圓柱齒輪加工與工藝

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1、圓柱齒輪加工與工藝目錄第一節(jié)概述……………………………………………………2第二節(jié)圓柱齒輪齒形加工方法和加工方案…………………6第三節(jié)典型齒輪零件加工工藝分析…………………………18第四節(jié)齒輪刀具簡介…………………………………………2329第一節(jié)概述　　一、齒輪的功用與結(jié)構(gòu)特點(diǎn)　　齒輪傳動在現(xiàn)代機(jī)器和儀器中的應(yīng)用極為廣泛，其功用是按規(guī)定的速比傳遞運(yùn)動和動力?！　↓X輪的結(jié)構(gòu)由于使用要求不同而具有各種不同的形狀，但從工藝角度可將齒輪看成是由齒圈和輪體兩部分構(gòu)成。按照齒圈上輪齒的分布形式，可分為直齒、斜齒、人

2、字齒等；按照輪體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，齒輪大致分為盤形齒輪、套筒齒輪、軸齒輪、扇形齒輪和齒條等等，如圖9－1所示。　　在上述各種齒輪中，以盤形齒輪應(yīng)用最廣。盤形齒輪的內(nèi)孔多為精度較高的圓柱孔和花鍵孔。其輪緣具有一個(gè)或幾個(gè)齒圈。單齒圈齒輪的結(jié)構(gòu)工藝性最好，可采用任何一種齒形加工方法加工輪齒；雙聯(lián)或三聯(lián)等多齒圈齒輪(圖9－1b、c)。當(dāng)其輪緣間的軸向距離較小時(shí)，小齒圈齒形的加工方法的選擇就受到限制，通常只能選用插齒。如果小齒圈精度要求高，需要精滾或磨齒加工，而軸向距離在設(shè)計(jì)上又不允許加大時(shí)，可將此多齒圈齒輪做成單齒

3、圈齒輪的組合結(jié)構(gòu)，以改善加工的工藝性。　　二、齒輪的技術(shù)要求　　齒輪本身的制造精度，對整個(gè)機(jī)器的工作性能、承載能力及使用壽命都有很大的影響。根據(jù)其使用條件，齒輪傳動應(yīng)滿足以下幾個(gè)方面的要求?！　。ㄒ唬﹤鬟f運(yùn)動準(zhǔn)確性　　要求齒輪較準(zhǔn)確地傳遞運(yùn)動，傳動比恒定。即要求齒輪在一轉(zhuǎn)中的轉(zhuǎn)角誤差不超過一定范圍?！　。ǘ﹤鬟f運(yùn)動平穩(wěn)性　　要求齒輪傳遞運(yùn)動平穩(wěn)，以減小沖擊、振動和噪聲。即要求限制齒輪轉(zhuǎn)動時(shí)瞬時(shí)速比的變化。　?。ㄈ┹d荷分布均勻性　　要求齒輪工作時(shí)，齒面接觸要均勻，以使齒輪在傳遞動力時(shí)不致因載荷分布不

4、勻而使接觸應(yīng)力過大，引起齒面過早磨損。接觸精度除了包括齒面接觸均勻性以外，還包括接觸面積和接觸位置。　?。ㄋ模﹤鲃觽?cè)隙的合理性　　要求齒輪工作時(shí)，非工作齒面間留有一定的間隙，以貯存潤滑油，補(bǔ)償因溫度、彈性變形所引起的尺寸變化和加工、裝配時(shí)的一些誤差?！　↓X輪的制造精度和齒側(cè)間隙主要根據(jù)齒輪的用途和工作條件而定。對于分度傳動用的齒輪，主要要求齒輪的運(yùn)動精度較高；對于高速動力傳動用齒輪，為了減少沖擊和噪聲，對工作平穩(wěn)性精度有較高要求；對于重載低速傳動用的齒輪，則要求齒面有較高的接觸精度，以保證齒輪不致過早

5、磨損；對于換向傳動和讀數(shù)機(jī)構(gòu)用的齒輪，則應(yīng)嚴(yán)格控制齒側(cè)間隙，必要時(shí)，須消除間隙。29　　B10095?88中對齒輪及齒輪副規(guī)定了12個(gè)精度等級，從1~12順次降低。其中1~2級是有待發(fā)展的精度等級，3~5級為高精度等級，6~8級為中等精度等級，9級以下為低精度等級。每個(gè)精度等級都有三個(gè)公差組,分別規(guī)定出各項(xiàng)公差和偏差項(xiàng)目，見表9?1?！　”?—1齒輪公差組公差組公差及偏差項(xiàng)目對傳動性能的影響Ⅰ·F’i、△Fp(△Fpk)、△F”i、△Fr、△Fw傳遞運(yùn)動準(zhǔn)確性Ⅱ·f’I、△ff、△fpt、△fpb、△

6、f”I、△fpb傳動平穩(wěn)性、噪聲、振動Ⅲ△Fβ、△Fpx承載均勻性　　三、齒輪的材料、熱處理和毛坯　?。ㄒ唬X輪的材料與熱處理　　1．材料的選擇　　齒輪應(yīng)按照使用時(shí)的工作條件選用合適的材料。齒輪材料的合適與否對齒輪的加工性能和使用壽命都有直接的影響?！　∫话銇碚f，對于低速重載的傳力齒輪，齒面受壓產(chǎn)生塑性變形和磨損，且輪齒易折斷。應(yīng)選用機(jī)械強(qiáng)度、硬度等綜合力學(xué)性能較好的材料，如18CrMnTi；線速度高的傳力齒輪，齒面容易產(chǎn)生疲勞點(diǎn)蝕，所以齒面應(yīng)有較高的硬度，可用38CrMoAlA氮化鋼；承受沖擊載荷的

7、傳力齒輪，應(yīng)選用韌性好的材料，如低碳合金鋼18CrMnTi；非傳力齒輪可以選用不淬火鋼，鑄鐵、夾布膠木、尼龍等非金屬材料。一般用途的齒輪均用45鋼等中碳結(jié)構(gòu)鋼和低碳結(jié)構(gòu)鋼如20Cr、40Cr、20CrMnTi等制成?！　?．齒輪的熱處理　　齒輪加工中根據(jù)不同的目的，安排兩類熱處理工序?！　?1)毛坯熱處理在齒坯加工前后安排預(yù)備熱處理—正火或調(diào)質(zhì)。其主要目的是消除鍛造及粗加工所引起的殘余應(yīng)力，改善材料的切削性能和提高綜合力學(xué)性能?！　?2)齒面熱處理齒形加工完畢后，為提高齒面的硬度和耐磨性，常進(jìn)行滲碳淬

8、火，高頻淬火，碳氮共滲和氮化處理等熱處理工序。　?。ǘX輪毛坯　　齒輪毛坯形式主要有棒料、鍛件和鑄件。棒料用于小尺寸、結(jié)構(gòu)簡單且對強(qiáng)度要求不太高的齒輪。當(dāng)齒輪強(qiáng)度要求高，并要求耐磨損、耐沖擊時(shí)，多用鍛件毛坯。當(dāng)齒輪的直徑大于Φ400~Φ600時(shí)，常用鑄造齒坯。為了減少機(jī)械加工量，對大尺寸、低精度的齒輪，可以直接鑄出輪齒；對于小尺寸，形狀復(fù)雜的齒輪，可以采用精密鑄造、壓力鑄造、精密鍛造、粉末冶金、熱軋和冷擠等新工藝制造出具有輪齒的齒坯，以提高勞動生產(chǎn)率，