齿轮设计说明书

绵阳职业技术学院

机械制造工艺学课程设计说明书

题目：设计“齿轮”零件的机械加工工艺

规程及工艺装备（年产量为4000件）

内容：1.零件图 1张

2.毛坯图 1张

3.机械加工工艺过程综合卡片 1张

4.结构设计装配图 1张

5.结构设计零件图 1张

6课程设计说明书 1张

班级：机制151

学生姓名：蒋杰蒋金男钟升夏洋薛丁山

指导教师：梁春光

2016年11月25日

一.零件的分析

（一）零件的作用

轮齿是轮缘上有齿能连续啮合传递运动和动力的机械元件。齿轮是能互相啮合的有齿的机械零件，齿轮在传动中的应用很早就出现了。19世纪末，展成切齿法的原理及利用此原理切齿的专用机床与刀具的相继出现，随着生产的发展，齿轮运转的平稳性受到重视。

齿轮的作用是能将一根轴的转动传递给另一根轴，也可以实现减速、增速、变向和换向等动作。

本课题缩小到对齿轮轴的研究，本课题中的加工精度高，因此对技术也就会随之提高，包括尺寸精度、几何形状精度、相互位置精度及表面粗糙度等。使齿轮轴起到它的作用，更好的支撑传动部件、传递扭矩和承受载荷。从而使产品更加畅销，寿命延续更长，具有长远的意义，齿轮轴机件的损坏、磨损、变形以及失去动平衡，严重时会导致相关部件的损坏。

本课题的研究主要是加工工艺的注意点和改进的方法，通过总结零件的的加工，提高所加工工件的质量，完善产品，满足要求，提高经济效益和劳动生产率

（二）零件的工艺分析

(1)齿轮零件图样的视图正确、完整，尺寸、公差及技术要求齐全。该齿轮齿面的表面粗糙度要求Ra1.6，虽然要求比较高，但对加工工艺设计无影响。

齿轮零件图

二.工艺规程设计

（一）选择毛坯

齿轮是最常用的传动件，要求具有一定的强度。该零件的材料为45钢，轮廓尺寸不大。形状亦不复杂，又屑成批生产，故毛坯可采用模锻成型。零件形状并不复杂，因此毛坯形状可以与零件的形状尽量簇近。部孔锻出。毛坯尺寸通过确定加工余量后决定。

（二）定位基准的选择

本零件是带孔的投状齿轮，孔是其没计基准(亦是装配技基准和测量基准)，为避免由于基准不重合而产生的误差，应选孔为定位基准，即遵循“基准重合”的原则。具体而轩，即选Φ68K7孔及一端面作为精基推。

由于：本出轮全部表面都需加工，而孔作为精基准应先进行加工，因此版选外因及一端面为精基准。外圆Φ117mm处为分模面．表而不平整飞边等缺陷，定位不可靠，故不能选为精基准。（三）零件表面加工方法的选择

本零件的加工面有外圆、内孔、端而、齿而、槽及小孔等，材料为45钢。参考本手册有关资料，其加工方法选择如下：

制订工艺路线的出发点，应当是零件的几个形状.尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领已确定为大批生产的条件，可以考虑采用万能性机床配以专用工夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。除此以外，还应当考虑经济效果，以使生产成本尽量下降。

1.工艺路线方案

工序Ⅰ选料

工序Ⅱ锻造棒料40×60

工序Ⅲ采用等温正火工艺

工序Ⅳ锻坯检验

工序Ⅴ平两端面至Φ38×60，打中心孔工序Ⅵ粗车外圆面37 粗车外圆36 工序Ⅶ粗车外圆颈面

工序Ⅷ内孔8其中A端面扩孔至φ9 工序Ⅸ两端面倒角1×45°留退刀槽工序Ⅹ外圆面C处两边倒圆角R2

工序Ⅺ仿形法加工齿轮

工序Ⅻ渗碳+淬火+低温回火

工序XIII 磨内孔精度至Φ9H7

工序XIV 磨端面至Ra=3.2

工序XV 磨齿至齿顶圆至Φ9.2H7

工序XVI 清除飞边、毛刺等

工序XVII 齿圈径向跳动，端面跳动，公法线长度，公差

（四）机械加工余量.工序尺寸及毛坯尺寸的确定齿轮零件的材料为20CrMnTi，硬度207~241HBS，生产类型为大批生产，采用在锻锤上合模锻毛坯。齿轮的加工工艺路线一般是先进行齿坯的加工，再进行齿面加工。齿坯加工包括各圆柱表面及端面的加工，按照先粗后精的原则

根据上述原则及加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量.工序尺寸及毛坯尺寸如下：

（1）首先下料φ40mm×60mm的毛坯，考虑其加工长度为60mm，与其联结的非加工外圆表面直径为φ40mm，为简化模锻毛坯的外形，现直接取外圆表面直径为φ40mm。

（2）加工方法的选择

本零件的加工面有外圆、内孔、端而、齿而、槽及小孔等，材料为45钢。参考本手册有关资料，其加工方法选择如下：

(1)Φ20mm外圆面：为末注公差尺寸，根据GBl800一79规定其公差等级按ITl4，表面粗糙度为Ra12.5μm，需进行粗车及半精车。

(2)齿圈外圆面：公差等级为IT11，表面粗糙度为Ra3．2μm，

需粗车、半精车（表1.4-6）

(3)Φ32.5h11外圆面：公差等级为ITl1，表而粗糙度兄6．3pm，粗车即可(表1.4-6)

(4)Φ10H7mm内孔：公差等级为IT7，表面粗糙度为月Ra0.8μm，毛坯孔己锻出，为未淬火钢，根据表1．4—7．加工方法可采取粗镗、半精镗之后用精镗、拉孔或磨孔等都能满足加工要求。由于拉孔适用于大批大量生产，磨孔适用于单件小批生产，故本零件宜采用粗镗、半精镗、精镗。

(5)Φ10mm内孔：为未注公差尺寸，公差等级按IT14，表面粗糙度为及Ra6．3μm，毛坯孔已锻出，只需粗镗即可(表1.4-7)。

(6)端面：本零件的端面为回转体端面，尺寸精度都要求不高，表面粗糙度为Ra3．2μm及Ra12.5μm两种要求。要求Ra3.2μm的端而经粗车和半精车，要求贸Ra12.5μm的端面，经粗车即可(表1.4-8)。

(7)齿面：齿轮模数为2．25，齿数为50，梢度8FL，表面粗糙度为见1．6μm，采用A级单头滚刀滚齿即能达要求(表1．4—16、表1。4—17)。·

(8)槽：槽宽和槽深的公差等级分别为ITl3和ITl4，表面粗糙度分别为Ra3．2μm和Ra6．3μm，采用三面刃铣刀，粗铣、半精铣(参考表1．4—8)。

(9)Φ10mm小孔：采用复合钻头一次钻出即成。

（五）制订工艺路线

齿轮的加工工艺路线一般是先进行齿坯的加工，再进行齿面加工。齿坯加工包括各圆柱表面及端面的加工。按照先加上基准面及先粗后精的原则，齿坯加工可按下述工艺路线进行：工序10：将毛坯烧红，放在锻模镗内，用气锤加压，是胚料变形并充满锻模模镗，达到图样尺寸

工序20：正火，将工件加热至800℃-900℃，保温三十分钟后空冷;硬度180～210HBS

工序30：以Φ20mm处外圆及端面定位，粗车另一端面，粗车外圆Φ32.5mm及台阶面，粗车外圆Φ32.5mm，粗螳孔Φ10mm。

工序40：以租车后的Φ32.5mm外圆及端面定位，粗车另一端面，粗车外圆Φ20mm及台阶面，粗镗Φ10H7mm孔，倒角C1。

工序50：以粗车后的Φ32.5mm外圆及端面定位，半精车另一端面，半精车外圆Φ20mm及台阶面，半精车外因Φ32.5mm，半精镗Φ10mm孔，倒角。

加工区面是以孔Φ32.5mm为定位基准，为了更好地保证它们之间的位置精度，齿面加工之前，先精螳孔。