第十三章 典型零件的加工单元计划 教案设计

单元计划

任课教师：班级：12级车、铳日期:

第十三章典型零件的加工单元计划

目的要求掌握轴类、套类、齿轮、箱体零件的功用和种类；

了解轴类、套类、齿轮、箱体零件的技术要求；

掌握轴类、套类、齿轮、箱体零件的机械加工的主要工艺问题；

理解典型零件加工中的共性和不同；

熟悉常见的典型零件实例的加工工艺过程。

重点轴类、套类、齿轮、箱体零件的功用和种类；

轴类、套类、齿轮、箱体零件的机械加工的主要工艺问题；

常见的典型零件实例的加工工艺过程；

总结典型零件加工中的共性。

难点轴类、套类、齿轮、箱体零件的机械加工的主要工艺问题；

常见的典型零件实例的加工工艺过程；

典型零件加工中的共性。

课时安排轴类零件的加工（3个课时）

套类零件的加工（2个课时）

直齿圆柱齿轮零件的加工（2个课时）

箱体类零件的加工（2个课时）

复习（1个课时）

讲解习题册（1个课时）

期中考试（1个课时）

讲解试卷（1个课时）

理论课教案

任课教师：班级：12级车、铳日期:

课程机械制造授课内容教材对应位置审批：

Vr.

名称工艺基础轴类零件的加工早节

十三1

授课时数2授课时间第十一周授课方式讲授法

教学目标认知目标掌握轴类零件的功用和种类；

了解轴类零件的主要技术要求；

掌握轴类零件机械加工的主要工艺问题；

理解轴类零件的加工工艺过程。

情感目标热爱本专业

专业能力目标掌握轴类零件的功用和种类；

掌握轴类零件机械加工的主要工艺问题；

教学重点轴类零件的功用和种类；

轴类零件加工的主要工艺问题；

轴类零件的加工工艺过程

教学难点轴类零件加工的主要工艺问题；

轴类零件的加工工艺过程。

教具多媒体

教学过程主要内容及步骤

导入新课轴类零件是机械设备中最主要和最基本的典型零件，主要用于支承传动件

和传递扭矩，保证安装在轴上零件的回转精度。本任务主要阐述轴类零件的

加工工艺过程。

讲授新课§13-1轴类零件的加工

一、概述

1.轴类零件的功用和种类

(1)轴类零件的功用

教学过程主要教学内容及步骤

轴类零件用来支承传动零件（如齿轮、带轮、凸轮等）传递转矩、承受载

荷并保证装在轴上的零件（或刀具）具有一定的回转精度。

（2）轴的分类

1）按结构形状分：光轴、台阶轴、空心轴、异形轴四类。

2）按轴的长度与直径比（长径比）分：刚性轴（“庐12）、挠性轴3d

>12）两类。

3）按轴所受载荷不同分：心轴（只承受弯矩不承受转矩的轴）、传动轴（只

承受转矩不承受弯矩或承受弯矩很小的轴）和转轴（既承受转矩又承受弯

讲授新课矩的轴）三类。

从轴的工艺特性考虑，主要采用前两种分类方法。

（3）轴类零件的加工表面

轴类零件的加工表面通常有内、外圆柱面，内、外圆锥面，台阶平面和端

平面，以及螺纹、花键、键槽和沟槽等.

2.轴类零件的材料和毛坯

（1）轴类零件的材料：碳素结构钢、合金结构钢。

此外在仪表中也有使用有色金属的。应用最多的是45钢，一般要经调质、

表面淬火等热处理，主要用于重要的轴类零件。

（2）轴类零件的毛坯

1）圆棒料。分热轧和冷轧两种，用于一般要求的光轴和直径相差不大的

台阶轴。

2）锻件。用于直径相差较大的台阶轴；对于直径相差不大，但要求有较

高的抗拉、抗弯、抗扭转强度的重要轴，也采用锻件毛坯以利用锻造提高

材料的力学性能。

3）铸钢件。用于结构形状复杂或尺寸较大的轴。

二'轴类零件的主要技术要求

1.轴颈

轴颈：轴上与其他零件相配合的外圆表面。

教学过程主要教学内容及步骤

配合轴颈：与轴上传动零件相配合的轴颈。

支承轴颈：与轴承相配合的轴颈。

轴的主要技术要求是指这些轴颈的尺寸精度、形状精度、相互位置精

度和表面粗糙度要求。轴颈的尺寸、形状、位置精度的高低，对与之配合

的传动零件和轴承的配合性质、配合精度及其回转精度有着直接的影响。

2.尺寸与形状精度

根据轴的使用要求不同，轴颈的尺寸精度通常为IT9〜IT6,高精度

的轴颈尺寸精度为IT5o

讲授新课轴颈的形状精度（圆度、圆柱度）误差，应限制在轴颈的直径公差范

围内。

支承轴颈的尺寸精度、形状精度应高于配合轴颈的尺寸精度、形状

精度。

3.位置精度

轴类零件的最主要的相互位置精度是指配合轴颈轴线相对支承轴颈

轴线的同轴度或配合轴颈相对支承轴颈轴线的圆跳动，以及轴肩端面对轴

线的垂直度。

形状精度和相互位置精度应高于尺寸精度。

普通精度的轴，同轴度误差为00.03〜00.01mm,高精度轴的同轴度

误差为00.005〜OOlmmo

4.表面粗糙度

支承轴颈的表面粗糙度值应小于配合轴颈的表面粗糙度值。

配合轴颈的表面粗糙度Ra值一般为1.6~0.4umo

支承轴颈的表面粗糙度Ra值一般为0.4~0.1um。

三、轴类零件机械加工的主要工艺问题

1.定位基准

轴是长径比较大的回转体零件，轴线是轴是各回转表面的设计基准，以

轴两端的中心孔作精基准符合基准重合原则，并且在一次安装中可以加工

多个外圆表面及端面，也符合基准统一原则。因此中心孔是轴类零件切

教学过程主要教学内容及步骤

削加工时最常用的定位基准。

（1）作为主要精基准的中心孔必须有足够高的精度和足够的支撑能力，

对中心孔的主要要求有：

1）中心孔结构尺寸的大小应与两端轴颈尺寸大小相适应，并且锥角

应准确。

2）中心孔应打在毛坯的轴线上，以保证各个外圆的加工余量均匀。

3）两端的中心孔应在同一轴线上，以避免中心孔与顶尖接触不良而

造成变形和磨损，致使圆度、圆柱度误差过大。

讲授新课4）成批生产时，同一批毛坯两端中心孔的轴向距离应保持一致。

5）在加工过程中，应始终保持准确和洁净。

（2）除中心孔外，轴类零件加工时用做定位基准的还有外圆表面和内

孔表面。

粗加工时，常采用轴的外圆表面定位，或外圆表面和中心孔共同作为

定位基准。

空心轴加工内孔时，常用轴上加工过得合适的轴颈表面作定位基准。

精度较高的带孔轴类零件，在内孔钻出后，作为定位基准的孔消失，

外圆表面的半精、精加工为了保证较高的相互位置精度仍然需要以中心孔

作定位基准，可采取如下的方法：

1）轴上的通孔直径较小时，可直接在孔口加工出宽度不大2mm的60

度锥面，代替中心孔。

2）轴上的通孔直径较大，孔口锥度较小时，采用带中心孔的锥堵，以

锥堵中心孔作定位基准。工艺过程中锥堵只能一次性使用，不允许卸下后

重新安装使用。

3）轴上的通孔直径较大，孔口锥度较大时，采用带中心孔的锥套心轴

装夹工件，用心轴上的中心孔定位。

2.加工顺序的安排

（1）按照“先粗后精”的原则，将粗、精加工分开进行。

教学过程主要教学内容及步骤

(2)粗加工外圆表面时，应先加工直径大的外圆，然后加工直径小的

讲授新课外圆，以避免一开始加工就明显降低工件的刚度。

(3)空心轴的深孔加工应安排在工件经调质处理后和外圆经粗车或半

精车之后进行。

(4)轴上的花键、键槽应安排在外圆经精车或粗磨后、磨削或精磨前

加工。

(5)轴上螺纹应在轴颈经表面淬火后进行加工。

(6)主要表面经精磨以后不宜再安排其他表面的加工。

3.热处理工序的安排

结构尺寸不大的中碳钢普通轴类零件，一般在切削加工前进行调制热

处理。

(1)毛坯锻造后安排正火热处理，目的是消除锻造应力，改善金属组

织，细化晶粒，降低硬度，改善切削加工性能。

(2)粗加工后安排调质热处理，目的是提高零件的综合力学性能，

并作为需要表面淬火或氮化热处理的零件的预备热处理。

(3)工作中与配合零件有相对运动的轴颈和需要经常拆卸的配合表

面，在半精加工后、精加工前安排表面淬火处理。

四、轴类零件加工实例

轴类零件的典型工艺过程：

毛坯准备f正火f加工端面和中心孔一粗车一调质一半精车一花键、键

槽、螺纹等加工一表面淬火一粗磨一精磨加工

巩固练习轴类零件用来支撑_________传递_______，承受______并保证装在轴

上的零件或刀具具有一定的_________。

轴类零件按其结构形状可分为_______、________、________和_______

四类.

一般的轴类零件精加工采用磨削，对于精密轴类零件的轴颈，磨削后

还需进行________。

巩固练习毛坯锻造后安排正火处理的目的是消除________，改善金属组织，细化

_______，降低________和改善_____________o

加工轴类零件时采用两端中心孔作为精基准，既符合基准重合原则，又

符合基准统一原则。（）

工作中轴类零件与配合零件有相对运动的轴颈应进行表面淬火无相对

运动的轴颈则不需要进行表面淬火。（）

工作轴类零件与配合零件外圆时，一般从从右向左，由小直径外圆到大

直径外圆依次加工。（）

课堂小结掌握轴类零件的功用、种类和机械加工的主要工艺问题，理解轴类零

件的加工工艺过程。

作业布置名词解释：支撑轴颈、挠性轴、转轴

简述加工轴类零件时定位基准的选择原则。

教后记学生能结合在车间实习时用到的加工轴类零件的经验来学习本节的知

识，能把理论和实践联系在一起,但对于热处理工序的安排还不是很清楚，

需要加强练习，仔细观察，加深记忆。

理论课教案

任课教师：班级：12级车、铳日期:

课程机械制造授课内容教材对应位置审批：

章

名称工艺基础轴类零件的加工节

十三1

授课时数1授课时间第十一周授课方式讲授法

教学目标认知目标掌握车床主轴零件的加工工艺。

情感目标热爱本专业

专业能力目标车床主轴零件的加工工艺。

教学重点车床主轴零件的加工工艺

教学难点车床主轴零件的加工工艺

教具多媒体

教学过程主要内容及步骤

复习提问轴类零件的种类？

轴类零件加工的定位基准的选择？

导入新课轴类零件是机械设备中最主要和最基本的典型零件，主要用于支承传

动件和传递扭矩，保证安装在轴上零件的回转精度。本任务以车床主轴加

工为例，阐述轴类零件的加工工艺过程。

在前面分析了轴类零件的加工的工艺特征，填写车床主轴零件的机械

加工工艺过程。

§13-1轴类零件的加工

车床主轴的加工

讲授新课

1、零件图样

2、主要表面及技术要求

(1)支承轴颈的技术要求一般轴类零件的装配基准是支承轴颈，轴上的各

精密表面也均以其支承轴颈为设计基准，因此轴件上支承轴颈的精度最为重

要，它的精度将直接影响轴的回转精度。由图4-1见本主轴有三处支承轴颈

表面，(前后带锥度的A、B面为主要支承，中间为辅助支承)其圆度和同轴

教学过程主要教学内容及步骤

度（用跳动指标限制）均有较高的精度要。

F70

在轴靖处

O0.004

0.005|A-B/10.0054-8

ZZ-OOTAB

羊之7^

•£,__4570MRC

Q0.004

/0.005IA-B

讲授新课

（2）螺纹的技术要求主轴螺纹用于装配螺母，该螺母是调整安装

在轴颈上的滚动轴承间隙用的，如果螺母端面相对于轴颈轴线倾斜，会使

轴承内圈因受力而倾斜，轴承内圈歪斜将影响主轴的回转精度。所以主轴

螺纹的牙形要正，与螺母的间隙要小。必须控制螺母端面的跳动，使其在

调整轴承间隙的微量移动中，对轴承内圈的压力方向正。

（3）前端锥孔的技术要求主轴锥孔是用于安装顶尖或工具的莫氏

锥炳，锥孔的轴线必须与支承轴颈的轴线同轴，否则影响顶尖或工具锥炳

的安装精度，加工时使工件产生定位误差。

（4）前端短圆锥和端面的技术要求主轴的前端圆锥和端面是安装

卡盘的定位面，为保证安装卡盘的定位精度其圆锥面必须与轴颈同轴，端

面必须与主轴的回转轴线垂直。

（5）其它配合表面的技术要求如对轴上与齿轮装配表面的技术要

求是：对A、B轴颈连线的圆跳动公差为0.015mm,以保证齿轮传动的

平稳性，减少噪音。

上述的（1）、（2）项技术要求影响主轴的回转精度，而（3）、（4）

项技术要求影响主轴作为装配基准时的定位精度，而第（5）项技术要求

影响工作噪音，这些表面的技术要求是主轴加工的关键技术问题。

综上所述，对轴类零件，可以从回转精度、定位精度、工作噪音这

三个方面分析其技术要求。

教学过程主要教学内容及步骤

3、毛坯选择

(1)主轴材料和热处理的选择。一般轴类零件常用材料为45钢，

并根据需要进行正火、退火、调质、淬火等热处理以获得一定的强度、硬

度、韧性和耐磨性。

对于中等精度而转速较高的轴类零件，可选用40Cr等牌号的合金结

构钢，这类钢经调质和表面淬火处理，使其淬火层硬度均匀且具有较高的

综合力学性能。精度较高的轴还可使用轴承钢GCrl5和弹簧钢65Mn,它

们经调质和局部淬火后，具有更高的耐磨性和耐疲劳性。

讲授新课在高速重载条件下工作的轴，可以选用20CrMnTi、20Mn2B、20Cr

等渗碳钢，经渗碳淬火后，表面具有很高的硬度，而心部强度和冲击韧性

好。在实际应用中可以根据轴的用途选用其材料如车床主轴属一般轴类

零件，材料选用45钢，预备热处理采用正火和调质，最后热处理采用局

部高频淬火。

(2)主轴的毛坯。轴类毛坯一般使用锻件和圆钢，结构复杂的轴件

(如曲轴)可使用铸件。光轴和直径相差不大的阶梯轴一般以圆钢为主。

外圆直径相差较大的阶梯轴或重要的轴宜选用锻件毛坯，此时采用锻件毛

坯可减少切削加工量，又可以改善材料的力学性能。主轴属于重要的且直

径相差大的零件，所以通常采用锻件毛坯。

4、定位基准选择

在一般轴类零件加工中，最常用的定位基准是两端中心孔。因为轴上

各表面的设计基准一般都是轴的中心线，所以用中心孔定位符合基准重合

原则。同时以中心孔定位可以加工多处外圆和端面，便于在不同的工序中

都使用中心孔定位，这也符合基准统一原则。粗车时，采用外圆表面和中

心孔“一夹一顶”。在通孔加工后，加工外圆表面时使用带中心孔的锥堵。

精加工内锥孔时用

5、加工工艺过程

车床主轴加工工艺过程

教学过程主要教学内容及步骤

序号工序名称工序简图加工设备

i备料

2精锻正式精殷机

3热处理正火

4锯头

铳端而、

5专用机床

钻中心孔

6荒车车各外阀面卧式车床

7热处理调质220~240HBs

卧式车床

CA6140

讲授新课

仿形车床

CE7I20

教学过程主要教学内容及步骤

15.9

7'7,30"

车大端惟北

（配英氏69

O卧式车床

O

借堵“车外CA6140

+I

短像及端面9E

。

精车各外数控车床

嬲并车槽CSK6163

粗磨外阙.显万能外圆磨床

M1432B

教学过程主要教学内容及步骤

2

对y

86

1Ns

铳床

19铳雄槽

X52

车大端内侧

卧式乍床

面及三段螺

CA6I40

纹（闽螺母）

教学过程主要教学内容及步骤

（续）

一号I工序名称工序简图~加工设备

粗希磨各外

21及E.KM7j能外网磨床

端面

讲授新课

巩固练习习题册剩余习题

课堂小结理解车床主轴零件的加工工艺过程。

作业布置课本226页，习题15、按照成批生产拟定传动轴的工艺过程。

教后记对于车床主轴零件的作用以及在在装配中各个表面需要连接的零件不

能理解的很透彻，在车间实训的时候需要加强练习，仔细观察，加深记忆。

理论课教案

任课教师：班级：12级车、铳日期:

课程机械制造授课内容教材对应位置审批：

章

名称工艺基础套类零件的加工节

十三二

授课时数2授课时间第十一周授课方式讲授法

教学目标认知目标掌握套类零件的功用和种类；

了解套类零件的主要技术要求；

理解套类零件的主要技术要求；

了解套类零件加工实例一钻床主轴套筒、隔离衬套。

情感目标热爱本专业

专业能力目标掌握套类零件的功用和种类；

了解套类零件的主要技术要求；

理解套类零件的主要技术要求；

了解套类零件加工实例一钻床主轴套筒、隔离衬套。

教学重点掌握套类零件的功用和种类；

理解套类零件的主要技术要求；

熟悉钻床主轴套筒、隔离衬套的加工实例。

教学难点套类零件的主要技术要求；

熟悉钻床主轴套筒、隔离衬套的加工实例。

教具多媒体

教学过程主要内容及步骤

复习提问何谓支撑轴颈？何谓转轴、挠性轴？

导入新课套筒类零件是机械中常见的一种零件，大多起支撑或导向作用，其内外表

面的形状精度和位置精度要求较高。所以，在加工前应对套类零件的结构、技

术要求、定位基准和防止零件变形等方面进行分析，确定合理的加工工艺，保

证工件的加工质量。

教学过程主要教学内容及步骤

§13-2套类零件的加工

一、概述

1.套类零件的功用和种类

（1）功用：在机械产品中套类零件通常起支承和（或）导向作用。

（2）种类：轴承类（起支撑作用，支撑轴上及轴上零件，承受回转部件

的重力和惯性力）、导套类（起导向作用，引导与导套内孔相配合的零件

或刀具的运动）、缸套类（既起支撑作用，又起导向作用）

套类零件的主要表面是内、外圆柱面。

讲授新课

自一期

2.套类零件的材料和毛坯

（1）材料常用材料有低碳、中碳结构钢、合金钢、铸铁、青铜、黄铜

等。

（2）毛坯套类零件的毛坯选择与零件的材料、结构及尺寸等因素有关。

孔径较小的套类零件毛坯，-一般选用热轧或冷拉棒料、实心铸件。

孔径较大的套类零件毛坯，一般选用无缝钢管、带孔铸件或锻件。

大量生产时，可采用冷挤压、粉末冶金等先进的毛坯制造工艺，以提高

生产率和节约金属材料。

二、套类零件的主要技术要求

1.尺寸与形状精度

（1）内圆表面

直径的尺寸精度一般为IT7,精密的轴套达IT6„形状精度主要是圆

度，长的套类零件还需考虑圆柱度，形状误差一般应控制在孔径公差的范

围内，精密套类零件内圆表面的圆度、圆柱度误差则应控制在孔径公差的

1/21/3,甚至更小。

教学过程主要教学内容及步骤

(2)外圆表面

直径的尺寸精度一般为IT7、IT6,形状误差应控制在其直径公差范围内。

2.位置精度

内、外圆之间的同轴度是套类零件最主要的相互位置精度要求。外圆

轴线相对内圆轴线的同轴度公差一般为00.05~00.01mm。

当套类零件的端面、凸缘端面在工作中需承受轴向载荷或在加工时用作定

位基准时，端面、凸缘端面对内圆轴线应有较高的垂直度要求，其垂直度

公差一般为0.05~0.02mm.

讲授新课3.表面粗粗度

内圆表面：表面粗糙度为值为1.6~0.1um,精密套类零件为痴.025um

外圆表面：表面粗糙度检值为3.2~0.4um。

三、套类零件机械加工的主要工艺问题

1.套类零件的工艺特点

(1)孔的加工方法孔常用的粗加工、半精加工方法有钻孔、扩孔、车

孔、镇孔、铳孔等：常用的精加工方法有饺孔、磨孔、拉孔、斯孔、研孔。

(2)套类零件的工艺特点

套类零件的结构特点是薄壁较薄，刚性差，且内孔与外圆之间有较高的

相互位置精度要求。因此机械加工中工艺上的共性问题主要是位置精度的

保证和防止加工中的变形。

2.位置精度的保证方法

(1)在一次安装中完成内孔、外圆及端面的全部加工。

(2)在不能于一次安装中完成内孔、外圆表面加工时，内孔、外圆的加

工采用互为基准、反复加工的原则。

(3)由于工艺需要必须先终加工外圆，再以外圆为精基准终加工内孔时，

为了获得较高的位置精度，必须采用定心精度高的夹具。

3.防止加工中变形的措施

(1)粗、精加工应分开进行，对于壁厚很薄、加工中极易变形的工件，

采用工序分散原则，并控制切削用量。

教学过程主要教学内容及步骤

（2）可采用改变夹紧力方向的措施，改径向夹紧为轴向夹紧。当只能

采用径向夹紧时，应使用过渡套、弹簧套等夹紧工件，使径向夹紧力沿圆

周方向均匀分布

（3）应将热处理工序安排在粗、精加工阶段之间，并适当增加精加工

讲授新课工序的加工余量

四、套类零件加工实例

1.钻床主轴套筒的加工

2.隔离衬套的加工

巩固练习套类零件切削加工中的共性问题主要是__________和__________。

套类零件内、外圆表面间有较高的同轴度要求，当不能再一次安装中完

成加工时，内孔、外圆的加工应遵循____________的原则，并常先终加工

________再以其为精基准终加工__________»

加工薄壁套类零件时，为了防止和减小加工中的变形，工艺工程中粗、

半精、精加工阶段应划分明显，并采用工序分散原则。（）

加工套类零件时的定位基准是（）

A、端面B、外圆C、内孔D、外圆或内孔

不能保证套类零件相互位置精度的方法有（）

A、在一次安装中加工内孔、外圆和端面

B、先加工外圆，然后以外圆为定位基准加工内孔

C、先加工内孔，然后以内孔为定位基准加工外圆

D、遵循自为基准原则，以外圆为定位基准加工外圆，以内孔为定位基

准加工内孔

课堂小结本节主要学习了套类零件的加工，掌握套类零件的功用和种类以及毛

坯和材料的选择，理解套类零件机械加工的主要工艺问题，熟悉钻床主轴

套筒、隔离衬套的加工。

作业布置防止套类零件加工中变形的工艺措施有哪些？

教后记对于套类零件的加工，学生在车间实训的时候都练习过，学习起来比

较容易，掌握的很好。

理论课教案

任课教师：班级：12级车、铳日期:

课程机械制造授课内容教材对应位置审批：

章

名称工艺基础直齿圆柱齿轮零件节

的加工十三3

授课时数2授课时间第十三周授课方式讲授法

教学目标认知目标掌握齿轮的功用和种类及材料毛坯的选择；

了解直齿圆柱齿轮的主要技术要求；

理解直齿圆柱齿轮机械加工的主要工艺问题；

熟悉直齿圆柱齿轮加工实例一传动齿轮。

情感目标热爱本专业

专业能力目标掌握齿轮的功用和种类及材料毛坯的选择；

了解直齿圆柱齿轮的主要技术要求；

理解直齿圆柱齿轮机械加工的主要工艺问题；

熟悉直齿圆柱齿轮加工实例一传动齿轮。

教学重点齿轮的功用和种类及材料毛坯的选择；

直齿圆柱齿轮机械加工的主要工艺问题；

传动齿轮的机械加工工艺过程。

教学难点直齿圆柱齿轮机械加工的主要工艺问题；

传动齿轮的机械加工工艺过程。

教具多媒体

教学过程主要内容及步骤

复习提问套类零件的结构特点？保证位置精度的方法？

导入新课齿轮在机械加工中广泛地用来传递运动和转矩。由于齿轮传动具有瞬时传

动具有瞬间传动比恒定、传动运动准确平稳、传递功率高、可实现较大的传动

比、结构紧凑、工作可靠和使用寿命长等特点，所以齿轮传动是现代机械中应

用最广泛的一种机械传动形式。齿轮是最主要的一种传动元件。

§13-3毛坯选择

直齿圆柱齿轮类零件的加工

讲授新课§13-3

一、概述

1.齿轮的功用和种类

（1）齿轮的功用：传递运动和转矩

（2）种类：齿轮的种类很多，分类方法也很多。

齿廓曲线不同：渐开线齿轮、摆线齿轮、圆弧齿轮等

分度曲面形状不同：圆柱齿轮、锥齿轮等

形状不同：直齿轮、斜齿轮等

齿顶曲面相对齿根曲面位置不同：外齿轮、内齿轮

主要加工表面：齿面和齿轮基准表面

2.齿轮的材料和毛坯

齿轮的材料：作为机械中重要传动元件的齿轮，工作时条件复杂，有的传

动速度高，有的传动转矩大，传动时齿面间存在滑动摩擦，因此对齿轮所用

材料有如下要求：

1）具有一定的接触疲劳强度和弯曲疲劳强度。

2）有足够的硬度和耐磨性。

3）具有一定的冲击韧性。

4）从工艺角度要求热处理变形要小，切削性能要好。

（2）齿轮毛坯的选择决定于齿轮的材料、结构形状、尺寸规格、使用条

件及生产批量等因素。

1）棒料一些不重要、受力不大且尺寸较小、结构简单的齿轮，可直接

采用棒料毛坯。

2）锻造毛坯用于重要且受力较大的齿轮。

3）铸钢毛坯用于直径很大或结构形状复杂的齿轮。有时用高强度球墨

铸铁取代铸钢。

4）铸铁毛坯抗弯强度低，抗冲击和耐磨性能差，仅用于受力小、无冲

击、低速的齿轮。常用铸铁牌号为HT200。

二、直齿圆柱齿轮的主要技术要求

教学过程主要教学内容及步骤

1.齿轮精度和侧隙

(1)精度等级

「2级为超精密等级，3~5级为高精度等级，6'8级为中等精度等级，

9~12级为低精度等级，7级为基础等级。所谓基础等级，是指在设计中普

讲授新课遍应用的等级，加工中使用滚齿、插齿或剃齿等一般切齿工艺方法在正常

条件下所能达到的精度等级。

(2)公差组

(3)侧隙

侧隙:齿轮副啮合时，两齿轮非工作齿面沿法线方向的距离(即法向侧隙)。

侧隙用以保证齿轮副的正常工作

用齿厚极限偏差来控制和保证齿轮副侧隙的大小

2.齿轮基准表面的精度

齿轮基准表面的尺寸误差和形状、位置误差直接影响齿轮与齿轮副的

精度齿轮的齿面及基准表面的表面粗糙度，对齿轮的寿命、齿轮传

动的平稳性(传动中的噪声)有一定的影响

各主要表面的表面粗糙度与齿轮的精度等级有关

三、直齿圆柱齿轮机械加工的主要工艺问题

1.定位基准

符合基准重合原则，尽可能与装配基准、测量基准一致

直径较小的连轴齿轮，一般采用两端中心孔作为定位基准；直径较大

的连轴齿轮，应选用轴颈和端面圆跳动较小的端平面作为定位基准

带孔齿轮或装配式齿轮的齿圈，常使用专用心轴，以齿坯内孔和端面

教学过程主要教学内容及步骤

作定位基准。这种方法定位精度高，生产率高，适于成批生产•单件、小

批生产时，则常用外圆和端面作定位基准。

2、齿轮的加工阶段

齿轮的加工包括齿坯加工和齿面加工。只有在齿坯达到一定的精度前提

讲授新课下，才能进行齿面的相应加工，以保证齿轮的精度要求。

3.齿坯加工

齿坯主要表面加工主要包括带孔齿轮的孔与端面、连轴齿轮的中心孔

及齿坯外圆和端面的加工。

钻孔一扩孔一较孔一插键槽

钻孔一扩孔一拉键槽一磨孔

车孔或镇孔一拉或插键槽一磨孔

4.齿面切削方法的选择

齿面切削方法的选择主要取决于齿轮的精度等级、零件的结构、生产

批量、生产条件和切齿时工件所处的热处理状态等。

7~8级精度、不需淬硬的齿轮：滚齿或插齿

6~7级精度、不需淬硬的齿轮：滚齿一剃齿

6~7级精度、需要淬硬的齿轮：生产批量较小时用滚齿（或插齿）一齿面

热处理f磨齿；生产批量大时用滚齿一剃齿一齿面热处理一布齿

5.圆柱齿轮的加工工艺过程

齿轮加工的工艺过程，根据齿轮的材料、精度等级、生产批量及生产

条件，大体可归纳为以下三种模式：

（1）只需调质热处理的齿轮

毛坯制造一毛坯热处理（正火）一齿坯粗加工一调质一齿坯精加工一齿

面粗加工f齿面精加工

（2）齿面需经表面淬火的中碳结构钢、合金结构钢齿轮

毛坯制造一正火一齿坯粗加工一调质一齿坯半精加工f齿面粗加工（半精

加工）一齿面高频淬火一齿坯精加工一齿面精加工（布齿或磨齿）

（3）齿面需渗碳或渗氮的齿轮

教学过程主要教学内容及步骤

毛坯制造f正火f齿坯粗加工f正火或调质f齿坯半精加工一齿面粗加

工（滚齿、插齿）f齿面半精加工（剃齿）f渗碳淬火或渗氮f齿坯精

加工一齿面精加工（磨齿、研齿或笫齿）

四、直齿圆柱齿轮加工实例

讲授新课1.零件图样

2.零件分析

3.加工工艺过程

巩固练习齿轮在机械中被广泛地用来传递_______和______