毕业设计(论文)--直齿圆柱齿轮的加工工艺规程

直齿圆柱齿轮的加工工艺规程

摘要

人们的生产和生活广泛使用各种机器。随着近代科学技术的发展，人类运用各方面的知识和技术，不断创新出各种新型的机器，因此“机器”也有了新含义。本设计研究的对象是为机械中常见的齿轮传动、齿轮的校核和基本设计理论、计算方法以及一些零件的选择和维护。各部分内容都是按照工作原理、结构、强度计算、使用维护的顺序介绍的。随着科学技术的发展，对设计的理解在不断的深化，设计方法也在不断的发展，然而常规的设计方法是工程技术人员进行机械设计的重要基础。设计的传动方案满足其工作要求，具有结构紧凑、便于加工、使用维护方便等特点。

【关键词】：齿轮传动设计理论计算过程齿轮校核。

目录

一摘要 (1)

前言 (3)

二齿轮加工工艺 (4)

第一章齿轮转动基础知识 (4)

第二章齿轮的发展历史及我国齿轮发展现状 (6)

第三章齿轮的种类及应用范围 (9)

第四章齿轮加工方法及工艺过程 (14)

三结束语 (18)

四参考文献 (19)

五结束语 (20)

前言

齿轮是工业生产中的重要基础零件，其加工质量和加工能力反映一个国家的工业水平。实现齿轮加工的数控化和自动化，加工和检测的一体化是目前齿轮加工的发展趋势。

齿轮加工机床系指用齿轮切削工具加工齿轮齿面或齿条齿面的机床及其配套辅机。齿轮机床按加工原理分为两类，仿形法和范成法(或称展成法)。仿形法是用刀具的刀刃形状来保证齿轮齿形的准确性，用单分齿来保证分齿的均匀。范成法是按照齿轮啮合原理进行加工，假想刀具为齿轮的牙形，它在切削被加工齿轮时好似一对齿轮啮合传动，被加工齿轮就是在类似啮合传动的过程中被范成成形的，范成法具有加工精度高，粗糙度值低，生产率高等特点，因而得到广泛应用，范成法按其加工方法和加工对象分为：

(1)插齿机：多用于粗、精加工内外啮合的直齿圆柱齿轮，特别适用于双联、多联齿轮，当机床上装有专用装置后，可以加工斜齿圆柱齿轮及齿条。

(2)滚齿机：可进行滚铣圆柱直齿轮、斜齿轮、蜗轮及花键轴等加工。

(3)剃齿机：按螺旋齿轮啮合原理用剃齿刀带动工件(或工件带动刀具)旋转剃削圆柱齿轮齿面的齿轮再加工机床。

(4)刨齿机：用于外啮合直齿锥齿轮加工。

(5)铣齿机：用于加工正交、非正交(轴交角不等于90)的弧齿锥齿轮、双曲线锥齿轮加工。

(6)磨齿机：用于热处理后各种高精度齿轮再加工。

第一章齿轮转动基础知识

1.概述

齿轮传动是应用最广泛的传动机构之一。

齿轮传动的主要优点是：适用的圆周速度和功率范围广；效率较高，一般 =0.94～0.99；传动比准确；寿命较长；工作可靠性较高；可实现平行轴、任意角相交轴和任意角交错轴之间的传动。

齿轮转动的主要缺点是：要求较高的制造和安装精度，成本较高；不适宜远距离两轴之间的传动。

齿轮传动的类型很多，最常见的是：两轴线相互平行的圆柱齿轮传动，两轴线相交的圆锥齿轮传动，两轴线交错在空间既不平行也不相交的螺旋齿轮传动。

圆柱齿轮传动又可分为直齿圆柱齿轮传动，斜齿圆柱齿轮传动和人字齿圆柱齿传动。按照轮齿排列在圆柱体的外表面、内表面或平面上，它又可分为外啮合齿轮传动、内啮合齿轮传动和齿轮齿条传动（图3－27 a.b.c）。

此外，按照齿轮传动的工作条件又分为开式传动和闭式传动

直齿圆柱齿轮的构造最简单，应用最广泛，本章仅以它为典型，分析齿轮传动的基本原理和设计计算的基本方法

2.齿廓啮合的基本定律

对齿轮传动的基本要求是其瞬时角速度之比（传动比）必须保持恒定，否则，当主动轮以等角速度回转时，由于从动轮角速度的变化，而产生惯性力。这种惯性力不仅影响齿轮的寿命，而且还引起机器的振动和噪音，影响其传动质量。齿廓啮合基本定律就是研究当齿廓形状符合什么条件时才能满足这个基本要求。

图所示出一对齿廓的啮合，两啮合齿轮的齿廓E1和E2在K点相接触。两轮

的角速度分别为w

1和w

2

，v K1为齿廓E1上K点的速度，v K1＝w1× O1K；v K2为齿轮

E

2

上K点的速度，v K2=w2× O2K。

过K点作两齿廓的公法线nn交连心线于C点，由于两齿廓在啮合过程中不应互相压入或分离，所以v K1和v K2在nn方向的分速度应相等，故ab⊥nn。

过 O

2作 O

2

z∥nn，与 O

1

K的延长线交于z点,因ΔK ab与ΔK O2z的对应边

互相垂直，故ΔK O

2

z～ΔK ab，因而：

K z/O2K=K b/K a=v K1/v K2=(w1× O1K)/(w2×O2K) 即K z/O1K=w1/w2

又因ΔO

1O

2

z～ΔO

1

c K，c K∥O

2

z故

K z/O1K=O2c/O1c

因而得： w

1/w

2

=O

2

c/O

1

c（3－34）

上式说明两轮的角速度与连心线被齿廓接触点的公法线所分得的两线段成反比。

由此可见，要使两轮的传动比恒定，应使比值O

2c/O

1

c为常数。因两齿轮中

心距O

1O

2

为定长，故欲满足上述要求，必须使c点为连心线上的一个固定点。此

固定点c称为节点。两轮齿廓不论在任何位置接触，过接触点所作的齿廓公法线都必须通过中心连线的一定点，这就是齿廓啮合基本定律。

凡能满足齿廓啮合基本定律的一对齿廓称为共轭齿廓。齿廓曲线的选择要求满足齿廓啮合基本定律之外，还必须考虑制造、安装和强度要求。在机械中，通

常采用渐开线齿廓、摆线齿廓和圆弧齿廓等，其中渐开线齿廓应用最广。本章仅讨论渐开线齿轮传动。

如图3－28所示，分别以O

1和O

2

为圆心，以O

1

c、O

2

c为半径，过节点c点

所作的两个相切的圆称为节圆。式3-34也说明一对节圆的圆周速度相等，也说明一对齿轮传动时，它的一对节圆是在作纯滚动。

第二章齿轮的发展历史及我国齿轮发展现状

据史料记载，远在公元前400～200年的中国古代就已开始使用齿轮，在我国山西出土的青铜齿轮是迄今已发现的最古老齿轮，作为反映古代科学技术成就的指南车就是以齿轮机构为核心的机械装置。17世纪末，人们才开始研究能正确传递运动的轮齿形状。18世纪，欧洲工业革命以后，齿轮传动的应用日益广泛，先是发展摆线齿轮，而后是渐开线齿轮。一直到20世纪初，渐开线齿轮已在应用中占了优势。

国外齿轮发展情况：

早在1694年，法国学Philippe De La Hare首先提出渐开线可作为齿形曲线。1733年，法国人M.Clause 提出轮齿接触点的公法线必须通过中心连线上的节点。一条辅助瞬心线分别沿大轮和小轮的瞬心线（节圆）纯滚动时，与辅助瞬心线固联的辅助齿形在大轮和小轮上所包络形成的两齿廓曲线是彼此共轭的，这就是Camus定理。它考虑了两齿面的啮合状态，明确建立了现代关于接触点轨迹的概念。1765年瑞士的L·Euler提出渐开线齿形解析研究的数学基础，阐明了相啮合的一对齿轮，其齿形曲线的曲率半径和曲率中心位置的关系．后来Savary 进一步完成这-方法，成为现在的Euler－Savary方程．对渐开线齿形应用作出贡献的是Robert Willis.他提出中心距变化时，渐开线齿轮具有角速比不变的优点．1873年德国工程师Hoppe提出，对不同齿数的齿轮在压力角改变时的渐开线齿形，从而奠定了现代变位齿轮的思想基础．

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，使齿轮加工具有较完备的手段后，渐开线齿形更显示出巨大的优越性。切齿时只要将切齿工具从正常的啮合位置稍作移动，就能用标准刀具在机床上切出相应的变位齿轮、1908年，瑞士MAAG研究了变位方法并制造出展成加工插齿机。后来，英国bss、美国AGM A、德国DIN相继对齿轮变位提出了多种计算方法。

为了提高动力传动齿轮的使用寿命并减小其尺寸。除从材料、热处理及结构等方面改进了外圆弧齿形的齿轮获得了发展。1907年，英国人Frank Humphris最早发表了圆弧齿形．1926年．瑞士人Eruest Wildhaber取得法面圆弧齿形斜齿轮的专利权。1955年，苏联的M·L·Novikov完成了圆弧齿形齿轮的实用研究并获得列宁勋章。1970年。英国Rolls－Royce公司工程师R·M.·Studer

取得了双圆弧齿轮的美国专利。这种齿轮现已日益为人们所重视，在生产中发挥了显著效益。

我国的情况

新中国成立后，当时基本上没有生产齿轮的能力，经过第一、二个五年计划的努力。我国初步形成了一套包括汽车、机床、重型机械。电站设备、石油化工与通用设备等机械制造能力，同时，齿轮制造业也随着发展起来。到1963年左右。我国不仅已能成批生产齿轮，而且一般规格的齿轮机床与刀具、量仪也能由国内制造。后来，国家新建和改建了一大批齿轮与齿轮箱的专业厂与专业车间。进一步扩大了齿轮配套的生产能力，到70年代末，已基本上形成我国齿轮制造工业的完整体系。

圆柱齿轮在机械产品中应用广泛，品种、规格繁多。长期来，在齿形上以采用渐开线齿形为主。在一般设计中较多采用中碳钢（或中碳合金钢）调质处理的齿轮（也称软齿面齿轮）。很少采用低碳合金钢经渗碳淬火处理的齿轮（也称硬齿面齿轮）。在工艺上，对于如汽车、拖拉机工业中大批生产的中、小模数齿轮；通常采用滚（插）齿一剃（挤）齿一热处理一珩齿工艺。对于冶金、矿山、起重运输、通用等机械中所用的大、中模数齿轮，一般采用调质处理一滚齿工艺；对于电站、石油化工、冶金、船用等机械中的高速齿轮多数采用调质处理--滚齿--剃齿工艺，但近年来，滚齿--渗碳--淬火处理一磨齿工艺逐渐发展起来。

1959年以后．针对当时渐开线齿轮齿面接触强度差、工艺水平低、质量差的薄弱环节，我国从苏联引进了圆弧齿轮的科技成果，利用轴向共轭代替端面共轭和利用圆弧齿轮齿面接触强度比较高的特点，代替了不少机械产品的渐开线齿轮，70年代末，在一系列高速与低速传动中成功地应用单圆弧齿轮的基础上，采用双圆弧齿轮代替单圆弧齿轮，使抗弯强度提套40%~60%,工艺上改善了，应用范围获得了进一步扩大。

1970年以来，工业发达国家随着机械产品功率与参数的提高，对齿轮结构尺寸、性能与可靠性要求也提高了，硬齿面齿轮日益发展．目前正在对硬齿面齿轮的设计、工艺、材料热处理、试验等进行一系列研究．我国已经研制出一批较高设计参数的硬齿面齿轮，如应用于压缩机与轧钢机的齿轮功率3000~4500kw，圆周速度140~152m/s，负荷系数180~310N/cm2精度等级4~5级；已能成批制造用于加工硬齿面的超硬刀具；国产新系列滚齿机巳能适应加工硬齿面齿轮的需要。

为了进一步提高齿轮的精度水平，我国正在贯彻JB179-83"渐开线圆柱齿轮精度标准"，普遍提高了对齿轮量仪的要求。目前对于中等尺寸以下的中小模数齿轮，各种量仪巳基本配套，大模数齿轮上置式周节测量仪已研制出来；1968年我国首创了齿轮整体误差测量理论和方法，1970年运用这一方法研制成了截面整体误差测量仪，从而将我国齿轮测量技术发展到动态综合测量的新阶段。

近年来，结合贯彻齿轮精度标准，广泛开展了基础工艺技术的研究试验，

如精滚工艺试验、确定经济工艺的技术条件和精度等级；修磨剃齿刀齿形获得齿轮理想接触区试验；改变刀具材料实现硬齿面剃齿的试验；采用负变位剃齿刀消除齿面中凹试验。"改变珩齿结构和材料，提高齿面精度质量；磨齿修缘与齿向修形的试验等等，都大大促进了齿轮精度水平的提高。

汽车、拖拉机、矿山及运输设备等所用的螺旋园锥齿轮，大多采用美国格利森制。这种齿轮生产批量大，但因切齿计算与调整繁复，生产上难以获得理想的轮齿接触区，制造质量差，使用寿命不高．七十年代以来，在引进国外加工设备与整套电算程序基础上；开展对螺旋锥齿轮啮合理论的研究消化掌握其程序软件。在生产上已取得成效。

在要求单级减速比大、传递扭矩大的传动中，大多采用蜗杆副，一般设计为轴向直廓的圆柱蜗杆副。多数用在传递运动的机床上和功率不大的动力传动中，为改善齿面润滑条件提高承载性能，发展了一种圆弧圆柱蜗杆副。与此同时，针对大中型重载传动，还发展了直廓环面蜗杆副与平面包络环面蜗杆副。这些蜗杆减速器均有工厂成批生产。另外，各种行星式传动发展迅速。有低速行星齿轮减速器、高速行星齿轮箱，还有摆线针轮减速器、各种少齿差减速器与谐波齿轮减速器等。目前．我国每年生产各种齿轮减速器已达十多万台。

我国越来越多的人掌握了齿轮啮合原理的分析方法，对复杂曲面的几何计算还提供了各种计算方法，一般能从啮合理论的观点，分析计算各种齿轮的参数。因而提高了我国齿轮设计的水平。我国在齿轮材料、热处理技术与齿轮试验技术与测试方法方面也积累了不少的经验。综上所述，我国齿轮生产已达相当规模。设计与工艺水乎不断提高，有一批齿轮产品已经接近或达到国际水平，但就总体来讲还有一定差距，需要我们共同努力，狠抓薄弱环节，才能有更大进展

发展趋势

国际上，动力传动齿轮装置正沿着小型化、高速化、标准化方向发展．特

殊齿轮的应用、行星齿轮装置的发展、低振动、低噪声齿轮装置的研制是齿轮设计方面的一些特点．为达到齿轮装置小型化目的，可以提高现有渐开线齿轮的承载能力。各国普遍采用硬齿面技术，提高硬度以缩小装置的尺寸；也可应用以圆弧齿轮为代表的特殊齿形。英法合作研制的舰载直升飞机主传动系统采用圆弧齿轮后，使减速器高度大为降低。随着船舶动力由中速柴油机代替的趋势，在大型船上采用大功率行星齿轮装置确有成效；现在冶金、矿山、水泥一轧机等大型传动装置中，行星齿轮以其体积小、同轴性好、效率高的优点而应用愈来愈多。

由于机械设备向大型化发展，齿轮的工作参数提高了。如高速齿轮的传递功率为1000-30000kw。齿轮圆周速度为20~200m／s（1200-12000r／min），设计工作寿命为5X104-10X104 小时；轧钢机齿轮的圆周速度已由每秒几米提高到20m/s，甚至30～50m/s。传递扭矩达l00~200t.m, 要求使用寿命在20～30年以上。这些齿轮的精度等级一般在3～8级。并对平稳性与噪声有较高的要求。对于高速齿轮在圆周速度超过100m／s时，由于运转中的热效应要求在设计时对产生的热变形进行修正，使齿轮在工作时达到一个正常的啮合状态。特别对于高

速重载齿轮，更要加以考虑。其次，对于低速重载齿轮如轧钢机齿轮，由于采用硬齿面齿轮后，其齿面负荷系数增加而引起的整个齿轮装置系统的弹性变形变得突出了，所以有时也要对反映到齿面的弹性变形进行修正。这种对齿轮轮齿修形的技术是目前大功率、高速、重载齿轮制造的一个重要趋势。在齿轮制造技术方面．重点是进行硬齿面加工，尤其是大型硬齿面齿轮的切切与热处理工艺的发展，如超硬切齿、滚内齿、成形磨齿、大模数齿轮珩齿、弹性砂轮抛光、轮齿修形、以及深层沙碳等新工艺正在生产上不断地试验与应用。

齿轮制造工艺的发展很大程度上表现在精度等级与生产效率的提高．自七十年代以来各种齿轮的制造精度，普遍提高一级左右．有的甚至2～3级．一般低速齿轮精度由过去的8～9级提高到7～8级。机床齿轮由6～8级提高到4～6级．轧机齿轮由7～8级提高到5～6级。

对于模数不大的中小规格齿轮，由于高性能滚齿机的开发，加上刀具材料的改善，滚齿效率有了显著提高。采用多头滚刀，在大进给条件下，可达到的切削速度为90m/s。如用超硬滚刀加工模数3左右的调质钢齿轮，切削过度可达200m／s．

第三章齿轮的种类及应用范围

一．齿轮的种类

按照齿圈上轮齿的分布形式，可分为直齿，斜齿，人字齿轮；按照齿圈上轮齿的齿形，可分为渐开线齿轮和摆线齿轮等；按照轮体的结构特点，齿轮大致分为盘形齿轮，套筒齿轮，内齿轮，轴齿轮，扇形齿轮和齿条等。

以上各种齿轮中，以渐开线齿形直齿盘形圆柱齿轮应用最为广泛。盘形齿轮的内孔多位精度较高的圆柱孔或花键孔，其轮沿具有一个或几个齿圈。单齿圈齿轮的结构工艺性最好，可采用任何一种齿形加工方法加工齿轮；双联或三联等多齿圈齿轮。

齿轮精密锻造技术源于德国。早在50 年代，由于缺乏足够的齿轮加工机床，德国人开始用闭式热模锻的方法试制锥齿轮。其中的主要特征是使用了当时很新的电火花加工工艺来制造锻模的型腔。另外还对锻造工艺过程进行了严格地控制。在此基础上，齿轮锻造技术进一步应用到螺旋锥齿轮和圆柱齿轮的生产。但是在圆柱齿轮锻造中，由于金属材料的塑性流

动方向与其受力方向垂直，所以其齿形比锥齿轮更难形成。60 年代开始圆柱齿轮的锻造研究，70 年代有较大的发展，这主要是受到来自汽车工业降低成本的压力。到80 年代，锻造技术更加成熟，能达到更高的精度和一致性，使锻造生产齿轮能在流水生产线上准确定位，适合于批量生产。

齿轮精密锻造的目的是直接生产出不需要后续切削加工的齿轮。如果能在室温下进行锻造，则齿轮的形状和尺寸较易控制，也可避免高温带来的误差。目前已有较多的锥齿轮和小尺寸的圆柱齿轮用这种方法制成。当整体尺寸适合时，还可以用冷挤压的工艺来制造圆柱直、斜齿轮。但大部分用于汽车传动的齿轮，其直径、高度比较大，不适合采用挤压工艺。如用闭式模锻，则需要很高的压力才能使金属材料流动并充满模具型腔，因而此类齿轮需要采用热锻或温锻工艺。而高温将带来材料的氧化，模具畸变，影响锻件的精度和表面质量。用附加的切削加工来修正这些误差难度较大，还要增加成本。特别是当使用后续磨削工艺来修正齿形上的误差，除增加成本和延长工时外，还存在磨削工艺中齿轮的定位问题。

目前，比较一致认同的工艺途径为热锻、温锻和冷锻的结合。热锻、温锻可实现高效能和材料的高利用率，冷锻过程则修正热、温锻过程的误差和提高表面质量。同时，冷处理工艺还能使轮齿表面获得残余压应力，提高齿轮的寿命。

二．齿轮的应用

空心圆柱坯常用于空心轴对称零件或齿轮的锻造。图 1 为一用于圆柱直齿轮的闭式模锻的设计。图中右侧显示锻造前的情形，左侧显示锻造后的情形。该模具由上模(冲头) ，下模(反冲头) ，芯棒和具有轮廓的型腔构成(如图所示) 。模具型腔部分由弹簧支承，在锻造过程中，冲头随压机滑块一起向下运动，并带动模具型腔向下运动。由于冲头只需封住型腔上表面，无需压入型腔，因此冲头可作成简单的形状。该设计中冲头为一阶梯圆柱形状。反向冲头在锻造过程中保持静止，在锻造后把齿轮顶出型腔。芯棒此处与冲头连成一体，用来帮助毛坯的定位。由于型腔在锻造过程中与锻件一起运动，型腔与锻件之间的摩擦力将有助于金属流动，所需载荷也比型腔固定时低。

锻件的形状不仅受高温热膨胀的影响，而且与模具的弹性变形有关，后者与载荷和径向压力有关。在齿轮锻造中，轮齿的角部最后形成。正是在此最后填充阶段，载荷急剧上升。例子显示，冲头最后的013mm 的冲程(112 %的总变形)会导致增加50 %的载荷。可以从模具设计上加以考虑来减小载荷。比如引入倒角可使金属易于流入轮齿的上下角部；由此带来的端部余量可在后续切削工序中容易地去掉。这样一来，模具的畸变减小，寿命延长，锻件精度提高。对本文涉及的关于圆柱直齿轮的例子，详细分析了几种可能的模具设计方案：如把模具型腔固定，对冲头和冲头倒角，并用有限元分析了各种情形下金属的流动、轮齿的形成和锻造载荷的变化。文中还讨论了磨擦在各种条件下对变形和载荷的影响。

图2 为一按图1 所示设计制造的模具，装配在伯明翰大学机械工程学院的一台1200t 的机械压力机上。上下模具的相对定位是通过两套筒实现的。通过实践，证实高效率的锻造是可行的。采用同一模架，对模具型腔作些修改，还完成了圆柱直齿轮和斜齿轮以及复合齿轮的锻造。

冷处理工艺

热、温锻工艺作为齿轮精密锻造的第一阶段，相对而言比较容易控制，因为锻造齿轮有一定余量可以调节。而冷成形工艺则需要相当高的精度。当把锻造齿轮挤过冷成形模具后，形状应该达到最后要求，无需再加工。对轮齿而言，轮廓的精度要求在10μm 左右，对模具的设计提出非常高的要求。

在齿轮冷成形(精整) 工艺中，齿轮被逐渐挤过冷成形模具，模具的内应力和变形与齿轮的位置有关。特别是径向压力的变化将决定模具的变形，如能设计适当的模具形状，模具的变形可以被加以利用。比如，当齿轮在模具入口和出口处，模具的受力相对小些，因此变形也相对小些。当齿轮在模具中部时，模具的变形就相对大些。该特征有可能被利用来获得具有鼓形的轮齿。文献[6 ] 用角度的空心圆柱形零件对鼓形成作了理论分析和实验研究。

有限元法被用于齿轮冷成形(精整) 工艺，分析模具的变形、齿轮的变形和回弹。考虑了锻造齿轮的余量、模具形状、尺寸和结构对最终产品的影响。图 5 为一用于分析圆柱直齿轮冷成形过程的有限模型。冲头的变形对齿轮的形状影响不大，所以在有限元模型中可处理为刚性体。而模具型腔的变形则直接影响轮廓的形状和尺寸，因此模具按变形体模拟。冷处理过程中，只有轮齿表面发生塑性变形，轮齿内部和轮齿的大部分区域处于弹性变形状态。弹性回复的比例很大，必须用弹塑性材料模型才能预计轮廓的最后形状

图6 为一用于圆柱直齿轮冷成形的模具。冲头与芯棒作为一体，装在压机的上滑块上。芯棒与锻造齿轮孔之间有微小间隙，它不用来定位，只用来帮助导向。因为在锻造过程中，只保证轮齿的精度而不能保证内孔的精度。齿轮进入模具型腔也是靠模具的倒角导入。

如果要用于斜齿轮的精整，齿轮在挤入过程中会转动。需在冲头于压机之间装配一滚动轴承，使冲头能随之转动。另外在挤压斜齿轮时，轮齿两侧受力不对称，变形也不相同，可把该齿轮反向再挤一次。事实上，直齿轮也可用两次处理，这样不但轮齿形状较好，而且表面的残余应力状态也比一次挤压效果好。经过实验，单次挤压可获得20MPa～50MPa 的残余压应力，两次处理可使残余压应力达到100MPa 左右[8 ] 。

图7 为一圆柱直齿轮冷成形的分析和实验结果。用坐标测量机对冷挤齿轮的轮廓进行测量，并与有限元预测的结果相比较。图中显示了锻造齿轮、模具、实测的精整齿轮以及有限元计算的轮廓。可以看出，理论分析与实际测量吻合较好。从分析可准确估计轮廓的回弹量，从而精确地设计模具的尺寸和形状。

冷成形的另一优点是改善轮齿的表面质量，实验表明，其光洁度达到Ra = 1μm 以下，满足轮齿加工的要求[8 ] 。

模具制造与齿轮的测量

冷成形模具的精度是齿轮精密锻造技术的关键。目前的分析手段已经发展到一定水平，可以考虑多种影响因素，精确地设计模具。但要制造出高精度的模具，还有很多困难，尤其是齿轮精锻模的轮齿，更难加工。因为要补偿齿轮的弹性回复和模具的弹性变形，模具的齿轮轮廓不再是标准的渐开线。因此，为模具厂家提供的数据不是齿轮的标准参数，而是描述轮廓的数据坐标，通常要求精度在5μm 以内。对直齿轮的模具，可用线切割加工；但对斜齿轮的模具，则需用电解加工。线切割加工可接近5μm 的精度，但这超过了一般电解加工的精度。再

用磨削工艺来提高精度，必须注意到其轮廓不是标准齿轮。在本文提到的研究课题中，模具的制造就经过了两次以上的加工和修正。

齿轮精密锻造技术的另一关键是测量，包括模具和齿轮的测量。由于模具的轮齿为非标准齿轮，不能用一标准齿轮来作比较进行测量，也存在模数和其他参数的误差。

测量锻造齿轮的关键困难是其缺乏精确的基准。用常规方法切削加工齿轮，其内孔同时作为轮齿加工和测量的基准。但用锻造方法获得的齿轮内孔的精度有限，不能作为测量的基准。事实上只有轮齿才有精密的特性。因此，如果用标准的齿轮测量设备来测量锻造齿轮，很难避免定位误差。常有这样一种情况，轮廓能精确测量并满足精度要求，但很难确定其精度等级。

第四章齿轮加工方法及工艺过程

一．加工方法

齿轮轮齿的加工方法很多，如切削、铸造、轧制、冲压等，其中常用的是切削加工方法。切削加工方法分为成形法和范成法两类。

1．成形法

成形法是在铣床上用具有渐开线齿形的成形铣刀直接切出齿形。常用的有圆盘铣刀［图3－34(a)］和指状铣刀［图3－34(b)］两种。切齿加工时，铣刀旋转，同时轮坯沿齿轮轴线方向移动。铣出一个齿槽以后，将轮坯转过360°/z，再铣第二个齿槽。其余依此类推。

这种切齿方法简单，不需要专用机床，但生产率低，精度低，故仅适用单件或小批量生产及精度要求不高的齿轮加工。

2．范成法

范成法是利用齿轮的啮合原理进行加工齿轮的一种方法。这种方法强制刀具同工件（轮坯）相对运动同时进行切削。它们之间的运动关系同一对齿轮啮合一样，以此来保证齿形的正确和分齿的均匀。对于模数m 和压力角 都相同而齿数不同的齿轮，可以用同一刀具进行加工。

用范成法切齿的常用刀具如下。

1）齿轮插刀齿轮插刀的形状如图3－35（a）所示，刀具顶部比正常齿高出c*m，以便切出齿顶间隙部分。

插齿时，插刀沿轮坯轴线方向作往复切削运动，同时强迫插刀与轮坯模仿一对齿轮传动那样以一定的传动比转动［图3－35（b）］，直至全部齿槽切削完毕。

插齿刀的齿廓是精确的渐开线，所以插制的齿轮也是渐开线。根据正确啮合条件，被切齿轮的模数和压力角必定与插刀的模数和压力角相等，故用同一把插刀切出的齿轮都能正确啮合。

2）齿条插刀图3－36为利用齿条插刀加工齿轮的情形。当齿轮插刀的齿数增加到无穷多时，其基圆半径变为无穷大，渐开线齿廓变为直线齿廓，齿轮插

刀变为齿条插刀。图3－37表示齿条插刀齿廓的形状，其顶部比传动用的齿条高出c*m，以便切出传动时的径向间隙。因齿条的齿廓为一直线，由图可见，不论在中线上还是在与中线平行的其他任一直线上，它们都具有相同的周节p(πm)、相同的模数m和相同的齿廓压力角α。对于齿条刀具，α称为刀具角，其大小与齿轮分度圆上的压力角相等

3）齿轮滚刀以上两种加工方法的原理都是基于齿轮的啮合原理，加工精度较高，但都只能间断切削，生产率较低。目前广泛采用齿轮滚刀，它能连续切削，生产率较高。图3－38（a）（b）分别表示滚刀及其加工齿轮的情况。滚刀形状很象螺旋，其轴向剖面为具有直线齿形齿廓的齿条。滚刀转动时就相当于齿条移动，这样便按范成原理切出轮坯的渐开线齿廓。滚刀除刀旋转外，还沿轮坯的轴向进刀，以便切出整个齿宽。滚切直齿轮时，因为滚刀的螺旋是倾斜的，为了使刀齿螺旋线方向与被切轮齿方向一致，在安装滚刀时需使其轴线与轮坯端面成一滚刀升角。

二．工艺过程

1. 定位基准的选择

两种定位方式

（1）内孔和端面定位

即依靠齿坯内孔与夹具心轴之间的配合决定中心位置，以一个端

面作为轴向定位基准，并通过相对的另一端面压紧齿轮坯。

（2）外圆和端面定位

即将齿坯套在夹具心轴上，内孔和心轴配合间隙较大，需要用千

分表找正外圆决定中心位置，在进行压紧。

2. 齿坯的加工

对于轴齿轮的齿坯，其加工工艺和一般轴类零件基本相同，对于盘，套齿轮的齿坯，其加工工艺和一般盘，套类零件基本相同。

3. 热处理的安排

金属热处理是机械制造中的重要工艺之一，与其它加工工艺相比，热处理一般不改变工件的形状和整体的化学成分，而是通过改变工件内部

的显微组织，或改变工件表面的化学成分，赋予或改善工件的使用性能。其特点是改善工件的内在质量，而这一般不是肉眼所能看到的。

4. 齿形的加工

齿形方案的选择，主要取决于齿轮精度等级，生产批量和齿轮的热处理方法等。

5. 齿端的加工

齿端的加工主要有倒角，倒尖，倒棱和去毛坯。

6. 精基准的修正

7. 齿轮的检验

结束语

齿轮行业的一些专家对中国齿轮行业未来的发展态势做出了大胆推断：在影响因素预期不会逆转的条件下，未来10年中国齿轮工业仍将持续快速发展。其中，2006年到2010年，我国齿轮制造企业将逐渐实现由集约化管理向信息化精益制造的转变，年产值将达1000亿元，我国将成为齿轮出口大国，在世界同行业中处在保3争2 的位置；2011年到2015年，我国齿轮产品市场将走向成熟，在世界上将处在保2争1的位置，那时将逼近世界齿轮强国。

随着我国机械工业特别是汽车业的快速发展，近5年来中国齿轮行业的平均增速接近20％，2004年齿轮行业的年产值达到500亿元人民币，5年翻了一番，标志着我国已成为齿轮制造大国。目前我国齿轮行业在世界上的排名与意大利比较接近，应居第四位。

全国大小齿轮企业现在有近千家，规模上亿元的企业50多家。中国齿轮工业的资本结构已经形成股份制企业、民营企业和独资(合资)企业三足鼎立的局面。其中，由国有企业改制的各类股份公司是中国齿轮工业的基础，一批企业的年销售收入已超过10亿元；民营企业的发展最为迅速，他们正成为市场的主力，并以灵活的方式与竞争优势进入国际市场。这些企业都有2亿-10亿元的销售规模；独资、合资企业技术先进，市场运作比较成熟，尤其在技术和管理上发挥着示范作用。

在工业通用变速箱领域，德国sew等一批国外独资企业的进入激活了中国工业通用变速箱市场，以江浙一大批民营工业变速箱企业为代表，在产品系列化、模块化、质量与技术水平方面，最近5年有了突飞猛进的提升，开始与国际品牌竞争，同时部分产品出口欧美。在高速重载齿轮传动制造方面，通过技术引进和消化，基本具备了为我国大型成套装备及船舶工业进行配套的能力。

参考文献

1.哈尔滨理工大学机械制造工艺学2006

2.赵志修，机械制造工艺学，北京2002.3

3.卢建平，隋开山西科学技术出版社2005.6

致谢

(完整版)加工工艺毕业设计论文

优秀论文审核通过 未经允许切勿外传 毕业论文(设计)任务书 题目：曲轴的数控工艺分析与设计 成绩__________ 姓名陆国豪 班级10261 学号

设计日期：2012年5月 毕业论文(设计)任务书 题目：曲轴的数控工艺分析与设计 成绩__________ 姓名王磊 班级10261 学号

设计日期：2012年5月 摘要 曲轴是汽车发动机的关键零件之一,其性能好坏直接影响到汽 车发 动机的质量和寿命.曲轴在发动机中承担最大负荷和全部功率, 承受 着强大的方向不断变化的弯矩及扭矩，同时经受着长时间高速 运转 的磨损，因此要求曲轴材质具有较高的刚性、疲劳强度和良好 的耐 磨性能。发动机曲轴的作用是将活塞的往复直线运动通过连杆 转化 为旋转运动，从而实现发动机由化学能转变为机械能的输出。 abstract

The crankshaft is one of the key parts of the car engine, the performance of a direct influence on the automobile engine quality and life. The crankshaft engine for maximum load and all of the power, under the direction of the powerful changing bending moment and torque, and suffering from long time reciprocating linear motion through the connecting rod into the rotary motion, thus realize engine by chemical energy into mechanical energy output. 绪论 对轴类零件及夹具结构设前言计，不仅在加深我们对课程基本理论的理而且在加强对解决加工实际问题能力的方面有着很好的促进作用。可以让我们可以够将在湖北职业技术学院机电工程系两年所学知识融会贯通，也使我们在设计过程中不断学习一些新知识。通过毕业设计这个意义重大的课程，可以培养我们广泛查找资料、分析解决问题的能力，使我们养成严

教学设计(直齿圆柱齿轮)

. . 教学案例设计 课题：直齿圆柱齿轮的基本参数和尺寸计算 科目：机械基础 设计人：翁志国 高邮市菱塘民族中等专业学校

1、齿顶圆：通过轮齿顶部的圆周。齿顶圆直径以d a表示。 2、齿根圆：通过轮齿根部的圆周。齿根圆直径以d f表示。 3、分度圆：齿轮上具有标准模数和标准齿形角的圆。分度圆直径以d表示。 4、齿厚：在端平面上，一个齿的两侧端面齿廓之间的分度圆弧长。齿厚以s 表示。 5、齿槽宽：在端平面上，一个齿槽的两侧端面齿廓之间的分度圆弧长。齿槽宽以e表示。 6、齿距：两个相邻且同侧端面齿廓之间的分度圆弧长。齿距以p表示。 7、齿宽：齿轮的有齿部位沿分度圆柱面直母线方向量度的宽度。齿宽以b表示。 8、齿顶高：齿顶圆与分度圆之间的径向距离。齿顶高以h a表示。 9、齿根高：齿根圆与分度圆之间的径向距离。齿根高以h f表示。 10、齿高：齿顶圆与齿根圆之间的径向距离。齿高以h表示。 任务二、渐开线标准直齿圆柱齿轮的基本参数 直齿圆柱齿轮的基本参数共有：齿数、模数、齿形角、齿顶高系数和顶隙对渐开线标准直齿圆柱齿轮各部分的名称认识更直观。

系数五个，是齿轮各部分几何尺寸计算的依据。 1、齿数z 一个齿轮的轮齿总数。 2、模数m 齿距与齿数的乘积等于分度圆的周长，即pz=πd,式中z是自然数，π是无理数。为使d为有理数的条件是p/π为有理数，称之为模数。即：m=p/π模数的大小反映了齿距的大小，也及时反映了齿轮的大小、已标准化。 模数是齿轮几何尺寸计算时的一个基本参数。齿数相等的齿轮，模数越大，齿轮尺寸就越大，齿轮就越大，承载能力越强：分度圆直径相等的齿轮，模数越大，承载能力越强。如图所示： 3、齿形角α 在端平面上，通过端面齿廓上任意一点的径向直线与齿廓在该点的切线所夹的锐角称为齿形角，用α表示。渐开线齿廓上各点的齿形角不相等，离基圆越远，齿形角越大，基圆上的齿形角α=0°。对于渐开线齿轮，通常所说的齿形角是指分度圆上的齿形角。国标：渐开线齿轮分度圆上的齿形角α=20°。 渐开线圆柱齿轮分度圆上齿形角α的大小可用下式表示：cosα=r b/r 出示教具并提问：模数与轮齿有什么关系？ 展示多媒体图片，观察挂图中齿形角与轮齿的形状的关系，强调我国标准渐开线圆柱齿轮分度圆上的齿形角α=20°。

齿轮设计的一般步骤

1、根据负载、以及运动状态（速度、是垂直运动还是水平运动）来计算驱动功率 2、初步估定齿轮模数（必要时，后续进行齿轮强度校核，若在强度校核时，发现模数选得太小，就必须重新确定齿轮模数，关于齿轮模数的选取，一般凭经验、或是参照类比，后期进行安全校核） 3、进行初步的结构设计，确定总传动、以及确定传动级数（几级传动） 4、根据总传动比进行分配，计算出各级的分传动比 5、根据系统需要进行详细的传动结构设计（各个轴系的详细设计），这样的设计一般还在总装图上进行。 6、在结构设计的时候，若发现前期的参数不合理（包括齿轮过大、相互有干涉、制造与安装困难等），就需要及时的返回上面程序重新来过 7、画出关键轴系的简图（一般是重载轴，当然，各个轴系都做一遍当然好），画出各个轴端的弯矩图、转矩图，从而找出危险截面，并进行轴的强度校核 8、低速轴齿轮的强度校核 9、安全无问题后，拆分零件图 渐开线圆柱齿轮传动设计程序主要用于外啮合渐开线圆柱标准直齿齿轮传动设计、渐开线圆柱标准斜齿齿轮传动设计和渐开线圆柱变位齿轮传动设计。程序中的各参数和各设计方法符合相关的国家标准，即：渐开线圆柱齿轮基本轮廓（GB/T1356－2001）、渐开线圆柱齿轮模数（GB/T1357－1987等效采用ISO54－1977），以及《渐开线圆柱齿轮承载能力计算方法》（GB/T3480－1997等效ISO6336－1966）、渐开线圆柱齿轮精度（GB/T10095－2001等效ISO1328－1997）。程序根据输入的齿轮传动设计参数和相关设计要求，进行齿轮几何尺寸的计算、齿轮接触疲劳强度校核和弯曲疲劳强度校核的计算，以及相关公差值的计算等。整个设计过程分步进行，界面简洁，操作方便 硬齿面齿轮 风力发电增速齿轮箱中，其输入轴承受叶片传过来的轴向力、扭矩和颠覆力矩。中间轴上的齿轮承受输入端传过来的力矩和输出端刹车时传过来的刹车力矩。输出轴上的齿轮承受中间轴传过来的扭矩，同时也承受输出端刹车时带来的刹车力矩。 一、齿轮箱输入轴、中间轴和输出轴上各种齿轮的受力分析 风力发电增速齿轮箱中，其输入轴承受叶片传过来的轴向力、扭矩和颠覆力矩。中间轴上的齿轮承受输入端传过来的力矩和输出端刹车时传过来的刹车力矩。输出轴上的齿轮承受中间

低速级斜齿轮零件的机械加工工艺规程

目录 第一章任务书 (1) 第二章前言 (3) 第三章零件的分析 (3) 第四章毛坯的选择 (4) 第五章工艺规程的设计 (5) 第六章填写工艺过程卡和工序卡 (14)

第七章夹具的设计 (14) 第八章心得体会 (15) 第九章参考文献 (16) 第二章前言 机械制造工艺学课程设计是在学完了机械制造工艺学和大部分专业课,并进行了生产实习的基础上进行的一个教学环节。这次设计使我们能综合机械制造工艺中的基本理论,并能结合生产实习中学到的实践知识,独力的分析和解决工艺问题,初步具备了设计一个中等复杂程度零件的工艺规程的能力和运用夹具设计的基本原理和方法通过此设计，使我加深了对机械设计基础及有关专业课程知识

的了解，提高了熟悉和运用有关手册、图表等技术资料及技术文件等基本技能及综合运用这些知识的能力，并为在今后学习本专业和进行此类设计打下了坚实的基础，对自己将来设计产品有很大的帮助。 由于能力所限,经验不足,设计中还有许多不足之处,希望各位老师多加指点。 第三章零件的分析 一、零件技术要求的分析 （1）齿顶圆Φ750.141h11对孔Φ75有公差为0.056的径向的跳动要求。 （2）两端面对孔轴线分别有公差为0.02的端面圆跳动要求。 （3）键槽两侧面对孔轴线有公差为0.03的对称要求。 二、零件的工艺分析 由附图一得知,其材料为40Cr。该材料具有较高的硬度,耐磨性,耐热性。主要加工表面是齿轮的齿面：表面质量要求是0.8和内圈

的端面：表面要求达到1.6,还有齿轮内径表面质量要求达到1.6。 第四章毛坯的选择 一、该零件材料为40Cr,齿轮的内孔Φ195和外圆直径Φ750.14,都是直径比较大的圆,又由题目的生产纲领为3000件/年,由参考文献表5.6(划分生产类型的参考数据)可知该零件批量生产为大批量生产,毛坯应选用锻造。毛坯的锻造方法用模锻。 二、模锻锻件机械性能较好,有较高的强度和冲击韧性,但是毛坯的形状不宜复杂,如轴类和齿轮类零件的毛坯常用锻造。 三、锻造毛坯的工艺特点 参考文献[1]表9-1,常用毛坯的制造方法与工艺特点：

直齿圆柱齿轮的设计和加工工艺设计

题目：直齿圆柱齿轮的设计和加工工艺设计 学院冀中职业学院 学生姓名李朋辉学号2009040217 专业机电一体化技术届别2009 指导教师姜小丽职称 二011年月 诚信承诺 本人慎重承诺和声明： 我承诺在毕业论文(设计)活动中遵守学校有关规定，恪守学术规范，在本人毕业论文中为剽窃他人的学术观点、思想和成果，为篡改研究数据，如有违规行为发生，我愿承担一切责任，接受学校处理。 学生（签名）：李朋辉 2011年月日 摘要 现在齿轮传动是机械传动最常用的形式之一，它在机械、电子、纺织、冶金、采矿、汽车、航天等设备中得到广泛应用。其中直齿圆柱齿轮是汽车及机械行业中重要的传动零件，其形状复杂，材质尺寸精度表面质量及综合机械性能很高。本文主要介绍直齿圆柱齿轮的结构及设计和加工工艺。 目录 概述………………………………………………….. 第一章直齿圆柱齿轮的设计 1.1齿轮基础知识……………………………………

1.2直齿圆柱齿轮结构及零件图…………………… 1.3直齿圆柱齿轮材料及其参数合理选取………… 第二章直齿圆柱齿轮的加工工艺 2.1夹具及毛坯的选取……………………………… 2.2齿轮加工方法…………………………………… 2.3齿轮加工方案选择及使用要求………………… 2.4直齿圆柱齿轮加工工艺过程…………………… 结束语……………………………………………….. 参考文献…………………………………………….. 概述 齿轮是机械行业量大面广的基础零件，广泛应用于机床，汽车，摩托车，农机，建筑机械，航空，工程机械等领域，而对加工精度，效率和柔性提出越来越高的要求。齿轮加工技术从公元前400—200年的手工业制作阶段开始经历了机械仿形阶段、机械返程加工阶段以及20世纪80年代至今的数控技术加工阶段。 第一章直齿圆柱齿轮的设计 1.1齿轮的基础知识

机械加工工艺规程设计的步骤

机械加工工艺规程设计的步骤 一、零件分析 1、分析零件结构特点，确定零件的主要加工方法 2、分析零件加工技术要求，确定重要表面的精加工方法 3、根据零件的结构和精度，做出零件加工工艺性评价 二、确定毛坯 1、根据零件的材料和生产批量选择毛坯种类 2、根据毛坯总余量和毛坯制造工艺特点确定毛坯的形状和大小 3、绘制毛坯工件合图 三、确定各表面加工方法 根据零件各加工表面的形状、结构特点和加工批量逐一列出各表面的加工方法。注意方法可以有多种方案，再根据现有条件进行比较，选择一种最适合的方案。 四、确定定位基准 1、选择粗基准 按照粗基准的选择原则为第一道工序加工选择基准。 2、选择精基准 按照精基准的选择原则确定第一道工序以外的各表面的定位基准，以便确定定位方案和按照基准先行的原则安排工艺路线。 五、划分加工阶段 一般零件的加工阶段划分为三个阶段：粗加工、半精加工、精加工阶段。粗加工阶段一般的工作有：粗车、粗铣、粗刨、粗镗等。半精加工阶段一般工作有：半精车、半精铣、半精刨、半精镗等。精加工阶段的一般工作有：精车、精铣、精刨、精镗、粗磨、精磨。 当零件尺寸精度为IT6级以上，表面粗糙度Ra0.4以上要进行超精加工。 六、热处理工艺安排及辅助工序安排 热处理工艺将零件加工阶段自然分开。一般情况下铸造后毛坯要进行时效处理，锻造后毛坯要进行正火或退火处理，然后进行粗加工。粗加工后，复杂铸件要进行二次时效，轴类零件一般进行调质处理，然后进行半精加工。各类淬火放在磨削加工前进行，表面化学处理放在零件加工后进行。 辅助工序包括去毛刺、划线、涂防锈油、涂防锈漆等也要在需要的时候安排进去。 七、拟订工艺路线 1、按照基准先行、先主后次、先粗后精、先面后孔的原则安排工艺路线。并以重要表面的加工为主线，其他表面的加工穿插其中。一般次要表面的加工是在精加工前或磨削加工前进行的，重要表面的最后的精加工为放在整个加工过程的最后进行。 2、根据加工批量及现有生产条件考虑工序的集中与分散，以便更合理地安排工艺路线。 3、安工序按排零件加工的工艺路线 八、工序设计 1、选择工序的切削机床、切削刀具、夹具、量具 2、确定工序的加工余量，计算各表面的工序尺寸 3、选择合理的切削参数，计算工序的工时定额 九、填写工艺卡片 根据设计好的内容将相关项目填入工艺卡片中。工艺卡片有三种：工艺过程卡、工艺卡和工序卡。

标准直齿圆柱齿轮的绘制方法

标准直齿圆柱齿轮的绘制方法 一、标准直齿圆柱齿轮的计算公式 齿顶高ha ha=m 齿根高hf hf=1.25m 齿高h h=ha+hf=1.25m 分度圆直径d d=mz 齿顶圆直径da da=d+2ha=m(z+2) 齿根圆直径df df=d-2hf=m(z-2.5) 中心距a a=(d1+d2)/2=m(z1+z2)/2 二、标准齿轮：相当于自由齿轮中，各参数设定为：压力角A=20，变位系数O=0，齿高系数T=1，齿顶隙系数B=0.25，过度圆弧系数=0.38 三、自由齿轮：渐开线齿轮. 基圆半径rb=mz/2*cos(A)

齿顶圆半径rt=mz/2+m*(T+O) 齿根圆半径rf=mz/2-m*(T+B-O) 四、知道了标准齿轮的计算公式接下来就开始绘制图形，已知齿顶圆da=220，齿数z=20,求出模数m=10,分度圆直径d=200，基圆半径rb=93.97，齿根圆df=175，如图所示 五、先画出齿顶圆、分度圆、基圆、齿根圆，打开AutoCAD软件，在命令输入C命令，画出四个圆,如图所示

六、画出中心线、5条切线角度辅助线、5条切线。切线角度a=360/（Z*2） 基圆的周长=∏*187.94 切线长度L=基圆的周长/（Z*2） 经过计算切线角度a=9，切线长度L=17.5，如图所示

七、运用样条曲线或圆弧连接切线各端点，在命令行输入A命令绘制圆弧，然后删除多余的线，如图所示 八、连接分度圆的交点，镜像样条曲线或圆弧，镜像的角度=360/（Z*4），计算出的角度为4.5，如图所示 九、在命令行输入TR命令修剪掉不需要的线，如图所示

数控铣削加工工艺毕业设计论文

长江大学 YANGTZE UEIVERSITY 专科生毕业设计（论文） 题目 专业数控技术 学生姓名严鑫 指导教师管志强（数控指导老师） 院校站点 长江大学继续教育学院

毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作者签名：日期： 指导教师签名：日期： 使用授权说明 本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。

作者签名：日期：

摘要 随着计算机技术的发展,数字控制技术已经广泛的应用于工业控制的各个领域,尤其在机械制造业中应用十分的广泛。而中国作为一个制造业的大国，掌握先进的数控加工工艺和好的编程技术也是相当重要的。 本文开篇主要介绍了数控技术的现状及其发展的趋势，紧接着对数控铣削加工工艺做了简要的介绍，使对数控铣削加工工艺有了一个总体的了解。接下来主要是对具体零件的加工工艺的分析，然后用西门子840D仿真软件指令进行数控编程和仿真加工，最终根据所编写的程序在数控机床上加工出对应的产品。 关键词数控铣床数控工艺编程

新版二级直齿圆柱齿轮减速器_(机械设计课程设计).

机械设计——减速器课程设计说明书 课程名称:机械设计课程设计 设计题目:展开式二级圆柱齿轮减速器院系:机械工程学院 班级:10 2班 学号:102903054036 指导教师:迎春 目录 1. 题目 (1) 2. 传动方案的分析 (2) 3. 电动机选择,传动系统运动和动力参数计算 (2) 4. 传动零件的设计计算 (5) 5. 轴的设计计算 (16) 6. 轴承的选择和校核 (26) 7. 键联接的选择和校核 (27) 8. 联轴器的选择 (28) 9. 减速器的润滑、密封和润滑牌号的选择........................ 28 10. 减速器箱体设计及附件的选择和说明........................................................................ 29 11. 设计总结 (31) 12. 参考文献 (31)

题目:设计一带式输送机使用的 V 带传动或链传动及直齿圆柱齿轮减速器。设计参数如下表所示。 3. 工作寿命 10年,每年 300个工作日,每日工作 16小时 4. 制作条件及生产批量 : 一般机械厂制造,可加工 7~8级齿轮;加工条件:小批量生产。生产 30台 6. 部件:1. 电动机, 2.V 带传动或链传动 ,3. 减速器 ,4. 联轴器 ,5. 输送带 6. 输送带鼓轮 7. 工作条件:连续单向运转,工作时有轻微振动,室内工作; 运输带速度允许误差±5%; 两班制工作, 3年大修,使用期限 10年。 (卷筒支承及卷筒与运输带间的摩擦影响在运输带工作拉力 F 中已考虑。 8. 设计工作量:1、减速器装配图 1张 (A0或 A1 ; 2、零件图 1~2张; 3、设计说明书一份。 §2传动方案的分析

机械加工工艺和加工工艺规程设计

第一章机械加工工艺和加工工艺规程设计 Machining Technogical Process Planning 工艺规程：是规定产品或零部件机加工工艺过程和操作方法的工艺文件。 体现：生产规模的大小，工艺水平的高低及解决各种工艺问题的方法和手段 §1-1 基本概念 一、机械加工的生产过程 1、生产过程：原材料→机械产品（全部劳动过程） 主要生产过程：制坯——机加工——热处理——装备——检验— 试车——油漆 辅助生产过程：包装，储运，能源供应等。 2 、加工工艺过程：直接改变毛坯的形状、尺寸、表面粗糙度及力学物理 性能，使之成为合格零件的全部劳动过程。 二、机械加工工艺过程的组成（若干工序组成） 工艺过程：工序1 安装1次工位1 工步1 走刀1 2 2 2 2 2 3 3 3 3 3 工序：一个（或一组）工人在一个工作地点，对一个（或同时对几个）工件连续完成的那一部分加工过程。 安装：在每一工序中工件一次装夹（定位和夹紧）所完成的那部分工序。 工位：工件在一次安装中（工件相对机床床身变换加工位置），在一个位置所完成加工。（图1-2） 工步：加工表面、切削工具、进给量都不变的情况下所完成的那部分加工。 （复合工步：几把刀具同时参与切削。图1-3、1-4、1-5） 走刀：同一切削速度及进给量对同一表面进行切削一次。 例：齿轮零件图

序 号 工序名称工序内容工艺过程细分 1 车外圆?100 车端面A 车端面B 钻扩铰孔?25 粗车半精车外圆?100 粗车半精车A面 倒角 粗车半精车B面 倒角 钻扩铰?25孔 一次安装，一个工位，二个工步，三 次走刀 二个工步，三次走刀 一个工步 二次安装，一个工位，二个工步，三 次走刀 一个工步 三个工步，三次走刀。 2 钻铰4—?12孔钻孔4—?12 铰孔4—?12一次安装，一个工位，4个工步，4 次走刀 4个工步，4次走刀 3 刨（插）键槽刨键槽一次安装，一个工位，一个工步，多 次走刀 4 滚齿一次安装，一个工位，一个工步，多 次走刀 5 热处理齿面高频 6 钳工修键槽修键槽 Ra1.6 7 去毛刺，清洗，上油 三、生产类型与机械加工工艺规程 （一）生产纲领和生产批量 生产纲领(年产量)：在计划期内，应生产产品产量的进度计划 生产批量：一次投入或产出同一产品或零件的数量（二）生产类型(表1- 4 1-5) 生产类型：批量大小的分类年产量 产品大小和结构的复杂性生产类型的工艺特点： 单件小批生产的工艺特点——通用设备、通用工装 中批和大批大量生产的工艺特点——专用设备、专用工装（三）机械加工工艺规程的作用 1、工艺规程是指导生产的主要技术文件 生产的计划、调度、工人的操作、质量检查等的依据 2、组织生产，生产准备主要技术文件（原有生产条件、新建） ①原材料，设备购置，厂房建造 ②工装设计制造 ③技术关键分析与研究 （四）机械加工工艺规程的格式（卡片） 工艺过程卡——单件小批量生产（表1—6） 工艺卡——中批生产（表1—7） 工序卡——大批量生产（表1—8） 检验卡——检验工序 调整卡——半自动，自动机床

数控加工工艺毕业设计论文

日照职业技术学院毕业设计（论文） 数控加工工艺 姓名 : 付卫超 院部：机电工程学院 专业：数控设备应用与维护 指导教师：张华忠 班级： 11级数控设备应用与维护二班 2014年05月

随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大，数控加工技术对国计民生的一些重要行业（IT、汽车、轻工、医疗等）的发展起着越来越重要的作用，因为效率和质量是先进制造技术的主体。高速、高精加工技术可极大提高效率，提高产品的质量和档次，缩短生产周期和提高市场竞争能力。而对于数控加工，无论是手工编程还是自动编程，在编程前都要对所加工的零件进行工艺分析，拟定加工方案，选择合适的刀具，确定切屑用量，对一些工艺问题（如对刀点、加工路线等）也需要做一些处理，并在加工过程掌握控制精度的方法，才能加工出合格的产品。 本文根据数控机床的特点。针对具体的零件，进行了工艺方案的分析，工装方案的确定，刀具和切屑用量的选择，确定加工顺序和加工路线，数控加工程序编制。通过整个工艺的过程的制定，充分体现了数控设备在保证加工精度、加工效率、简化工序等方面的优势。 关键词工艺分析加工方案进给路线控制尺寸

第1章前言-----------------------------------第2页第2章工艺方案的分析-------------------------第3页 2.1 零件图-------------------------------第3页 2.2 零件图分析---------------------------第3页 2.3 零件技术要求分析---------------------第3页 2.4 确定加工方法-------------------------第3页 2.5 确定加工方案-------------------------第4页第3章工件的装夹-----------------------------第5页 3.1 定位基准的选择-----------------------第5页 3.2 定位基准选择的原则-------------------第5页 3.3 确定零件的定位基准-------------------第5页 3.4 装夹方式的选择-----------------------第5页 3.5 数控车床常用的装夹方式---------------第5页 3.6 确定合理装夹方式---------------------第5页第4章刀具及切削用量-------------------------第6页 4.1 选择数控刀具的原则-------------------第6页 4.2 选择数控车削刀具---------------------第6页 4.3 设置刀点和换刀点---------------------第6页 4.4 确定切削用量-------------------------第7页第5章轴类零件的加工-------------------------第8页 5.1 轴类零件加工工艺分析-----------------第8页 5.2 轴类零件加工工艺---------------------第11页 5.3 加工坐标系设置-----------------------第13页 5.4 保证加工精度方法---------------------第14页 参考文献 ---------------------------------第15页

齿轮工艺流程

实习报告——主动齿轮工艺流程 主动齿轮工艺流程：精车1---精车2----滚齿----磨棱----剃齿-----清洗-----热处理-----磨内孔-----清洗。 一：铸造毛坯齿轮的毛坯加工在整个齿轮加工过程中占有很重要的地位。齿面加工和检测所用的基准必须在齿轮毛坯加工阶段加工出来，同时齿坯加工所占工时比例较大，对生产效率和齿轮加工质量都具有很大影响，余量过多将导致后续半精加工和精加工所需加工的量增多，耗时增加，降低生产效率；若余量过少，则后续加工需特别谨慎，否则将超出齿轮设计精度尺寸使得产品不合格。毛坯为铸造件，具体形状如下图1。 图1 二：精车外轮廓使其达到尺寸要求。先夹内孔粗车外轮廓，再以外轮为基准粗车内孔，再以内孔为基准精车外轮廓，达到尺度要求。 三：精车端面使其达到尺寸要求。以一端面为基准，粗车另一端面，再以粗车后端面为基准，粗车另一端面，再精车端面使其达到尺寸要求。如图2。 图2

四：滚齿，滚切齿轮属于展成法，可将看作无啮合间隙的齿轮与齿条传动。当滚齿旋转一周时，相当于齿条在法向移动一个刀齿，滚刀的连续传动，犹如一根无限长的齿条在连续移动。当滚刀与滚齿坯间严格按照齿轮于齿条的传动比强制啮合传动时，滚刀刀齿在一系列位置上的包络线就形成了工件的渐开线齿形。随着滚刀的垂直进给，即可滚切出所需的齿廓。成型如下图3。 图3 五：磨棱，磨棱工艺是为了倒角与去毛刺，齿轮作为重要的传动件，由于毛刺的存在，影响其外表，传动精度，再加工及装配，并且产生传动噪音，以至于使齿轮的性能可靠性，寿命和润滑效果下降，更主要是降低了齿轮的质量。而磨棱倒角机恰是一种很好的用于齿轮去除毛刺的设备。这一步也正是为了倒角与去毛刺，为后面的的工艺做准备。 六：剃齿，剃齿可以加工直齿和斜齿的内、外圆柱齿轮，生产效率高、加工表面光洁。是齿轮加工的精加工部分剃齿加工原理相当于一对斜齿轮作双面无侧隙啮合的过程。加工状态如下图4所示。剃齿刀实质上是一个高精度的斜齿轮，在齿面上开有小槽，沿渐开线方向形成刀刃，另一个是被加工齿轮。剃齿时，经过预加工的工件齿轮装在心轴上，在机床工作台上的两顶尖之间可以自由转动；剃齿刀装在机床的主轴上，与工件作无侧隙的螺旋齿轮啮合传动，带动工件旋转。根据啮合原理两者在齿长法向上的速度分量相等。 图4

直齿圆柱齿轮的结构设计

目录 摘要 (2) 一引言 (3) 二齿轮的设计计算 (4) 2.1 选择材料、热处理方法及精度等级 (4) 2.2 齿面接触疲劳强度设计齿轮 (4) 2.3主要参数选取及几何尺寸计算 (5) 2.4 .齿轮结构设计 (5) 三绘制齿轮图、零件图、三维造型 (7) 四结束语 (8) 五参考文献 (9)

摘要 齿轮是广泛应用于机械设备中的传动零件。它的主要作用是传递运动、改变方向和转速。根据齿轮的工况，合理的设计齿轮的结构，使得齿轮传动平稳有足够的强度。通过强度计算、材料的选择、热处理方法精度选择、几何尺寸计算。考虑齿面接触疲劳强度和齿根曲面疲劳强度得出齿轮的结构。 关键词：齿轮传动、齿轮精度、热处理、疲劳强度

一引言 随着我过工业的发展，齿轮是现代机械中应用最广泛的一种机械传动零件。它的结构设计随着工业的需要而改变。齿轮的结构设计与齿轮的几何尺寸、毛坯、材料、加工方法、使用要求及经济性等因素有关。进行齿轮的结构设计时，必须综合地考虑上述各方面的因素。通常是先按齿轮的直径大小，选定合适的结构形式，然后再根据荐用的经验数据，进行结构设计。 随着科技技术的不断进步，生产都向着自动化、专业化和大批量化的方向发展。这就要求企业的生产在体现人性化的基础上降低工人的生产强度和提高工人的生产效率，降低企业的生产成本。现代的生产和应用设备多数都采用机电一体化、数字控制技术和自动化的控制模式。在这种要求下齿轮零件越发体现出其广阔的应用领域和市场前景。特别是近年来与微电子、计算机技术相结合后，使齿轮零件进入了一个新的发展阶段。在齿轮零部件是最重要部分，因需求的增加，所以生产也步入大批量化和自动化。 为适应机械设备对齿轮加工的要求，对齿轮加工要求和技术领域的拓展还需要不断的更新与改进。

圆柱齿轮齿形加工方法方案

圆柱齿轮齿形加工方法和加工方案 一个齿轮的加工过程是由若干工序组成的。为了获得符合精度要求的齿轮，整个加工过程都是围绕着齿形加工工序服务的。齿形加工方法很多，按加工中有无切削，可分为无切削加工和有切削加工两大类。 无切削加工包括热轧齿轮、冷轧齿轮、精锻、粉末冶金等新工艺。无切削加工具有生产率高，材料消耗少、成本低等一系列的优点，目前已推广使用。但因其加工精度较低，工艺不够稳定，特别是生产批量小时难以采用，这些缺点限制了它的使用。 齿形的有切削加工，具有良好的加工精度，目前仍是齿形的主要加工方法。按其加工原理可分为成形法和展成法两种。 成形法的特点是所用刀具的切削刃形状与被切齿轮轮槽的形状相同，如图9-3所示。用成形原理加工齿形的方法有：用齿轮铣刀在铣床上铣齿、用成形砂轮磨齿、用齿轮拉刀拉齿等方法。这些方法由于存在分度误差及刀具的安装误差，所以加工精度较低，一般只能加工出9 ~10级精度的齿轮。此外，加工过程中需作多次不连续分齿，生产率也很低。因此，主要用于单件小批量生产和修配工作中加工精度不高的齿轮。 展成法是应用齿轮啮合的原理来进行加工的，用这种方法加工出来的齿形轮廓是刀具切削刃运动轨迹的包络线。齿数不同的齿轮，只要模数和齿形角相同，都可以用同一把刀具来加工。用展成原理加工齿形的方法有：滚齿、插齿、剃齿、珩齿和磨齿等方法。其中剃齿、珩齿和磨齿属于齿形的精加工方法。展成法的加工精度和生产率都较高，刀具通用性好，所以在生产中应用十分广泛。 一、滚齿 （一）滚齿的原理及工艺特点

滚齿是齿形加工方法中生产率较高、应用最广的一种加工方法。在滚齿机上用齿轮滚刀加工齿轮的原理，相当于一对螺旋齿轮作无侧隙强制性的啮合，见图9-24所示。滚齿加工的通用性较好,既可加工圆柱齿轮，又能加工蜗轮；既可加工渐开线齿形，又可加工圆弧、摆线等齿形；既可加工大模数齿轮，大直径齿轮。 滚齿可直接加工8~9级精度齿轮，也可用作7 级以上齿轮的粗加工及半精加工。滚齿可以获得较高的运动精度，但因滚齿时齿面是由滚刀的刀齿包络而成，参加切削的刀齿数有限，因而齿面的表面粗糙度较粗。为了提高滚齿的加工精度和齿面质量，宜将粗精滚齿分开。（二）滚齿加工质量分析 1.影响传动精度的加工误差分析 影响齿轮传动精度的主要原因是在加工中滚刀和被切齿轮的相对位置和相对运动发生了变化。相对位置的变化(几何偏心)产生齿轮的径向误差；相对运动的变化(运动偏心)产生齿轮的切向误差。 (1)齿轮的径向误差齿轮径向误差是指滚齿时，由于齿坯的实际回转中心与其基准孔中心不重合，使所切齿轮的轮齿发生径向位移而引起的周节累积公差，如图9—4所示。 齿轮的径向误差一般可通过测量齿圈径向跳动△Fr反映出来。切齿时产生齿轮径向误差的主要原因如下： ①调整夹具时，心轴和机床工作台回转中心不重合。 ②齿坯基准孔与心轴间有间隙，装夹时偏向一边。 ③基准端面定位不好，夹紧后内孔相对工作台回转中心产生偏心。

一级直齿圆柱齿轮减速器的设计

一级减速器设计说明书 课题：一级直齿圆柱齿轮减速器的设计学院： 班级： 姓名: 学号: 指导老师： 南通纺织职业技术学院

目录 一、设计任务书............................................ 二、电动机的选择.......................................... 三、传动装置运动和动力参数的计算.......................... 四、V带的设计 ............................................ 五、齿轮传动设计与校核.................................... 六、轴的设计与校核........................................ 七、滚动轴承的选择与校核计算.............................. 八、键连接的选择与校核计算................................ 九、联轴器的选择与校核计算................................ 十、润滑方式及密封件类型的选择............................ 十一、设计小节............................................ 十二、参考资料............................................

二设计任务说明书 1、减速器装配图1张； 2、主要零件工作图2张； 3、设计计算说明书 原始数据：输送带的工作拉力;F=1900 输送带工作速度：V=1.8 滚筒直径：D=450 工作条件：连续单向运载，载荷平稳，空载起动，使用期限5年，小 批量生产，两班制工作，运输带速度允许误差为5% 传动简图: 1电动机2皮带轮3圆柱齿轮减速器4联轴器5输送带

机械加工工艺规程设计规范(doc6)

机械加工工艺规程设计 1.分析零件图和产品装配图。6.确定各工序所用机床设备和工艺装备(含刀具、夹具、量具、辅具等)，对需要改装或重新设计的专用工艺装备要提出设计任务书。7.确定各工序的加工余量，计算工序尺寸及公差。8.确定各工序的技术要求及检验方法。 <--2006-2-12--> 1.分析零件图和产品装配图； 2.对零件图和装配图进行工艺审查； 3.由今生产纲领研究零件生产类型； 4.确定毛坯； 5.拟定工艺路线； 6.确定各工序所用机床设备和工艺装备(含刀具、夹具、量具、辅具等)，对需要改装或重新设计的专用工艺装备要提出设计任务书。 7.确定各工序的加工余量，计算工序尺寸及公差； 8.确定各工序的技术要求及检验方法； 9.确定各工序的切削用量和工时定额； 10.编制工艺文件。 二：工艺路线的拟订 拟订工艺路线是设计工艺规程最为关键的一步，需顺序完成以下几个方面的工作。 内容

原则 原则说明 具体实例 选择定位基准精基准的选择原则 基准重合原则 应尽可能选择被加工表面的设计基准为精基准，这样可以避免由于基准不重合引起的定位误差。———— 统一基准原则 应尽可能选择用同一组精基准加工工件上尽可能多的加工表面，以保证各加工表面之间的相对位置关系。例如，加工轴类零件时，一般都采用两个顶尖孔作为统一精基准来加工轴类零件上的所有外圆表面和端面，这样可以保证各外圆表面间的同轴度和端面对轴心线的垂直度。 互为基准原则 当工件上两个加工表面之间的位置精度要求比较高时，可以采用两个加工表面互为基准反复加工的方法。例如，车床主轴前后支承轴颈与主轴锥孔间有严格的同轴度要求，常先以主轴锥孔为基准磨主轴前、后支承轴颈表面，然后再以前、后支承轴颈表面为基准磨主轴锥孔，最后达到图纸上规定的同轴度要求。 自为基准原则 一些表面的精加工工序，要求加工余量小而均匀，常以加工表面自身为基准图示为在导轨磨床上磨床身导轨表面，被加工床身1通过楔铁2支承在工作台上，纵向移动工作台时，轻压在被加工导轨面上的百分表指针便给出了被加工导轨面相对于机床导轨的不平行度读数，根据此读数操作工人调整工件1底部的4个楔铁，直至工作台带动工件纵向移动时百分表指针基本不动为止，然后将工件1夹紧在工作台上进行磨削。 在导轨磨床上磨床身导轨面

一级直齿圆柱齿轮减速器输入轴组合结构设计计算说明书

一级直齿圆柱齿轮减速器输入轴组合 结构 设计计算说明书

2、设计步骤 （1）根据已知条件计算传动件的作用力。 ① 选择直齿圆柱齿轮的材料： 传动无特殊要求，为便于制造采用软齿面齿轮，由表5-1，大齿轮采用45#钢正火，162~217HBS ； ② 直齿轮所受转矩n P T 6 1055.9?==9.55×106×3.3/750=42020N.mm ； ③ 计算齿轮受力： 齿轮分度圆直径：d=mz 3=3×25=75mm 齿轮作用力：圆周力F t =2T/d=2×42020/75=1121N 径向力F r =F t tan α=1120.5×tan20°=408N ； （2）选择轴的材料，写出材料的机械性能： 选择轴的材料：该轴传递中小功率，转速较低，无特殊要求，故选择45优质碳素结构钢调制处理， 其机械性能由表8-1查得：σB =637MPa,σs =353MPa, σ-1=268MPa, τ-1=155MPa 由表1-5查得：轴主要承受弯曲应力、扭转应力、表面状态为车削状态，弯曲时： 34.0=σψ，扭转时： 34.0=τψ； （3）进行轴的结构设计： ① 按扭转强度条件计算轴的最小直径d min ，然后按机械设计手册圆整成 标准值： 由式（8-2）及表8-2[τT ]=30MPa ，A 0=118 得d min =A 0=118×=19.34mm, 圆整后取d min =20.0mm 计算所得为最小轴端处直径，由于该轴段需要开一个键槽，应将此处轴径增大3%~5%，即d min =(1+5%)d=21.0,圆整后取d min =25.0mm ； ② 以圆整后的轴径为基础，考虑轴上零件的固定、装拆及加工工艺性等 要求，设计其余各轴段的直径长度如下： 1） 大带轮开始左起第一段： 带轮尺寸为：d s =25mm ，宽度L=65mm 并取第一段轴端段长为l 1=63mm ； 2） 左起第二段，轴肩段： 轴肩段起定位作用，故取第二段轴径d 2=30mm 。由l 2=s-l/2-10=57.5mm ，取l 2=57.5mm ； 3） 左起第三段， 轴承段： 初步轴承型号选择，齿轮两侧安装一对6207 型（GB297-84）深沟球轴承。其宽度为17mm ，左轴承用轴套定位，右轴承用轴肩定位。 该段轴径d 3= 35mm ； 4） 左起第四段，齿轮轴段： 取轴径d 4=38mm ，齿轮宽度B=80mm ，则取l 4=78mm ； 5） 左起第五段，轴环段： 取轴径d 5=44mm ，l 5=10mm ； 6） 左起第六段，轴肩段： 取轴径d 6=40mm ；

(完整版)加工工艺毕业设计

以下文档格式全部为word格式，下载后您可以任意修改编辑。 毕业论文(设计)任务书 题目：曲轴的数控工艺分析与设成绩__________ 姓名陆国豪 班级10261 学号 指导老师谢超明 设计日期：2012年5月

毕业论文(设计)任务书 题目：曲轴的数控工艺分析与设成绩__________ 姓名王磊 班级10261 学号 指导老师谢超明 设计日期：2012年5月摘要曲轴是汽车发动机的关键零件之一,其性能好坏直接影响到汽 车发 动机的质量和寿命.曲轴在发动机中承担最大负荷和全部功率, 承受 着强大的方向不断变化的弯矩及扭矩，同时经受着长时间高速

运转 的磨损，因此要求曲轴材质具有较高的刚性、疲劳强度和良好 的耐 磨性能。发动机曲轴的作用是将活塞的往复直线运动通过连杆 转化 为旋转运动，从而实现发动机由化学能转变为机械能的输出。 abstract The crankshaft is one of the key parts of the car engine, the performance of a direct influence on the automobile engine quality and life. The crankshaft engine for maximum load and all of the power, under the direction of the powerful changing bending moment and torque, and suffering from long time reciprocating linear motion through the connecting rod into the rotary motion, thus realize engine by chemical energy into mechanical energy output.绪论对轴类零件及夹具结构设前言计，不仅在加深我们对课程基本理论的理而且在加强对解决加工实际问题能力的方面有着很好的促进作用。可以让我们可以够将在湖北职业技术学院

直齿圆柱齿轮设计步骤知识讲解

直齿圆柱齿轮设计 1.齿轮传动设计参数的选择 齿轮传动设计参数的选择： 1）压力角α的选择 2）小齿轮齿数Z1的选择 3）齿宽系数φd的选择 齿轮传动的许用应力 精度选择 压力角α的选择 由《机械原理》可知，增大压力角α，齿轮的齿厚及节点处的齿廓曲率半径亦皆随之增加，有利于提高齿轮传动的弯曲强度及接触强度。我国对一般用途的齿轮传动规定的压力角为α=20o。为增强航空有齿轮传动的弯曲强度及接触强度，我国航空齿轮传动标准还规定了α=25o的标准压力角。但增大压力角并不一定都对传动有利。对重合度接近2的高速齿轮传动，推荐采用齿顶高系数为1～1.2，压力角为16 o～18 o的齿轮，这样做可增加齿轮的柔性，降低噪声和动载荷。 小齿轮齿数Z 1 的选择 若保持齿轮传动的中心距α不变，增加齿数，除能增大重合度、改善传动的平稳性外，还可减小模数，降低齿高，因而减少金属切削量，节省制造费用。另外，降低齿高还能减小滑动速度，减少磨损及减小胶合的可能性。但模数小了，齿厚随之减薄，则要降低齿轮的弯曲强度。不过在一定的齿数范围内，尤其是当承载能力主要取决于齿面接触强度时，以齿数多一些为好。 闭式齿轮传动一般转速较高，为了提高传动的平稳性，减小冲击振动，以齿数多 一些为好，小一些为好，小齿轮的齿数可取为z 1 =20~40。开式（半开式）齿轮传动，由于轮齿主要为磨损失效，为使齿轮不致过小，故小齿轮不亦选用过多的齿 数，一般可取z 1 =17~20。 为使齿轮免于根切，对于α=20o的标准支持圆柱齿轮，应取z 1≥17。Z 2 =u·z 1 。 齿宽系数φ d 的选择

由齿轮的强度公式可知，轮齿越宽，承载能力也愈高，因而轮齿不宜过窄；但增 大齿宽又会使齿面上的载荷分布更趋不均匀，故齿宽系数应取得适合。圆柱齿轮齿宽系数的荐用值列于下表。对于标准圆柱齿轮减速器，齿宽系数取为 所以对于外捏合齿轮传动φ a 的值规定为0.2，0.25，0.30，0.40，0.50，0.60，0.80，1.0，1.2。运用设计计算公式时，对于标准减速器，可先选定再用上式计 算出相应的φ d 值 表：圆柱齿轮的齿宽系数φ d 装置状况两支撑相对小齿轮作对 称布置两支撑相对小齿轮作不对 称布置 小齿轮作悬臂布 置 φd0.9～1.4（1.2～1.9）0.7～1.15（1.1～1.65）0.4～0.6 注：1）大、小齿轮皆为硬齿面时φ d 应取表中偏下限的数值；若皆为软齿面或仅大齿轮为 软齿面时φ d 可取表中偏上限的数值； 2)括号内的数值用于人自齿轮，此时b为人字齿轮的总宽度； 3)金属切削机床的齿轮传动，若传递的功率不大时，φ d 可小到0.2； 4)非金属齿轮可取φ d ≈0.5～1.2。 齿轮传动的许用应力 齿轮的许用应力[σ]按下式计算 式中参数说明请直接点击 疲劳安全系数S 对接触疲劳强度计算，由于点蚀破坏发生后只引起噪声、振动增大，并 不立即导致不能继续工作的后果，故可取S=S H =1。但是，如果一旦发生断齿，就 会引起严重的事故，因此在进行齿根弯曲疲劳强度的计算时取S=S F =1.25~1.5.