圆柱齿轮加工

1、 齿轮广泛应用于机床、汽车、飞机、船舶及精密仪器等行业中，在机械制造中，齿轮生产占极其重要的地位。 主要的功用是传递一定的运动或动力。（一）圆柱齿轮的结构特点和功用（一）圆柱齿轮的结构特点和功用http:/ 当齿轮分度圆与轴直径相差不大时，（d分50mm时，采用铸造成轮辐式结构。尺寸较小时，可以用锻造式（铸造式实心结构。3装配式齿轮： 轮体与齿圈部分分开，采用热套或用螺钉固定。4齿条 齿圈半径为无限大的圆柱齿轮5内齿轮1、圆柱齿轮传动精度要求 1） 传递运动准确性一转内转角误差小，保证运动准确 2） 传递运动平稳性一齿内转角误差小，瞬时变化小，减少振动冲击噪声 3） 载荷分布均匀性齿面接触良好

2、，载荷分布均匀，以免齿面磨损（二）圆柱齿轮的技术要求分析（二）圆柱齿轮的技术要求分析4）传动侧隙合理性齿面间有间隙，贮存润滑油，补偿变形，以免卡死烧伤。国标GB10095-88渐开线圆柱齿轮精度： 1、2级有待于发展，35级高精度，68中等精度，912低精度2、圆柱齿轮的齿坯精度要求 基准孔（或轴）的直径公差，基准端面的端面跳动1材料材料 齿轮应按照使用时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。 一般精度齿轮中碳钢、中碳合金钢（如45、40Cr）调质或表面淬火 低速重载齿轮低碳合金钢（如20CrMnTi）渗碳淬火、碳氮共渗 非传力齿轮不淬火钢、铸铁、工

3、程塑料等（三）齿轮的材料、毛坯及热处理（三）齿轮的材料、毛坯及热处理1）45#： 中碳优质结构钢，经正火或调质后，有较好的综合机械性能，可提高韧性和降低表面粗糙度。齿面竟淬火后硬度可以达到HRC50-58，广泛应用于机床行业，7级精度以下的齿轮。 2）40Cr 中碳合金结构钢，与45#钢相比具有强度高、淬透性好等特点，经高频淬火后，齿面硬度可以达到HRC52-58，适用于6级精度以上的齿轮。3）20CrMnTi（18CrMnTi）：渗碳钢， 低碳合金钢，经渗碳淬火后，可以得到齿面硬度高，心部韧性好的特点，硬度可达HRC56-62，多用于汽车、拖拉机中承载能力大而有冲击的齿轮。 4）38CrMo

4、AlA：氮化钢 经氮化处理后，具有更高的耐磨性和耐腐蚀性，且变形很小，用于作为高速传动中需耐磨的齿轮材料。5）HT200，HT320： 铸铁，可以铸造成复杂形状，易于切削，成本低，但抗弯强度，耐冲击性、耐磨性差，用于受力不大，无冲击、低速的齿轮。 6）其他材料 黄铜HPB59-1，青铜QSNP10-6，铝合金LC4 非金属材料 胶木、尼龙、塑料等2毛坯制造毛坯制造 棒料小尺寸、结构简单、强度低的齿轮 锻件强度高、耐磨耐冲击的齿轮，批量小尺寸大自由锻，批量大模锻 铸件铸钢件结构复杂、尺寸大的齿轮，用于齿轮直径大于400600时 铸铁件受力小无冲击的开式齿轮，可铸出轮齿 其他毛坯制造方式有：精密铸

5、造、压力铸造、粉末冶金、热扎、冷挤等。 1齿坯的热处理 正火或调质是钢材材料毛坯常用的热处理，一般安排在铸造或锻造之后，切削加工之前，以消除钢件中残留铸造或锻造应力，细化组织，从而改善性能和表面粗糙度。 棒料齿坯，正火或调质一般安排在粗车之后，以消除粗车形成的内应力。（四）齿轮的热处理（四）齿轮的热处理2轮齿的热处理高频淬火： 将齿轮置于高频交变磁场中，由于感应电流的集肤效应，齿面在几秒到几十秒就达到淬火温度，立即用于冷却，这样表面硬度比普通淬火时高，心部的强度和韧性不变。渗碳： 将齿轮放入渗碳介质中，在900950度高温下保温，使碳原子渗入低碳钢的表层，以增强齿面硬度和耐磨性。氮化： 将齿轮

6、置于氮气中并加热520560度，使活性氮原子渗入轮齿表面层，形成硬度很高的氮化物薄层，由于温度低，不需要另外淬火，且，具有抗腐蚀性能。成形法铣齿、拉齿、成形磨齿展成法滚齿、插齿、剃齿、珩齿、磨齿（五）（五） 齿轮零件的齿形加工齿轮零件的齿形加工1）铣齿）铣齿齿形铣刀加工齿面齿形铣刀加工齿面 m8盘状铣刀 m8指状铣刀 精度低，IT9，Ra6.33.2，生产率低 不需专用设备，铣刀简单，价格低单件或修配生产、低精度齿轮2)滚齿滚齿 相当于齿轮齿条的啮合相当于齿轮齿条的啮合滚刀蜗杆开槽和铲齿，具有切削刃和后角 旋转齿条连续移动分度圆沿节线作无滑动纯滚动 滚刀切削刃的包络线形成渐开线齿形工艺特点：

7、通用性好可加工模数和压力角相同的直齿轮、斜齿轮，蜗轮 精度78级，可达6级，Ra3.21.6。生产率高，应用广3)插齿插齿相当于一对圆柱齿轮相啮合相当于一对圆柱齿轮相啮合插齿刀齿轮磨出前后角以形成切削刃，啮合运动包络线形成齿形工艺特点： 应用广加工直齿轮、多联齿轮、内齿轮，扇形齿轮、齿条 精度78级，Ra1.6 往复运动，有空行程，刚度差，生产率较低， 多用于中小模数齿轮的加工4)剃齿剃齿相当于一对斜齿轮空间交叉啮合相当于一对斜齿轮空间交叉啮合剃齿刀剃齿刀高精度斜齿轮，开槽形成切削刃高精度斜齿轮，开槽形成切削刃 剃齿刀高速剃齿刀高速正反转正反转，带工件自由对滚，带工件自由对滚相对滑移相对滑移，

8、剃下切屑，剃下切屑工艺特点：工艺特点： 精度精度6 67 7级，级，Ra0.8Ra，生产率高，机床结，生产率高，机床结构简单，操作方便构简单，操作方便 刀具耐用度高，刀具昂贵，修磨难刀具耐用度高，刀具昂贵，修磨难成批大成批大量生产未淬硬齿轮精加工量生产未淬硬齿轮精加工 剃前齿形加工以滚齿为好5)珩齿珩齿与剃齿相似与剃齿相似珩磨轮磨料与环氧树脂等材料混合浇铸或热压成斜齿轮 珩磨轮带齿轮高速正反转相对滑动，磨粒 切削低速磨削、研磨和抛光工艺特点：工艺特点： 珩齿设备简单，成本低，生产率高成批大量中淬火后齿形的精加工精度67级6)磨齿磨齿 工艺特点： 高精度齿面加工，精度46级，最

9、高3级，Ra0.80.2，可磨淬硬齿面 成本高，生产率低硬齿面光整加工展成法常用。按砂轮形状，分为：（1）碟形砂轮磨齿两片砂轮倾斜安装，构成齿条的齿面，精度35级，生产率低（2) 锥形砂轮磨齿砂轮修整修整成假想齿条的齿廓，精度56级，生产率较高 （3) 蜗杆砂轮磨齿砂轮蜗杆状，运动与滚齿相同，精度45级，生产率高大批量生产齿轮精加工（一）（一）.圆柱齿轮加工工艺过程圆柱齿轮加工工艺过程大致工艺路线： 毛坯制造及热处理齿坯加工齿形粗加工齿圈热处理精基准修正齿形精加工检验。二二. 圆柱齿轮加工工艺分析圆柱齿轮加工工艺分析1、定位基准的选择 符合基准重合原则和基准统一原则 小直径轴齿轮：和轴一样以两

10、中心孔作为定位基准 大直径轴齿轮：以轴径定位，且以一个较大的端面支承。 带孔齿轮： 1）以孔定位和一个端面支承，采用专用心轴，生产率高，适用于批量生产。 2）外圆和端面定位 以齿轮的外圆和端面定位，主要利用外圆作为找正基准，端面作为轴向定位基准，生产率低，且要求外圆对内孔的径向跳动高，适用于单件小批生产。（二）圆柱齿轮加工工艺过程分析（二）圆柱齿轮加工工艺过程分析2、齿坯加工 齿轮加工的主要内容是带孔齿轮的孔加工和端面的加工，以及连轴齿轮的顶尖孔。还有齿圈外圆及端面加工。 1）大批量：多刀车拉多刀车 2）中小批：圆柱孔粗车精车3）淬火后齿坯基面的加工 淬火后的齿轮基准孔会有一定的变形，一般采用磨孔修正，或用推刀推孔，也可以采用精镗工序。3、齿形加工方案选择 8级以下： 调质齿轮滚齿或插齿 淬硬齿轮滚（插）齿齿端加工热处理 修正内孔 热处理前的齿形加工精度应提高一级67级： 剃珩方案：滚（插）齿齿端加工剃齿表面淬火修正基准珩齿生产率高、设备简单成本低成批或大批大量 磨齿方案：滚（插）齿齿端加工渗碳淬火修正基准磨齿 生产率低单件小批或淬火后变形大的齿轮5级以上： 磨齿4、齿