1、n第一節第一節 概述概述n一、圓柱齒輪的功用及結構特點一、圓柱齒輪的功用及結構特點n圓柱齒輪是傳遞運動和動力的重要零件，在圓柱齒輪是傳遞運動和動力的重要零件，在一般的減速箱或變速箱中，約占零件總數的一般的減速箱或變速箱中，約占零件總數的60%60%以上，圖以上，圖5-15-1為常見的結構類型。為常見的結構類型。n二、圓柱齒輪的傳動精度要求二、圓柱齒輪的傳動精度要求n1 1、傳遞運動的準確性、傳遞運動的準確性n齒輪在一轉內齒輪在一轉內, ,主動與從動齒輪相對運動準確主動與從動齒輪相對運動準確協調。協調。n2 2、傳遞運動的平穩性、傳遞運動的平穩性n在傳遞運動過程中在傳遞運動過程中, ,瞬時傳動比

2、變化小瞬時傳動比變化小, ,工作平工作平穩穩, ,振動小振動小, ,噪音低。噪音低。n3 3、載荷分布均勻、載荷分布均勻n要求齒輪嚙合時要求齒輪嚙合時, ,齒面接觸良好齒面接觸良好, ,以免使齒面承以免使齒面承受載荷不均受載荷不均, ,造成齒面局部磨損造成齒面局部磨損, ,影響齒輪的使影響齒輪的使用壽命。用壽命。n4 4、傳動側隙、傳動側隙n齒輪嚙合時齒輪嚙合時, ,非工作齒間應有一定的間隙非工作齒間應有一定的間隙, ,以便以便儲存潤滑油儲存潤滑油, ,補償彈性變形補償彈性變形, ,熱變形熱變形, ,以及齒輪傳動裝置的制造和安裝誤差。以及齒輪傳動裝置的制造和安裝誤差。但側隙過大但側隙過大, ,

3、特別是反轉時會引起較大的換向沖特別是反轉時會引起較大的換向沖擊擊, ,產生噪聲。產生噪聲。n三、圓柱齒輪的材料與毛坯三、圓柱齒輪的材料與毛坯n1 1、鑄鋼、鑄鋼: :直徑大而形狀復雜直徑大而形狀復雜, ,強度高及承受沖強度高及承受沖擊載荷的齒輪擊載荷的齒輪, ,一般用一般用: :Z35,Z40Z50Z35,Z40Z50鑄鋼件。要求鑄鋼件。要求耐磨耐磨, ,承受沖擊載荷的齒輪承受沖擊載荷的齒輪, ,用用: :35SiMn35SiMn、 40Cr40Cr、 35CrMo35CrMo鑄造毛坯。鑄造毛坯。n2 2、鍛鋼、鍛鋼: :對強度有一定要求對強度有一定要求, ,結構簡單的齒坯結構簡單的齒坯, ,

4、一般用一般用45,4045,40Cr,Cr,或或4040MnBMnB等合金鋼鍛坯。等合金鋼鍛坯。n3 3、鑄鐵、鑄鐵: :受力小受力小, ,無沖擊的低速齒輪常用無沖擊的低速齒輪常用HT15-HT15-32, HT20-4032, HT20-40等牌號的灰口鑄鐵鑄造毛坯。等牌號的灰口鑄鐵鑄造毛坯。n4:4:棒料棒料: :一些受力小一些受力小, ,尺寸小尺寸小, ,不重要的齒輪不重要的齒輪, ,可直接用棒料做毛坯。可直接用棒料做毛坯。n第二節第二節 圓柱齒輪工藝過程特點圓柱齒輪工藝過程特點n一、齒輪的主要技術條件一、齒輪的主要技術條件n齒形的加工精度和齒側間隙齒形的加工精度和齒側間隙, ,齒圈主要

5、表面的齒圈主要表面的尺寸精度和表面相互位置精度尺寸精度和表面相互位置精度, ,表面粗糙度及表面粗糙度及熱處理。熱處理。n二、圓柱齒輪主要的加工階段二、圓柱齒輪主要的加工階段n( (一一) )齒坯的加工齒坯的加工n1 1、單件小批生產、單件小批生產n齒坯在普通車床上齒坯在普通車床上, ,采用采用“兩次調頭兩次調頭, ,四次裝四次裝夾夾”的方法加工。的方法加工。n即即: :三爪卡盤裝夾小外圓三爪卡盤裝夾小外圓, ,粗車大端面粗車大端面, ,大外圓大外圓和孔和孔調頭調頭, ,裝夾大外圓裝夾大外圓, ,粗車小端面粗車小端面, ,小外圓和小外圓和臺階面。臺階面。n調質調質-裝夾大外圓裝夾大外圓, ,精車

6、小端面精車小端面, ,小外圓和臺階小外圓和臺階面面, ,調頭調頭, ,裝夾小外圓裝夾小外圓, ,精車內孔精車內孔, ,大端面大端面, ,大外圓。大外圓。n這齒輪坯的加工方案這齒輪坯的加工方案, ,既遵循粗既遵循粗, ,精分開原則精分開原則, ,又在一次裝夾中精加工出孔又在一次裝夾中精加工出孔, ,大外圓和大端面大外圓和大端面, ,保保證了它們之間的位置精度證了它們之間的位置精度. .至于小端面對內孔軸至于小端面對內孔軸線的位置精度線的位置精度, ,則可以大端面定位則可以大端面定位, ,磨小端面來保磨小端面來保證證, ,也可采用內孔心軸定位也可采用內孔心軸定位, ,一次精車大一次精車大, ,小端

7、面小端面和大外圓來保證。和大外圓來保證。n對于不是階梯外圓的齒輪坯如光套式的對于不是階梯外圓的齒輪坯如光套式的, ,其加其加工方法與軸承套的加工方法類似。工方法與軸承套的加工方法類似。n2 2、成批生產、成批生產齒輪坯則采用齒輪坯則采用( (鉆鉆)-)-車車- -拉拉- -車車, ,方案；方案；n3 3、大批大量生產、大批大量生產齒輪坯則采用齒輪坯則采用( (鉆鉆)- -)- -拉拉- -多刀車方案。多刀車方案。n( (二二) )齒形加工齒形加工n1 1、成形法、成形法n1) 1) 模數銑刀銑齒模數銑刀銑齒, ,加工精度一般加工精度一般9 9級級, ,生產率低生產率低. .n2 ) 2 ) 齒

8、輪拉刀拉齒齒輪拉刀拉齒, ,加工精度高加工精度高, ,成本高成本高, ,生產生產率高。率高。n2 2、展成法、展成法1) 1) 滾齒滾齒,8,87級級, ,生產率高生產率高, ,通用性大通用性大, ,精密滾齒機精密滾齒機結合高精度滾刀結合高精度滾刀, ,滾齒精度可滾齒精度可6-56-5級級. .2) 2) 插齒插齒,9-7,9-7級級, ,最高可達最高可達6 6級級, ,生產率高生產率高, ,通用性通用性大；大；3) 3) 銻齒銻齒,7-5,7-5級級, ,生產率高生產率高, ,主要用于加工滾、插主要用于加工滾、插后后, ,沒有淬火的齒輪沒有淬火的齒輪. .4) 4) 冷擠齒冷擠齒, ,加工精

9、度加工精度8-68-6級級, ,生產率高于剃齒生產率高于剃齒, ,成成本低本低, ,屬無切屑加工屬無切屑加工, ,可代替剃齒?？纱嫣挲X。n5) 5) 珩齒珩齒, ,加工精度加工精度7-67-6級級, ,多用于剃齒后多用于剃齒后, ,齒面齒面高頻淬火后的齒形精加工。高頻淬火后的齒形精加工。n6) 6) 磨齒磨齒, ,加工精度加工精度7-37-3級級, ,生產率一般較低生產率一般較低, ,加加工成本高工成本高, ,多用于齒面淬硬后的精加工。多用于齒面淬硬后的精加工。n三、定位基準的選擇三、定位基準的選擇n( (一一) )齒坯加工時的定位基準齒坯加工時的定位基準n1 1、精基準、精基準: :內孔內

10、孔( (外圓外圓) )與端面；與端面；n2 2、粗基準、粗基準: :毛坯外圓與端面。毛坯外圓與端面。n( (二二) ) 齒形加工時的定位基準齒形加工時的定位基準 1 1、外圓與端面、外圓與端面: :需找正需找正, ,生產率低生產率低, ,無需專用心無需專用心軸軸, ,多用于單件小批生產。多用于單件小批生產。n2 2、內孔與端面、內孔與端面: :符合基準重合符合基準重合, ,基準統一的原基準統一的原則則, ,定位精度高定位精度高, ,不需找正不需找正, ,生產率高生產率高, ,多用于大多用于大批大量生產。批大量生產。n四、齒形加工方案四、齒形加工方案n主要根據生產綱領主要根據生產綱領, ,加工精

11、度加工精度, ,熱處理等影響因熱處理等影響因素進行確定。素進行確定。n1 1、8-78-7級精度級精度, ,不淬火的齒輪不淬火的齒輪, ,插齒插齒, ,滾齒即可。滾齒即可。n2 2、7-67-6級精度級精度, ,不淬火的齒輪不淬火的齒輪( (插齒插齒) )滾齒滾齒- -剃齒。剃齒。 3 3、7-67-6級精度級精度, ,淬火的齒輪淬火的齒輪, ,單件小批生產單件小批生產, , ( (插齒插齒) )滾齒滾齒- -齒面熱處理齒面熱處理修整定位基準修整定位基準- -磨齒。磨齒。大批大量生產大批大量生產, ,滾齒滾齒- -剃齒剃齒- -齒面熱處理齒面熱處理修整定修整定位基準位基準- -珩齒。珩齒。4

12、4、6-56-5級級, ,淬火淬火, ,成批生產的齒輪成批生產的齒輪: :粗滾齒粗滾齒- -精滾精滾( (插插) )齒齒- -齒面熱處理齒面熱處理- -修正基準修正基準- -磨齒。磨齒。n( (五五) ) 齒端加工齒端加工n倒圓倒圓, ,倒尖倒尖, ,倒棱和去毛刺等倒棱和去毛刺等, ,主要是換檔時主要是換檔時, ,便便于軸向滑動嚙合。于軸向滑動嚙合。q第三節第三節 齒形加工齒形加工q一一:齒形加工方法分類齒形加工方法分類q1:按加工原理不同進行分類按加工原理不同進行分類成形法:用與被加工齒輪齒間形狀完全相同的成形刀具,直接切出漸開線齒形的方法.如銑齒,成形法磨齒等.展成法:用齒輪刀具與被加工齒

13、輪作嚙合傳動的過程中包絡出漸開線齒形的方法.如插齒,滾齒等.q2:按加工精度不同進行分類按加工精度不同進行分類w齒形加工方法:在齒坯上形成漸開線齒形的加工方法.如銑齒,插齒和滾齒.n齒形精加工方法:在形成的齒形的基礎上,作進一步的加工,以提高齒面的精度,降低表面粗糙度的加工方法.如剃齒,珩齒和磨齒等.n二二:齒形加工方法齒形加工方法n(一一):銑齒銑齒n1:概述概述在普通銑床上加工齒形,屬于成形法,加工精度可達9級,表面粗糙度Ra6.33.2m.2:銑齒方法銑齒方法在普通銑床上加工齒形的方法如圖5-5所示:n3:銑齒要求銑齒要求n1):銑齒刀的模數,壓力角必需與被加工齒輪的模數,壓力角一致.n

14、2):模數m8,用指狀銑刀加工.如圖5-6所示：圖5-5圖5-63)銑刀分號銑刀分號n由于相同模數而齒數不同的齒輪,其分度圓,基圓直徑均不相同,因而其齒形也不相同.若每一模數的每一齒數的齒輪都制備一把銑刀,既不經濟也不便于管理.因此,同一模數的齒輪銑刀,一般只制作8把,分為8個刀號,分別用以銑削一定齒數范圍內的齒輪.刀號 1 2 3 4 5 6 7 8齒數:12-13 ,14-16 ,17-20, 21-25 ,26-34 , 35-54, 55-134, 135q4: 銑齒加工范圍銑齒加工范圍q1):銑直齒圓柱齒輪q2):銑螺旋齒圓柱齒輪為使銑刀的回轉平面與螺旋槽的切線方向一致,須將工作臺由

15、原來的位置板轉角(齒輪的螺旋角).如圖5-7所示：當齒輪的螺旋槽為右旋時,工作臺逆時針板轉;當齒輪的螺旋槽為左旋時,工作臺順時針板轉.為銑出螺旋槽,工件沿軸向移動一個導程的同時,必須繞自身軸線旋轉一周.其傳動關系如圖5-7所示:圖5-73):銑齒條銑削方法如圖5-8所示：n5:銑齒的工藝特點銑齒的工藝特點n1):加工成本低，使用普通銑床，銑齒刀和一般的銑刀結構上類似，機床及刀具費用低，因此，銑齒的加工成本低，n2):加工精度低，銑齒使用通用分度頭，分度精度低；銑刀分號后，同組圖5-8(二二):插齒插齒n1:插齒在插齒機上進行,插齒屬于展成法,加工精度為87級,Ra1.6m.n2:插齒刀插齒刀實

16、際上是一個精度很高的圓柱齒輪,周面呈圓錐形,以形成輪齒刀刃的后角;端面呈凹錐形,以形成前角.齒頂高比標準圓柱齒輪大0.25mm,以保證插削的圓柱齒輪在嚙合時有齒側間隙.如圖5-9所示：w3):生產效率低.每銑一個齒槽都必須消耗：對刀、銑削、切出、退刀、分度、再銑另外一個齒槽，不能連續銑削，因此，銑齒的生產效率低.w只有齒數最少的可獲得準確的齒形，其余只能獲得近似的齒形。因此銑齒的加工精度低，。圖5-9q3:插齒運動插齒運動n1):主運動主運動插齒刀的上下往復運動.向下為切削行程,向上為空回程.q2):分齒運動分齒運動插齒刀與被加工齒輪被強制的按照傳動速比保持嚙合關系的運動.刀工工刀ZZnn3：

17、插齒運動如圖5-10所示：3):圓周進給運動圓周進給運動n為分齒運動過程中,插齒刀每上下往復一次.其分度圓周轉過的弧長.n4):徑向進給運動徑向進給運動指插削開始階段,插齒刀每上下往復一次,徑向移動的距離.以逐漸插至全齒深.q5)讓刀運動讓刀運動為避免插齒刀回程時,擦傷已加工表面,應使工作臺沿徑向讓開一段距離,當插削行程開始時,工作臺再恢復原位.這種工作臺短距離的往復移動稱為讓刀運動.4:齒坯的安裝齒坯的安裝安裝方式如圖5-11所示:1):內孔定心,端面定位2)外圓定心,端面定位5:插齒工作范圍插齒工作范圍1)插直齒輪，如圖5-12所示：2):插螺旋齒輪插齒刀作上下往復插削運動時需要一個附加的

18、轉動依靠增加螺旋導軌來實現.刀-工之間螺旋角相等方向相反如圖5-13所示：圖5-12圖5-11圖5-133):插削齒條n需安裝專用夾具,在插削時,帶動齒條作直線移動.如圖5-14所示:n(三三) 滾齒滾齒n1:滾齒在滾齒機滾齒在滾齒機上進行,滾齒屬于展成法,加工精度為:87級表面粗糙度Ra3.21.6m.q2:滾齒刀滾齒刀q1):外形呈蝸桿狀.實際上是一個齒數很少的螺旋齒輪,多為單線右旋.q2):刀齒的形成q在滾刀的圓柱面上開若干條溝槽,以形成刀齒并容納切屑.圖5-14:當滾刀的螺旋升角5時,沿螺旋齒面法向開槽,當滾刀的螺旋升角4,帶鋼齒心; m4,不帶鋼齒心.n由于珩齒,對修正齒形,和齒向誤差的作用不大,因此,多用于消除淬火后的氧化皮和輕微磕碰的傷痕與毛刺,有效降低表面粗糙度,適當減小齒輪噪音.n(三三) 磨齒磨齒n在磨齒機上進行,是高精度齒形的精加工方法.加工精度可達64級,甚至達3級,齒面粗糙度Ra0.40.2m.可磨削淬火不淬火的齒輪,又分展成法磨齒和成形法磨齒.n1:展成法磨齒展成法磨齒n又分錐形砂輪磨齒和雙碟形砂輪磨齒.這里主要介紹錐形砂輪磨齒.n如圖5-22所示:砂輪的磨削部分 修整成與被磨削齒輪相嚙合的假想齒條的齒形.磨削時,強制砂輪與被磨削齒輪保持齒條與齒輪的嚙合傳動關系,使砂輪的錐面包絡出漸開線齒形.為了在磨齒機上,實現這種嚙合運動