齿轮零件加工工艺概要
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一、圆柱齿轮加工概述
图1-2圆柱齿轮的结构形式
7
一、圆柱齿轮加工概述
2. 齿轮本身的制造精度,对整个机器的工作性能、承载能 力及使用寿命都有很大影响。根据齿轮的使用条件,对齿轮 传动提出以下几方面的要求: (1)运动精度。要求齿轮能准确地传递运动,传动比恒定, 即要求齿轮在一转中,转角误差不超过一定范围。 (2)工作平稳性。 要求齿轮传递运动平稳,冲击、振动和噪声要小。这就 要求限制齿轮转动时瞬时速比的变化要小,也就是要限制短 周期内的转角误差。
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二、圆柱齿轮齿坯的加工方法
表4-5
齿 轮 精 度 等 级 孔 的 尺 寸 和 形 状 公 差 轴 的 尺 寸 和 形 状 公 差
顶 圆 直 径
5 IT5
IT7
IT5
6 IT6
7
8
IT7
IT6
IT8
Biblioteka Baidu
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二、圆柱齿轮齿坯的加工方法
表4-6齿坯基准面径向和端面跳动公差(μm)
分 度 圆 直 径 ／ m m
齿轮传动在我国的发展是从渐开线齿廓起步的， 渐开线齿轮在技术上最成熟，应用最具备条件，使用 的也最广泛，在机械设计中占有主导地位，由于齿轮 的设计与制造水平将直接影响到机械产品的性能和质 量，因此，齿轮在工业发展中的地位一直比较突出， 被公认为是工业化的一种象征。
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1 圆柱齿轮加工概述
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一、圆柱齿轮加工概述
格里森弧齿 5
一. 圆柱齿轮加工概述
1. 齿轮尽管由于它们在机器中的功用不同而设计成不同的 形状和尺寸,但总是可以把它们划分为齿圈和轮体两个部分。 常见的圆柱齿轮有以下几类(如图4-30所示):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 无限大的圆拄齿轮)等。其中盘类齿轮应用最广。
机械制造工艺学
圆柱齿轮零件的加工
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学习目标
1.掌握齿轮加工的原理和常用方法 2.掌握滚齿、插齿等齿轮加工的工作原理
2
一、圆柱齿轮加工概述
齿轮传动是近代机器中最常见的一种机械传动， 是传递机器动力和运动的一种形式，是机械产品的重 要基础零部件。它与其他传动形式（像链传动、带传 动、液压传动等）机械传动相比，具有功率范围大， 传动效率高，圆周速度高，传动准确，使用寿命长， 结构尺寸小等特点。因此，它已成为许多机械产品不 可缺少的传动部件，也是机器中所占比重最大的传动 形式。
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2. 圆柱齿轮齿坯的加工方法
2.
齿轮的毛坯形式主要有棒料、锻件和铸件。
➢棒料用于小尺寸、结构简单且对强度要求低的齿轮。
➢当齿轮要求强度高、耐磨和耐冲击时,多用锻件,
➢直径大于400～600mm的齿轮,常用铸造毛坯。
➢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、形状复杂的齿轮,可用精密铸造、压力铸造、
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二、圆柱齿轮齿坯的加工方法
2)齿轮的热处理 齿轮加工中根据不同的目的,安排两种热处理工序: (1)毛坯热处理。在齿坯加工前后安排预先热处理(正 火或调质),其主要目的是消除锻造及粗加工引起的残余应 力、改善材料的可切削性和提高综合力学性能。 (2)齿面热处理。齿形加工后,为提高齿面的硬度和耐 磨性,常进行渗碳淬火、高频感应加热淬火、碳氮共渗和渗 氮等热处理工序。
内孔磨削 端面磨削 齿面磨削
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二、圆柱齿轮齿坯的加工方法
1. 1) 齿轮应按照使用的工作条件选用合适的材料。齿轮材 料的选择对齿轮的加工性能和使用寿命都有直接的影响。 ➢一般齿轮选用中碳钢(如45钢)和低、中碳合金钢,如20Cr、 40Cr、20CrMnTi等。 ➢要求较高的重要齿轮可选用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。
表面加工，必须保证一定的相关精度
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二、圆柱齿轮齿坯的加工方法
齿形加工主要方法
齿轮初加工
展成法 滚齿 插齿 刨齿 切齿
仿形法 拉齿
13
二、圆柱齿轮齿坯的加工方法
其他加工 其他加工
齿形热处理主要方法
内键槽 轮辐钻孔 齿角倒角
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二、圆柱齿轮齿坯的加工方法
热处理
齿形精加工主要方法
齿轮精加工
渗碳淬火 齿面渗氮处理 齿面感应淬火
＜ 125 125～ 400 400～ 800
公 差 等 级
IT6和 IT5 11 14 20
IT8和 IT7 18 22 32
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二、圆柱齿轮齿坯的加工方法
2. 1)大批大量生产的齿坯加工 大批大量加工中等尺寸齿坯时,多采用“钻-拉-多刀车” 的工艺方案: (1)以毛坯外圆及端面定位进行钻孔或扩孔; (2)拉孔; (3)以孔定位在多刀半自动车床上粗精车外圆、端面、 切槽及倒角等。 这种工艺方案由于采用高效机床可以组成流水线或自 动线,所以生产效率高。
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一、圆柱齿轮加工概述
(3)接触精度。
(4)齿侧间隙。要求齿轮传动时,非工作齿面间留有一定 间隙,以储存润滑油,补偿因温度、弹性变形所引起的尺寸变 化和加工、装配时的一些误差。
齿轮的制造精度和齿侧间隙主要根据齿轮的用途和工作 条件加以规定。对于分度传动用齿轮,主要的要求是齿轮运 动精度,使得传递的运动准确可靠;对于高速动力传动用的齿 轮,必须要求工作平稳,没有冲击和噪声;对于重载低速传动 用的齿轮,则要求齿的接触精度要好,使啮合齿的接触面积大, 不致引起齿面过早的磨损;对于换向传动和读数机构,齿侧间 隙应严格控制,必要时还须消除间隙。
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一、圆柱齿轮加工概述
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二、圆柱齿轮齿坯的加工方法
齿轮制造工艺方案，主要是依据不同类型的齿廓 形状、齿面硬度结构形式、精度与生产条件来确定 的。一般来说包括以下5个阶段：
材料准备 齿坯加工 齿形加工 齿面热处理 齿面加工
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二、圆柱齿轮齿坯的加工方法
具体工艺主要内容如下：
毛坯准备
锻造
铸造
毛坯处理
正火 退火
首次热处理主要是为了使材料具有细晶粒的组织， 改善切削性能，消除内应力，减少最终热处理变形
齿坯粗加工
车去齿坯表面层，留有一定精车余量
齿轮热处理 齿坯精加工
调质
是根据图纸设计要求
时效 是根据齿轮材料、结构在拟定工艺时制定的
虽然齿轮传动质量主要取决于齿形和齿距精度，但是他们与切 齿定位基准（孔和端面）的精度有直接关系，因此对齿坯的各
精密锻造、粉末冶金、热轧和冷挤等新工艺制造出具有轮
齿的齿坯,以提高劳动生产率、节约原材料。
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二、圆柱齿轮齿坯的加工方法
1）. 齿坯的外圆、端面及孔经常作为齿形加工、测量和装 配的基准,所以齿坯的精度对于整个齿轮的精度有着重要的 影响。 齿坯精度中主要是对齿轮孔的尺寸精度和形状精度、 孔和端面的位置精度有较高的要求;对齿坯外圆也有一定的 要求。具体要求见表4-5和表4-6。
一、圆柱齿轮加工概述
图1-2圆柱齿轮的结构形式
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一、圆柱齿轮加工概述
2. 齿轮本身的制造精度,对整个机器的工作性能、承载能 力及使用寿命都有很大影响。根据齿轮的使用条件,对齿轮 传动提出以下几方面的要求: (1)运动精度。要求齿轮能准确地传递运动,传动比恒定, 即要求齿轮在一转中,转角误差不超过一定范围。 (2)工作平稳性。 要求齿轮传递运动平稳,冲击、振动和噪声要小。这就 要求限制齿轮转动时瞬时速比的变化要小,也就是要限制短 周期内的转角误差。
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二、圆柱齿轮齿坯的加工方法
表4-5
齿 轮 精 度 等 级 孔 的 尺 寸 和 形 状 公 差 轴 的 尺 寸 和 形 状 公 差
顶 圆 直 径
5 IT5
IT7
IT5
6 IT6
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IT7
IT6
IT8
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二、圆柱齿轮齿坯的加工方法
表4-6齿坯基准面径向和端面跳动公差(μm)
分 度 圆 直 径 ／ m m
齿轮传动在我国的发展是从渐开线齿廓起步的， 渐开线齿轮在技术上最成熟，应用最具备条件，使用 的也最广泛，在机械设计中占有主导地位，由于齿轮 的设计与制造水平将直接影响到机械产品的性能和质 量，因此，齿轮在工业发展中的地位一直比较突出， 被公认为是工业化的一种象征。
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1 圆柱齿轮加工概述
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一、圆柱齿轮加工概述
格里森弧齿 5
一. 圆柱齿轮加工概述
1. 齿轮尽管由于它们在机器中的功用不同而设计成不同的 形状和尺寸,但总是可以把它们划分为齿圈和轮体两个部分。 常见的圆柱齿轮有以下几类(如图4-30所示):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 无限大的圆拄齿轮)等。其中盘类齿轮应用最广。
机械制造工艺学
圆柱齿轮零件的加工
1
学习目标
1.掌握齿轮加工的原理和常用方法 2.掌握滚齿、插齿等齿轮加工的工作原理
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一、圆柱齿轮加工概述
齿轮传动是近代机器中最常见的一种机械传动， 是传递机器动力和运动的一种形式，是机械产品的重 要基础零部件。它与其他传动形式（像链传动、带传 动、液压传动等）机械传动相比，具有功率范围大， 传动效率高，圆周速度高，传动准确，使用寿命长， 结构尺寸小等特点。因此，它已成为许多机械产品不 可缺少的传动部件，也是机器中所占比重最大的传动 形式。
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2. 圆柱齿轮齿坯的加工方法
2.
齿轮的毛坯形式主要有棒料、锻件和铸件。
➢棒料用于小尺寸、结构简单且对强度要求低的齿轮。
➢当齿轮要求强度高、耐磨和耐冲击时,多用锻件,
➢直径大于400～600mm的齿轮,常用铸造毛坯。
➢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、形状复杂的齿轮,可用精密铸造、压力铸造、
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二、圆柱齿轮齿坯的加工方法
2)齿轮的热处理 齿轮加工中根据不同的目的,安排两种热处理工序: (1)毛坯热处理。在齿坯加工前后安排预先热处理(正 火或调质),其主要目的是消除锻造及粗加工引起的残余应 力、改善材料的可切削性和提高综合力学性能。 (2)齿面热处理。齿形加工后,为提高齿面的硬度和耐 磨性,常进行渗碳淬火、高频感应加热淬火、碳氮共渗和渗 氮等热处理工序。
内孔磨削 端面磨削 齿面磨削
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二、圆柱齿轮齿坯的加工方法
1. 1) 齿轮应按照使用的工作条件选用合适的材料。齿轮材 料的选择对齿轮的加工性能和使用寿命都有直接的影响。 ➢一般齿轮选用中碳钢(如45钢)和低、中碳合金钢,如20Cr、 40Cr、20CrMnTi等。 ➢要求较高的重要齿轮可选用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。
表面加工，必须保证一定的相关精度
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二、圆柱齿轮齿坯的加工方法
齿形加工主要方法
齿轮初加工
展成法 滚齿 插齿 刨齿 切齿
仿形法 拉齿
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二、圆柱齿轮齿坯的加工方法
其他加工 其他加工
齿形热处理主要方法
内键槽 轮辐钻孔 齿角倒角
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二、圆柱齿轮齿坯的加工方法
热处理
齿形精加工主要方法
齿轮精加工
渗碳淬火 齿面渗氮处理 齿面感应淬火
＜ 125 125～ 400 400～ 800
公 差 等 级
IT6和 IT5 11 14 20
IT8和 IT7 18 22 32
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二、圆柱齿轮齿坯的加工方法
2. 1)大批大量生产的齿坯加工 大批大量加工中等尺寸齿坯时,多采用“钻-拉-多刀车” 的工艺方案: (1)以毛坯外圆及端面定位进行钻孔或扩孔; (2)拉孔; (3)以孔定位在多刀半自动车床上粗精车外圆、端面、 切槽及倒角等。 这种工艺方案由于采用高效机床可以组成流水线或自 动线,所以生产效率高。
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一、圆柱齿轮加工概述
(3)接触精度。
(4)齿侧间隙。要求齿轮传动时,非工作齿面间留有一定 间隙,以储存润滑油,补偿因温度、弹性变形所引起的尺寸变 化和加工、装配时的一些误差。
齿轮的制造精度和齿侧间隙主要根据齿轮的用途和工作 条件加以规定。对于分度传动用齿轮,主要的要求是齿轮运 动精度,使得传递的运动准确可靠;对于高速动力传动用的齿 轮,必须要求工作平稳,没有冲击和噪声;对于重载低速传动 用的齿轮,则要求齿的接触精度要好,使啮合齿的接触面积大, 不致引起齿面过早的磨损;对于换向传动和读数机构,齿侧间 隙应严格控制,必要时还须消除间隙。
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一、圆柱齿轮加工概述
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二、圆柱齿轮齿坯的加工方法
齿轮制造工艺方案，主要是依据不同类型的齿廓 形状、齿面硬度结构形式、精度与生产条件来确定 的。一般来说包括以下5个阶段：
材料准备 齿坯加工 齿形加工 齿面热处理 齿面加工
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二、圆柱齿轮齿坯的加工方法
具体工艺主要内容如下：
毛坯准备
锻造
铸造
毛坯处理
正火 退火
首次热处理主要是为了使材料具有细晶粒的组织， 改善切削性能，消除内应力，减少最终热处理变形
齿坯粗加工
车去齿坯表面层，留有一定精车余量
齿轮热处理 齿坯精加工
调质
是根据图纸设计要求
时效 是根据齿轮材料、结构在拟定工艺时制定的
虽然齿轮传动质量主要取决于齿形和齿距精度，但是他们与切 齿定位基准（孔和端面）的精度有直接关系，因此对齿坯的各
精密锻造、粉末冶金、热轧和冷挤等新工艺制造出具有轮
齿的齿坯,以提高劳动生产率、节约原材料。
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二、圆柱齿轮齿坯的加工方法
1）. 齿坯的外圆、端面及孔经常作为齿形加工、测量和装 配的基准,所以齿坯的精度对于整个齿轮的精度有着重要的 影响。 齿坯精度中主要是对齿轮孔的尺寸精度和形状精度、 孔和端面的位置精度有较高的要求;对齿坯外圆也有一定的 要求。具体要求见表4-5和表4-6。