课题一 直齿圆柱齿轮的加工

题目：直齿圆柱齿轮的设计和加工工艺设计学院冀中职业学院学生姓名李朋辉学号2009040217专业机电一体化技术届别2009指导教师姜小丽职称二011年月诚信承诺本人慎重承诺和声明：我承诺在毕业论文(设计)活动中遵守学校有关规定，恪守学术规范，在本人毕业论文中为剽窃他人的学术观点、思想和成果，为篡改研究数据，如有违规行为发生，我愿承担一切责任，接受学校处理。

学生（签名）：李朋辉2011年月日摘要现在齿轮传动是机械传动最常用的形式之一，它在机械、电子、纺织、冶金、采矿、汽车、航天等设备中得到广泛应用。

其中直齿圆柱齿轮是汽车及机械行业中重要的传动零件，其形状复杂，材质尺寸精度表面质量及综合机械性能很高。

本文主要介绍直齿圆柱齿轮的结构及设计和加工工艺。

目录概述…………………………………………………..第一章直齿圆柱齿轮的设计1.1齿轮基础知识……………………………………1.2直齿圆柱齿轮结构及零件图……………………1.3直齿圆柱齿轮材料及其参数合理选取…………第二章直齿圆柱齿轮的加工工艺2.1夹具及毛坯的选取………………………………2.2齿轮加工方法……………………………………2.3齿轮加工方案选择及使用要求…………………2.4直齿圆柱齿轮加工工艺过程……………………结束语………………………………………………..参考文献……………………………………………..概述齿轮是机械行业量大面广的基础零件，广泛应用于机床，汽车，摩托车，农机，建筑机械，航空，工程机械等领域，而对加工精度，效率和柔性提出越来越高的要求。

齿轮加工技术从公元前400—200年的手工业制作阶段开始经历了机械仿形阶段、机械返程加工阶段以及20世纪80年代至今的数控技术加工阶段。

第一章直齿圆柱齿轮的设计1.1齿轮的基础知识1.1.1齿轮机构的特点如下：（1）齿轮机构的优点有：1）齿轮机构传动比恒定，寿命长，工作可靠性高。

2)齿轮机构传递的功率和圆周速度分别可达100000k w、300m∕s。

直齿圆柱齿轮工艺及夹具设计对于直齿圆柱齿轮的工艺设计，首先需要进行齿轮的结构设计，确定齿轮的模数、齿数、压力角等参数。

然后，根据齿轮的类型和尺寸，选择合适的加工工艺。

一般情况下，直齿圆柱齿轮的加工工艺包括车削、铣削和磨削等过程。

下面，我将分别介绍这些工艺的具体步骤。

1.车削加工：车削是直齿圆柱齿轮加工的主要方法之一、车削加工需要使用齿轮车削机，通过将刀具沿齿轮的螺旋线进行切削来加工齿轮齿面。

车削加工的关键是确定好刀具的进给量和切削速度，以保证齿轮齿面的质量和精度。

2.铣削加工：铣削是直齿圆柱齿轮加工的另一种常用方法。

铣削加工需要使用齿轮铣床，通过将刀具沿齿轮的齿廓进行切削来加工齿轮齿面。

铣削加工通常采用刀具分多次切削的方式，以提高加工效率和保证齿轮齿面的质量。

3.磨削加工：磨削是直齿圆柱齿轮加工的最后一道工序。

磨削加工需要使用齿轮磨床，通过将砂轮沿齿轮的齿廓进行磨削来加工齿轮齿面。

磨削加工可以大大提高齿轮的精度和光洁度，达到高精密要求。

除了工艺设计，夹具设计也是直齿圆柱齿轮加工中不可忽视的一环。

夹具的设计应根据齿轮的类型和尺寸来确定，以确保齿轮在加工过程中的稳定性和精度。

常见的齿轮夹具包括顶夹具、侧夹具和中心夹具等。

在夹具设计过程中，需要考虑夹紧力、夹紧方式、夹紧面形状等因素，以提高夹具的稳定性和工作效率。

综上所述，直齿圆柱齿轮的工艺及夹具设计对于保证齿轮加工质量和提高生产效率至关重要。

在工艺设计中，需要选择合适的加工工艺，并控制好加工参数，以确保齿轮的精度和光洁度。

在夹具设计中，需要根据齿轮的类型和尺寸，设计合理的夹具结构和夹紧方式，以提高夹具的稳定性和工作效率。

吉林工业职业技术学院学生毕业设计（论文）报告系别：专业：班号：学生姓名：学生学号：设计（论文）题目：圆柱齿轮轴加工工艺设计指导教师：设计地点：吉林工业职业技术学院起迄日期： 2011.9.5～2011.11.10毕业设计（论文）任务书专业数控班级 092 姓名一、课题名称：圆柱齿轮轴加工工艺设计二、主要技术指标：1 大批量生产2 齿轮精度值8-7-7D)齿顶圆和齿根圆都是Ra 1.63 齿轮轴六级精度，φ20(0.0210.0084 调质220-250HBS 齿面淬火50～55HRC5 轴段的的锥度1：10 圆跳动公差0.012 螺纹中径和顶径精度等级都是6g三、工作内容和要求：1零件图分析2 结构与工艺分析3 数控加工工艺过程卡片和工序卡片4 零件图一张轴的三维造型5 齿轮轴的加工工艺设计四、主要参考文献：李小平刘海兰主编现代工程制图出版社东南大学出版社魏斯亮李时骏主编互换性与技术测量出版社北京理工大学出版社何培英李月琴主编机械零部件测绘出版社中国电力出版社周明贵主编机械识图与绘图出版社化学工业出版社宋书善颜鹏主编数控技术综合实训出版社机电工程学院宋志国陈剑鹤主编 UG4.0实例教程出版社人民邮电出版社学生（签名）年月日指导教师（签名）年月日教研室主任（签名）年月日系主任（签名）年月日毕业设计（论文）开题报告目录摘要 (7)前言 (8)1 齿轮轴在现代制造业中的地位及发展历程 (8)2 齿轮轴零件数控加工的目的 (8)第一章轴类零件 (9)1.1 概述 (9)1.1.1 轴类零件的功用与结构特点 (9)1.1.2轴类零件的技术要求 (9)1.1.3轴类零件材料与热处理 (9)1.1.4轴类零件的毛坯 (9)1.2轴类设计要求与一般步骤 (9)1.3按扭转强度计算轴的直径 (10)第二章齿轮及轮系 (11)2.1 概述 (11)2.1.1齿轮的传动特点 (11)2.1.2齿轮的传动类型 (11)2.1.3齿轮的传动基本要求 (12)2.1.4 圆柱齿轮的材料与热处理 (13)2.2 与齿轮有关的概念与技术参数 (14)2.2.1齿轮各部分名称与符号 (14)2.2.2齿轮主要参数 (14)2.2.3齿轮几何尺寸计算 (15)2.2.4齿轮的正确啮合条件 (15)2.3 圆柱齿轮加工方法以及工艺路线的拟定 (15)第三章典型零件齿轮轴的工艺分析 (18)3.1齿轮轴的机械加工 (18)3.1.1零件图样及结构分析 (18)3.2安装及定位方式的选择 (18)3.3确定加工顺序及进给路线 (19)3.4轴的加工与机床选择 (19)3.5夹具的选择 (20)3.7切削用量和进给量的选择 (22)3.8 编制数控加工过程卡（见过程卡） (24)3.9填写数控加工工序卡片（见工序卡） (24)程序加工 (24)O001(左端面） (1)结论 (2)答谢词 (3)参考文献 (4)毕业设计（论文）成绩评定表 (4)圆柱齿轮轴的加工工艺设计摘要齿轮传动是现代机械中应用最广的一种传动形式。

直齿圆柱齿轮的加工工艺规程摘要人们的生产和生活广泛使用各种机器。

随着近代科学技术的发展，人类运用各方面的知识和技术，不断创新出各种新型的机器，因此“机器”也有了新含义。

本设计研究的对象是为机械中常见的齿轮传动、齿轮的校核和基本设计理论、计算方法以及一些零件的选择和维护。

各部分内容都是按照工作原理、结构、强度计算、使用维护的顺序介绍的。

随着科学技术的发展，对设计的理解在不断的深化，设计方法也在不断的发展，然而常规的设计方法是工程技术人员进行机械设计的重要基础。

设计的传动方案满足其工作要求，具有结构紧凑、便于加工、使用维护方便等特点。

【关键词】：齿轮传动设计理论计算过程齿轮校核。

目录一摘要 (1)前言 (3)二齿轮加工工艺 (4)第一章齿轮转动基础知识 (4)第二章齿轮的发展历史及我国齿轮发展现状 (6)第三章齿轮的种类及应用范围 (9)第四章齿轮加工方法及工艺过程 (14)三结束语 (18)四参考文献 (19)五结束语 (20)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。

概述齿轮是机械行业量大面广的基础件，广泛应用于机床，汽车，摩托车，农机，建筑机械，工程机械，航空，兵器，工具等领域，而且对加工精度，效率和柔性提出了越来越高的要求。

齿轮加工技术的发展有四个阶段，分别是：公元前400-200年的手工制作阶段，18世纪后的机械仿形阶段，19世纪后的机械范成加工阶段以及20世纪80年代至今的数控技术加工阶段。

齿轮现在在国内绝大部分仍采用普通机床加工，精度难以提高。

据有关资料显示，到1995年底，我国拥有齿轮机床79485台，其中数控齿轮加工机床仅385台。

齿轮加工机床设备陈旧，其中53％的机床已使用16年以上，已使用了6－15年的机床占31％，只有不到16％的机床使用年限不到15年。

而对齿轮特别是汽车齿轮制造要求也不断提高，在我国，由于齿轮的质量不能达到图纸要求，致使齿轮箱噪音大，寿命短，从而严重制约了整机的质量，这点在汽车行业表现得尤为严重。

为了满足对齿轮加工中质量和加工效率得要求，从1995年以来大量进口数控齿轮加工机床。

近几年，齿轮加工技术在发展的过程中涌现了一些新工艺：磨料流光整加工工艺，磨-珩联合工艺。

相信在不久的将来，齿轮加工技术必定会朝着数控化、智能化、高速化、集成化、环保化的方向发展。

本文主要介绍磨齿技术的应用。

⊙磨齿加工技术最新发展现状采用磨齿加工的齿轮具有低传动噪音、高传动效率和长使用寿命的优点。

磨齿加工曾被认为是一种用于航空或其它高技术领域的昂贵齿轮加工手段。

现在，由于磨齿机的效率提高了，砂轮性能也更好，高额成本得以大幅下降。

由此，磨齿加工已开始大规模应用于齿轮加工中。

磨齿机经过如下的一系列的重大改进，使得效率提高了很多。

（1）机载测量许多磨齿机因配备了机载测量系统而变得更为精确。

优于使用了在机测量，不必将齿轮从工作台上拆卸下来送到其它地方去检测，避免了再加工时的二次安装误差。

加工时，先由机载测量系统初步分析齿轮，再将实测参数与理论设计参数对比，求出所需修正量，控制系统采集到这些修正数据后自动调整磨齿加工状态，然后再进行磨齿和测量。

XX大学课程设计论文直齿圆柱齿轮工艺加工工艺及夹具设计所在学院专业班级姓名学号指导老师年月日直齿圆柱齿轮零件加工工艺及夹具设计是包括零件加工的工艺设计、工序设计以及专用夹具的设计三部分。

在工艺设计中要首先对零件进行分析，了解零件的工艺再设计出毛坯的结构，并选择好零件的加工基准，设计出零件的工艺路线；接着对零件各个工步的工序进行尺寸计算，关键是决定出各个工序的工艺装备及切削用量；然后进行专用夹具的设计，选择设计出夹具的各个组成部件，如定位元件、夹紧元件、引导元件、夹具体与机床的连接部件以及其它部件；计算出夹具定位时产生的定位误差，分析夹具结构的合理性与不足之处，并在以后设计中注意改进。

关键词：工艺，工序，切削用量，夹紧，定位，误差摘要 (II)目录 (III)第1章序言 (1)第2章零件的分析 (2)2.1零件的形状 (2)2.2零件的工艺分析 (2)第3章工艺规程设计 (3)3.1 确定毛坯的制造形式 (3)3.2 基面的选择 (3)3.3 制定工艺路线 (4)3.3.1 工艺路线方案一 (4)3.3.2 工艺路线方案二 (5)3.3.3 工艺方案的比较与分析 (5)3.4 选择加工设备和工艺装备 (6)3.4.1 机床选用 (6)3.4.2 选择刀具 (6)3.4.3 选择量具 (7)3.5 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 (7)3.6确定切削用量及基本工时 (9)第4章专用夹具设计 (17)4.1设计要求 (17)4.2夹具设计 (17)4.2.1 定位基准的选择 (17)4.2.2 切削力及夹紧力的计算 (17)4.3 定位误差的分析 (17)4.4夹具设计及操作的简要说明 (18)设计心得体会 (20)参考文献 (21)第1章序言直齿圆柱齿轮零件加工工艺及钻床夹具设计是在学完了机械制图、机械制造技术基础、机械设计、机械工程材料等的基础下，进行的一个全面的考核。

正确地解决一个零件在加工中的定位，夹紧以及工艺路线安排，工艺尺寸确定等问题，并设计出专用夹具，保证尺寸证零件的加工质量。

直齿圆柱齿轮的工艺规程1.1．直齿圆柱齿轮零件功用直齿圆柱齿轮主要用于汽车的减速器中，本零件为拖拉机变速箱中倒速中间轴齿轮，其功用是传递动力和改变输出轴运动方向，前我们加工的直齿圆柱齿轮的产品型号是三菱4b10，大批量生产年产量为5000。

我们选择的材料是45#，因为45#强度较高，塑性和韧性好，用语制作承受负荷较大的小截面调质件。

1.2．工艺分析材料的工艺性能是指材料本身能够适应各种加工工艺要求的能力。

齿轮的制造要经过锻造、切削加工和热处理等几种加工，因此选择材料时要特别注意材料的工艺性能。

一般才说，碳钢的锻造、切削加工等工艺性能较好，其机械性能可以满足一般工作条件的要求，但强度不高，淬透性好、强度高，但锻造、切削加工性能较差，我们可以通过改变工艺规程，热处理方法等途径来改善材料的工艺性能。

1.2.确定生产类型及生产纲领（1据市场需求和自身的生产能力决定生产计划。

在计划期内，应当生产的产品产量和进度计划成为生产纲领。

计划期为一年的生产纲领成为年生产纲领。

零件的年生产纲领通常按N=Qn（1+a%+b&）。

（2）根据工厂生产专业化程度不同，可将他们按大量生产，成批生产和单件生产3种生产类型来分类。

其中，成批生产可又分为大批生产、中批生产和小批生产。

此次任务为大批量生产年产5000。

二：确定毛皮2.1确定毛皮制造方法本零件的主要功用是传递动力，其工作时需承受较大的冲击载荷，要求有较高的强度和韧性，故毛坯应选择锻件使金属纤维尽量不被切断。

又由于年产量为5000件，达到了批量生产的水平，且零件形状较简单，尺寸也不大，故应采用灰铸铁。

2.2确定总余量由表S-1确定直径上总余量为4，高度（轴向）方向上总余量为3m。

2.3绘制毛坯图图三：制定零件工艺规程加工表面质量包括两个方面的内容：加工表面的集合形貌和表面层材料的力学物理性能合化学性能。

（1）加工表面的几何面貌：是由加工过程中刀具与被加工工件的摩擦、切削分离时的塑性变形、以及加工系统的振动等因素的作用，在弓箭表面上留下的表面结构。

直齿圆柱齿轮的制造工艺1. 什么是直齿圆柱齿轮？直齿圆柱齿轮，听起来是不是有点高大上？其实呢，它就是那种在机器里转来转去的“圆圆的齿轮”。

它们的齿是直的，跟咱们平时看到的很多小玩意儿差不多，没什么花里胡哨的。

就好比一把锯子，锯齿直接利索，根本没什么曲线。

这个简单的设计却能在很多地方大显身手，从汽车发动机到各种工业设备，几乎无处不在，真是个“隐形的英雄”。

2. 制造过程说到制造直齿圆柱齿轮，那可是个细致活儿，不能马虎。

整个过程就像煮一锅好汤，得讲究火候和材料。

咱们从头说起。

2.1 材料选择首先，得选对材料。

一般来说，齿轮的材料多是钢铁、铝合金或者塑料，具体看你要用在哪儿。

如果是大工业设备，钢铁肯定是首选，结实耐磨；而如果是小玩意儿，比如玩具，塑料就足够了。

说到这儿，很多人可能会想：“咋听起来像在买菜呢？”其实，材料的好坏直接关系到齿轮的使用寿命，真得认真挑选。

2.2 加工工艺接下来就是加工工艺了。

这个环节就像做菜时的切菜，得讲究技巧。

常见的加工方法有铣削、磨削、齿轮成形等。

铣削就像用刀剁肉，刀得快，肉才好；磨削则是细致的打磨，确保每个齿都锋利无比。

特别是齿轮的齿形，要保证它们的间距、角度全都精准，否则就容易出现“咔嚓咔嚓”的声音，影响使用。

2.3 热处理说完加工，再聊聊热处理。

这个环节就像给齿轮“泡温泉”，通过加热和冷却的方式提高它的硬度和强度。

你想啊，齿轮在机器里转得飞快，要是硬度不够，那可真是“纸老虎”。

热处理不仅能让齿轮变得更加耐磨，也能减少使用过程中的变形。

3. 质量检测制造完后，质量检测是必须的，绝对不能掉以轻心。

就像你吃饭前得先看看菜好不好。

检测的方法有很多，比如测量齿轮的尺寸、齿形、硬度等。

这些检测不仅仅是走过场，真的是关乎整个机械设备的性能。

如果齿轮质量不过关，可能会导致整个设备运转不畅，甚至损坏，这可不是闹着玩的。

3.1 测试设备在检测的过程中，咱们需要用到各种精密仪器，像是三坐标测量机、硬度计等等。