行加工，假想刀具为齿轮的牙形，它在切削被加工齿轮时好似一对齿轮啮合传动，被加工齿轮就是在类似啮合传动的过程中被范成成形的，范成法具有加工精度高，粗糙度值低，生产率高等特点，因而得到广泛应用，范成法按其加工方法和加工对象分为： (1)插齿机：多用于粗、精加工内外啮合的直齿圆柱齿轮，特别适用于双联、多联齿轮，当机床上装有专用装置后，可以加工斜齿圆柱齿轮及齿条。 (2)滚齿机：可进行滚铣圆柱直齿轮、斜齿轮、蜗轮及花键轴等加工。 (3)剃齿机：按螺旋齿轮啮合原理用剃齿刀带动工件(或工件带动刀具)旋转剃削圆柱齿轮齿面的齿轮再加工机床。 (4)刨齿机：用于外啮合直齿锥齿轮加工。 (5)铣齿机：用于加工正交、非正交(轴交角不等于90)的弧齿锥齿轮、双曲线锥齿轮加工。 (6)磨齿机：用于热处理后各种高精度齿轮再加工。
目录 机械制造技术基础课程设计任务书 第一章齿轮的工艺分析及生产类型的确定 (05) 1.1 齿轮的用途 (05) 1.2 齿轮技术要求 (05) 1.3 审查齿轮的工艺性 (06) 1.4 确定齿轮的生产类型 (07) 第二章确定毛坯、绘制毛坯件图 (08) 2.1 选择毛坯 (08) 2.2 确定毛坯的尺寸和机械加工余量 (08) 2.3 绘制齿轮铸造毛坯简图 (09) 第三章拟定齿轮工艺路线 (10) 3.1 定位基准的选择 (10) 3.2 各表面加工方案的确定 (11) 3.3 加工阶段的划分 (12) 3.4 工序的集中与分散 (12) 3.5 工序顺序的安排 (13) 3.6 机床设备及工艺装备的选用 (14) 3.7 确定工艺路线 (15) 第四章确定加工余量和工序尺寸 (16) 第五章确定切削用量及时间定额 (17) 第六章夹具设计 (20) 第七章设计体会 (23) 第八章参考文献 (24)
典型零件选材及工艺分析 一，齿轮类 机床、汽车、拖拉机中，速度的调节和功率的传递主要靠齿轮机床、汽车和拖拉机中是一种十分重要、使用量很大的零件。 齿轮工作时的一般受力情况如下： （1）齿部承受很大的交变弯曲应力； （2）换当、启动或啮合不均匀时承受击力； （3）齿面相互滚动、滑动、并承受接触压应力。 所以，齿轮的损坏形式主要是齿的折断和齿面的剥落及过度磨损。据此，要求齿材料具有以下主要性能： （1）高的弯曲疲劳强度和接触疲劳强度； （2）齿面有高的硬度和耐磨性； （3）齿轮心部有足够高的强度和韧性。 此外，还要求有较好的热处理工艺性，如变形小，并要求变形有一定的规律等。下面以机床和汽车、拖拉机两类齿轮为例进行分析。 （一）机床齿轮 机床中的齿轮担负着传递动力、改变运动速度和运动方向的任务。一般机床中的齿轮精度大部分是7级精度（GB179-83规定，精度分12级，用1、2、3、……12表示，数字愈大者，精度愈低）。只是在他度传动机构中要求较高的精度。
机床齿轮的工作条件比起矿山机械、动力机械中的齿轮来说还属于运转平稳、负荷不大、条件较好的一类。实践证明，一般机床齿轮选用中碳钢制造，并经高频感应热处理，所得到的硬度、耐磨性、强度及韧性能满足要求，而县市频淬火具有变形小、生产率高等优点。 下面以C616机床中齿轮为例加以分析。 1、高频淬火齿轮的工工艺线 2、热处理工序的作用正火处理对锻造齿轮毛坯是必需的热处理工序，它可以使同批坯料具有相同的硬度，便于切削加工，并使组织均匀，消除锻造应力。对于一般齿轮，正火处理也可作为高频淬火前的最后热处理工序。 调质处理可以使齿轮具有较高的综合机械性能，提高齿轮心部的强度和韧性，使齿轮能承受较大的弯曲应力和冲击力。调质后的齿轮由于组织为回火索氏体，在淬火时变形更小。 高频淬火及低温回火是赋予齿轮表面性能的关键工序，通过高频淬火提高了齿轮表 面硬度和耐磨性，并使齿轮表面有压应力存在而增强了抗疲劳破坏的能力。为了消除淬火应力，高频淬火后应进行低温回火（或自行回火），这对防止研磨裂纹的产生和提高抗冲击能力极为有利。 3、齿轮高频淬火后的变形情况齿轮高频淬火后，其变形一般表现为内孔缩小，外径不变或减小。齿轮外径与内径之比小于1.5时，内径略胀大；当齿轮有键槽时，内径向键槽方向胀大，形成椭圆形，齿间椭圆形，齿间亦稍有变形，齿形变化较小，一般表现为中间凹0.002~0.0005㎜。这些微小的变形对生产影响不大，因为一般机床用的7级精度齿轮，淬火回火后，均要经过滚光和推孔才成为成品。
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
第4章典型零件的机械加工工艺分析 本章要点 本章介绍典型零件的机械加工工艺规程制订过程及分析，主要内容如下： 1．介绍机械加工工艺规程制订的原则与步骤。 2．以轴类、箱体类、拨动杆零件为例，分析零件机械加工工艺规程制订的全过程。 本章要求：通过典型零件机械加工工艺规程制订的分析，能够掌握机械加工工艺规程制订的原则和方法，能制订给定零件的机械加工工艺规程。 §4.1 机械加工工艺规程的制订原则与步骤§4.1.1机械加工工艺规程的制订原则 机械加工工艺规程的制订原则是优质、高产、低成本，即在保证产品质量前提下，能尽量提高劳动生产率和降低成本。在制订工艺规程时应注意以下问题： 1．技术上的先进性 在制订机械加工工艺规程时，应在充分利用本企业现有生产条件的基础上，尽可能采用国内、外先进工艺技术和经验，并保证良好的劳动条件。 2．经济上的合理性 在规定的生产纲领和生产批量下，可能会出现几种能保证零件技术要求的工艺方案，此时应通过核算或相互对比，一般要求工艺成本最低。充分利用现有生产条件，少花钱、多办事。 3．有良好的劳动条件 在制订工艺方案上要注意采取机械化或自动化的措施，尽量减轻工人的劳动强度，保障生产安全、创造良好、文明的劳动条件。 由于工艺规程是直接指导生产和操作的重要技术文件，所以工艺规程还应正确、完整、统一和清晰。所用术语、符号、计量单位、编号都要符合相应标准。必须可靠地保证零件图上技术要求的实现。在制订机械加工工艺规程时，如果发现零件图某一技术要求规定得不适当，只能向有关部门提出建议，不得擅自修改零件图或不按零件图去做。 §4.1.2 制订机械加工工艺规程的内容和步骤 1．计算零件年生产纲领，确定生产类型。 2．对零件进行工艺分析 在对零件的加工工艺规程进行制订之前，应首先对零件进行工艺分析。其主要内容包括： （1)分析零件的作用及零件图上的技术要求。 (2)分析零件主要加工表面的尺寸、形状及位置精度、表面粗糙度以及设计基准等； (3)分析零件的材质、热处理及机械加工的工艺性。
材料工程新技术新工艺课程论文 论文题目：小汽车齿轮的加工工艺与技术学院：材料科学与工程学院 班级：料11*班 教师：*** 学生:** 学号：********
小汽车齿轮的加工工艺与技术 摘要：齿轮是汽车行业主要的基础传动元件，通常每辆汽车中有18～30个 齿部，齿轮的质量直接影响汽车的噪声、平稳性及使用寿命。近年来, 齿轮技术得到了迅速发展, 其发展趋势可概括为: 高承载能力、高齿面硬度、高精度、高 速度、高可靠性和高传动效率。最终归结于齿轮的加工工艺得到的进步。 关键字：齿轮加工工艺 一个完整的齿轮加工过程一般要经过毛坯的准备、毛坯正火热处理、车削 加工、滚齿、插齿、剃齿、再次热处理、磨削加工与修正等过程。 1.毛坯准备 毛坯的准备一般通过锻造制坯来完成的，当前，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.正火处理 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，在热处理工艺中，如果处理 不当将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。[1]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。数控车床比一般的人工操 作车床具有更高的准确度，为计算加工提供很大便利。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 显著。
1斜齿圆柱齿轮传动 1.1齿面形成 研究直齿圆柱齿轮时知道，两轮的齿廓面沿一条平行于齿轮轴的直线KK ′相接触，KK ′与发生面在基圆柱上的切线NN ′平行。当发生面沿基圆柱做纯滚动时，直线KK ′在空间形成的轨迹就是一个渐开面，即直齿轮的齿廓曲面，如图1示。 图1 直齿齿轮渐开线的形成 斜齿圆柱齿轮齿面的形成原理和直齿圆柱齿轮的情况相似，所不同的是发生面上的直线KK ′与直线NN ′不平行，即与齿轮轴线不平行．面是与基圆杆母线NN ′成一夹角βb 。故当发生面沿基圆柱作纯滚动时，直线KK ′上的每一点都依次从基圆柱面的接触点开始展成一条渐开线，而直线KK ′上各点所展成的渐开线的集合就是斜齿轮的齿面。由此可知，斜齿轮齿廓曲面与齿轮瑞面(与基圆柱轴线垂直的平面)上的交线(即端面上的齿廓曲线)仍是渐开线。而且由于这些渐开线有相同的基圆柱，所以它们的形状都是一样的，只是展成的起始点不同面己，即起始点依次处于螺旋线K 0K 0′上的各点。所以其齿面为渐开螺旋面，如图2示。由此可见．斜齿圆柱齿轮的端面齿廓曲线仍为渐开线。可将直齿圆柱齿轮看成斜齿圆柱齿轮的一个特例。从端面看，一对渐开线斜齿轮传动就相当于一对渐开线直齿轮传动，所以它也满足齿廓啮合基本定律。 图2 斜齿齿轮的渐开线形成 斜齿圆柱齿轮传动和直齿圆柱齿轮传动一样，仅限于传递两平行轴之间的运动。如果两斜齿轮分度圆上的螺旋角不是大小相等且方向相反，则这样的一对斜齿轮还可以用来传递既不平行又不相交的两轴之间的运动。为了便于区别，把用于传递两平行轴之间的运动，称为斜齿圆柱齿轮传动；用于传递两交锗轴之间的运动，称为交错轴斜齿轮传动。斜齿圆柱齿轮传动中的两轮齿啮合为线接触，而交错轴斜齿轮传动中的两轮齿啮合为点接触。 一对斜齿圆柱齿轮啮合时，齿面上的接触线是由一个齿轮的一端齿顶(或齿根)处开始逐渐由短变长，再由长变短，至另一端的齿根(或齿顶)处终止。这样就减少了传动时的冲击和噪声，提高了传动的平稳性，故斜齿轮适用于重载、高速传动。 图3 斜齿轮啮合 总之：斜齿轮的轮齿为螺旋形，在垂直于齿轮轴线的端面（下标以t 表示）和垂直于齿廓螺旋面的法面（下标以n 表示）上有不同的参数。斜齿轮的端面是标准的渐开线，但从斜齿轮的加工和受力角度看，斜齿轮的法面参数应为标准值。 1.2斜齿圆柱齿轮的参数及几何尺寸计算 ⑴螺旋角β 图4所示为斜齿轮分度圆柱面展开图，螺旋线展开成一直线，该直线与轴线的夹角β称为斜齿轮在分度圆柱上的螺旋角，简称斜齿轮的螺旋角。 图4 斜齿轮分度圆柱面展开图 旋向有左右之分，角度也有正负之分。旋向的判断方法：沿齿轮轴线方向观看齿轮，轮齿向左偏为左旋齿轮，向右偏为右旋齿轮，如图5所示。 图5旋向区分 左旋 右旋 螺旋角β： 对于基圆柱同理可得其螺旋角βb ： 所以有 通常用分度圆上的螺旋角β斜进行几何尺寸的计算。螺旋角β越大，轮齿就越倾斜，传动的平稳性也越好，但轴向力也越大。通常在设计时取8°～20° 。对于人字齿轮，其轴向力可以抵消，但加工较为困难，一般用于重型机械的齿轮传动中。 ⑵模数 如图6所示，t p 为端面齿距，n p 为法面齿距，=n p t p βcos ，因为 m p π=，πt m βcos =πn m ，故端面模数与法面模数关系为：t m βcos =n m 。 图6 参数之间的关系
齿轮的生产过程一．齿轮的主要加工面 1.齿轮的主要加工表面有齿面和齿轮基准表面，后者包括带孔齿轮的基准孔、切齿加工时的安装端面，以及用以找正齿坯位置或测量齿厚时用作测量基准的齿顶圆柱面。 2．齿轮的材料和毛坯 常用的齿轮材料有15钢、45钢等碳素结构钢；速度高、受力大、精度高的齿轮常用合金结构钢，如20Cr，40Cr，38CrMoAl，20CrMnTiA等。 齿轮的毛坯决定于齿轮的材料、结构形状、尺寸规格、使用条件及生产批量等因素，常用的有棒料、锻造毛坯、铸钢或铸铁毛坯等。 二、直齿圆柱齿轮的主要技术要求， 1．齿轮精度和齿侧间隙 GBl0095《渐开线圆柱齿轮精度》对齿轮及齿轮副规定了12个精度等级。其中，1～2级为超精密等级；3—5级为高精度等级；6～8级为中等精度等级；9～12级为低精度等级。用切齿工艺方法加工、机械中普遍应用的等级为7级。按照齿轮各项误差的特性及它们对传动性能的主要影响，齿轮的各项公差和极限偏差分为三个公差组(表13—4)。根据齿轮使用要求不同，各公差组可以选用不同的精度等级。 齿轮副的侧隙是指齿轮副啮合时，两非工作齿面沿法线方向的距离(即法向侧隙)，侧隙用以保证齿轮副的正常工作。加工齿轮时，用齿厚的极限偏差来控制和保证齿轮副侧隙的大小。 2．齿轮基准表面的精度 齿轮基准表面的尺寸误差和形状位置误差直接影响齿轮与齿轮副的精度。因此GBl0095附录中对齿坯公差作了相应规定。对于精度等级为6～8级的齿轮，带孔齿轮基准孔的尺寸公差和形状公差为IT6-IT7，用作测量基准的齿顶圆直径公差为IT8；基准面的径向和端面圆跳动公差，在11-22μm之间(分度圆直径不大于400mm的中小齿轮)。 3．表面粗糙度 齿轮齿面及齿坯基准面的表面粗糙度，对齿轮的寿命、传动中的噪声有一定的影响。6～8级精度的齿轮，齿面表面粗糙度Ra值一般为0．8—3．2μm，基准孔为0．8—1．6 μm，基准轴颈为0．4—1．6μm，基准端面为1．6～3．2μm，齿顶圆柱面为3．2μm。 三、直齿圆柱齿轮机械加工的主要工艺问题 ．定位基准 1 齿轮加工定位基准的选择应符合基准重合的原则，尽可能与装配基准、测量基准一致，同时在齿轮加工的整个过程中(如滚、剃、珩齿等)应选用同一定位基准，以保持基准统一。 带孔齿轮或装配式齿轮的齿圈，常使用专用心轴，以齿坯内孔和端面作定位基准。这种方法定位精度高，生产率也高，适用于成批生产。单件小批生产时，则常用外圆和端面作定位基准，以省去心轴，但要求外圆对孔的径向圆跳动要小，这种方法生产率较低。 2．齿坯加工 齿坯加工主要包括带孔齿轮的孔和端面
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。
齿轮的生产过程 一.齿轮的主要加工面 1、齿轮的主要加工表面有齿面与齿轮基准表面,后者包括带孔齿轮的基准孔、切齿加工时的安装端面,以及用以找正齿坯位置或测量齿厚时用作测量基准的齿顶圆柱面。 2.齿轮的材料与毛坯 常用的齿轮材料有15钢、45钢等碳素结构钢;速度高、受力大、精度高的齿轮常用合金结构钢,如20Cr,40Cr,38CrMoAl,20CrMnTiA等。 齿轮的毛坯决定于齿轮的材料、结构形状、尺寸规格、使用条件及生产批量等因素,常用的有棒料、锻造毛坯、铸钢或铸铁毛坯等。 二、直齿圆柱齿轮的主要技术要求, 1.齿轮精度与齿侧间隙 GBl0095《渐开线圆柱齿轮精度》对齿轮及齿轮副规定了12个精度等级。其中,1～2级为超精密等级;3—5级为高精度等级;6～8级为中等精度等级;9～12级为低精度等级。用切齿工艺方法加工、机械中普遍应用的等级为7级。按照齿轮各项误差的特性及它们对传动性能的主要影响,齿轮的各项公差与极限偏差分为三个公差组(表13—4)。根据齿轮使用要求不同,各公差组可以选用不同的精度等级。 齿轮副的侧隙就是指齿轮副啮合时,两非工作齿面沿法线方向的距离(即法向侧隙),侧隙用以保证齿轮副的正常工作。加工齿轮时,用齿厚的极限偏差来控制与保证齿轮副侧隙的大小。 2.齿轮基准表面的精度 齿轮基准表面的尺寸误差与形状位置误差直接影响齿轮与齿轮副的精度。因此GBl0095附录中对齿坯公差作了相应规定。对于精度等级为6～8级的齿轮,带孔齿轮基准孔的尺寸公差与形状公差为IT6-IT7,用作测量基准的齿顶圆直径公差为IT8;基准面的径向与端面圆跳动公差,在11-22μm之间(分度圆直径不大于400mm的中小齿轮)。 3.表面粗糙度 齿轮齿面及齿坯基准面的表面粗糙度,对齿轮的寿命、传动中的噪声有一定的影响。6～8级精度的齿轮,齿面表面粗糙度Ra值一般为0.8—3.2μm,基准孔为0.8—1.6 μm,基准轴颈为0.4—1.6μm,基准端面为1.6～3.2μm,齿顶圆柱面为3.2μm。 三、直齿圆柱齿轮机械加工的主要工艺问题 1.定位基准 齿轮加工定位基准的选择应符合基准重合的原则,尽可能与装配基准、测量基准一致,