齿轮加工方式

第一章齿轮的种类及应用范围

第一节齿轮种类

齿轮传动是目前机械传动中应用最广泛、最常见的一种传动形式。齿轮用它的轮齿来传递力矩和运动、变换运动的方向、指示读数及变换机构的位置等。

齿轮按轮齿齿廓曲线，可分为渐开线、摆线、圆弧线、双圆弧线齿轮等。按其外形，可分成圆柱齿轮、锥齿轮、蜗杆蜗轮、鼓形齿轮、非圆齿轮等。按其传动形式，又可分为平行轴传动、相交轴传动及交错轴传动。

第二节齿轮的应用范围及特点

第二章齿轮加工方法及工艺过程

第一节齿轮加工方法

一、齿轮常用材料及其力学性能

齿轮的轮齿在传动过程中要传递力矩而承受弯曲、冲击等载荷。通过一段时间的使用，轮齿还会发生齿面磨损、齿面点蚀、表面咬合和齿面塑性变形等情况而造成精度丧失，产生振动和噪声等故障。齿轮的工作条件不同，轮齿的破坏形式也不同。选取齿轮材料时，除考虑齿轮工作条件外，还应考虑齿轮的结构形状、生产数量、制造成本和材料货源等因素。一般应满足下列几个基本要求：

1. 轮齿表面层要有足够的硬度和耐磨性。

2. 对于承受交变载荷和冲击载荷的齿轮，基体要有足够的抗弯强度与韧性。

3.要有良好的工艺性，即要易于切削加工和热处理性能好。

齿轮的常用材料及其力学性能见表1-3。

二、常用齿形加工方法

齿轮齿形的加工方法，有无切屑加工和切削加工两大类。

无切屑加工方法有：热轧、冷挤、模锻、精密铸造和粉末冶金等。

切削加工方法可分为成形法和展成法两种，其加工精度及适用范围见表1-4。

三、齿轮常用热处理（表1-5）

第二节齿轮加工工艺过程

齿轮制造技术是获得优质齿轮的关键。齿轮加工的工艺，因齿轮结构形状、精度等级、生产条件可采用不同的方案，概括起来有齿坯加工、齿形加工、热处理和热处理后精加工四个阶段。齿坯加工必须保证加工基准面精度。热处理直接决定轮齿的内在质量，齿形加工和热处理后的精加工是制造的关键。也反映了齿轮制造的水平。

在齿轮加工工艺上，对软齿面和中硬齿面齿轮（300~400HBS），一般工艺方法为调质后

滚齿或插齿。对大模数齿轮则采用粗滚齿—调质—精滚齿。对汽车、拖拉机、机床等齿轮，批量大，要求精度高，采用滚齿或插齿后，再进行剃齿或珩齿。齿面感应淬火的齿轮

（42~52HRC），其工艺为滚齿或插齿、剃齿、感应淬火，再剃齿或珩齿。对于硬齿面齿轮，一般先滚齿或插齿，有时还剃齿，热处理后精整基准面，轮齿变形大时，进行磨齿。

轮齿变形较小，且精度要求在7级和7级以下的齿轮，热处理后可采用珩齿或研齿。要求精度高且载荷不太大，且要求硬齿面的齿轮，可采用精滚齿后离子渗氮工艺。

设计合理的齿轮的性能，除材料因素外，主要取决于齿轮制造水平。目前齿轮已达到的参数和性能指标见表1-7。

为了齿轮在工作状态下正常啮合，对于圆周速度超过100m/s 的高速齿轮，由于运转中的热效应，应对齿面热变形进行修形。对于低速重载齿轮，采用硬齿面齿轮由于跑合性能不好，齿面负荷系数增加，导致整个齿轮装置系统产生一定的弹性变形，会产生沿齿向载荷分布不均，因此，必须齿向修形。总之，国内外对齿面修形技术已作为齿轮制造中的一项重要工作内容，尤其是在减小体积，提高承载能力方面更是如此。

一、齿轮加工方法

齿轮的加工方法很多，但主要方法有滚齿、插齿、剃齿和磨齿。其他尚有铣齿、刨齿、梳齿、挤齿、珩齿和研齿等。近年来，在加工技术，如硬齿面技术、计算机数控技术等方面的发展，已使各种加工方法出现了崭新面貌。

（一）滚齿

滚齿于1897年即被应用，是目前应用最广的切齿方法，可加工渐开线齿轮、圆弧齿轮、摆线齿轮、链轮、棘轮、蜗轮和包络蜗杆。滚齿精度一般可达4~7 级。表面粗糙度Ra3.2~1.6um。国产滚齿机（Y31800A）加工最大直径达8m，最大模数达40mm。目前高速钢滚刀的切削速度可达100~200 m/min，加工齿面硬度最高达300~400HB。硬质合金滚刀切削速度可达

300m/min，滚切齿面硬度最高达HRC62。滚齿是一种高效切齿方法。

目前滚齿的先进技术有：

1.多头滚刀滚齿

一般双头滚刀可提高效率约40%。但滚刀各头之间的偏差影响齿轮的齿向精度。

2.滚齿机数控化或普通滚齿机安装数显装置

80年代国外已制造了全数控（CNC）机床，即用计算机数控，用电子系统协调机床各种运动，可减少调整时间和提高加工精度。

3.硬齿面滚齿技术

硬齿面滚齿扩展了滚齿领域。该方法也称刮削齿加工。刮削可作为大型齿轮磨前予加工工序，去掉淬火变形量，直到留有合理的磨削余量，以减少磨齿时间，降低成本。刮削作为精加工工序，可达到6级精度，如果与蜗杆珩齿相结合，可获得良好的齿面质量，避免磨削烧伤和裂纹。可比单纯磨齿提高效率1~5倍，费用降低一半以上。

硬齿面滚齿的滚刀刀齿采用硬质合金或金属陶瓷材料，表层涂氮化钛，这些新材料已经能够控制刀具的崩刃。同时也提供了干式（不用切削油）切削的可能性,干式切削优点是不需准备和处理冷却液，不要求油雾处理（由空气排放）的工作，干切屑无污染，零件也没有清

理的要求。如果切削时使用切削油，则可提高刀寿命。

4.大型齿轮滚齿

大型齿轮滚齿，由于工件体积大，重量重，装卡不便。所以大型齿

轮滚齿设备的发展趋势是综合性加工。

（二）插齿和梳齿

插齿是一种广为采用的切齿方法，特别适合于加工内齿轮和多联齿轮。采用特殊刀具和附件后，还可加工无声链轮、棘轮、内外花键、齿形皮带轮、扇形齿轮、非完整齿齿轮、特殊齿形结合子、齿条、端面齿轮和锥度齿轮等。数控插齿机能加工椭圆齿轮、非圆齿轮和特殊形状的齿轮。

梳齿是用齿条刀插削圆柱齿轮。特点是加工精度高，可达DIN5级。由于刀具结构简单、制造刃磨方便，精度高、刃磨次数多，便于采用硬质合金刀片和立方氮化硼（CBN）刀片加工淬硬齿轮。

（三）剃齿

剃齿是一种高效齿轮精加工方法，最早于1926年在美国应用。和磨齿相比，剃齿具有效率高、成本低、齿面无烧伤和裂纹等优点。所以在成批生产的汽车、拖拉机和机床等齿轮加工中，得到广泛应用。对角剃齿法和径向剃齿法还可用于带台肩齿轮的精加工。

（四）珩齿

珩齿是一种轮齿表面光整加工技术，可有效地改善齿面质量，粗糙度由Ra2.5减小到

Ra0.63以下。某些珩齿方法还能在一定程度上提高齿轮精度，由于效率高，成本低，齿面无烧伤，所以广泛用于7级以下精度的软、硬齿面齿轮加工。

珩齿方法有齿轮形珩轮外啮合珩齿、蜗杆式珩轮珩齿和内啮合珩齿。

齿轮形珩轮外啮合珩齿已广泛应用，能有效地降低齿面粗糙度，但提高齿轮精度的能力甚微。

（五）磨齿

磨齿是获得高精度齿轮最有效和可靠的方法。发达国家都用硬齿面齿轮，磨齿成为高精度齿轮的主要加工方法。目前碟形砂轮和大平面砂轮磨齿精度可达DIN2级，但效率很低。蜗杆砂轮磨齿精度达DIN3~4级，效率高，适用于中、小模数齿轮磨齿，但砂轮修正较为复杂。

磨齿的主要问题是效率低、成本高，尤其是大尺寸齿轮。所以提高磨齿效率，降低费用成为当前主要研究方向，在这方面，近年来出现的新技术有：

改进磨削方法如减少磨削次数，压缩展成长度，缩短磨削冲程, 可以提高磨齿效率。

应用立方氮化硼（CBN）砂轮高效磨齿CBN砂轮具有硬度高、耐磨性好、寿命长、精度保持性好、切削性能好、热扩散系数大等优点。因此，用CBN砂轮磨齿轮比用单晶钢玉砂轮磨削效率提高5~10 倍，被磨削表面不易发生烧伤和裂纹，表面呈压应力状态，疲劳强度高。

（六）螺旋锥齿轮加工

螺旋锥齿轮和准双曲面齿轮广泛应用于汽车、拖拉机、工程机械、石油地质钻机、坦克、直升飞机和机床的驱动。这类齿轮的设计制造质量主要取决于两方面因素。一是加工设备及其工夹具的精度。二是由复杂的共轭计算所确定的机床及刀具的调整参数保证的齿形精度，这是提高这类齿轮质量的关键所在。

在螺旋锥齿轮加工方面。美国格利森公司占有很重要的地位。近十余年间，格利森公司在加工设备方面，创造了高效准双曲面齿轮磨齿机和数控多功能铣齿机。在质量检验分析和控制技术方面，研制了具有三坐标测量功能的计算机辅助检测系统，可快速准确测出齿形误差，并得出最佳的切齿修正调整参数。在设计制造技术方面，研制了一套包括几何、强度设计、切齿（或磨齿）调整参数计算，考虑轮齿边缘和轮齿接触分析和有限

元应力接触分析的计算机软件系统。

我国现已能制造较先进的弧齿锥齿轮切齿机床，如Y2250A、Y2080I等。在软件开发方面，重庆大学、北京农业工程大学等分别研制的弧齿锥齿轮和准双曲面齿轮设计制造应用技术软件系统，可完成齿轮几何参数设计，加工时机床离刀盘的调整参数计算，轻载下的轮齿接触分析（TCA）以及精密磨齿调整参数计算。

（七）研齿

为了改善齿面粗糙度，可采用研齿。有时由于装配误差及受载变形等因素影响，使原本精度较高的齿轮在满载下，齿面接触情况变坏，也可用研齿方法进行改善。研齿时，必需用齿轮专用研磨剂，以避免损伤齿面，或研磨后清洗不掉，造成齿轮运转后损伤齿面，以及研磨剂进入轴承，损伤轴承。

（八）齿轮检测

齿轮检测技术在齿轮制造中占有重要地位，没有先进的检测技术和仪器，不可能制造出性能优良的齿轮。现代齿轮检测技术向非接触化、精密化、多功能化、高速化、自动化、智能化、集成化（计算机控制）、经济化方向发展。在检测领域方面，解决大模数和小模数齿轮的检测问题。

目前齿轮检测方法有单项误差的测量和综合误差的测量两大类。1968年我国成都工具研究所首创了齿轮整体误差测量理论和方法。揭示了齿轮传动特性和各种误差之间的内在联系，

为控制传动质量，改进齿轮设计和制造提供依据。1970年后，我国成都工具研究所、哈尔滨和北京量具刃具厂等运用该方法分别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。

三、齿轮工艺分类

（一）圆柱齿轮加工

（二）蜗杆副加工

（三）锥齿轮加工

（四）特种齿轮加工

（五）齿轮加工方法选择

齿轮的各种加工方法都有相对应的一种或多种齿轮加工机床和刀具，不同的行业（生产批量）生产条件各不相同，可根据齿轮的种类、材料及热处理和精度要求等，参考表1-8~表1-10合理选择加工方法。表中精度等级的选用分别适用于下列三种情况：

1.较低精度等级对加工机床、刀具和切齿操作等没有特殊要求，一般情况

下都能达到的精度等级。

2.中间精度等级要求加工机床、刀具和切齿操作等均是最佳状态，才能达到的精度等级。

3.较高精度等级必须采取特殊措施，在特定条件下才能达到的精度等级。

齿轮的精度等级：级8-7-7Dc 新标准：8-7-7 K L GB/T10095

叉车齿轮箱中的齿轮精度一般在5、6、7、8、9范围

8—运动精度；7—工作平稳性精度；7—接触精度；Dc—齿侧间隙

运动精度—齿轮在一转内回转角的最大误差。

运动精度—影响机构传递速度和分度的准确度。

工作平稳性精度—齿轮在一转内回转角的全部误差值中多次重复的数值，即将其瞬间传动比的变化限制在一定的范围内。

工作平稳性精度—影响机构的冲击和噪音。

接触精度—实际接触面积的比例大小。

接触精度—影响齿面的接触强度

D—零保证侧隙，用于仪表中的读数传动齿轮

Db—较小保证侧隙，用于要求正反转而速度又不高的齿轮传传动。

Dc—标准保证侧隙，用于一般机床齿轮，减速器等。

De—较大保证侧隙，用于高速高温工作环境下的齿轮，以及重型设备的开式传动齿轮等。

新标准：K（上偏差）=-12f pt L（下偏差）=-16f pt f pt—齿距极限偏差K,L,f pt 均由精度等级；模数；分度圆直径来决定。

齿轮精度等级的选择：

按工作条件不同应选择不同的精度等级。在选择不同的精度等级组合时，工作平稳性精度等级可以高于或低于运动精度等级，但不得高于二级或低于一级。接触精度等级，则不可低于工作平稳性精度等级。

选择齿轮的精度等级时，应根据其传动的用途、工作条件、传递功率及圆周速度和其它技术要求，定出主要精度作为选择的依据。

决定精度等级时，还要考虑加工条件，正确处理精度等级与加工条件及经济性的矛盾。如：高速传动的齿轮，对工作平稳性精度要求是主要的；对分度机构中的齿轮，运动精度是主要的；对重载传动的齿轮，接触精度是主要的；对高速高温条件下传动的齿轮，工作平稳性精度和侧隙是主要的。

一般情况下：

浅谈双联齿轮的加工工艺 叶尘超 摘要：齿轮是能互相啮合的有齿的机械零件，其功用是按规定的传动比传递运动和动力，它在机械传动及整个机械领域中的应用极其广泛。 齿轮的组成结构一般有轮齿、齿槽、端面、法面、齿顶圆、齿根圆、基圆、分度圆。 齿轮还可按其外形分为圆柱齿轮、锥齿轮、非圆齿轮、齿条、蜗杆蜗轮；按齿线形状分为直齿轮、斜齿轮、人字齿轮、曲线齿轮。 本次设计通过对双联齿轮的结构分析，制定相应的加工路线，制作一个双联齿轮零件，并设计相配套的量规量具。 关键词：双联齿轮加工工艺加工阶段 绪言 双联齿轮就是两个齿轮连成一体.这种双联齿轮在轮系中(变速器)被称为滑移齿轮,它的作用就是改变输出轴的转速或速度.齿轮箱里,有滑移齿轮就可以有多种转速或速度,没有滑移齿轮就只有一种转速或速度。齿轮传动在现代机器和仪器中的应用极为广泛，其功用是按规定的速比传递运动和动力。齿轮的结构由于使用要求不同而具有各种不同的形状，但从工艺角度可将齿轮看成是由齿圈和轮体两部分构成。按照齿圈上轮齿的分布形式，可分为直齿、斜齿、人字齿等；按照轮体的结构特点，齿轮大致分为盘形齿轮、套筒齿轮、轴齿轮、扇形齿轮和齿条等等。

1 齿轮的功用与结构特点 齿轮传动在现代机器和仪器中的应用极为广泛，其功用是按规定的速比传递运动和动力。齿轮的结构由于使用要求不同而具有各种不同的形状，但从工艺角度可将齿轮看成是由齿圈和轮体两部分构成。按照齿圈上轮齿的分布形式，可分为直齿、斜齿、人字齿等；按照轮体的结构特点，齿轮大致分为盘形齿轮、套筒齿轮、轴齿轮、扇形齿轮和齿条等等，如图1所示。 图1 圆柱齿轮的结构形式 在上述各种齿轮中，以盘形齿轮应用最广。盘形齿轮的内孔多为精度较高的圆柱孔和花键孔。其轮缘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轮齿；双联或三联等多齿圈齿轮(图1b、c)。当其轮缘间的轴向距离较小时，小齿圈齿形的加工方法的选择就受到限制，通常只能选用插齿。如果小齿圈精度要求高，需要精滚或磨齿加工，而轴向距离在设计上又不允许加大时，可将此多齿圈齿轮做成单齿圈齿轮的组合结构，以改善加工的工艺性。 齿轮的结构形式好多在此我设计的是双联齿轮，双联齿轮就是两个齿轮连成一体。这种双联齿轮在轮系中(变速器)被称为滑移齿轮,它的作用就是改变输出轴的转速或速度.齿轮箱里,有滑移齿轮就可以有多种转速或速度,没有滑移齿轮就只有一种转速或速度。

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：

第一篇齿轮加工基础知识 第三章齿轮加工方法及工艺过程 第一节齿轮加工方法 一、齿轮常用材料及其力学性能 齿轮的轮齿在传动过程中要传递力矩而承受弯曲、冲击等载荷。通过一段时间的使用，轮齿还会发生齿面磨损、齿面点蚀、表面咬合和齿面塑性变形等情况而造成精度丧失，产生振动和噪声等故障。齿轮的工作条件不同，轮齿的破坏形式也不同。选取齿轮材料时，除考虑齿轮工作条件外，还应考虑齿轮的结构形状、生产数量、制造成本和材料货源等因素。一般应满足下列几个基本要求： ! " 轮齿表面层要有足够的硬度和耐磨性。 # " 对于承受交变载荷和冲击载荷的齿轮，基体要有足够的抗弯强度与韧性。 $ " 要有良好的工艺性，即要易于切削加工和热处理性能好。 齿轮的常用材料及其力学性能见表! % $。 二、常用齿形加工方法 齿轮齿形的加工方法，有无切屑加工和切削加工两大类。 无切屑加工方法有：热轧、冷挤、模锻、精密铸造和粉末冶金等。 切削加工方法可分为成形法和展成法两种，其加工精度及适用范围见表! % &。

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第三章齿轮加工方法及工艺过程 表! " # 常用的齿轮材料及其力学性能 力学性能 材 牌号热处理强度极限屈服极限疲劳极限极限循环次数料硬度 !（$%&’）!（(%&’）! " !（%&’）!) 正火!*) , !-)./ *)) #1) 1+) #* 调质 !0) , 1#)./ 5*) #*) 12) 优 !) 正火!2) , 1))./ 5!) , 2)) #5) 15) , #)) 质 调质 碳11) , 1*)./ 2*) , 0)) +*) #1) , #5) 素 钢 +* 整体淬火+) , +*.34 !))) 2*) +#) , +*) （# , +）6 !)2 表面淬火+* , *).34 2*) +*) #1) , #5) （5 , -）6 !)2 #*78%9 调质1)) , 15)./ 2*) *)) #-) !)2 调质1*) , 1-)./ 0)) , !))) -)) +*) , *)) +)4: 整体淬火（+ , 5）6 !)2 +178%9 +* , *).34 !+)) , !5)) !))) , !!)) **) , 5*) 合+)%9/ 表面淬火*) , **.34 !))) -*) *)) （5 , -）6 !)2 金 1)4: 钢1)78%9 渗碳淬火*5 , 51.34 -)) 5*) +1) （0 , !*）6 !) 2 1)%9/ !-4:%9;8 渗碳淬火 *5 , 51.34 !!*) 0*) **) 1)%9?#* !+) , !25./ *)) #)) 1#) >?+* 正火!5) , 1!)./ **) #1) 1+) 钢 >?** !-) , 1!)./ 5)) #*) 15) !)2 .;1)) !2) , 1#)./ 1)) !)) , !1) 铸 .;#)) !0) , 1*)./ #)) !#) , !*) 铁@;+)) 正火!*5 , 1))./ +)) #)) 1)) , 11) @;5)) 1)) , 12)./ 5)) +1) 1+) , 15) 塑 %A 尼龙 1)./ 0) 5) 料 夹布胶木#) , +).34 -* , !)) · !2·

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。

硬齿面齿轮加工技术研究及应用 摘要：随着我国现代社会中经济水平的进步和发展，硬齿面齿轮的市场需求量也开始逐渐加大，因此我国硬齿面齿轮的加工技术近年来也得到了相应的发展和完善。同时根据相关的实践表示，硬齿面齿轮加工的过程中采用适当的技术，其精度能达到7级以上，不仅对材料做到了有效地节省，同时还减少了能耗的产生，大大地提升了整体的工作生产效率，取得的经济效果也比较明显。为此，文章主要针对现代社会中硬齿面齿轮加工技术进行了相应的研究，同时开展了这项技术的应用分析，希望能对今后我国这项技术的应用和发展起到更有效的帮助作用[1]。 关键词：硬齿面齿轮；加工技术；研究；精度 在机械产品的生产和制造过程中，齿轮是一项重要的基础性零件，通常被广泛的应用在各种类型的机械传动装置上。因此在一定程度上，齿轮制造水平的高低对机械产品的性能和质量能起到直接的影响作用，通过对加工技术进行研究和分析，对整体工艺流程进行优化和完善，将有效地提高齿轮的加工精度和工作生产效率，降低生产成本。近年来，国内外都对硬齿面齿轮的加工都进行了大量的研究和分析，一直致力于全面提升硬齿面齿轮的加工程度，为此，文章就

将对硬齿面齿轮加工技术进行研究和分析，以期更好的提升这项技术的应用水平和产品的质量[2]。 一般情况下，硬齿面齿轮加工制造工艺一般主要分成两种：一是以齿轮、剃齿、热处理为主，我们通常将其称为剃齿工艺。另一种则是以滚齿、磨齿和热处理为主，我们通常称之为磨齿工艺。通过将两种方式进行对比，我们发现，磨齿工艺加工设备相对来讲投入比较大，不仅是因为磨齿的价格比较昂贵，同时也是因为磨齿机床的结构和工艺相对比较复杂，生产的效率不理想，因此我们要对其预留出相应的磨削余量以便磨齿磨削加工的时候进行使用，这种方式加大了能源和材料的消耗，不建议使用在大批量、低成本同时对质量要求较高的齿轮制造需求中。剃齿工艺具备加工过程灵活、生产效率高，同时机械化自动程度高等优势，因此在在实际进行加工的过程中我们也经常对这项工艺进行使用。但是在齿轮经过热处理以后淬火形成了硬齿面，因此将产生变形的情况，使得齿轮的整体精度大大地下降，通常会下降1到2级左右，另一方面，在剃齿的过程中也极易产生凹凸的想象。通过实际的应用和时间证明，采用剃齿工艺的方法对高级齿轮进行制造，关键在对热处理问题进行解决，防止其精度降低情况的产生和出现，并且也要有效的将剃齿过程中产生凹凸齿形的难题进行合理的解决，保证工艺制造业的有效发展和进步[3]。

箱体类零件加工工艺 箱体零件是机器或部件的基础零件，轴、轴承、齿轮等有关零件按规定的技术要求装配到箱体上，连接成部件或机器，使其按规定的要求工作，因此箱体零件的加工质量不仅影响机器的装配精度和运动精度，而且影响机器的工作精度、使用性能和寿命。下面以图1所示齿轮减速箱体零件的加工为例讨论箱体类零件的工艺过程。 图1 某车床主轴箱体简图

箱体类零件的结构特点和技术要求分析 图3所示零件为某车床主轴箱体类零件，属于中批生产，零件的材料为HT200铸铁。一般来说，箱体零件的结构较复杂，内部呈腔形，其加工表面主要是平面和孔。对箱体类零件的技术要求分析，应针对平面和孔的技术要求进行分析。 1．平面的精度要求箱体零件的设计基准一般为平面，本箱体各孔系和平面的设计基准为G面、H面和P面，其中G面和H面还是箱体的装配基准，因此它有较高的平面度和较小表面粗糙度要求。 2．孔系的技术要求箱体上有孔间距和同轴度要求的一系列孔，称为孔系。为保证箱体孔与轴承外圈配合及轴的回转精度，孔的尺寸精度为IT7，孔的几何形状误差控制在尺寸公差范围之内。为保证齿轮啮合精度，孔轴线间的尺寸精度、孔轴线间的平行度、同一轴线上各孔的同轴度误差和孔端面对轴线的垂直度误差，均应有较高的要求。 3．孔与平面间的位置精度箱体上主要孔与箱体安装基面之间应规定平行度要求。本箱体零件主轴孔中心线对装配基面（G、H面）的平行度误差为0.04mm。 4．表面粗糙度重要孔和主要表面的粗糙度会影响连接面的配合性质或接触刚度，本箱体零件主要孔表面粗糙度为0.8μm，装配基面表面粗糙度为1.6μm。 箱体类零件的材料及毛坯 箱体零件的材料常用铸铁，这是因为铸铁容易成形，切削性能好，价格低，且吸振性和耐磨性较好。根据需要可选用HT150～350，常用HT200。在单件小批量生产情况下，为缩短生产周期，可采用钢板焊接结构。某些大负荷的箱体有时采用铸钢件。在特定条件下，可采用铝镁合金或其它铝合金材料。 铸铁毛坯在单件小批生产时，一般采用木模手工造型，毛坯精度较低，余量大；在大批量生产时，通常采用金属模机器造型，毛坯精度较高，加工余量可适当减小。单件小批生产直径大于50mm的孔，成批生产大于30mm的孔，一般都铸出预孔，以减少加工余量。铝合金箱体常用压铸制造，毛坯精度很高，余量很小，一些表面不必经切削加即可使用。 箱体类零件的加工工艺过程 箱体零件的主要加工表面是孔系和装配基准面。如何保证这些表面的加工精度和表面粗糙度，孔系之间及孔与装配基准面之间的距离尺寸精度和相互位置精度，是箱体零件加工的主要工艺问题。 箱体零件的典型加工路线为：平面加工－孔系加工－次要面（紧固孔等）加工。 图1车床主轴箱体零件，其生产类型为中小批生产；材料为HT200；毛坯为铸件。该箱体的加工工艺路线如表1。 表1车床主轴箱体零件的加工工艺过程

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

30 个机械零件的加工工艺 1、齿轮 图9－17 所示为一双联齿轮，材料为40Cr，精度为7－6－6 级，其加工工艺过程见表9－6。从表中可见，齿轮加工工艺过程大致要经过如下几个阶段：毛坯热处理、齿坯加工、齿形加工、齿端加工、齿面热处理、精基准修正及齿形精加工等。 齿号ⅠⅡ齿号ⅠⅡ 模数22基节偏差±0.016±0.016 齿数 2842齿形公差 0.0170.018 精度等级7GK7JL齿向公差0.0170.017 公法线长度变动量0.0390.024公法线平均长度21.36 0 － 0.05 27.6 0 －0.05 齿圈径向跳 0.0500.042跨齿数45 动 齿轮的主要加工面 1. 齿轮的主要加工表面有齿面和齿轮基准表面，后者包括带孔齿轮的基准 孔、切齿加工时的安装端面，以及用以找正齿坯位置或测量齿厚时用作测量基准的齿顶圆柱面。 2 ．齿轮的材料和毛坯 常用的齿轮材料有15 钢、45 钢等碳素结构钢；速度高、受力大、精度高的齿轮常用合金结构

钢，如20Cr，40Cr，38CrMoAl，20CrMnTiA 等。 齿轮的毛坯决定于齿轮的材料、结构形状、尺寸规格、使用条件及生产批量等因素，常用的有棒料、锻造毛坯、铸钢或铸铁毛坯等。 三．直齿圆柱齿轮的主要技术要求， 1 ．齿轮精度和齿侧间隙 GBl0095 《渐开线圆柱齿轮精度》对齿轮及齿轮副规定了12 个精度等级。其中，1～2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。用切齿工艺方法加工、机械中普遍应用的等级为7 级。按照齿轮各项误差的特性及它们对传动性能的主要影响，齿轮的各项公差和极限偏差分为三个公差组（表13—4）。根据齿轮使用要求不同，各公差组可以选用不同的精度等级。 齿轮副的侧隙是指齿轮副啮合时，两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。加工齿轮时，用齿厚的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。因此GBl0095 附录中对齿坯公差作了相应规定。对于精度等级为6～8 级的齿轮， 带孔齿轮基准孔的尺寸公差和形状公差为IT6-IT7 ，用作测量基准的齿顶圆直径公差为IT8 ；基准面的径向和端面圆跳动公差，在11-22 μm之间（分度圆直径不 大于400mm的中小齿轮）。 3 ．表面粗糙度齿轮齿面及齿坯基准面的表面粗糙度，对齿轮的寿命、传动中的噪声有一定的 影响。6～8 级精度的齿轮，齿面表面粗糙度Ra 值一般为0．8—3．2μm，基准孔为0．8—1．6 μm，基准轴颈为0．4—1．6μm，基准端面为1．6～3．2 μ m，齿顶圆柱面为3．2μm。 三、直齿圆柱齿轮机械加工的主要工艺问题 1 ．定位基准齿轮加工定位基准的选择应符合基准重合的原则，尽可能与装配基准、测量基准 一致，同时在齿轮加工的整个过程中（如滚、剃、珩齿等）应选用同一定位基 准，以保持基准统一。 带孔齿轮或装配式齿轮的齿圈，常使用专用心轴，以齿坯内孔和端面作定位基准。这种方法定位精度高，生产率也高，适用于成批生产。单件小批生产时，则常用外圆和端面作定位基准，以省去心轴，但要求外圆对孔的径向圆跳动要小，这种方法生产率较低。 2 ．齿坯加工 齿坯加工主要包括带孔齿轮的孔和端面 (1) 齿坯孔加工的主要方案如下： 1) 钻孔一扩孔一铰孔一插键槽

圆柱齿轮加工工艺过程 The Standardization Office was revised on the afternoon of December 13, 2020

圆柱齿轮加工工艺过程常因齿轮的结构形状、精度等级、生产批量及生产条件不同而采用不同的工艺方案。下面列出两个精度要求不同的齿轮典型工艺过程供分析比较。 一、普通精度齿轮加工工艺分析 （一）工艺过程分析 图示为一双联齿轮，材料为40Cr，精度为7－6－6级，其加工工艺过程见表1。 从表中可见，齿轮加工工艺过程大致要经过如下几个阶段：毛坯热处理、齿坯加工、齿形加工、齿端加工、齿面热处理、精基准修正及齿形精加工等。

双联齿轮加工工艺过程

加工的第一阶段是齿坯最初进入机械加工的阶段。由于齿轮的传动精度主要决定于齿形精度和齿距分布均匀性，而这与切齿时采用的定位基准（孔和端面）的精度有着直接的关系，所以，这个阶段主要是为下一阶段加工齿形准备精基准，使齿的内孔和端面的精度基本达到规定的技术要求。在这个阶段中除了加工出基准外，对于齿形以外的次要表面的加工，也应尽量在这一阶段的后期加以完成。 第二阶段是齿形的加工。对于不需要淬火的齿轮，一般来说这个阶段也就是齿轮的最后加工阶段，经过这个阶段就应当加工出完全符合图样要求的齿轮来。对于需要淬硬的齿轮，必须在这个阶段中加工出能满足齿形的最后精加工所要求的齿形精度，所以这个阶段的加工是保证齿轮加工精度的关键阶段。应予以特别注意。 加工的第三阶段是热处理阶段。在这个阶段中主要对齿面的淬火处理，使齿面达到规定的硬度要求。 加工的最后阶段是齿形的精加工阶段。这个阶段的目的，在于修正齿轮经过淬火后所引起的齿形变形，进一步提高齿形精度和降低表面粗糙度，使之达到最终的精度要求。在这个阶段中首先应对定位基准面（孔和端面）进行修整，因淬火以后齿轮的内孔和端面均会产生变形，如果在淬火后直接采用这样的孔和端面作为基准进行齿形精加工，是很难达到齿轮精度的要求的。以修整

车床主轴箱齿轮 机械加工工艺过程设计 （机电09级） 1．问题提出 零件的几何精度直接影响零件的使用性能，而机械加工工艺过程制定的是否合理将直接影响零件的加工精度。针对车床主轴箱齿轮，应用所学的机械制造基础知识进行一次加机械工工艺过程设计的综合性工程应用训练。 2．专题研究的目的 （1）掌握零件主要部分技术要求的分析方法； （2）掌握零件材料的选择方法和确定毛坯的制备方法及工艺； （3）掌握工艺分析方法； （4）掌握定位基准的选择方法； （5）掌握制定出合理的零件加工顺序的原则和方法； （6）掌握制定出合理的零件加工路线的方法。 3．研究内容 图1所示为车床的一根传动轴车床主轴箱齿轮，完成该齿轮零件的机械加工工艺过程设计。 工艺设计的具体内容包括： 1、进行零件主要部分的技术要求分析研究； 2、确定齿轮的材料、毛坯的制备方法及工艺、热处理工艺； 3、进行加工工艺分析； 4、确定定位基准；

5、制定齿轮的加工顺序； 6、制定齿轮的加工路线； 4．设计过程 4.1零件主要部分的技术要求分析研究 (1)齿轮的工作面为齿面，在传动过程中接触的两齿面会产生一定相互滑动，导致齿面磨损。严重时，会加大齿侧间隙而引起传动不平稳和冲击。为保证传动的平稳性，并且减小摩擦，应采用较高的表面粗糙度，此处选择2.5um. (2)齿轮Φ40H7内孔表面与传动轴为过盈配合，内孔表面为摩擦表面，应采取较高的表面粗糙度要求，此处选择2.5um. (3)齿轮端面和齿顶面为非工作表面，表面粗糙度要求较低，此处为5um. (4)齿轮端面采用端面圆跳动，既保证了端面与基准轴的垂直度要求又保证

了齿轮轴向的圆柱度要求。 (5)Φ40H7内孔选用直线度、垂直度、圆柱度等形位公差，保证了内孔对基准轴的高精度要求。 4.2确定齿轮的材料、毛坯的制备方法及工艺、热处理工艺 1、选择齿轮的材料时，需考虑到机床齿轮工作平稳，无强烈冲击，负荷不大，转速中等，对齿轮强度和韧性的要求不高，但材料要有高的硬度和好的耐磨性。另外综合选用材料的经济因素，选用45#钢。 2、毛坯的制备方法 锻造：下料—自由锻—正火处理 3、热处理工艺：正火或调质处理后再经高频感应加热表面淬火，齿面硬度可达52HRC，齿心硬度为220～250HBS，能够满足性能要求。 ○1正火：将齿轮放入炉中加热到840-8800C，保温约3小时。出炉后在空气中冷却。 目的：充分消除锻造内应力，细化晶粒，适当提高齿轮的硬度，为以后的机加工做性能准备，同时为后序的热处理做组织准备。 ○2表面淬火+回火 表面淬火：利用感应加热淬火装置，只对轮齿部位进行局部感应加热表面淬火。工艺：将齿轮置于感应器内，通入交流电，轮齿温度达到860-9000C后，随即用水快速冷却，淬火后表面不得有裂纹。目的：提高轮齿表面硬度和耐磨性，淬火后表面硬度可达到48-53HRC，淬硬层可达3-4mm。 回火:将齿轮放入炉中加热到200-2400C，保温约1h，出炉后在空气中冷却。目的：消除淬火内应力，防止变形和开裂；获得稳定的组织，保证尺寸稳定性；

图9－17所示为一双联齿轮，材料为40Cr，精度为7－6－6级，其加工工艺过程见表9－6。 从表中可见，齿轮加工工艺过程大致要经过如下几个阶段：毛坯热处理、齿坯加工、齿形加工、齿端加工、齿面热处理、精基准修正及齿形精加工等。 一）工艺过程分析 图9－17所示为一双联齿轮，材料为40Cr，精度为7－6－6级，其加工工艺过程见表9－6。 从表中可见，齿轮加工工艺过程大致要经过如下几个阶段：毛坯热处理、齿坯加工、齿形加工、齿端加工、齿面热处理、精基准修正及齿形精加工等。

加工的第一阶段是齿坯最初进入机械加工的阶段。由于齿轮的传动精度主要决定于齿形精度和齿距分布均匀性，而这与切齿时采用的定位基准（孔和端面）的精度有着直接的关系，所以，这个阶段主要是为下一阶段加工齿形准备精基准，使齿的内孔和端面的精度基本达到规定的技术要求。在这个阶段中除了加工出基准外，对于齿形以外的次要表面的加工，也应尽量在这一阶段的后期加以完成。 第二阶段是齿形的加工。对于不需要淬火的齿轮，一般来说这个阶段也就是齿轮的最后加工阶段，经过这个阶段就应当加工出完全符合图样要求的齿轮来。对于需要淬硬的齿轮，必须在这个阶段中加工出能满足齿形的最后精加工所要求的齿形精度，所以这个阶段的加工是保证齿轮加工精度的关键阶段。应予以特别注意。 加工的第三阶段是热处理阶段。在这个阶段中主要对齿面的淬火处理，使齿面达到规定的硬度要求。 加工的最后阶段是齿形的精加工阶段。这个阶段的目的，在于修正齿轮经过淬火后所引起的齿形变形，进一步提高齿形精度和降低表面粗糙度，使之达到最终的精度要求。在这个阶段中首先应对定位基准面（孔和端面）进行修整，因淬火以后齿轮的内孔和端面均会产生变形，如果在淬火后直接采用这样的孔和端面作为基准进行齿形精加工，是很难达到齿轮精度的要求的。以修整过的基准面定位进行齿形精加工，可以使定位准确可靠，余量分布也比较均匀，以便达到精加工的目的。 （二）定位基准的确定

齿轮生产工艺流程 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。 (2)齿轮的切向误差齿轮的切向误差是指滚齿时，实际齿廓相对理论位置沿圆周方向(切向)发生位移，如图9-5所示。当齿轮出现切向位移时，可通过测量公法线长度变动公差△Fw来反映。 切齿时产生齿轮切向误差的主要原因是传动链的传动误差造成的。在分齿传动链的各传动元件中，对传动误差影响最大的是工作台下的分度蜗轮。分度蜗轮在制造和安装中与工作台回转中心不重合（运动偏心），使工作台回转中发生转角误差，并复映给齿轮。其次，影响传动误差的另一重要因素是分齿挂轮的制造和安装误差，这些误差也以较大的比例传递到工作台上。 2.影响齿轮工作平稳性的加工误差分析 影响齿轮传动工作平稳性的主要因素是齿轮的齿形误差△ff和

齿轮的加工工艺过程分析(一) 图9－17所示为一双联齿轮，材料为40Cr，精度为7－6－6级，其加工工艺过程见表9－6。 从表中可见，齿轮加工工艺过程大致要经过如下几个阶段：毛坯热处理、齿坯加工、齿形加工、齿端加工、齿面热处理、精基准修正及齿形精加工等。 2 齿轮的加工工艺过程分析(二) （一）工艺过程分析 图9－17所示为一双联齿轮，材料为40Cr，精度为7－6－6级，其加工工艺过程见表9－6。 从表中可见，齿轮加工工艺过程大致要经过如下几个阶段：毛坯热处理、齿坯加工、齿形加工、齿端加工、齿面热处理、精基准修正及齿形精加工等。 加工的第一阶段是齿坯最初进入机械加工的阶段。由于齿轮的传动精度主要决定于齿形精

度和齿距分布均匀性，而这与切齿时采用的定位基准（孔和端面）的精度有着直接的关系，所以，这个阶段主要是为下一阶段加工齿形准备精基准，使齿的内孔和端面的精度基本达到规定的技术要求。在这个阶段中除了加工出基准外，对于齿形以外的次要表面的加工，也应尽量在这一阶段 的后期加以完成。 第二阶段是齿形的加工。对于不需要淬火的齿轮，一般来说这个阶段也就是齿轮的最后加工阶段，经过这个阶段就应当加工出完全符合图样要求的齿轮来。对于需要淬硬的齿轮，必须在这个阶段中加工出能满足齿形的最后精加工所要求的齿形精度，所以这个阶段的加工是保证齿轮加工精度的关键阶段。应予以特别注意。 加工的第三阶段是热处理阶段。在这个阶段中主要对齿面的淬火处理，使齿面达到规定的硬度要求。 加工的最后阶段是齿形的精加工阶段。这个阶段的目的，在于修正齿轮经过淬火后所引起的齿形变形，进一步提高齿形精度和降低表面粗糙度，使之达到最终的精度要求。在这个阶段中首先应对定位基准面（孔和端面）进行修整，因淬火以后齿轮的内孔和端面均会产生变形，如果在淬火后直接采用这样的孔和端面作为基准进行齿形精加工，是很难达到齿轮精度的要求的。以修整过的基准面定位进行齿形精加工，可以使定位准确可靠，余量分布也比较均匀，以便达到精加工的目的。 （二）定位基准的确定 定位基准的精度对齿形加工精度有直接的影响。轴类齿轮的齿形加工一般选择顶尖孔定位，某些大模数的轴类齿轮多选择齿轮轴颈和一端面定位。盘套类齿轮的齿形加工常采用两种定位基准。 1）内孔和端面定位选择既是设计基准又是测量和装配基准的内孔作为定位基准，既符合“基准重合”原则，又能使齿形加工等工序基准统一，只要严格控制内孔精度，在专用芯轴上定位时不需要找正。故生产率高，广泛用于成批生产中。 2）外圆和端面定位齿坯内孔在通用芯轴上安装，用找正外圆来决定孔中心位置，故要求齿坯外圆对内孔的径向跳动要小。因找正效率低，一般用于单件小批生产。 （三）齿端加工 如图9－18所示，齿轮的齿端加工有倒圆、倒尖、倒棱，和去毛刺等。倒圆、倒尖后的齿轮，沿轴向滑动时容易进入啮合。倒棱可去除齿端的锐边，这些锐边经渗碳淬火后很脆，在齿轮传动中易崩裂。 用铣刀进行齿端倒圆，倒圆时，铣刀在高速旋转的同时沿圆弧作往复摆动（每加工一齿往复摆动一次）。加工完一个齿后工件沿径向退出，分度后再送进加工下一个齿端。 齿端加工必须安排在齿轮淬火之前，通常多在滚（插）齿之后。 齿轮淬火后基准孔产生变形，为保证齿形精加工质量，对基准孔必须给予修正。 对外径定心的花键孔齿轮，通常用花键推刀修正。推孔时要防止歪斜，有的工厂采用加长推刀前引导来防止歪斜，已取得较好效果。 对圆柱孔齿轮的修正，可采用推孔或磨孔，推孔生产率高，常用于未淬硬齿轮；磨孔精度高，但生产

材料工程新技术新工艺课程论文 论文题目：小汽车齿轮的加工工艺与技术学院：材料科学与工程学院 班级：料11*班 教师：*** 学生:** 学号：********

小汽车齿轮的加工工艺与技术 摘要：齿轮是汽车行业主要的基础传动元件，通常每辆汽车中有18～30个 齿部，齿轮的质量直接影响汽车的噪声、平稳性及使用寿命。近年来, 齿轮技术得到了迅速发展, 其发展趋势可概括为: 高承载能力、高齿面硬度、高精度、高 速度、高可靠性和高传动效率。最终归结于齿轮的加工工艺得到的进步。 关键字：齿轮加工工艺 一个完整的齿轮加工过程一般要经过毛坯的准备、毛坯正火热处理、车削 加工、滚齿、插齿、剃齿、再次热处理、磨削加工与修正等过程。 1.毛坯准备 毛坯的准备一般通过锻造制坯来完成的，当前，热模锻仍然是汽车齿轮件 广泛使用的毛坯锻造工艺。近年来，楔横轧技术在轴类加工上得到了大范围推广。这项技术特别适合为比较复杂的阶梯轴类制坯，它不仅精度较高、后序加 工余量小，而且生产效率高。 2.正火处理 正火这一工艺的目的是获得适合后序齿轮切削加工的硬度和为最终热处理 做组织准备，以有效减少热处理变形。所用齿轮钢的材料通常为20CrMnTi，一 般的正火由于受人员、设备和环境的影响比较大，在热处理工艺中，如果处理 不当将使得工件冷却速度和冷却的均匀性难以控制，造成硬度散差大，金相组 织不均匀，直接影响金属切削加工和最终热处理，使得热变形大而无规律，零 件质量无法控制。[1]为此，采用等温正火工艺。实践证明，采用等温正火有效 改变了一般正火的弊端，产品质量稳定可靠。 3.车削加工 为了满足高精度齿轮加工的定位要求，齿坯的加工全部采用数控车床，使 用机械夹紧不重磨车刀，实现了在一次装夹下孔径、端面及外径加工同步完成，既保证了内孔与端面的垂直度要求，又保证了大批量齿坯生产的尺寸离散小。 从而提高了齿坯精度，确保了后序齿轮的加工质量。数控车床比一般的人工操 作车床具有更高的准确度，为计算加工提供很大便利。另外，数控车床加工的 高效率还大大减少了设备数量，经济性好。 4.滚、插齿 加工齿部所用设备仍大量采用普通滚齿机和插齿机，虽然调整维护方便， 但生产效率较低，若完成较大产能需要多机同时生产。随着涂层技术的发展， 滚刀、插刀刃磨后的再次涂镀非常方便地进行，经过涂镀的刀具能够明显地提 高使用寿命，一般能提高90%以上，有效地减少了换刀次数和刃磨时间，效益 显著。

摘要 齿轮轴零件的主要作用是支撑回转零件、实现回转运动并传递转矩和动力。齿轮轴具备传动效率高、结构紧凑和使用寿命长等一系列优点，是通用机械特别是工程机械传动中的重要零件之一。齿轮轴加工材料、热处理方式、机械加工工艺过程的优化，将对提高齿轮轴的加工质量及寿命有着重要借鉴意义。本设计首先分析了齿轮轴零件的作用和加工工艺性，然后进行工艺规程设计。齿轮轴零件的机械综合性能要求较高，一般选择锻件作为毛坯。合理安排工艺路线，划分加工阶段对保证零件加工质量至关重要。 关键词：齿轮轴；工艺分析；工艺规程设计；

目录 摘要............................................................ I 绪论 (1) 1.1本文研究的目的和意义 (1) 1.2课题背景知识 (2) 1.2.1齿轮轴的应用 (2) 1.2.2传统齿轮轴的加工方法 (2) 1.2.3数控加工工艺 (3) 齿轮轴加工工艺设计 (4) 2.1 材料分析生产类型确定 (4) 2.1.1确定零件材料 (4) 2.1.2 确定零件的生产类型 (4) 2.2 选择毛坯，绘制零件图 (5) 2.3 选择加工方法，制定工艺路线 (7) 2.3.1毛坯预备热处理 (7) 2.3.2粗加工（型材） (8) 2.3.4热处理 (8) 2.3.5精加工 (8) 参考文献 (9)

绪论 1.1本文研究的目的和意义 本设计是在我们学完了大学的全部基础课程、技术课程以及全部专业课之后进行的。此次的设计是对大学期间所学各课程及相关绘图软件的一次深入的综合性复习，也是使我们综合运用所学过的基本知识与基本技能去解决专业范围内的工程技术问题而进行的一次基本训练。因此，它在我们四年的大学生活中占有重要的地位。我们在完成毕业设计的同时，也培养了我们正确使用技术资料、国家标准、有关手册、图册等工具书，进行设计计算、数据处理、编写技术文件等方面的工作能力，也为我们以后的工作打下了坚实的基础。本次设计的目的在于： （1）培养综合分析和解决本专业的一般工程问题的独立能力，拓宽和深化所学知识。 （2）培养树立正确的设计思想、设计思维，掌握工程设计的一般程序、规范和方法的能力。 （3）培养正确地使用技术知识、国家标准、有关手册、图册等工具书，进行设计计算、数据处理、编写技术文件等方面的工作能力。 （4）培养自己进行调查研究、面向实际、面向生产，向工人和工程技术人员学习的基本工作态度、工作作风和工作方法。 （5）熟悉齿轮轴零件加工工艺过程的方法步骤，为以后从事相关的技术性工作打下坚实的基础。 （6）通过对齿轮轴零件的机械制造工艺设计，使我们在机械制造工艺规程设计，工艺方案论证，机械加工余量计算，工艺尺寸的确定，编写技术文件及查阅技术文献等各个方面得到一次综合性训练。初步具备设计一个中等复杂程度零件工艺规程的能力。

齿轮加工技术 3114000146 14机电4班曾祥美 摘要从齿轮加工的刀具及材料, 齿轮加工方法及原理, 齿轮加工设备的主要技术参数等方 面对国内外齿轮加工技术及设备作了比较论述, 介绍了国内外先进的齿轮加工机床, 并指出了国内齿轮加工技术及设备方面与国外的差距。 关键词齿轮加工技术设备 目前, 从国内外齿轮加工领域的通常作法来看, 基本上仍是采用滚、插、剃、磨等方法, 但在小模数花键、内齿套、硬齿面的一些加工方法上有了较多的变化。滚、插、剃、磨等传统加工方法由于设备性能水平的提高亦有了新的进展。 1 滚齿 齿轮齿部开槽大多仍采用滚齿。国外齿轮加工所用切削速度一般在70 ～120m/min , 走刀量3～4mm/r 。这是因为所采用刀具(多为钼、钴高速钢)红硬性和耐磨性均优于国产刀具, 所以有较高切削速度和走刀量。加长滚刀应用较普遍, 提高了加工的经济性;滚刀头数一般为3头, 也有用 4 ～ 5 头滚刀的。也是因为所用滚齿机多为较先进的CNC 机床。机床结构性能已发生了革命性的变化。如取消了传统的分度蜗轮副而采用斜齿轮副, 使工作台转速大大提高, 可达 500r/min 甚至更高。机床功能更完善, 可加工各种圆柱齿轮、非圆齿轮和扇形齿, 并能非常方便地进行各种修形齿、蜗轮的加工;可在一次装夹工件时加工两部位不同参数的齿轮, 也可在一个齿部的粗切之后精确串刀进行精切。同时采取措施提高加工效率, 减少辅助时间。在这些新式机床上都非常鲜明地体现了环保和安全意识。如将机床护罩设计成全密封式, 采用高压静电油雾分离器清除油雾污染, 采用大坡度磁力排屑器等减少排除铁屑所带的油液, 机床动作过程采用电气互锁、危险运动部位加防护装置或加醒目警示标识以确保人身安全等等。 国内齿轮厂家受设备和刀具所限, 采用切削速度目前一般在30 ～70m/min , 走刀量一般在2mm/r 以内。所用滚刀为单头, 材料仍多为高速钢。近年亦较多采用高速钢涂层滚刀。国内常用滚齿机有以重庆机床厂生产的YX3120 型、 Y3150E 型为代表的一大批滚齿机。该类滚齿机在国内齿轮加工业内享誉较高, 但作为传统机械式滚齿机, 性能水平与国外先进机床差距甚大。如YX3120 作为高效滚齿机, 其工作台转速也只达32r/min , 限制了多头滚刀的使用和切削速度的提高, 影响加工效率。重庆机床厂新一代六轮四联动CNC 滚齿机YK3120 是国产先进齿轮加工机床的代表。它具备当今世界先进的CNC 滚齿机的几乎所有主要特点和功能。如主轴转速达600r/min , 工作台分度副为斜齿轮副而非传统的蜗杆蜗轮副结构, 转速达150r/min , 能高效率地加工 6 -6 -7 级精度齿轮。 2 插齿