齿轮结构及设计工艺技术(doc 43页)
中国矿业大学机械原理 (齿轮机构及其设计)
8.9.2 斜齿圆柱齿轮的几何参数
斜齿圆柱齿轮的端面齿廓为准确的渐开线，法面齿廓为精确的渐开 线，如图8.27 所示。它的端面与法面参数不相同。
左旋的斜齿轮
β βb
法 截 面
右旋的斜齿轮 图8.26 斜齿圆柱齿轮的三维图
右旋的斜齿轮 图8.27 右旋斜齿轮
(1) 基圆柱面上的螺旋角与分度圆上的螺旋角
ω1 O1
r1
rb1 N'1 N1
xminm
P
xm
α
Q N1Q=ha
4
1
23
图8.23 齿轮变位加工图
xm ham N1Q (不根切) ham xm N1Q
N1Q r sin 2
不根切的变位系数条件为 x ha (Zmin Z ) / Zmin (8.13)
8.8.4 变位齿轮的几何尺寸 齿轮的变位，即是指在加工齿轮时，让刀具的中线(分度线)不予被加
(r1 r2 ) cos a cos ( 8.21)
cos
cos
a'与标准齿轮标准中心距a 之差 称为分度圆分离量，用ym表示，y 称 为分度圆分离系数，y 为
ym a a a( cos 1) cos
y a a Z1 Z2 ( cos 1) (8.22)
m
2 cos
设该螺旋线起点与终点在轴线方 向上的长度为Lw，则斜齿圆柱齿轮在 分度圆柱面上的螺旋角β（β的余角λ 称为螺旋升角或导程角，λ＝π/2－β） 与基圆柱面上的螺旋角βb存在以下关 系
β βb
tan b πd b / Lw tan πd / Lw
以上两式相除得
arctan(d tan b / db ) (8 26)
αKO Biblioteka 8.24 任意圆上的齿厚8.8.5 变位齿轮传动
机制工艺学习题
工艺习题模块一轴类零件的加工工艺分析一、填空1、机械加工设备分为______ 、、和三大类。
2、通常把采用切削（或特种加工）等方法加工金属工件，使之获得所要求的几何形状、尺寸精度和表面质量的机器称为。
3、在拉床上加工工件时，拉刀的为主运动，径向进给由保证。
4、机械加工常用的毛坯有、、和。
5、调制热处理是指和复合热处理工艺。
6、为了提高合金钢材料的综合力学性能，应该选择热处理。
7、渗碳是提高或材料表面含碳量的一种有效热处理方法。
8、一般大型零件的锻造选用方法加工。
9、常用改善材料工艺性能的热处理方法有和，通常安排在工件切削加工进行。
10、低碳钢、低碳合金钢可采用热处理来提高硬度，改善材料工艺性能，还可采用热处理来提高材料表面含碳量。
11、轴类零件是机械设备中和的典型零件，是轴类零件的主要表面。
12、通常外圆表面的车削可分为、、和精细车三个加工阶段。
13、一般精车加工精度可达，表面粗糙度R a值可达μm。
14、一般外圆表面的磨削可分为粗磨、、和超精密磨削。
15、一般来说，外圆表面加工的主要方法是和，把不同的有序的组合即为加工方案。
16、外圆表面磨削方法有中心磨和两种，而中心磨削又可分为和两种。
17、零件的内锥表面可采用、和加工方法获得。
18、加工内孔表面的设备一般有车床、铣床、、和等。
19、磨孔不仅能获得较高的和，而且还可提高孔的和。
20、传动螺纹用于传递运动，将运动转变为运动。
21、车削螺纹是在上采用加工螺纹的一种方法。
22、螺纹的检验一般采用对螺纹各部分主要尺寸进行检验。
23、加工精度是指零件加工后的实际几何参数与理想几何参数的程度。
24、实际几何参数通常指零件加工后通过得到的几何参数。
25、获得尺寸精度的方法方法有、、、和。
26、经济精度是指在条件下能实现的精度。
27、主轴纯角度摆动是指主轴与平均回转轴线成一定的倾斜角度，但其交点位置固定不变的运动。
28、在细长轴的加工中，腰鼓状圆柱度误差是由于现象所致。
《钳工》(三级)考核要素细目表
《钳工》（三级）操作技能考核要素细目表职业（工种）名称钳工等级三级职业代码考核点代序号码重要系名称·内容数备注项目单元细目11机械识图和制图1111轴类零件图92112套类零件图93113盘类零件图94114圆柱直齿轮零件图95115蜗杆零件图96116带轮零件图97117丝杠零件图98118箱体零件图912圆柱面极限与配合的选用9121尺寸公差的概念910122尺寸公差的选用911123尺寸公差的标注方法912124配合的概念913125配合的选用514126配合的标注方法513形状和位置公差的选用15131形状公差的概念516132形状公差的选用517133形状公差的正确标注518134位置公差的概念519135位置公差的选用520136位置公差的正确标注521137常用形位置公差的检测方法514表面粗糙度22141表面粗糙度的概念523142表面粗糙度的选用524143表面粗糙度的标注方法515常用材料25151碳素结构钢的应用5职业（工种）名称钳工等级三级职业代码考核点代序号码重要系名称·内容数备注项目单元细目26152优质碳素结构钢应用527153碳素工具钢应用128154合金结构钢应用129155合金工具钢应用130156硬质合金应用131157灰铸铁应用132158球墨铸铁应用133159可锻造铁应用116常用钢的热处理34161常用热处理的方法535162热处理的合理选用517平面连杆机构36171铰链四杆机构的基本类型537172铰链四杆机构存在曲柄的条件538173四杆机构的运动特性539174四杆机构的传力特性518凸轮机构40181凸轮机构的应用141182凸轮机构的特点142183凸轮机构的分类143184从动件常用的运动规律144185凸轮机构的压力角和许用压力角145186凸轮基圆半径的确定146187滚子半径的确定119齿轮机构47191齿轮传动的特点548192齿轮传动的类型549193齿轮传动的基本要求550194渐开线的性质551195渐开线齿廓啮合特性552196直齿圆柱齿轮的主要参数553197直齿圆柱齿轮基本尺寸的计算554198渐开线直齿圆柱齿轮的正确啮合条件555199轮齿的切削加工1职业（工种）名称钳工等级三级职业代码考核点代序号码重要系名称·内容数备注项目单元细目561910齿轮的根切现象1571911齿轮传动的精度5581912变位齿轮的概念1591913斜齿轮的受力分析1601914斜齿轮的正确啮合条件5611915蜗杆传动的基本参数5621916蜗杆传动的几何尺寸5631917蜗杆副传动比的计算5641918蜗杆副的受力分析5651919蜗杆副的失效形式5661920蜗杆副的常用材料5110轮系671101轮系的分类5681102定轴轮系传动比的计算5691103周转轮系传动比的计算5111带轮传动（V 形带）701111带轮直径和型号的确定5711112带速和包角的验算5721113V 带传动的失效形式5731114V 带传动的计算准则5112螺旋机构741121螺纹的形成1751122螺纹的分类1761123螺纹的主要参数1771124螺旋副的自锁1781125螺旋机构的类型1791126螺旋机构的特点1801127双螺旋机构的特点1113螺纹联接811131螺纹联接的选用1821132螺纹联接的防松装置1831133松联接的概念1841134松联接中螺栓直径的计算1114轴职业（工种）名称钳工等级三级职业代码考核点代序号码重要系名称·内容数备注项目单元细目851141轴的分类1861142轴径的计算1115轴毂联接871151键联接的分类1881152键联接的应用1891153平键截面尺寸的确定1901154花键联接的特点1911155花键联接的定心方式1116轴承921161常用滚动轴承的类型、特性和应用1931162常用滑动轴承的类型、特性和应用1117联轴器与离合器941171联轴器的功用1951172离合器的功用1118机械加工工艺基础知识961181工艺过程的组成1971182生产类型的概念1981183生产类型的工艺特征1991184机械加工工艺过程卡的内容11001185拟定机械加工工艺过程的步骤1119零件的工艺分析1011191零件的技术要求分析11021192零件的结构工艺性分析1120毛坯的选择1031201毛坯种类的选择11041202毛坯形状与尺寸的确定11051203选择毛坯时应考虑的因素1121拟定工艺路线1061211加工方法的选择11071212加工方案的选择11081213加工阶段的划分11091214划分加工阶段的原因11101215工序集中与工序分散11111216切削加工工序安排的原则1职业（工种）名称钳工等级三级职业代码考核点代序号码重要系名称·内容数备注项目单元细目1121217热处理工序安排的原则11131218基准的分类11141219粗基准选择的原则111512110精基准选择的原则1122加工余量的确定1161221加工余量的基本概念11171222影响加工余量大小的因素11181223确定加工余量大小的方法1123工序尺寸及其公差的确定1191231引用法11201232余量法11211233工艺尺寸链法1124填写工艺文件1221241机床的选择11231242工艺装备的选择11241243切削用量的确定11251244时间定额的确定1125典型零件的加工1261251轴类零件的加工工艺分析及编制11271252套类零件的加工工艺分析及编制11281253齿轮加工工艺分析及编制11291254精密丝杠加工工艺分析及编制11301255箱体加工工艺分析及编制11311256拨叉加工工艺分析及编制1126机械加工质量分析1321261机床几何误差对加工精度的影响11331262工艺系统受力变形对加工精度的影响11341263工艺系统热变形对加工精度的影响11351264工件内应力对加工精度的影响1127机床夹具概述1361271工件的安装51371272夹具的组成51381273夹具的作用11391274夹具的分类1职业（工种）名称钳工等级三级职业代码考核点代序号码重要系名称·内容数备注项目单元细目128工件的定位1401281六点定位原理91411282定位形式51421283常用定位方法及定位元件11431284定位元件的材料选择及热处理1144128刀具导向元件的材料选择及热处5理1145128工件在夹具中加工时加工误差的组6成1129工件的夹紧1461291夹紧装置的组成51471292夹紧装置的设计要求51481293夹紧力方向的确定51491294夹紧力作用点的确定5150129斜楔夹紧机构的特5点1151129螺旋夹紧机构的特6点11521297圆偏心夹紧机构的特点11531298自动定心夹紧机构的特点11541299车夹具的特点115512910磨夹具的特点1156129铣夹具的特11点1157129镗夹具的特12点1158129钻夹具的特13点521液压控制技术159211液压基本理论知识5160212液压元件结构及图形符号5161213液压源122液压泵162221液压泵概述1163222齿压泵1164223叶压泵116522柱塞4泵116622液压泵的主要性能及选5用123液压缸与液压马达16723液压1缸516823液压马2达1职业（工种）名称钳工等级三级职业代码考核点代序号码重要系名称·内容数备注项目单元细目24液压控制阀16924液压阀概1述517024方向控制2阀517124压力控制3阀517224流量控制4阀517324其他液压控制5阀125液压辅件17425油1箱117525过滤2器117625油管及管接3头517725压力表及压力表开4关117825蓄能5器117925密封6件126液压基本回路18026方向控制回1路918126压力控制回2路918226速度控制回3路918326多缸控制回4路927气动控制技术18427气动基本理论知1识518527气动元件结构及图形符2号9186273气源528气动辅件元件187281空气压缩机1188282气源净化装置1189283气动三大件5190284供气系统的管道设计129气动执行元件191291气缸5192292气动马达1210气动控制元件1932101方向控制阀51942102压力控制阀51952103流量控制阀5职业（工种）名称钳工等级三级职业代码考核点代序号码重要系名称·内容数备注项目单元细目1962104气动逻辑元件5211气动基本回路1972111换向回路91982112压力控制回路91992113速度控制回路92002114气液联动回路12012115延时回路92022116安全保护和操作回路52032117顺序动作回路92042118同步回路531钳工零件加工205311锉削基本技能5206312锯削基本技能1207313钻孔基本技能5208314锪孔基本技能1209315铰孔基本技能5210316锉配基本技能9211317装配基本技能9212328工件加工精度要求9213329尺寸精度要求52143210公差等级IT6、IT752153211长度加工等级IT1052163212表面粗糙度要求52173213孔表面粗糙度：Ra1.6133组合件加工218331三棱定位组合件加工9219332圆弧角度组合件加工9220333双联定位组合件加工9221334双三角组合件加工9222335三棱形组合件加工9223336单槽角度组合件加工9。
齿轮工艺流程
齿轮工艺流程
齿轮是机械传动中常见的零部件，其工艺流程对于齿轮的质量和性能起着至关
重要的作用。
下面将介绍齿轮的工艺流程，包括材料选择、加工工艺、热处理和精加工等内容。
首先，齿轮的材料选择至关重要。
常见的齿轮材料包括碳素钢、合金钢和不锈
钢等。
在选择材料时，需要考虑到齿轮的使用环境、传动功率和工作温度等因素，以确保齿轮具有足够的强度和耐磨性。
接下来是齿轮的加工工艺。
齿轮的加工工艺通常包括车削、铣削、磨削和齿轮
切削等工艺。
在进行加工时，需要根据齿轮的尺寸、精度要求和齿轮的类型选择合适的加工工艺，以确保齿轮的加工质量。
然后是齿轮的热处理工艺。
热处理是提高齿轮硬度和耐磨性的重要工艺环节。
常见的热处理工艺包括淬火、渗碳和表面强化等。
在进行热处理时，需要控制好加热温度、保温时间和冷却速度，以确保齿轮具有良好的组织结构和性能。
最后是齿轮的精加工工艺。
精加工是保证齿轮精度和表面质量的关键环节。
常
见的精加工工艺包括滚齿、磨齿和齿面修形等。
在进行精加工时，需要控制好加工参数，确保齿轮的精度和表面质量达到要求。
总的来说，齿轮的工艺流程包括材料选择、加工工艺、热处理和精加工等环节，每个环节都对齿轮的质量和性能起着至关重要的作用。
只有严格控制每个环节，才能保证齿轮具有良好的工艺性能，满足不同工况下的使用要求。
一级圆柱齿轮减速器课程设计ppt课件
改进措施：
a.应将螺栓移到与轴承座孔外圆相切的位置。
b.将轴承盖螺钉转一个角度，沿圆周均匀分布
合理
。
整理版课件
30
6.理由：两螺栓靠得 太近，用扳手拧紧或 松开螺母时，扳手空 间不够。
改进措施：两螺栓要 有一定的间距使扳手 有足够的空间。
7.理由：定位销孔位置不当。 改进措施：定位销孔应布置在 箱盖与箱座的联接凸缘上，
• 滚动轴承可采用润滑脂润滑，为了防止箱体内的 润滑油进入轴承，应在轴承和齿轮之间设置封油 环。
• 轴伸出的轴承端盖孔内装有密封元件，如采用毛 毡密封圈，对防止箱内润滑油泄漏以及外界灰尘、 异物浸入箱体，具有良好的密封效果。
整理版课件
23
3. 减速器附件
• （1）观察孔盖板（视孔盖）：
•
为了检查传动零件的啮合情况，并向箱体内加注润滑油。
• 放油塞作用：更换润滑油的出口，设计在箱 • 体底座最低位置处。
整理版课件
20
减速器结构分析
• 1．箱体结构
• 减速器的箱体用来支承和固定轴系零件。箱体必须具
有足够的强度和刚度，以免引起沿齿轮齿宽上载荷分布不
匀。为了增加箱体的刚度，通常在箱体上制出筋板。
• 为了便于轴系零件的安装和拆卸，箱体通常制成剖分式。 剖分面一般取在轴线所在的水平面内（即水平剖分），以 便于加工。
T 2T 1 i112T di001 i112
T 3 T 2 i22 3 T d i00 1 i11 2 i22 3
Td
9550
pd nd
Hale Waihona Puke 整理版课件44注意事项：
• 齿轮需要计算的参数：a，m，z1, z2, b1 , b2, dai , dfi, di ;
齿轮的基本知识及其画法
齿轮的基本知识及其画法(总20页)-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1-CAL-本页仅作为文档封面，使用请直接删除齿轮的基本知识及其画法齿轮是应用非常广泛的传动件，用以传递动力和运动，并具有改变转速和转向的作用。
依据两齿合齿轮轴线在空间的相对位置不同，常见的齿轮传动可分为下列三种形式（图9-43）：(1) 圆柱齿轮传动——有于两平行之间的传动。
(2) 圆锥齿轮传动——用于两相之间的传动。
(3) 蜗杆蜗轮传动——用于两交叉之间的传动。
齿轮传动的另一种形式为齿轮齿条传动（图9-44），可用于转动和移动之间的运动转换。
常见的齿轮轮齿是直齿和斜齿。
齿轮又有标准齿和非标准齿之分，具有标准齿的齿轮称为标准齿轮。
本节介绍具有渐开线齿形的标准齿轮的有关知识与规定画法。
一、直齿圆柱齿轮（直齿轮）(一) 直齿圆柱齿轮各部分名称及有关参数（图9-45）1、齿顶圆（直径d1）通过圆柱齿轮齿顶的曲面称为齿顶圆柱面。
齿顶圆柱面与端平面的交线称为齿顶圆。
2、齿根圆（直径d2）通过圆柱齿轮齿根的曲面称为齿根圆柱面。
齿根圆柱面与端平面的交线称为齿根圆。
３.分度圆（直径d）齿轮设计和加工时计算尺寸的基准圆称为分度圆。
它位于齿顶圆和齿根圆之间，是一个约定的假想圆。
４.节圆（直径d）两齿轮合时，位于连心线OO上的两齿廓点P，称为节点。
分别以O O为圆心，OP为半径所作的两个相切的园称为节圆。
正确安装的标准齿轮的d=d。
5.齿高h轮齿在齿顶圆与齿根圆之间的径向距离称为齿高。
齿高h分为齿顶高h1，齿根高h2两段（h=h1+h2）:齿顶高h1：齿顶圆与分度圆之间的径向距离；齿根高h2：齿根圆与分度圆之间的径向距离；6.齿数z即轮齿的个数，它是齿轮计算的主要参数之一。
8.模数m由于分度圆周长πd=pz，所以 d=p/πz令 p/π=m 则 d=mz式中m称为齿轮的模数，它等于齿距与圆周率π的比值。
模数以毫米为单位，为了便于设计和制造，模数的数值已标准化，如图9-12所示。
齿轮基本知识PPT课件
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M ：跨棒距，一种有效控制齿轮齿 厚的方法。将两量柱（球）放入沿 直径相对的两齿槽中，测量两量柱 （球）外侧面间的距离。测量方法 如图5所示。其中图a是测量偶数齿 齿轮示意图，图b是奇数齿齿轮示意 图。 dp ：量棒直径
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图5
x ：变位系数，是刀具在加工齿轮 时，沿径向从轮坯中心向外（内） 移动的距离与模数的比值。其目的 为了避免加工少齿数时，发生根切、 齿轮传动配凑中心距、提高小齿轮 强度等一些作用。 图6是模数、齿数、压力角、齿顶 高系数、顶隙系数相同的情况下， 变位齿轮与标准齿轮比较。
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滚齿
IT8～IT7，Ra：3.2～1.6μm。 (1)滚齿机和齿轮滚刀 齿轮滚刀：相当于一个右旋螺旋齿轮。
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(2)滚齿原理与滚齿运动 滚齿原理：展成法。 滚齿运动： ①：主运动：滚刀旋转。
②：分齿运动：
③；垂直进给运动：切出整个齿宽。 ④：径向进给运动：切出整个齿深。 （3）滚齿工作范围 ①滚切直齿圆柱齿轮
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3、滚齿与插齿比较 （1）加工原理相同：展成法 （2）加工精度和齿面粗糙度基本相同：精度为8～7级，Ra1.6μm （3）插齿的分齿精度略低于滚齿， 滚齿的齿形精度略低于插齿。 （4）插齿的齿面粗糙度略优于滚齿。 （5）插齿的生产率低于滚齿。 （6）加工范围不同。 插齿：内齿轮和小间隙多联齿轮 滚齿：螺旋齿轮、蜗轮和轴向齿轮较大的齿轮轴 （7）生产类型相同
图6
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2．斜齿轮各参数定义 为了便于说明斜齿轮的问题，将斜齿 轮沿其分度圆柱面展开，便成为一个 矩形（如图7所示），矩形的高是斜齿 轮的宽度B，其长度是分度圆的周长 πd。此时，分度圆柱上齿轮的螺旋线 便展成为一条斜直线，其与轴线的夹 角为β，称为斜齿轮分度圆螺旋角，简 称斜齿轮螺旋角，用β表示。
凸轮轴机械加工工艺
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感谢您的观看！
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工序12：磨四个支承轴颈外圆
外圆磨床
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工序13：滚齿
滚齿机
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工序14：去齿轮两端毛刺
去毛刺机
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工序15：铣键槽
键槽铣床
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工序17：车1、4、6、7、9、12凸轮及偏心轮 凸 轮车床
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工序17：车2、3、5、8、10、11凸轮 凸轮 车床
外圆磨床
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工序8：车凸轮侧面和连接轴颈等 凸轮轴车 床
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工序8：车凸轮侧面和连接轴颈等 凸轮轴车床
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工序9：校直
压床
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工序10：磨正时齿轮轴颈和螺纹轴颈外 圆等
外圆端面磨床
第25页/共72页工序11：磨齿轮外圆源自外圆磨床第26页/共72页
1. 凸轮形面的粗加工 凸轮传统的粗加工方法是采用靠模车床及液压仿形凸轮铣
床, 铣削的凸轮尺寸精度和形状精度都优于车削, 可直接进行精 磨。大量生产的凸轮轴毛坯均采用精锻或精铸成形, 其毛坯精度 高, 加工余量小, 国外不少厂家采用以磨代车的新工艺, 极大地简 化了凸轮形面的加工。对于棒料毛坯, 由于余量大, 国外先进的 方法是采用CNC 凸轮铣床。
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装配式凸轮轴工艺与传统凸轮轴工艺的对比
装配式凸轮轴工艺的优点: A )零件的重量减轻20%; B)凸轮可采用优化后的材料, 采用渗碳淬火工艺, 提高了表面的抗点蚀能力和耐磨
性; C)由于将凸轮分成了小零件, 因而使设备小型化, 减少了设备投资和占地面积; D)降低了制造成本。
《钳工》(四级)考核要素细目表
《钳工》（四级）理论知识考核要素细目表职业（工种）名称钳工等级四级职业代码考核点代序号码分数系名称·内容数重要系数备注章节目点1基础知识45 11机械制图8 111制图基础知识1 11111标注尺寸的基本原则21112尺寸数字的标注112机件形状的表达方法1 31121基本视图的表达方法41122剖视图的表达方法51123断剖面图的表达方法61124其他表达方法113零件图4 71131零件图的基本内容81132典型零件的视图表达方法91133零件图的尺寸标注101134尺寸基准的选择111135合理标注尺寸的原则121136常见尺寸标注方法131137零件图的技术要求141138极限与配合的基本术语151139极限与配合标准的基本规定1611310形位误差和形位公差的概念1711311表面粗糙度概念1811312测绘零件图114常用零件的画法1 191141螺纹的画法201142螺纹代号的标注211143单个直齿圆柱齿轮的规定画法221144齿轮啮合的规定画法职业（工种）名称钳工等级四级职业代码考核点代序号码分数系名称·内容数重要系数备注章节目点115装配图1 231151装配图的表达方法241152拆画零件图12液压传动5 121液压传动的工作原理1 251211液压传动的工作原理122液压传动系统的组成1 261221液压传动系统的动力元件271222液压传动系统的执行元件281223液压传动系统的控制调节元件291224液压传动系统的辅助元件123液压传动的优缺点1 301231液压传动的优点311232液压传动的缺点124液压油的性质与选用1 321241密度的概念331242粘度的概念341243温度、压力对粘度的影响351244液体的可压缩性361245液压油的选用125液体压力、流量、功率1 371251液体压力的概念381252液体流量的概念391253液体功率的概念13切削原理和刀具11 131刀具材料1 401311刀具材料的基本要求411312刀具材料的种类421313刀具材料的主要成分431314刀具材料的用途132刀具角度的合理选择2 441321前角的选择职业（工种）名称钳工等级四级职业代码考核点代序号码分数系名称·内容数重要系数备注章节目点451322后角的选择461323主偏角的选择471324刃倾角的选择133金属切削过程3 481331切屑的类型491332积屑瘤对切削加工的影响501333积屑瘤形成的因素511334切削力的概念531335影响切削力的因素531336切削热的传出541337影响切削温度的因素551338切削液的作用561339切削液的选用134刀具磨损及磨钝标准1 571341刀具磨损的形式581342刀具磨损的原因591343刀具磨损的过程601344刀具的磨钝标准135刀具寿命及影响刀具寿命的因素1 611351刀具寿命621352影响刀具寿命的因素631353刀具寿命的确定原则136刀具的刃磨1 641361成形车刀的刃磨方法651362铰刀的刃磨方法137磨削原理及砂轮的选择2 661371磨削加工的特点671372磨削加工的应用681373砂轮的结构691374砂轮磨料的选择701375砂轮粒度的选择711376砂轮结合剂的选择职业（工种）名称钳工等级四级职业代码考核点代序号码分数系名称·内容数重要系数备注章节目点721377砂轮硬度的选择14机械制造工艺11 141基本概念2 731411工艺过程的概念741412工序的概念751413安装的概念761414工位的概念771415工步的概念781416生产的类型791417各种生产类型的工艺特征142机械加工精度的概念1 801421加工精度的定义811422加工精度的主要内容821423获得尺寸精度的方法831424获得形状精度的方法143工件的装夹和基准2 841431工件常用的装夹方法851432基准的分类863定位基准面的概念871434粗基准的选择881435精基准的选择144工艺尺寸链1 891441工艺尺寸链的基本概念901442工艺尺寸链极值法的计算公式145产生误差的原因4 911451工艺系统的概念921452机床主轴的回转误差931453机床导轨的误差941454误差的敏感方向951455机床传动链的误差961456工艺系统的刚度971457工艺系统受力变形产生的误差职业（工种）名称钳工等级四级职业代码考核点代序号码分数系名称·内容数重要系数备注章节目点981458切削中的“误差复映”规律991459工艺系统受热变形引起的误差10014510工件残余应力引起的误差10114511磨损引起的误差10214512加工原理误差146机械加工的表面质量1 1031461机械加工的表面质量的含义1041462表面质量对零件使用性能的影响1051463影响机械加工表面粗糙度的因素1061464影响加工表面物理力学性能的工艺因素15机床夹具10 151基本概念1071511夹具的定义2 1081512夹具的组成1091513定位元件的作用1101514对刀或导向元件的作用1111515夹具的作用1121516夹具的分类152工件的定位5 1131521六点定位原理1141522完全定位的概念1151523不完全定的概念1161524过定位的概念1171525欠定位的概念1181526支承板的定位方式1191527圆柱定位销（心轴）的定位方式1201528V形块的定位方式1211529定位套的定位方式12215210圆锥销的定位方式12315211定位元件的组合使用12415212辅助支承的概念12515213产生定位误差的原因职业（工种）名称钳工等级四级职业代码考核点代序号码分数系名称·内容数重要系数备注章节目点12615214常见定位方式的定位误差计算153工件的夹紧2 1271531夹紧装置的基本要求1281532夹紧力方向的确定1291533夹紧力作用点的确定1301534基本夹紧机构的特点1311535自动定心夹紧机构的特点1321536联动夹紧机构的特点154钻夹具1 1331541钻夹具的类型1341542翻转式钻模的特点1351543钻套的选择1361544钻模板联接的方式2专业知识50 21复杂工件的划线3 211复杂工件的划线方法1 1372111箱体工件划线基准的选择1382112畸形工件划线的特点1392113凸轮划线的方法212大型工件的划线1 1402121平板接长的划线法1412122工件位移的划线法1422123拉线吊线的划线法213回转体和多面体的展开1 1432131可展表面的定义1442132不可展表面的定义22群钻和钻削特殊孔9 221群钻4 1452211麻花钻的缺点1462212标准群钻的特点1472213标准群钻的优点1482214标准群钻的应用职业（工种）名称钳工等级四级职业代码考核点代序号码分数系名称·内容数重要系数备注章节目点1492215铸铁群钻的特点1502216钻黄铜群钻的特点1512217钻纯铜群钻的特点1522218钻铝合金群钻的特点1532219钻薄板群钻的特点15422110钻胶木群钻的特点15522111钻有机玻璃群钻的特点15622112钻橡胶群钻的特点222各种特殊孔的钻削4 1572221钻小孔常出现的问题1582222钻小孔的注意点1592223在斜面上钻孔常出现的问题1602224在斜面上钻孔的一般方法1612225接长钻钻深孔常出现的问题1622226接长钻钻深孔的注意点1632227钻精孔的概念1642228钻精孔的方法1652229钻精孔的注意点16622210孔距精度要求较高的孔系的加工方法16722211钻相交孔的方法223立式钻床常见故障1 1682231保险离合器失效的原因1692232主轴上下移动出现轻重现象的原因1702233钻孔轴线倾斜的原因23旋转件的平衡2 231旋转件平衡的基本知识1 1712311离心力对机器运行的影响1722312静不平衡1732313动不平衡232动、静平衡1 1742321静平衡的概念1752322静平衡的调整方法职业（工种）名称钳工等级四级职业代码考核点代序号码分数系名称·内容数重要系数备注章节目点1762323动平衡的的概念24机床导轨5 241机床导轨的结构类型和精度要求3 1772411三角形导轨的特点1782412燕尾形导轨的特点1792413滚动导轨的特点1802414对机床导轨的基本要求1812415机床导轨材料的性能1822416机床导轨的精度1832417机床导轨直线度的要求1842418刮研导轨接触精度的要求1852419导轨直线度误差的计算18624110光学平直仪测量导轨的特点242机床导轨的刮削和检查1 1872421刮削导轨的基本原则1882422卧式车床床身导轨的刮削1892423外圆磨床床身导轨的刮削243机床导轨的修整1 1902431机床导轨面修整的一般要求1912432机床导轨面的修整方法25联接件与轴承的装配7 251螺纹联接的装配1 1922511螺纹联接的预紧1932512螺纹联接的防松1942513成组螺钉、螺栓、螺母的装配方法252键、销联接的装配1 1952521平键联接的装配1962522花键联接的装配1972523圆柱销的装配252圆柱面过盈联接的装配1 1982521圆柱面过盈联接的压装法1992522圆柱面过盈联接的热装法职业（工种）名称钳工等级四级职业代码考核点代序号码分数系名称·内容数重要系数备注章节目点2002523圆柱面过盈联接的冷装法253滑动轴承的特点1 2012531动压轴承的工作原理2022532多瓦式动压轴承的特点2032533静压轴承的优点254滑动轴承的装配要点1 2042541多瓦式动压轴承的刮研2052542轴套装配后轴套孔的修整2062543锥形表面滑动轴承的装配要点2072544剖分式滑动轴承的配刮要点255滚动轴承的装配2 2082551滚动轴承的配合制度2092552滚动轴承配合的选择2102553滚动轴承装配前的准备工作2112554滚动轴承的预加负荷2122555圆柱孔轴承的装配2132556推力球轴承的装配2142557滚动轴承的定向装配26传动机构的装配调整6 261带传动机构的装配调整1 2152611V带传动机构的装配要求2162612传动带张紧力的调整2172613带轮与轴的装配262链传动机构的装配调整1 2182621链传动机构的装配要求2192622链传动机构的装配263齿轮传动机构的装配调整1 2202631齿轮传动机构的装配的技术要求2212632圆柱齿轮副接触斑点的检查2222633锥齿轮接触斑点的检查264蜗杆传动机构的装配1职业（工种）名称钳工等级四级职业代码考核点代序号码分数系名称·内容数重要系数备注章节目点2232641对蜗杆、蜗轮轴线的要求2242642蜗杆副接触斑点的检验2252643蜗杆副齿侧间隙的检查265联轴器和离合器的装配1 2262651联轴器和离合器的作用2272652联轴器的类型2282653联轴器装配的技术要求266螺旋机构的装配1 2292661螺旋机构配合间隙的调整2302662单螺母结构消隙力的方向2312663螺旋机构的校正27装配工艺规程4 271装配工艺规程基础知识1 2322711部件装配的概念2332712总装配的概念2342713装配单元的概念272制订装配工艺规程的步骤1 2352721装配的组织形式2362722装配顺序的确定2372723装配单元系统图的特点273装配尺寸链的基本知识2 2382731装配尺寸链封闭环的特点2392732完全互换法的特点2402733选配法的特点2412734修配法的特点2422735可动调整法的特点2432736固定调整法的特点28卧式车床装配6 281CA6140型卧式车床4 2442811车床主要部件的功能2452812主轴转速的级数2462813车螺纹传动链的机构职业（工种）名称钳工等级四级职业代码考核点代序号码分数系名称·内容数重要系数备注章节目点2472814变换螺距机构的特点2482815主轴部件的结构及调整2492816主轴结构的特点2502817多片式摩擦离合器的作用2512818多片式摩擦离合器的调整2522819制动装置的特点25328110溜板箱的主要机构25428111互锁机构的作用25528112安全离合器和超越离合器的作用282卧式车床的装配工艺2 2562821检验棒的主要用途2572822水平仪与检验桥板的结合使用2582823安装齿条的要点2592824溜板箱左右位置的确定2602825安装丝杠的要点2612826安装主轴箱的要求29卧式车床的装配质量检验3 291卧式车床的试车和验收2 2622911试车和验收的程序2632912车床空转试验的方法2642913空运转时对轴承温度的要求2652914机床负荷试验的目的2662915工作精度检验的目的2672916切槽试验的目的292几何精度的检验1 2682921车床溜板用导轨精度的要求2692922主轴锥孔轴线径向圆跳动的检验方法2702923安装尾座精度的要求210泵、制冷机及压缩机3 2101离心泵2 27121011泵的定义27221012泵的种类职业（工种）名称钳工等级四级职业代码考核点代序号码分数系名称·内容数重要系数备注章节目点27321013泵的主要参数27421014离心泵的工作原理27521015离心泵的运行27621016离心泵常见的故障2102制冷机1 27721021制冷机的蒸发过程27821022制冷机的压缩过程27921023制冷机的冷凝过程28021024制冷机的膨胀过程211机械运行时工作参数的测定22111机械工作时温度、转速和功率的测定1 28121111测量温度的仪器28221112转速的测定28321113功率的测定2112机械运行时流体的压力和流量的测定1 28421121压力的测量28521122流量的测量3相关知识531生产管理和专业技术管理基本内容3311生产管理21 2863111车间生产过程的组成2873112车间内生产单位的组成2883113车间布置的要求2893114车间在制品管理的含义2903115车间生产调度的要求2913116车间定置管理的任务312技术管理15 2923121车间技术管理的内容5 2933122车间日常工艺的管理2943123车间技术革新的内容32电气传动基础知识2321机床电力设备11职业（工种）名称钳工等级四级职业代码考核点代序号码分数系名称·内容数重要系数备注章节目点2953211机床电力设备的组成1 2963212手动控制的电器2973213接触控制的电器322常用低压电器15 2983221继电器的作用5 2993222熔断器的作用3003223主令电器的类型《钳工》（四级）操作技能考核要素细目表职业（工种）名称钳工等级四级职业代码考核点代序号码重要系名称·内容数备注项目单元细目1锉配加工11平面和曲面锉削1111尺寸控制2112形状与位置精度控制3113表面粗糙度12螺孔加工4121螺孔尺寸5螺孔轴线与端面垂直度6122孔距13钻孔加工7131孔径尺寸8132表面粗糙度9133孔距14铰孔加工10141孔径尺寸11142孔囗倒角12143表面粗糙度13144孔距15锪孔加工14151锪90°锥坑15152锪90°倒角16153锪孔尺寸17154表面粗糙度2机构拆卸、装配与调整1821V形导轨拆卸与装配1922配合间隙控制2023圆柱销装配2124紧定螺钉装配与调整2225可动零件移动或转动应灵活五卡阻现象2326装配件装配后的外观质量续表职业（工种）名称钳工等级四级职业代码考核点代序号码重要系名称·内容数备注项目单元细目3零件测绘31图形24311视图表达合理25312螺纹的画法与标注26313键槽画法32测量27321普通螺纹、梯形螺纹的主要参数测量28322测量尺寸的圆整29323测量尺寸的标准化33标注30331尺寸及公差标注合理、完整、正确、清晰31332形位公差的标注32333粗糙度的标注33334螺纹的标注34技术要求34341粗糙度的合理选用35342工件材料的选用36343热处理的合理选用37344尺寸公差代号与极限偏差的查表38345技术要求的正确表达4零件工艺编制39411毛坯选择正确140412工序划分、顺序合理、内容正确941413本工种工步划分、顺序合理、内容正确942414热处理工序安排合理543415本工种工艺装备和机床选用合理944416本工种加工的工时定额的估算5（注：将“操作技能考核要素细目表”和“理论知识考核要素细目表”组合成为《考核要素细目表》）。
典型零件的机械加工工艺实例分析
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。
机械设计基础教材
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F = 3×3–2×4 = 1
F = 3×4–2×5 = 2
n = 3
Pl= 4
n = 4
Pl = 5
如图1-12（a）：
如图1-12（b）：
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【例1-2】如图1-13所示，计算曲柄滑块机构的自由度。 活动构件数n=3低副数高副数
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平面机构运动简图的绘制
绘制机构运动简图的步骤：（1）分析机构的组成，观察相对运动关系，了解其工作原理。（2）确定所有的构件（数目与形状）、运动副（数目和类型）。（3）选择合理的位置，能充分反映机构的特性。（4）确定比例尺 （5）用规定的符号和线条绘制成机构运动简图。
1. 机构运动简图的定义
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运动副及构件的表示方法
1．构件构件均用直线或小方块来表示，如图1-6示。
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2．转动副
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3．移动副 如图1-8所示，注意移动副的导路应与两构件相对移动的方向一致。
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4．高副两构件组成高副时的相对运动与这两个构件在接触处的轮廓形状有直接关系，因此，在表示高副时必须画出两构件在接触处的曲线轮廓。如图1-8、图1-9所示为齿轮高副和凸轮高副的表示方法。
图1-4 （a）凸轮高副
平面机构中高副引入一个约束，保留两个自由度。
图1-4 （b）齿轮高副
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运动链与机构
运动链：两个以上的构件以运动副连接而构成的系统。如图1-5所示，若运动链中各构件首尾相连，则称之为闭式运动链，否则称为开式运动链。
齿轮测量
理论 弧长 分度圆
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3、齿距累积总偏差 Fp 、 是指齿轮同侧齿面任意弧段( 是指齿轮同侧齿面任意弧段 k=1 至 k=z )内的最大齿 内的最大齿 距累积偏差。它表现为齿距累积偏差曲线的总幅值。 距累积偏差。它表现为齿距累积偏差曲线的总幅值。
Fp
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第Ⅱ公差组项目
1 2 3 4 5
一齿切向综合误差Δf 及公差f 一齿切向综合误差Δfi′及公差fi
′
一齿径向综合误差Δfi″及公差fi ″ 一齿径向综合误差Δf 及公差f 齿形误差Δff及公差ff 齿形误差Δf 及公差f 基节偏差Δfpb及极限偏差± fpb 基节偏差Δf 及极限偏差± 齿距偏差Δf 及极限偏差± 齿距偏差Δfpt及极限偏差± fpt
Fir页
指实际基节与公称基节之差
实际基节
△fpb
公称基节
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基节仪测量
测量时先按被测齿轮基节公称值组合量块。 1 测量时先按被测齿轮基节公称值组合量块。 按量块组尺寸调整相应的活动量爪1与固定量爪2之间的距离， 2 按量块组尺寸调整相应的活动量爪1与固定量爪2之间的距离， 使表指零位。 使表指零位。 3 然后将仪器放在被测齿轮 相邻两同侧面上， 相邻两同侧面上，使之与 齿面向切，此时读出表中 齿面向切， 的△fpb值 测量 爪1
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设计齿形可以是修正的理论渐开线，包括修缘 设计齿形可以是修正的理论渐开线， 齿形和凸齿形等 实际齿形
齿顶 齿形工 作部分
零部件测绘(定稿)PPT3
4.孔间距的测量
孔间距可以用卡钳（或游标卡尺）结合直尺测出。
D=D0=K+d
● 18
孔中心距测量
先测出A1和d， 则A = A1 + d
52
孔中心距测量
标准棒
53
● 19
5.深度及壁厚尺寸的测量
壁厚尺寸可以用直尺测量，如图中底壁厚度X＝ A－B， 或用卡钳和直尺测量，如图中侧壁厚度Y＝ C－ D
• 对某些零件的相对位 置、装配间隙等装配尺 寸应先测量
• 拆卸后要将各零件编 号、扎上标签，避免散 失、错乱
拆卸调压螺钉、螺母、 弹簧、钢球等
19
● 34
二、画装配示意图
装配示意图是在部件拆卸过程中所画的记录图样， 其作用是避免由于零件拆卸后可能产生错乱而给重 新装配时带来困难，它是通过目测，徒手用简单的 线条示意性地画出部件的图样，主要表达部件的结 构、装配关系、工作原理、传动路线等。 注意事项：
拆卸并画装配示意图 零件分类、列出零、部件及标准件明细表 零件测绘，画零件草图 画装配䓍图及装配图 画零件工作图 写实习报告、装订图册
天数
0.5
0.5 0.5 2 3.5 2 1 10
第二部分 了解和分析测绘对象
一、用途
齿轮泵是各种机械润滑和液压系统的输油装置。用 于液压系统的泵站，将油箱中的油液输送到机器有关运 动部件需要润滑的部位。主要用于低压或噪声水平限制 不严的场合。
• 确定主视图、视图数量和表达方法。
2.徒手画零件图:
• 徒手目测画零件视图 • 保持零件各部分的比例关系，尽量按1:1画; • 要求线型分明，图面整洁，表达清楚、简练; • 先画图框和标题栏; • 画视图时要注意在视图之间留出标注尺寸的位置; • 选定的表达方案画全各个视图和剖视等
机械设计基础课件齿轮机构H
垂直轴传动
蜗杆蜗轮机构主要用于垂直轴之间的传动，具有 较大的传动比和自锁功能。
螺旋齿形
蜗杆和蜗轮的齿形为螺旋形，可实现连续、平稳 的传动。
高效率与低噪音
蜗杆蜗轮机构传动效率高，噪音低，适用于各种 高精度、低噪音要求的场合。
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其他特殊类型齿轮机构
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非圆齿轮机构
非圆齿轮机构可实现变传动比传动，满足某些特殊机械装置的需 求。
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工业革命时期
随着工业革命的兴起，金属加工技 术的进步促进了齿轮机构的快速发 展，出现了各种高精度、高效率的 齿轮传动装置。
现代时期
随着计算机技术和先进制造技术的 不断发展，现代齿轮机构设计更加 精确、制造更加精细，应用领域也 更加广泛。
6
02
齿轮机构基本原理
2024/1/26
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齿轮传动比计算
10
03
齿轮机构设计方法与步骤
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11
设计目标确定与参数选择
确定设计目标
明确齿轮机构的使用场合、传递 功率、转速等要求。
选择齿轮参数
根据设计目标，选择合适的齿轮 模数、齿数、压力角等参数。
确定齿轮精度等级
根据使用要求和制造成本，选择 合适的齿轮精度等级。
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齿轮类型选择及优缺点比较
啮合特点
齿轮传动具有恒定的传动 比，且传动平稳、噪音小 、效率高。
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齿轮受力分析及强度计算
受力分析
根据齿轮的啮合原理，分 析齿轮受到的径向力、圆 周力和轴向力。
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强度计算
根据齿轮的受力情况，进 行齿面接触强度和齿根弯 曲强度计算。
制图测绘课件齿轮油泵
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● 38
第二部分 部件测绘
四、 画装配图和零件图
画零件图
• 根据零件草图和装配示意图画出装配图。在画装配图时,应对零件 草图上可能出现的差错，予以纠正
1、画装配图的方法与步骤
1）拟定表达方案,定比例、图幅 2）画图框，合理布局，画主要基准线 3）画部件主要结构部分 4）画次要结构部分 5）检查校核，标注尺寸和公差配合，画剖面线，描深 6）标零件序号，填写明细表、标题栏和技术要求
测绘对象： 齿轮油泵
28
● 28
第二部分 部件测绘
一、了解和分析部件
• 测绘前先要对部件进行研究分析, 阅读有关资料，了解部件的用途、工 作原理、结构特点和零件间的装配关 系
齿轮油泵
● 29
• 齿轮油泵是用来输送油的一种装置它依 靠泵体内一对带轴的齿轮的传动,将油泵 一侧的液体吸入，而从另一侧输出
齿轮油泵 装配示意图
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● 37
• 各零件编上序号,并列 表注明名称、数量、材 料等
37
第二部分 部件测绘
三、 测绘零件、画零件草图（徒手图）
• 部件中除标准件外,所有零件都要画出草图，标准件要测量出规格，并 查出标准 • 零件草图是画装配图的依据，因此它的内容和要求和零件图是一致的 • 画草图时要注意配合零件的基本尺寸要一致，测量后同时标注在有关零 件的草图上，并确定其公差配合的要求。有些重要尺寸如泵体上安装齿 轮的轴孔中心距，要通过计算与齿轮的中心距一致。一般尺寸测量后通 常都要圆整，重要的直径要取标准值
零件测绘工作通常在现场进行，受条件限制，不便使用绘 图仪器，一般先徒手绘制零件草图，然后整理完成零件工作图
机械设计试题及答案第八章 齿轮传动
8－20 直齿圆锥齿轮齿面上所承受的法向载荷Fn通常被视为集中作用在_______, Fn可分 解为_______、_______、_______三个分力，三个分力的方向的判定法则为 _______，其大小与_______、________、______有关。
答案：平均分度国上；径向力 Fr 、圆周力 Ft 、轴向力 Fa；径向力 Fr指向轴心、 主动齿轮的圆周 Ft切于分度圆且与其转动方向相反、轴向力指向大端；所传 递的功率、转速、平均分度圆直径、压力角、分度圆锥角。
8－16 斜齿圆柱齿轮的节点处的法面曲率半径n与端面曲率半径t的关系是 _______,在综合曲率计算时，使用的是______曲率半径。
答案：n=t/cosb；法面。 8－17 斜齿圆柱齿轮传动齿面的接触疲劳强度应取决于_______,实用的许用接触应力 约可取为________。
答案：大、小齿轮；[]H =（[]H1+[]H2）/2 8－18 直齿圆锥齿轮传动以_______端参数为标准值。在强度计算时，以______作为计
8－3 在设计开式齿轮传动时，一般选择保证_______作为设计准则；对于闭式 较齿面齿轮传动，通常以保证______为主，校核其________。
答案：齿根弯曲疲劳强度；齿面接触疲劳强度；齿根弯曲疲劳强度。
第二页，共66页。
8－4 对齿轮轮齿材料性能的基本要求为_______、________；齿轮材料的选择原 则______、_______。
答案：载荷作用于单齿对啮合的最高点；全部载荷作用于齿顶。
第四页，共66页。
8－10 直齿圆柱齿轮传动的弯曲疲劳强度计算中，引入了齿形系数Y Fa和应力校正系数Y Sa，随着齿轮齿数的增多， Y Fa 的值。将_______, Y Sa 的值将_______。
某车型差速器齿轮断齿失效分析
第21卷第2期2021年4月泰州职业技术学院学报Journal of T aizhou Polytechnic CollegeVol.21No.2Apr.202]某车型差速器齿轮断齿失效分析黄廷波打李永波駡左彪蔦周智慧1(1.江苏飞船股份有限公司；2.泰州职业技术学院，江苏泰州225300)摘要：某车型使用过程中差速器行星齿轮发生轮齿斷裂。
文章通过表面及芯部洛氏硬度试验、表面渗碳深度测定、金相组织分析、化学成分分析、拒描电镜斷口形貌分析等检测分析手段分析了轮齿断裂原因，提出应优化辂齿加工工艺，并结合有限元分析优化齿轮参数，有效提高行星齿轮强度，避免问题再次发生。
关键词：差速器；齿轮；断裂；失效分析中图分类号：TH132.425文献标志码：A文章编号：1671-0142(2021)02-0058-03差速器是汽车传动系统中的重要部件，汽车在转向过程中该系统可调整内外车轮线速度，使汽车转弯时内外轮保持同步，防止车轮与路面产生滑动叫差速器不仅影响整车的通过性、使用寿命，还影响整车的舒适性及安全性。
齿轮作为差速器的核心零件对差速器的性能起决定性作用。
齿轮一旦发生故障，会宜接导致车辆抛锚，发生事故。
某车型使用过程中发生差速器行星齿轮轮齿断裂。
行星齿轮共有10齿，材料为20CrMnTiH,设计要求渗碳层深度0.9mm~1.3mm,表面硬度58HRC-64HRC,芯部硬度33HRC~48HRC。
加工工艺为：棒料切割-磨外圆一＞¥^1角T冷锻成形f机加工-«^-＜丸-＞精加工内孔及球面T 成品检用溯+淬火工艺，工艺参数为：加热至920兀±10兀，在900*土10*保持120min±30min;渗碳温度：900七±10弋,渗碳时间：270min±20min;扩散温度：890%：±10兀，时间：60min±20min;在8处乜±10迟保持40min±10min后淬火；在80弋下清洗65min;回火温度：180T±10%：,回火时间：180min±10mm o1试验检测与分析1.1齿轮损坏情况宏观检查该行星齿轮连续6个齿断裂，断裂位置为齿根部，其中4齿断口磨损严重，呈光滑状，有2齿断口较完好，损坏齿轮实物如图1。
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齿轮结构及设计工艺技术(doc 43页)齿轮机构及其设计1. 工业的象征；2. 历史悠久；3. 研究（广泛）深入，分工细致。
二、齿轮的类型1.平行轴：a.直齿圆柱齿轮:外啮合/内啮合b.斜齿圆柱齿轮：外啮合/内啮合c.人字齿轮2.相交轴：a.直齿圆锥齿轮b.曲齿圆锥齿轮3.交错轴：a.螺旋齿轮（交错轴斜齿轮）b.蜗杆蜗轮c.准双曲面齿轮4.齿轮齿条：a.直齿b.斜齿c.螺旋齿三、本章要求1.齿形---- 掌握渐开线齿廓啮合特性。
2.几何尺寸----会计算渐开线齿轮传动的几何尺寸。
.四、本章特点1.名词术语多、概念多、公式多。
2．注意归纳、掌握规律、化为少。
§5-2 齿廓啮合基本定律一、齿廓啮合的基本定律1.节圆已知：两啮合中心距a=O 1O 2 传动比2112ωω=ia . 节点---两个齿轮的相对速度瞬心。
由于 v v p p 21=故有 p p o o 2211ωω=得121221i po po ==ωω ① 由图知ap p oo =+21②解上两式子i o a p 1211+=12221i a p i o+=[讨论]如果i 12为变量，则p o 1亦为变量，p 点为动点，它在动平面上画出的曲线为非圆曲线。
如果i 12为常量，则p o 1亦为定值，p 点为定点，按在动平面上画出的轨迹为圆。
b ．节圆---当ci =12时，以 p o 1、p o 2为半径的两个圆。
① 节圆半径只决定与a 与12i 。
② 节圆是一对相互啮合齿轮上作相切纯滚动的圆。
③ 一对齿轮相啮合时才有节圆。
（单个齿轮无节圆）2．齿廓的几何要求a. 设两齿廓在任意一点k 接触。
主动轮1推动从动轮2转动。
b ．两齿轮在k 点的线速度分别为KO K O v vk k 2211,⊥⊥ 。
c ．沿公法线n-n 方向v v kn kn 21=，即1122cos cos k k k k v v αα= d ．也就是222111cos cos k k K O K O αωαω'= e ．作辅助线 f ．设n-n 线与连心线交于Q 点，则有QN O 11∆与Q N O 22相似。
3.齿廓啮合的基本定律当齿轮传动比为常数时，其齿廓必需是：不论两齿廓在哪一点接触，过接触点的齿廓公法线都与连心线交于固定节点P ；如果传动比不是常数，则齿廓共法线与连心线交于相应的瞬时啮合节点。
二、共轭齿廓1.定义 凡满足齿廓啮合基本定律的一对齿廓称为共轭齿廓。
2. 共轭齿廓的求法已知a 和12i 和其中一条齿廓曲线，则可用作图法求出另一条共轭曲线。
三、齿廓曲线的选择 1.常用的齿廓曲线a渐开线齿廓曲线b摆线齿廓曲线（接触应力小，无根切）c圆弧齿廓曲线（承载能力大，无根切）2. 齿廓曲线的选择满足传动比外，还必须满足强度好，磨损少，效率高、寿命长。
制造安装方便以及容易于互换。
渐开线齿廓基本上能满足上述要求，故其应用广泛。
本章亦以它为重点。
§5－３渐开线及渐开线齿廓一、单个齿廓～渐开线及其性质1.渐开线的形成当一直线ＮＫ沿一圆周作纯滚动时，直线上点Ｋ的轨迹K0K就是该圆的渐开线。
该圆称基圆，半径为r b，ＮＫ为发生线。
２、渐开线的性质a.K NNK=。
b.渐开线上任意点的法线X１切于基圆；切于基圆的直线X１是渐开线上一点的法线。
c.发生线与基圆的切点是渐开线上对应点的曲率中心，NK是曲率半径。
d.渐开线的形状决定于基圆大小。
e.基圆内无渐开线。
３、渐开线的极坐标参数方程〈１〉渐开线展角θk～以Ｏ为极点。
ＯＫ0为极轴。
〈２〉渐开线上任一点之压力角kα～啮合点处齿廓所受的压力方向与该速度方向所夹的锐角。
〈３〉 渐开线方程 a.向径kbk r r αcos =b.极角 kk k kinv tg αααθ=-=基圆确定后，k 为参数，根据任一个kα的值都可求出kkr θ和。
工程上已把kα的渐开线函数列成表格。
如附表１。
注意： 渐开线上各点压力角不相等。
试问： 基圆上的压力角为多大？（答案是0度）二．一对啮合中的渐开线齿廓1． 渐开线齿廓能满足定传动比的要求（1）.设一对渐开线齿廓在K1点接触 ,根据高副性质,可作公发线.(2) .根据渐开线的性质 .此公法线分别与两齿轮的基圆相切,设为N1,N2,则N1,N2与连心线O1,O2交与P 点(齿廓公法线过节点).(3).设下一时刻在K2接触,则过K2的公法线依然与两基圆相切,由于基圆的大小和位置已定,故同侧的内公法线只会有一条.也就是说这两条公法线重合都是N1,N2.(4).由于11PN O ∆∽22PN O ∆故C r r P O P O ib b ====12122112ωω由于1b r ，2b r 为定值,故渐开线齿廓传动过程中12i 为定值. 两个概念:(1).啮合线----啮合点走过的轨迹.渐开线齿轮的啮合线是一条两基圆一侧的内公切直线,又是不计算摩擦时的作用线。
优越之处------受力大小,方向均不变，bn r F M •=。
轴承受力稳定,不易振动和损坏。
啮合线的画法要明确两点;a.谁是主动轮?b.主动轮转向?沿主动轮转向画。
(2) 啮合角啮合线N1N2与两个节圆的公切线比之间所夹的锐角α，称为啮合角.它是一个定值，恒等于节圆压力角。
(啮合角与齿廓无关,压力角与齿廓有关)2. 中心距可分性----中心距变动后,传动比不变。
如图所示:12``2``12112b b r r P O P O i ===ωω节圆半径发生了变化,啮合角也发生了变化，啮合角也发生了变化。
当α增大时,R 增大 R 增大。
一对齿廓啮合特性(1) 啮合线是一条两基圆一侧的内公切线。
(2)啮合角是随中心距而变动的一个定值。
(3)中心距可分性。
3.齿轮齿条传动节线(1)定速比性αω'='==cos 11112b r r P O v =定值(2)中心距可分 中心距变动后a. 节圆大小不变.,节线在齿条上位置有变化.b. 啮合角位置大小不变,等于齿形角。
总之,啮合线位置不变。
§5-4 渐开线齿轮的各部分名称及标准齿轮的尺寸一、齿轮各部分名称1.齿顶圆----2.齿根圆-----3.基圆4.齿厚5.齿槽宽6.齿距（周节）kP7.齿数选谁为度量的基准呢? 齿距kP各圆周长=齿距*齿数齿厚=齿距-齿槽宽二.模数m 和分度圆d 由于zP dd k=π= 故zm zP dk k k==π令模数πkkP m=各圆都有齿距, 模数无穷多,用哪个圆的模数为好? 1. 分度圆分度圆是齿轮上的一个选定的尺寸计算基圆,齿轮尺寸均以此圆为标准而确定,在该圆上具有标准模数和标准压力角. 2. 标准模数 mz pz d ==πm 为标准模数,它是特定的圆上齿距P 和π的比值,是一个长度单位. 模数系列制定多少为好?见附表2 （z 定，m 定，则块头大）3. 分度圆压力角d=mz r=1/2mz 有渐开线方程 当 即a 取多大为好？当m 、z 固定a r b 轮齿弯曲，齿根强度好，但Fr 大。
A r b 轮齿平直，齿根薄弱，但F t 大。
优化后，选α=20。
三 .齿顶高与齿根高1．齿顶高 ~以分度圆为基准，介于分度圆与齿顶圆之间的部分称为齿顶，其径向高度称为齿顶高。
m h h aa*=齿顶高系数1*=a h 2．齿根高分度圆与齿根圆之间的部分称为齿根，其径向高度称为齿根高。
mc h hf a )(**+=项隙系数c*=0.25为什么要有c*?因为分度圆相切，无顶隙就会打架，顶住 四．齿顶圆与齿根圆 aah d d 2+=ff h d d 2-=五.标准齿柱的几何尺寸1.什么是标准齿轮?分度圆上的s=e h a h f 符合标准 2.几何尺寸 表5-1要背下来 六、齿条1. 同侧齿廓是相互平行的直线2. 分度线处s=e3.特点<1>各处m相等<2>a相同，等于齿形角。
小结1.五圆(r a r f r b r`)二角（压力角吃合角）一模仅时r=r` a=a`2.五个基本参数z m *a h c*确定轮齿形状5-5渐开线直尺圆柱齿柱的齿合传动 一. 正确啮合条件（必要条件）1. 一对牙齿一定是在21N N 设k1为第一对牙齿的接触，2. 设k 2为第2对牙齿的接触点。
正确噬合时21kk 均在21N N 上。
3. 21k k 是相邻两个齿廓间的法向距离叫法节用P n 表示。
4. 根据渐开线的性质P n =21K K =22K N-12K N=22A K N-012K N -0201K K =bP5. 21k k 是21N N 线上的接触点，它既是轮2的法节也是轮一的法节。
故正确啮合条件为：嵌入 P n1=P n2-P b1=P b2（理论条件） 6.实际条件由于απαπαππcos 2cos 2cos 22m zmzzr z rb pb ====故2211cos cos απαπm m =即2211cos cos ααm m =由于m1a 以标准化。
故条件为 m 1=m 2=m α1=α2=α 两轮的模数和压力角分别相等。
二. 齿轮转动的中心距及啮合角 1. 齿侧间隙保证为0工艺角度齿厚公差考虑12. 顶隙c=c*m(为标准值)齿顶圆与齿根圆之间的径向距离。
3. 标准中心距在上述两个条件成立时)(2)(2121**2**121z z mr r mc h r m c m h r r c r a a a f a +=+=+-+++=++=4. 分度圆与节圆的区分a. 分度圆~单个齿轮固有的基准圆a ’=a 时与节圆重合，a ’≠a 时与节圆分离。
b. 节圆~一对齿轮齿合时才有节圆，r 1’+r 2’=a ’随a ’的变化而变化当时，与a ’=a 分度圆重合。
5. 齿合角在a ’=a 时α’=α6. 标准中心距与实际中心距的关系因为ααcos cos )(2121a r r r rb b =+=+ 'cos ''cos )''(2121ααa r r r r b b =+=+故ααcos 'cos 'a a ='cos cos 'αα=a三. 渐开线齿轮连续传动的条件 1. 齿轮啮合的过程实际啮合线<1>实际啮合线噬合点实际走过的轨迹 一对齿轮开始啮合点从动轮顶圆与啮合线交点。
一对齿轮终止啮合点主动轮顶圆与啮合点交点。
实际啮合线长度－B 1B 2<2>实际啮合线的画法a.画基圆b.由主动轮画线c.由从动轮画r a2弧得B2d.由主动轮r a1画弧得B1。
<3>.理论啮合线N1N2~由于基圆内无渐开线故N1N2为啮合极限点。
<4>实际工作段~齿根部分不是渐开线齿轮只可能一部分参加工作。