圓柱齒輪加工第一頁，編輯于星期六：十五點二十五分。第1頁，共44頁。1．連軸齒輪（齒輪軸）

當齒輪分度圓與軸直徑相差不大時，（d分<1.8d軸）可以將齒輪和軸做成整體

圓柱齒輪結構盡管具有多種多樣的形狀和尺寸，但從工藝角度看，可以把它看成由齒圈和輪體兩部分構成，在齒圈上可以切出直齒、斜齒和人字齒輪等齒形，而輪體的結構形狀直接影響齒輪加工工藝過程，按輪體的結構特點，齒輪可以分為：第二頁，編輯于星期六：十五點二十五分。第2頁，共44頁。2．帶孔齒輪（用鍵或花鍵與軸連接）這類齒輪當尺寸d>50mm時，采用鑄造成輪輻式結構。尺寸較小時，可以用鍛造式（鑄造式實心結構。3．裝配式齒輪：輪體與齒圈部分分開，采用熱套或用螺釘固定。4．齒條齒圈半徑為無限大的圓柱齒輪5．內齒輪第三頁，編輯于星期六：十五點二十五分。第3頁，共44頁。第四頁，編輯于星期六：十五點二十五分。第4頁，共44頁。1、圓柱齒輪傳動精度要求

1）傳遞運動準確性——一轉內轉角誤差小，保證運動準確

2）傳遞運動平穩性——一齒內轉角誤差小，瞬時變化小，減少振動沖擊噪聲

3）載荷分布均勻性——齒面接觸良好，載荷分布均勻，以免齒面磨損（二）圓柱齒輪的技術要求分析第五頁，編輯于星期六：十五點二十五分。第5頁，共44頁。4）傳動側隙合理性——齒面間有間隙，貯存潤滑油，補償變形，以免卡死燒傷。國標GB10095-88《漸開線圓柱齒輪精度》：

1、2級——有待于發展，3～5級——高精度，6～8——中等精度，9～12——低精度2、圓柱齒輪的齒坯精度要求

—基準孔（或軸）的直徑公差，基準端面的端面跳動第六頁，編輯于星期六：十五點二十五分。第6頁，共44頁。1．材料齒輪應按照使用時的工作條件選用合適的材料，齒輪材料的選擇對齒輪的加工性能和使用壽命都有直接的影響。

一般精度齒輪——中碳鋼、中碳合金鋼（如45、40Cr）—調質或表面淬火

低速重載齒輪——低碳合金鋼（如20CrMnTi）—滲碳淬火、碳氮共滲非傳力齒輪——不淬火鋼、鑄鐵、工程塑料等（三）齒輪的材料、毛坯及熱處理第七頁，編輯于星期六：十五點二十五分。第7頁，共44頁。1）45#：中碳優質結構鋼，經正火或調質后，有較好的綜合機械性能，可提高韌性和降低表面粗糙度。齒面竟淬火后硬度可以達到HRC50-58，廣泛應用于機床行業，7級精度以下的齒輪。

2）40Cr

中碳合金結構鋼，與45#鋼相比具有強度高、淬透性好等特點，經高頻淬火后，齒面硬度可以達到HRC52-58，適用于6級精度以上的齒輪。第八頁，編輯于星期六：十五點二十五分。第8頁，共44頁。3）20CrMnTi（18CrMnTi）：——滲碳鋼，低碳合金鋼，經滲碳淬火后，可以得到齒面硬度高，心部韌性好的特點，硬度可達HRC56-62，多用于汽車、拖拉機中承載能力大而有沖擊的齒輪。

4）38CrMoAlA：——氮化鋼經氮化處理后，具有更高的耐磨性和耐腐蝕性，且變形很小，用于作為高速傳動中需耐磨的齒輪材料。第九頁，編輯于星期六：十五點二十五分。第9頁，共44頁。5）HT200，HT320：鑄鐵，可以鑄造成復雜形狀，易于切削，成本低，但抗彎強度，耐沖擊性、耐磨性差，用于受力不大，無沖擊、低速的齒輪。

6）其他材料黃銅HPB59-1，青銅QSNP10-6，鋁合金LC4

非金屬材料膠木、尼龍、塑料等第十頁，編輯于星期六：十五點二十五分。第10頁，共44頁。2．毛坯制造

棒料—小尺寸、結構簡單、強度低的齒輪

鍛件—強度高、耐磨耐沖擊的齒輪，批量小尺寸大—自由鍛，批量大——模鍛鑄件—鑄鋼件—結構復雜、尺寸大的齒輪，用于齒輪直徑大于400—600時

鑄鐵件——受力小無沖擊的開式齒輪，可鑄出輪齒其他毛坯制造方式有：精密鑄造、壓力鑄造、粉末冶金、熱扎、冷擠等。第十一頁，編輯于星期六：十五點二十五分。第11頁，共44頁。1．齒坯的熱處理

正火或調質是鋼材材料毛坯常用的熱處理，一般安排在鑄造或鍛造之后，切削加工之前，以消除鋼件中殘留鑄造或鍛造應力，細化組織，從而改善性能和表面粗糙度。棒料齒坯，正火或調質一般安排在粗車之后，以消除粗車形成的內應力。（四）齒輪的熱處理第十二頁，編輯于星期六：十五點二十五分。第12頁，共44頁。2．輪齒的熱處理高頻淬火：將齒輪置于高頻交變磁場中，由于感應電流的集膚效應，齒面在幾秒到幾十秒就達到淬火溫度，立即用于冷卻，這樣表面硬度比普通淬火時高，心部的強度和韌性不變。第十三頁，編輯于星期六：十五點二十五分。第13頁，共44頁。滲碳：將齒輪放入滲碳介質中，在900—950度高溫下保溫，使碳原子滲入低碳鋼的表層，以增強齒面硬度和耐磨性。氮化：將齒輪置于氮氣中并加熱520—560度，使活性氮原子滲入輪齒表面層，形成硬度很高的氮化物薄層，由于溫度低，不需要另外淬火，且，具有抗腐蝕性能。第十四頁，編輯于星期六：十五點二十五分。第14頁，共44頁。成形法——銑齒、拉齒、成形磨齒展成法——滾齒、插齒、剃齒、珩齒、磨齒（五）齒輪零件的齒形加工1）銑齒——齒形銑刀加工齒面

m≤8——盤狀銑刀m＞8——指狀銑刀精度低，IT9，Ra6.3～3.2，生產率低不需專用設備，銑刀簡單，價格低——單件或修配生產、低精度齒輪第十五頁，編輯于星期六：十五點二十五分。第15頁，共44頁。2)滾齒

——相當于齒輪齒條的嚙合第十六頁，編輯于星期六：十五點二十五分。第16頁，共44頁。滾刀——蝸桿開槽和鏟齒，具有切削刃和后角旋轉—齒條連續移動—分度圓沿節線作無滑動純滾動滾刀切削刃的包絡線——形成漸開線齒形工藝特點：通用性好—可加工模數和壓力角相同的直齒輪、斜齒輪，蝸輪精度7～8級，可達6級，Ra3.2～1.6。生產率高，應用廣第十七頁，編輯于星期六：十五點二十五分。第17頁，共44頁。3)插齒——相當于一對圓柱齒輪相嚙合第十八頁，編輯于星期六：十五點二十五分。第18頁，共44頁。插齒刀——齒輪磨出前后角以形成切削刃，嚙合運動包絡線形成齒形工藝特點：應用廣——加工直齒輪、多聯齒輪、內齒輪，扇形齒輪、齒條精度7～8級，Ra1.6

往復運動，有空行程，剛度差，生產率較低，多用于中小模數齒輪的加工第十九頁，編輯于星期六：十五點二十五分。第19頁，共44頁。4)剃齒——相當于一對斜齒輪空間交叉嚙合第二十頁，編輯于星期六：十五點二十五分。第20頁，共44頁。剃齒刀——高精度斜齒輪，開槽形成切削刃剃齒刀高速正反轉，帶工件自由對滾—相對滑移，剃下切屑工藝特點：精度6～7級，Ra0.8～0.2，生產率高，機床結構簡單，操作方便刀具耐用度高，刀具昂貴，修磨難——成批大量生產未淬硬齒輪精加工剃前齒形加工——以滾齒為好第二十一頁，編輯于星期六：十五點二十五分。第21頁，共44頁。5)珩齒——與剃齒相似第二十二頁，編輯于星期六：十五點二十五分。第22頁，共44頁。珩磨輪——磨料與環氧樹脂等材料混合——澆鑄或熱壓成斜齒輪珩磨輪帶齒輪高速正反轉—相對滑動，磨粒切削——低速磨削、研磨和拋光工藝特點：珩齒設備簡單，成本低，生產率高——成批大量中淬火后齒形的精加工精度6～7級第二十三頁，編輯于星期六：十五點二十五分。第23頁，共44頁。6)磨齒工藝特點：高精度齒面加工，精度4～6級，最高3級，Ra0.8～0.2，可磨淬硬齒面成本高，生產率低——硬齒面光整加工展成法——常用。按砂輪形狀，分為：（1）碟形砂輪磨齒——兩片砂輪傾斜安裝，構成齒條的齒面，精度3～5級，生產率低第二十四頁，編輯于星期六：十五點二十五分。第24頁，共44頁。（2)錐形砂輪磨齒——砂輪修整成假想齒條的齒廓，精度5～6級，生產率較高（3)蝸桿砂輪磨齒——砂輪蝸桿狀，運動與滾齒相同，精度4～5級，生產率高——大批量生產齒輪精加工第二十五頁，編輯于星期六：十五點二十五分。第25頁，共44頁。（一）.圓柱齒輪加工工藝過程大致工藝路線：毛坯制造及熱處理—齒坯加工—齒形粗加工—齒圈熱處理—精基準修正—齒形精加工—檢驗。二.圓柱齒輪加工工藝分析第二十六頁，編輯于星期六：十五點二十五分。第26頁，共44頁。1、定位基準的選擇——

符合基準重合原則和基準統一原則小直徑軸齒輪：和軸一樣以兩中心孔作為定位基準大直徑軸齒輪：以軸徑定位，且以一個較大的端面支承。帶孔齒輪：

1）以孔定位和一個端面支承，采用專用心軸，生產率高，適用于批量生產。

2）外圓和端面定位以齒輪的外圓和端面定位，主要利用外圓作為找正基準，端面作為軸向定位基準，生產率低，且要求外圓對內孔的徑向跳動高，適用于單件小批生產。（二）圓柱齒輪加工工藝過程分析第二十七頁，編輯于星期六：十五點二十五分。第27頁，共44頁。2、齒坯加工齒輪加工的主要內容是帶孔齒輪的孔加工和端面的加工，以及連軸齒輪的頂尖孔。還有齒圈外圓及端面加工。

1）大批量：多刀車——拉——多刀車

2）中小批：圓柱孔——粗車——精車3）淬火后齒坯基面的加工淬火后的齒輪基準孔會有一定的變形，一般采用磨孔修正，或用推刀推孔，也可以采用精鏜工序。第二十八頁，編輯于星期六：十五點二十五分。第28頁，共44頁。3、齒形加工方案選擇

8級以下：調質齒輪——滾齒或插齒淬硬齒輪——滾（插）齒—齒端加工—熱處理—修正內孔熱處理前的齒形加工精度應提高一級第二十九頁，編輯于星期六：十五點二十五分。第29頁，共44頁。6～7級：

①剃—珩方案：滾（插）齒—齒端加工—剃齒—表面淬火—修正基準—珩齒生產率高、設備簡單成本低——成批或大批大量

②磨齒方案：滾（插）齒—齒端加工—滲碳淬火—修正基準—磨齒生產率低——單件小批或淬火后變形大的齒輪5級以上：磨齒第三十頁，編輯于星期六：十五點二十五分。第30頁，共44頁。4、齒端加工——倒圓、倒尖、倒棱和去毛刺倒圓或倒尖——易于進入嚙合

倒棱——去除齒端銳邊，防止淬火后脆硬崩裂第三十一頁，編輯于星期六：十五點二十五分。第31頁，共44頁。5、精基準的修正

花鍵孔——用推刀修正

圓柱形內孔——推孔——生產率高，用于孔末淬硬的齒輪

磨孔——生產率低，精度高——適用于整體淬火齒輪或孔徑較大齒厚較薄的齒輪磨孔以分度圓定位第三十二頁，編輯于星期六：十五點二十五分。第32頁，共44頁。三．倒檔齒輪的工藝路線設計第三十三頁，編輯于星期六：十五點二十五分。第33頁，共44頁。第三十四頁，編輯于星期六：十五點二十五分。第34頁，共44頁。第三十五頁，編輯于星期六：十五點二十五分。第35頁，共44頁。第三十六頁，編輯于星期六：十五點二十五分。第36頁，共44頁