飞刀加工的蜗轮齿形计算分析
摘要用蜗轮滚刀加工出的蜗轮比较精确，生产效率也比较高，但这是专用刀具，除要求刀其的模数、齿形角和齿高系数等工作参数同被切的蜗轮相符外，还要求
滚刀的直径和滚刀的螺纹线数(头数)和相配工作的蜗杆一致，这就给刀具的储
备工作带来很大的困难。对于非标准蜗轮(工作蜗杆的特性系数为非标准值)，要
找到一把合乎要求的滚刀就更加困难了，并且在单件或少量生产蜗轮时用蜗轮滚
刀也很不经济，为此，可改用飞刀加工蜗轮。本文首先介绍飞刀加工蜗轮的工作
原理和飞刀加工蜗轮的数学模型；其次以阿基米德型的蜗轮飞刀和锥面包络型的
蜗轮飞刀加工的蜗轮为例推导蜗轮的齿面方程和求解蜗轮齿形；最后结合算例给
出齿形的切制过程仿真和对算例进行分析，得出一些结。
ABSTRACT Machined worm worm hob with more accurate, production efficiency is relatively high, but this is a dedicated tool, In addition to the requirements of its modulus knife, matches the profile angle and the operating parameters of the tooth with a high coefficient of worm is cut, but also requires Thread diameter and the number of lines hob hob (head count) and matched worm consistent work, which gives the tool storage Preparation work has brought great difficulties. For
non-standard worm (Worm work nonstandard features coefficient values), to Find a desirable hob even more difficult, and in a single piece or a small worm with a worm roll production Knife is also very economical, for processing could be replaced Flying Worm. This paper describes the work of Flying processing Worm Flying processing theory and mathematical models worm; secondly to Archimedes-type knife and a cone enveloping worm gear type Flying Worm Worm processed to derive an example worm worm gear tooth surface equation and solving; Finally, numerical examples to A tooth for cutting process simulation and numerical examples are analyzed to draw some conclusions.
关键词：飞刀齿形齿厚
论文类型：应用基础
1.飞刀加工蜗轮的工作原理
飞刀加工蜗轮，即在滚齿机的刀杆(此处指固定式刀杆)上装上一个单一的刀头，
用它的一个刃齿去代替蜗轮滚刀。它的工作原理与蜗轮滚刀相同，差别仅在于齿数很少。
用飞刀切制蜗轮时，通常应在带有切向刀架的滚齿机上进行。加工时，飞刀
每转一周，蜗轮转过的齿数等于工作蜗杆的头数，形成分度运动(分齿运动)。同
时为了切出正确的齿形，飞刀还要利用切向刀架沿蜗轮切向逐渐进给，而蜗轮也
应有相应的附加转动，形成包络齿间的展成运动。当刀杆移动AS距离时，蜗轮的附加转动角为ΔS/R2，这里R2为蜗轮的分度圆半径。
如果滚齿机没有切向走刀机构，展成运动就得靠人工方法获得，即当飞刀每
切完一圈或数圈后，停下机床，然后将(飞刀)刀杆沿其轴线方向移动很小一段
距离△s，并将被切蜗轮旋转一个相应的角度(△φ)再进行加工。
飞刀每次移动的距离△s，可由被切蜗轮一个周节(齿距)内飞刀移动的次数n来决定，即△S：n，一般n=3～10次。飞刀移动次数n越多，蜗轮轮齿的表面棱度越小，但总加工时间就越长。飞刀移动距离可用千分表测量。
在飞刀切向进给进行展成运动时，也可以让工件(蜗轮)没有附加转动，而是让刀杆在移动的同时再有一微小的转角。刀杆本身的转角和蜗轮附加转角的关
系为：
△φ1Z1=△φ2Z2
式中△φ1,Z1——刀杆的转角和工作蜗杆的头数
△φ2,Z2——工件(蜗轮)的附加转角和工作蜗轮的齿数
刀杆的移动方向和工件(蜗轮)附加转动方向之间存在有一定的关系，两者方向的判定方法为：使工件的转动方向和刀杆的移动方向相同。刀杆的移动方向和自身转动方向之间也存在一定的关系，两者方向的判定方法为：以拇指表示刀杆的移动方向，其余四指表示刀杆的转角方向。加工右旋蜗轮时，刀杆的移转方向按照右手指示的方
向进行(图1a)；；加工左旋蜗轮时，刀杆的移转方向按照左手指示的方向进行(图1b)。
图1 刀杆移转方向的判定方法
下面以加工右旋蜗轮为例，对上述判定方法做详细的解释。
正式滚切时，刀杆和工件的转动方向是：刀杆转动的方向始终是由上向下转动的，工件则为逆时针转动。(1)当刀杆移动时工件有一附加转动：当刀杆向在移动时，工件附加转角方向应该是顺时针方向，与正式滚切时的方向相反；刀杆左移时，工件的附加转角方向为逆时针方向，与正式滚切时方向相同。(2)当刀杆移动的同时有～附加转动而工件不转动：当刀杆向右移动时，刀杆本身的附加转动方向应该向下，与正式滚切时的方向相同。刀杆左移时，刀杆本身的附加转动方向向上，与正式滚切时方向相反。如果工作蜗杆的头数和蜗轮的齿数没有公因数，用一把切刀就可以在一次走刀内切出蜗轮。如果工作蜗杆的头数和蜗轮的齿数有公因数，单齿飞刀在连续分度运动中只能间隔地切出蜗轮的部分齿槽。这时要在切完部分齿槽后，将飞刀沿刀杆轴线准确的窜动一个齿距，或用分度的办法使蜗轮转过一个齿，再重新切一次(完成第二个头的加工)。多次重复上述方法，就可切出多头蜗轮的全部齿槽。也可以相应增加刀杆上装置的切刀数(等于蜗杆的头数)，在一次走刀中切出整个蜗轮。
如果飞刀制造的足够准确，且能正确使用，那么也能加工出较高精度的蜗轮。
2 飞刀加工蜗轮数学模型的建立
2．1飞刀加工蜗轮时的坐标系
飞刀加工蜗轮时为了进行展成运动，需要切向进给。在刀杆没有窜动时的位置(称为
初始位置)采用四个坐标系，各坐标系之间的运动关系与蜗轮蜗啮合时各坐标系间的关系相同。
在进行切向迸给时，本文推导公式采取的切向进给是轴向窜动刀杆的同时，让刀杆有一微小的附加转动，而让工件蜗轮没有附加转动。这种方法与让刀杆窜
动的同时工件有附加转动是等效的。设在一个齿距内，刀杆窜动n次进行切向进给，每次窜动的距离为△s，刀杆的附加转角为△n。相对于刀齿的初始位置，第i次窜刀后的总窜刀量为s，刀杆的附加转动角度为△φ。则△s=πm/n, S=△S (i为整数)，△φ
=2S/mz1。为了计算上的方便，规定向右窜刀时的S和△φ为正值，向左窜刀时的S 和△φ为负值。第i次窜刀后与刀杆固连的坐标系Σi(为了与在初始位置时和刀杆固连的坐标系Σi相区别)和固定坐标系Σ的关系如图2所示。
图2 窜刀后坐标系Σi与Σ的关系
2．2各坐标系问的变换关系
3．阿基米德型蜗轮飞刀加工的蜗轮齿形计算
3．1蜗轮齿面方程的推导
用飞刀切出的蜗轮，其轮齿表面由飞刀的刀刃在不同位置的轨迹面交接而成。在某一位置切削时，飞刀刃口曲线即为两者的接触线，把飞刀刃口曲线按照两者的运动关系转换到与工件蜗轮相固连的坐标系中，即为在某～位置的蜗轮齿面方程。由于用飞刀加工蜗轮要进行展成运动，所以刀杆每窜动一次时，都对应有某一个位置的齿形。当展成运动结束后，把每一个位置的齿形进行迭加，就得到加
工后蜗轮的齿形。
在蜗轮齿面方程的推导中，取飞刀按蜗杆齿纹法截面位置安装在刀杆上的情况。在与刀杆相固连的坐标系中，飞刀刃口齿形方程为
3．2蜗轮齿形的求解
所求解的蜗轮齿形都是指在中间平面的端面和法向齿形。
(i)端面齿形方程的推导及求解
根据飞刀加工蜗轮的原理，建立了飞刀加工蜗轮的数学模型，推导出了
蜗轮的齿面方程和齿形方程。
得出了以下结论：
(1)用飞刀加工的蜗轮齿形误差较小且变化规律蜗轮理论齿形的变化规律相同，证明了
所建数学模型及加工方法的正确性。
(2)蜗轮齿形误差分布规律是：从齿顶到齿根齿形误差逐渐减小，且与用什
么齿型的飞刀加工没有多大关系。所以在分析飞刀切制的蜗轮齿形误差时，只需分析齿顶部及靠近齿顶部的几个凸峰点就能满足要求了。
参考文献
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[4] 齿轮手册编委会编．齿轮手册(上册)．北京：机械工业出版社，1990
齿轮齿形画法 一、总述 我们在齿轮加工进行齿形的检验时，常会用到齿形模板，以前每遇到这种情况都需要技术人员照手册按坐标点一点一点的画出，十分麻烦，且每用到模数不同的齿轮，都要重新画，工作量可想而知。现在计算机普及了，我们依据淅开线的形成原理和齿轮的切削原理并结合实际经验研究出了一种利用计算机来进行齿形图绘制的方法，绘制一些不同齿数（模数是1）的齿轮齿形图作为样板，对于不同的模数，只要进行相应倍数的放大即可得出相应的齿形图，这样绘出的齿形图不仅比手工画出的精确，且能做到一劳永逸，方便了很多。 二、直齿轮齿形图的详细画法 下面我们以齿数为18的齿轮为例，详细介绍一下这种齿形图的绘制方法.我们将齿形图的绘制据齿形的组成不同分为渐开线齿形部分的绘制与基圆和齿根圆部分齿形的绘制. 1.取齿轮齿数为18,模数为1,则分度圆半径为8.457mm.首先画出基圆,然后在基圆上取一角度为3的圆弧,测其值为0.44mm.(如图一) 2.画一长度为0.44mm的水平轴线垂线与基圆相切,然后绕基圆圆心阵列该直线和与其垂直的水平线,角度取3度(如图二) 3.将阵列所得的基圆切线延长:3°处的切线保持不变,6°处的切线延长一倍,9°处
的切线延长2倍,12°处的切线延长3倍……依此类推,45°处的切线延长15倍.将各切线延长线的端点依次连接起来得一圆滑曲线.(如图三) 4.画出齿轮的分度圆(半径为9mm)和齿顶圆(半径为10mm),过分度圆与渐开线 交点与圆心连线,将该连线旋转成水平(第三步得到的曲线随其一同旋转),其它辅助线清除,然后过圆心画一角度为5度的射线即为该齿轮一个齿的对称线,将所得曲线关天该对称线镜相,齿顶圆与基圆中间的曲线部分即为该齿轮一个轮 齿的渐开线部分.(如图四) 5.将得出的一个轮齿的渐开线部分阵列,得出模数为1,齿数为18的齿轮的渐开线齿廓部分,并将齿轮转至如图五位置。 以上五步为齿轮轮齿渐开线部分的绘制。从第六步开始为基圆与齿根圆部分齿形图的绘制。 6.先画出模数是1的齿条图形，比标准齿条齿顶高高出0.25mm(如图六) 7.如图七所示将齿条与齿轮啮合. 8.在齿轮的实际加工过程中，齿轮每转动1°，齿条水平移动0.157mm。据此原理，
机械加工工时费用计算公司标准化编码 [QQX96QT-XQQB89Q8-NQQJ6Q8-MQM9N]
机械加工工时费用计算 机械加工工时，是正确反映机械加工成本、工人劳动量和劳动报酬的数据。在很多机械报价的方法中，由于工时计算带来的便捷、简便，所以运用工时进行报价已经成为大家广泛应用的方法之一了。 机加工时间定额组成 1、机动时间：也叫作基本时间，主要是用于改变工件尺寸、形状和表面质量所需要的时间，其中也包含了刀具的趋近、切入、切削和切出的时间。 2、辅助时间：这是用在工序中加工每个工件辅助动作需要的时间以及保证正常工作需要消耗的时间。例如：启动和停止机床、切削用量的改变、对刀、试切、测量等需要消耗的时间。 3、其他时间：这个时间虽然与工作没有直接联系，但是是完成加工中必不可少的时间。例如，阅读文件、检查工件、机床、润滑维护和空转等。在生产中为了方便，为了计算方便，根据加工复杂程度的难易，按操作时间的百分比来表示。 4、准备终结时间：这个时间是指完成一批加工工件的准备工作和结束工作所消耗的时间，其中包括：图纸熟悉、工艺文件的了解、尺寸的换算、借还工具、安装刀杆等，技工结束时要及时进行机床的清理，发送成品。 一般情况下，准备与终结时间分为固定部分与另加部分。固定部分指的是一批零件加工前必须发生的时间。另加部分是根据实际的工作需要做某些准备与结束工作所需要的时间。加工一批零件只给一次准备与终结的时间。
机械加工工时费用 用工时进行机械加工报价的计时单位是从接手加工开始至加工完成验收合格要求。生产中比较常用的机械加工工时费用： 1、车基本价：20—40/小时。这只是一个参考价，具体的还根据实际的情况进行确定，如果是小件，简单的话工时小于20元。但是一些大的皮带轮加工，加工余量大，余量就有一定的收入。 2、磨削基本价：25—45元 /小时 3、铣削基本价：25—45元/小时 4、钻削基本价：15—35元/小时 5、刨削基本价：15—35元/小时 6、快走丝线切割基本价：3—4元/1200平方毫米 7、电火花基本价：10—40元/小时，如果工时小于1个小时的，按件计算，单件一般为50元 8、数控机床基本价：比普通的贵2—4倍 9、雕刻：一般都是单件的 50—500元/件 10、钳工基本价：15-35元/小时 机械维修加工收费标准（生产部提供）
齿轮加工机床与齿轮加工 图 7-1 成形法加工齿轮 a) 盘状模数铣刀 b) 指状模数铣刀 图 7-2 渐开线形状与基圆关系 齿轮的切削加工，按形成齿形的原理可分为两大类：成形法和展成法。 用成形法加工齿轮时，刀具的齿形与被加工齿轮的齿槽形状相同。其中最常用的是用盘状模数铣刀和指状模数铣刀在铣床上借助
分度装置铣齿轮，如图7-1所示，母线（渐开线）用成形法形成，不需成形运动，导线用相切法形成，需要两个成形运动。 齿轮的齿廓形状决定于基圆的大小（与齿轮的齿数有关），如图7-2所示。由于同一模数的铣刀是按被加工工件齿数范围分号的（表7-1），每一号铣刀的齿形是按该号中最少齿数的齿轮齿形确定的，因此，用这把铣刀铣削同号中其他齿数的齿轮时齿形有误差。用成形法铣齿轮所需运动简单，不需专门的机床，但要用分度头分度，生产效率低。这种方法一般用于单件小批量生产低精度的齿轮。 用展成法加工齿轮时，齿轮表面的渐开线用展成法形成，展成法具有较高的生产效率和加工精度。齿轮加工机床绝大多数采用展成法。 圆柱齿轮的加工方法主要有：滚齿、插齿等。锥齿轮的加工方法主要有：刨齿、铣齿等。精加工齿轮齿面的方法有：磨齿、剃齿、珩齿、研齿等。 表 7-1 模数铣刀加工齿数范围
一、插齿原理和插齿刀 1. 插齿原理及运动分析 插齿机用来加工内、外啮合的圆柱齿轮，尤其适合于加工内齿轮和多联齿轮，这是滚齿机无法加工的。装上附件，插齿机还能加工齿条，但插齿机不能加工蜗轮。 （ 1 ）插齿原理及所需的运动 如图 3-7 所示，插齿机加工原理为模拟一对圆柱齿轮的啮合过程，其中一个是工件，另一个是齿轮形刀具——插齿刀，它与被加工齿轮的模数和压力角相同。直齿插齿刀的切削刃在插齿刀前端面上的投影是渐开线，当插齿刀沿其轴线方向往复运动时，切削刃的轨迹象一个直齿圆柱齿轮的齿面，这个假想的齿轮称为“产形”齿轮。插齿机是按展成法加工圆柱齿轮的。 用插齿刀插削直齿圆柱齿轮的运动分析见图 3-7 。
工时定额计算标准化管理处编码[BBX968T-XBB8968-NNJ668-MM9N]
1.计算法 工序工时定额=主加工工时+辅助工时 主加工工时的确定：根据产品图纸、加工面余量、加工工艺、机床的工艺参数（主轴转速、走刀量、吃刀量）计算。冲床、油压机、压铸机、电炉等可按机床上设定（或技术要求）的工艺时间或节拍来确定。 辅助工时的确定：装夹时间、对刀时间、磨刀准备时间、人工休息、换模时间等之总合。这类时间以实测或经验估算为准,有些企业是按标准和制度来执行。 2.实测法 以中等水平的操作工在机床上现场操作，实测工时。 3.类比法 按已有的相似零件的工时定额进行比较、估算，这点全靠成熟工时定额的积累。 确定工时定额的实践性、经验性很强，实际运用时先以计算法或类比法估算，然后以实测法验证、修正。这是我们总结的“一算、二比、三验”法，适合于各种工艺和工序上确定工时定额。最后，总合所有工序上的加工工时就能得到产品加工的工时定额。制定工时定额是企业管理的重要基础工作,是编制销售、生产计划以及成本核算、报价的基本数据，同时也是劳动考核的基础。希望大家重视它，掌握它，并灵活运用。 时间定额
时间也叫“工时定额”，是劳动定额的一种（详见劳动定额），是生产单位产品或完成一定工作量所规定的时间消耗量。如对加工一个零件、装配工组装一个部件或一个产品所规定的时间；对宾馆服务员清理一间客房所规定的时间。 时间定额是某工序占用时间的定额，即一件产品或其在具体某工序上所消耗的时间。要了解时间定额的定义和作用，熟悉作业时间的内容，了解非作业时间的内容及其与作业时间的基本比例。 时间定额包括：基本时间、辅助时间、布置工作地时间、休息与生理时间、准备与终结时间。 工时定额管理规定 一、工时定额制定的目的 为了提高公司计划管理水平，增加公司经济效益，并为成本核算、劳动定员提供数据，体现按劳分配的原则，特制定本规定。 二、工时定额制定的原则 1、制定工时定额必须走群众路线，使其具有坚实的群众路线。 2、制定工时定额应有科学依据，力求做到先进合理。 3、制定工时定额要考虑各车间、各工序、各班组之间的平衡。 4、制定工时定额必须贯彻“各尽所能，按劳分配”的方针。 5、制定工时定额必须要“快、准、全”。 6、同一工序，同一产品只有一个定额，称为定额的统一性。
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。
机械加工时间定额的计算公式和方法 2、刨削、插削 所用符号机加工工时定额,机械加工定额,机加工工时,定额计算方法,加工中心定额,工时 tj——机动时间(min) L——切刀或工作台行程长度(mm) 1——被加工工件长度(mm) 11——切入长度(mm) 12——切出长度(mm) 13——附加长度(mm) 14——行程开始超出长度(mm) 15——行程结束时超出长度(mm) B——刨或插工件宽度(mm) h——被加工槽的深度或台阶高度(mm) U——机床平均切削速度(m/min) f——每双行程进给量(mm) i——走刀次数 n——每分钟双行程次数 n=(1000×VC)/L×(1+K) 注： 龙门刨：K=0.4-0.75 插床：K=0.65-0.93 牛头刨：K=0.7-0.9 单件生产时上面各机床K=1 ①插或刨平面 tj=(B+12+13)×i/(f×n)=2×(B×11+12+13)×i/(f×Um×1000)(min) ②刨或插槽 tj=(h+1)×i/(f×n)=(h+1)×i×L/(f×Um×1000)(min) 注： 龙门刨：14+15=350mm 牛头刨：14+15=60mm(各取平均值) ③刨、插台阶 tj=(B+3)×i/(f×n)(横向走刀刨或插)(min) tj=(h+1)×i/(f×n)(垂直走刀刨或纵向走刀插)(min) 3、钻削或铰削 所用符号机加工工时定额,机械加工定额,机加工工时,定额计算方法,加工中心定额,工时 tj——机动时间(min)1——加工长度(mm) 11——切入长度(mm)11——切出长度(mm) f——每转进给量(mm/r)n——刀具或工件每分钟转数(r/min) Φ——顶角(度)D——刀具直径(mm) L——刀具总行程=1+11+12(mm) 钻削时：11=1+D/[2×tg(Φ/2)]或11≈0.3P(mm)
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；
齿形加工的方法有很多种，一般有粉末冶金法，铣齿，成形磨齿，滚齿，剃齿，插齿，展成法磨齿 1.铣齿 采用盘形模数铣刀或指状铣刀铣齿属于成形法加工，铣刀刀齿截面形状与齿轮齿间形状相对应。此种方法加工效率和加工精度均较低，仅适用于单件小批生产。 2.成形磨齿
也属于成形法加工，因砂轮不易修整，使用较少。 3.滚齿 属于展成法加工，其工作原理相当于一对螺旋齿轮啮合。齿轮滚刀的
原型是一个螺旋角很大的螺旋齿轮，因齿数很少（通常齿数z = 1），牙齿很长，绕在轴上形成一个螺旋升角很小的蜗杆，再经过开槽和铲齿，便成为了具有切削刃和后角的滚刀。 4.剃齿 在大批量生产中剃齿是非淬硬齿面常用的精加工方法。其工作原理是利用剃齿刀与被加工齿轮作自由啮合运动，借助于两者之间的相对滑移，从齿面上剃下很细的切屑，以提高齿面的精度。剃齿还可形成鼓形齿，用以改善齿面接触区位置。 5.插齿
插齿是除滚齿以外常用的一种利用展成法的切齿工艺。插齿时，插齿刀与工件相当于一对圆柱齿轮的啮合。插齿刀的往复运动是插齿的主运动，而插齿刀与工件按一定比例关系所作的圆周运动是插齿的进给运动。 这张图片看的不够直观，下面的原理图大家应该一看便明白了。
6.展成法磨齿 展成法磨齿的切削运动与滚齿相似，是一种齿形精加工方法，特别是对于淬硬齿轮，往往是唯一的精加工方法。展成法磨齿可以采用蜗杆砂轮磨削，也可以采用锥形砂轮或碟形砂轮磨削。 上图依次为a.锥形砂轮磨齿，b.蝶形砂轮磨齿，c.蜗杆砂轮磨齿。7：粉末冶金齿轮 一种适合批量生产，高精度，低噪音的齿轮加工法，更具有高效率，低成本的特征。其方法是将混合好的金属粉末通过专业的粉末冶金压机压入预先制作好的模具中，形成粉末冶金毛肧，然后通过高温烧结，不锈钢粉末冶金齿轮是通过真空炉烧结，最后浸泡防锈油或者机加工。精度要求高的还可以精整。效率非常高，一台设备一天可达三万件。
机械加工工时定额 材料：45钢，毛坯尺寸为Φ110x210 工艺路线：车、铣、镗、热处理。 一、分析车工序加工内容 本工序需要将除键槽外所有特征加工完成： 1.装卸零件，因零件的两头都需要加工，因此要三爪装卸两次。 2.车图左端面 3.车图Φ100外圆，长度55 4.倒角Φ100外圆处2*45度 5.车图右端面，保证总长200 6.车直径Φ80外圆，长度150 7.倒角Φ80外圆处2*45度 8.钻中心孔 9.钻底孔 10.扩底孔至Φ38mm 二、分析铣工序加工内容 1.装卸零件 2.键槽铣刀铣键槽 三、分析镗工序加工内容 3.装卸 4.镗孔至Φ40mm，深度50 四、计算车工序工时 1.装卸零件，因零件的两头都需要加工，因此要三爪装卸两次。 打开敬信工时定额管理系统，打开定额计算器。选择卧车，C620，装卸工步标准。
输入零件大致重量、选择起吊方式、工件找正复杂程度和装卸方法。原材料为已切断的棒料，因此选择无基面毛坯作为找正方式。装夹时用三爪卡片即可。如果零件装夹有其它需求，可根据零件实际情况选择。 另外因为本工序需要掉头装夹，为减少计算次数，可以将计算结果后的计算次数修改为2，点击累加时，将累加两次装卸。 2.车图左端面 图中左端面没有特殊技术要求，因此我们选择C620标准的第5项车端面计算工时。
本工步中，选择材料为45#钢，材料系数为1。因为是实心材料，径向加工长度为直径的一半。单面加工余量为5=（210-200）/2。粗糙度和端面类型按实际选择。 3.车图Φ100外圆，长度55
4.倒角Φ100外圆处2*45度 5.车图右端面，保证总长200 6.车直径Φ80外圆，长度150
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
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。
齿轮齿形的加工方法以及选择 齿轮在工业生产中运用的范围十分广泛，它是传递运动和动力的重要零件之一。而且产品的工作性能、承载能力、使用寿命以及工作精度等，都与齿轮本身的质量有很大的关系。所以在制作齿轮表面的过程中，加工方法以及选择就显得十分重要。 随着生产和科学技术的不断发展，人们越来越高的要求机械产品的工作精度，同时对于传递功率、转速的要求也越老越高。所以对于尺寸齿形的加工要求有增无减。由于齿轮在使用上的特殊性，除了一般的尺寸精度、形位精度以及表面质量的要求外，还有一些特殊的要求。 加工要求： （1）传递运动的准确性：为了提高设备的工作精度，齿轮作为重要的零件，其传递运动的准确性是十分重要的。这就要求在一转为单位的范围内，齿轮的最大转角误差需要所有限制，不能超出以保证传递运动的准确性。 （2）传动的平稳性：想要减少设备加工时的损耗，就要提高齿轮传动的平稳性，这一点要求尺寸传动瞬间时传动比的变化要小，以免引起冲击，产生振动和噪声，甚至会出现整个齿轮破坏的情况。 （3）载荷分布的均匀性：这样做是避免由于齿面局部磨损影响齿轮的寿命。要求是在啮合时齿面，齿轮的接触要良好，避免出现应力集中的情况。
（4）传动侧隙：为了贮存润滑油提供空间，要求在啮合时，齿轮与非工作齿面之间需要存在一定的间隙。补偿因温度变化和弹性表型引起的尺寸变化以及加工和安装误差的影响。否则，齿轮传动在工作中可能被卡死或者烧伤。 齿形加工是齿轮加工的核心和关键，目前制造齿轮主要是用切削加工，也可以用铸造或碾压等方法。铸造尺寸的精度低、表面粗糙度值大；碾压齿轮生产率高、且力学性能好，但精度较低，仍为被广泛采用。 用切削加工的方法加工齿轮齿形，若按加工原理的不同，可分为成形法和展成法两种。成形法是指用与被切齿轮件形状相符的成形刀具，是一种可以直接得到齿形的加工方法，例如铣齿、成形磨齿等。展成法是指利用齿轮刀具与被切齿轮的啮合运动，切出齿形的加工方法，如插齿、滚齿和展成法磨齿等。 联诺化工以剃齿工艺为研究对象，研发高性能水基切削液实现加工过程的绿色化，减少对环境的污染。SCC730A水性环保切削液选用特制的高性能极压添加剂、防锈剂等其它添加剂复配而成，是高性能的多用途切削/磨削液。与水混合时，可形成稳定的透明溶液。具有良好的极压润滑性、防锈性、冷却性和清洗性。具有极强的抗微生物分解能力，在不同的水硬度条件下，仍可保持其稳定性。使用寿命为普通乳化油的5倍以上。 SCC730A水溶性切削液优点 ●代替传统乳化油，适合于所有材质的加工，
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
机械加工工时费用计算 机械加工工时，是正确反映机械加工成本、工人劳动量和劳动报酬的数据。在很多机械报价的方法中，由于工时计算带来的便捷、简便，所以运用工时进行报价已经成为大家广泛应用的方法之一了。 机加工时间定额组成 1、机动时间：也叫作基本时间，主要是用于改变工件尺寸、形状和表面质量所需要的时间，其中也包含了刀具的趋近、切入、切削和切出的时间。 2、辅助时间：这是用在工序中加工每个工件辅助动作需要的时间以及保证正常工作需要消耗的时间。例如：启动和停止机床、切削用量的改变、对刀、试切、测量等需要消耗的时间。 3、其他时间：这个时间虽然与工作没有直接联系，但是是完成加工中必不可少的时间。例如，阅读文件、检查工件、机床、润滑维护和空转等。在生产中为了方便，为了计算方便，根据加工复杂程度的难易，按操作时间的百分比来表示。 4、准备终结时间：这个时间是指完成一批加工工件的准备工作和结束工作所消耗的时间，其中包括：图纸熟悉、工艺文件的了解、尺寸的换算、借还工具、安装刀杆等，技工结束时要及时进行机床的清理，发送成品。 一般情况下，准备与终结时间分为固定部分与另加部分。固定部分指的是一批零件加工前必须发生的时间。另加部分是根据实际的工
作需要做某些准备与结束工作所需要的时间。加工一批零件只给一次准备与终结的时间。 机械加工工时费用 用工时进行机械加工报价的计时单位是从接手加工开始至加工 完成验收合格要求。 生产中比较常用的机械加工工时费用： 1、车基本价：20—40/小时。这只是一个参考价，具体的还根据实际的情况进行确定，如果是小件，简单的话工时小于20元。但是一些大的皮带轮加工，加工余量大，余量就有一定的收入。 2、磨削基本价：25—45元 /小时 3、铣削基本价：25—45元/小时 4、钻削基本价：15—35元/小时 5、刨削基本价：15—35元/小时 6、快走丝线切割基本价：3—4元/1200平方毫米 7、电火花基本价：10—40元/小时，如果工时小于1个小时的，按件计算，单件一般为50元 8、数控机床基本价：比普通的贵2—4倍 9、雕刻：一般都是单件的 50—500元/件 10、钳工基本价：15-35元/小时
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! % $。 二、常用齿形加工方法 齿轮齿形的加工方法，有无切屑加工和切削加工两大类。 无切屑加工方法有：热轧、冷挤、模锻、精密铸造和粉末冶金等。 切削加工方法可分为成形法和展成法两种，其加工精度及适用范围见表! % &。
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第三章齿轮加工方法及工艺过程 表! " # 常用的齿轮材料及其力学性能 力学性能 材 牌号热处理强度极限屈服极限疲劳极限极限循环次数料硬度 !（$%&’）!（(%&’）! " !（%&’）!) 正火!*) , !-)./ *)) #1) 1+) #* 调质 !0) , 1#)./ 5*) #*) 12) 优 !) 正火!2) , 1))./ 5!) , 2)) #5) 15) , #)) 质 调质 碳11) , 1*)./ 2*) , 0)) +*) #1) , #5) 素 钢 +* 整体淬火+) , +*.34 !))) 2*) +#) , +*) （# , +）6 !)2 表面淬火+* , *).34 2*) +*) #1) , #5) （5 , -）6 !)2 #*78%9 调质1)) , 15)./ 2*) *)) #-) !)2 调质1*) , 1-)./ 0)) , !))) -)) +*) , *)) +)4: 整体淬火（+ , 5）6 !)2 +178%9 +* , *).34 !+)) , !5)) !))) , !!)) **) , 5*) 合+)%9/ 表面淬火*) , **.34 !))) -*) *)) （5 , -）6 !)2 金 1)4: 钢1)78%9 渗碳淬火*5 , 51.34 -)) 5*) +1) （0 , !*）6 !) 2 1)%9/ !-4:%9;8 渗碳淬火 *5 , 51.34 !!*) 0*) **) 1)%9?#* !+) , !25./ *)) #)) 1#) >?+* 正火!5) , 1!)./ **) #1) 1+) 钢 >?** !-) , 1!)./ 5)) #*) 15) !)2 .;1)) !2) , 1#)./ 1)) !)) , !1) 铸 .;#)) !0) , 1*)./ #)) !#) , !*) 铁@;+)) 正火!*5 , 1))./ +)) #)) 1)) , 11) @;5)) 1)) , 12)./ 5)) +1) 1+) , 15) 塑 %A 尼龙 1)./ 0) 5) 料 夹布胶木#) , +).34 -* , !)) · !2·
第一章 零件的分析 零件的工作状态及工作条件 汽车行驶时，齿轮始终在重载荷、高转速中工作。在换挡时，还承受冲击载荷，所以要求齿轮具有较高的耐磨性和抗冲击性。在齿轮加工中，为保证齿轮能满足以上要求，应对齿轮在滚齿之后采取磨齿，对齿轮的热处理应采用渗碳淬火，在最终加工中还应采取磷化处理以提高齿轮的防腐性能。 第五速齿轮从结构上来分析属于多联齿轮，由结合齿和传动齿组成。为使润滑用能充分的起到润滑作用，在齿轮钻出3个油孔。换挡时为减少齿轮的冲击，在齿轮大端加工出四个止口。 零件的技术条件分析 齿轮加工分为齿坯和齿轮轮齿加工。齿轮的加工部位有轮缘、轮辐、轮毂和内孔。齿坯的加工精度对齿轮的加工、检验和装配精度影响很大，所以其加工精度应满足GB10095-88的要求。 齿轮轮齿的加工部位有齿形和倒角，同时还要进行热处理，以提高承载能力和使用寿命。热处理后还要进行内孔、内孔端面的磨削加工和齿形的精整加工。 综上所述，零件的技术条件主要分以下两种： 1.零件的表面粗糙度和加工精度 如零件图所示：齿面的粗糙度Ra ，加工精度IT5~IT6; 齿轮内孔尺寸025 .00 30+,由于齿轮与第二轴上的轴承有配合要求，故其不仅加工经济公差等级比较 高而且其表面粗糙度为Ra 。 一般载货汽车变速器和拖拉机变速箱齿轮的精度一般是6到7级精度，表面粗糙度不大于Ra . 2.各表面间的位置精度 如零件图所示，零件的D 、E 、F 面三处具有形位公差要求； D 面对于定位基面φ029 .001.070++的定位基准垂直度为，平面度为； E 面对于内孔的定位基准的垂直度为，端面的平面度为； F 面对于内孔的定位基准的垂直度为；
各种齿轮的加工原理 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，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。
金按：经常有刚创业的机械加工的朋友为工时计算发愁，也有些朋友为如何计算外发件的成本而苦恼。老金根据网上的一些资料和实践经验，总结了一些常用的对外机械加工工时价格计算方法供大家参考。 其实各种工种的工时价格并没有固定的,具体情况要具体分析。可以根据工件的难易,设备的大小,性能的不同而有不同的计算方法,当然关键是看加工的量是有多少,批量越大价格相对越低。不过一般来说机械加工工时都有一个基本价,根据不同情况在基本价之间浮动。 一以工时记价办法 记时单位从接手加工开始至加工完成验收合格结束 1.车基本价:20-40 具体的有根据实际情况而定,象小件,很简单的工时就小于20元;有时甚至只有10元例如一些大的皮带轮,加工余量大,老板只赚铁沫子的钱就够了;有时如果工件大的话,一般市面上没法加工的就可以高点,两三倍,别人也没办法. 2.磨基本价:25-45 3.铣基本价:25-45 4.钻基本价:15-35 5.刨基本价:15-35 6.快走丝线切割基本价:3-4/1200平方毫米 7.电火花基本价:10-40,单件一般按50/件(小于1个小时) 8.数控机床基本价:比普通的贵2-4倍 9.雕刻:一般都是单件的,50-500/件 10、钳工基本价：15-35 二以根据零件，数量，精度要求收费办法。 1钻孔加工 一般材料，深径比不大于2.5倍的直径25MM以下按钻头直径*0.05 直径25-60的按钻头直径*0.12（最小孔不低于0.5元） 深径比大于2.5的一般材料收费基价*深径比*0.4收取 对孔径精度要求小于0.1MM或对中心距要求小于0.1MM的按基价*5收费 对攻丝收费标准按丝锥直径*0.2收费（以铸铁为标准，钢件另*1.2） 在批量加工时以标准基价*0.2-0.8收取（根据批量大小与加工难易程度） 2车床加工类 一般精度光轴加工长径比不大与10的按加工件毛坯尺寸*0.2收费（最底5元）长径比大于10的按一般光轴基价*长径比数*0.15
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,