齿轮的加工工艺

1、毕 业 设 计（论文）（说 明 书）题 目： 齿轮的加工工艺 姓 名： 编 号： 年 月 日摘要本论文系统的讲述了齿轮加工工艺的的过程及圆柱齿轮的加工工艺。讨论了几种常见齿轮齿形加工的方法和根切现象并给出计算公式。并且讲述了齿轮加工中常见的的加工误差；以保证齿轮加工的准确性。本论文是关于齿轮的加工工艺，以介绍方法为宗旨，着重实力，力图做到内容完整、详实。主要介绍机械制造工艺规程设计的基本要求、内容、方法和步骤。 通过对齿轮的齿型加工分析及齿轮加工误差的分析可以更准确的把握住齿轮的加工工艺过程；进而加工出精度更高的齿轮.关键词：加工工艺 齿型的加工 加工误差AbstractThis paper

2、describes the system processing of the process of gear and gear processing technology. Discussed several common processing methods and gear tooth root cutting in and give the formula. And describes the common gear machining processing error; to ensure the accuracy of gear. This paper is about the ge

3、ar processing technology, to introduce methods for the purpose, focus on strength, trying to make the content complete and informative.Machinery manufacturing process specification introduces the basic requirements for the design, content, methods and steps.Through analysis of gear-type processing a

4、nd manufacturing error of analysis can more accurately grasp the gear machining process; further be processed more precise gear.Key words: tooth processing processing processing errors目 录摘要1第1章 前言1第2章 齿轮加工概述22.1圆柱齿轮的结构特点22.2圆柱齿轮的传动精度要求22.3齿轮的材料、热处理及毛坯32.4齿轮齿形加工方法及选择6第3章 圆柱齿轮的加工工艺过程123.1工艺过程分析123.2齿端

5、加工153.3精基准修正16第4章 齿轮加工误差工艺分析174.1影响传动精度的加工误差分析174.2影响齿轮工作平稳性的加工误差分析214.3影响齿轮接触精度的加工误差分析22第5章 结论24参考文献25致 谢26 第1章 前言齿轮是机器中广泛采用的传动零件之一。它可以传递动力，又可以改变转速和回转方向。齿轮传动广泛应用于机床、汽车、飞机、船舶及精密仪器等行业中，因此，在机械制造中，齿轮生产占有极其重要的位置。其功用是按规定的速比传递运动和动力。齿轮传动在我国的发展是从渐开线齿廓起步的。渐开线齿轮在技术上最成熟，应用最具备条件，因而使用也最普遍，并在机械传动设计中，占有主导地位。渐开线齿廓具

6、有最具备条件，因而使用也最普遍，并在机械传动设计中，占有主导地位。 随着国外机械产品的引进与齿轮制造水平的提高，齿面经渗碳淬火、氮化、或感应淬火处理的所谓硬齿面渐开线齿轮开始为人们所重视。这种齿轮由于齿面硬度高与轮齿精度好而大大提高承载能力和使用寿命，并因结构尺寸小使齿轮装置的成本大为降低。齿轮产品的质量和性能，除依赖于合理而先进的设计方法外，主要决定于齿轮制造水平的高低。近些年来，我国齿轮制造能力和水平已有长足的发展，齿轮精度等级普遍有所提高.对于不同类型的齿轮、齿廓形状、齿面硬度、结构形式、精度等级与生产条件，可选择不同的工艺方案。一般来说，齿轮制造工艺过程包括材料制备、齿坯加工、切齿、齿

7、面热处理和齿面精加工等五个阶段。常用的轮齿加工方法有铣齿、滚齿、插齿、剃齿、珩齿与磨齿等，其相应的齿轮加工机床与切齿工具一般均能立足于国内。圆柱齿轮在机械产品中，应用广泛，规格品种繁多，长期来采用渐开线齿廓。多数选用中碳合金钢与渗碳合金钢两种，少数采用氮化钢。按其性能规定相应的热处理工艺，如调质、感应淬火、渗碳淬火与表面氮化等。在切齿工艺方面，对于汽车、拖拉机批量生产的中、小模数齿轮，通常采用滚（插）齿剃（挤）齿热处理珩齿工艺；对于冶金、矿山、石化、起重运输等机械配套的大、中模数齿轮，大都采用调质处理一滚（插）齿工艺；对于低速重载与高速齿轮，一般采用滚（插）齿渗碳淬火磨齿工艺。 第2章 齿轮加

8、工概述2.1圆柱齿轮的结构特点圆柱齿轮的结构因使用要求不同而有所差异。从工艺角度出发可将其分成齿圈和轮体两部分。按照齿圈上轮齿的分布形式，可以分为直齿、斜齿、人字齿等；按照轮体的结构形式，齿轮可分为盘类齿轮、套类齿轮、轴类齿轮，齿条等。2.2圆柱齿轮的传动精度要求齿轮制造精度的高低直接影响到机器的工作性能、承载能力、噪声和使用寿命，因此根据齿轮的使用要求，对齿轮传动提出四个方面的精度要求。 1.传递运动的准确性即要求齿轮在一转中的转角误差不超过一定范围。使齿轮副传动比变化小，以保证传递运动准确。 2.传递运动的平稳性即要求齿轮在一齿转角内的最大转角误差在规定范围内。使齿轮副的瞬时传动比变化小，

9、以保证传动的平稳性，减少振动、冲击和噪声。 3.载荷分布的均匀性要求齿轮工作时齿面接触良好，并保证有一定的接触面积和符合要求的接触位置，以保证载荷分布均匀。不至于齿面应力集中，引起齿面过早磨损，从而降低使用寿命。 4.传动侧隙的合理性要求啮合轮齿的非工作齿面间留有一定的侧隙，方便于存储润滑油，补偿弹性变形和热变形及齿轮的制造安装误差。 国家标准GB1009588渐开线圆柱齿轮精度对齿轮、齿轮副规定了12个精度等级，其中第一级最高，第12级最低，新标准根据齿轮的各项加工误差对传动性能的主要影响分成三个检验公差组，如表2-1所列。公差组公差与极限偏差项目误差特性对传动性能的主要影响F i 、 F

10、p、 F pk 、F i 、F i 、 F r、F w以齿轮一转为周期的误差传递运动的准确性 f i 、f f ， f pt、 f pb 、 f i 、 f f在齿轮一转内，多次周期重复出现的误差传递运动的平稳性、噪声、振动 F 、F b 、F px 齿向、接触线的误差载荷分布的均匀性表2-1齿轮公差检验组2.3齿轮的材料、热处理及毛坯1.齿轮的材料及热处理方法的选择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。 速度较高的齿轮传动，齿面容易产生疲劳点蚀，应选择齿面硬度较高而硬层较厚的材料；有冲击载荷的齿轮传动，轮齿容易折断，应选择韧性较好的

11、材料；低速重载的齿轮传动，轮齿容易折断，齿面易磨损，应选择机械强度大，齿面硬度高的材料。 制造齿轮的常用材料有锻钢、铸钢和铸铁。对各种齿轮材料应进行适当的热处理，以改善其机械性能。在一些轻工、家电产品中的齿轮，也有选用工程塑料等非金属材料。(1).锻钢  锻钢是制造齿轮的主要材料，具有强度高、韧性好、便于制造等优点。根据齿面硬度和制造工艺分为两类。.齿面硬度HBS350的齿轮，称为软齿面齿轮。软齿面齿轮一般是用中碳钢或中碳合金钢进行正火或调质处理得到的。这类齿轮是热处理后进行切齿，齿面精度一般为7级或8级。用于对强度和精度要求不高、速度较低、且对齿轮尺寸无严格限制的传动场合，如一般用

12、途的减速器。齿面硬度HBS>350的齿轮，称为硬齿面齿轮。硬齿面齿轮一般是用中碳钢、中碳合金钢进行表面淬火或用低碳类钢、低碳合金钢进行渗碳淬火处理得到的。这类齿轮是粗切齿后进行热处理，然后再进行精加工，如磨齿、剃齿等，一般齿面精度可达5级或6级。主要用于承载能力较大、速度较高和精密的机械，如汽车和机床的传动齿轮等。 (2).铸钢  常用于不宜锻造的大直径（大于400mm）齿轮，可用铸造方法制成铸钢齿坯。由于铸钢晶粒较粗，铸造后应进行正火处理。(3).铸铁  普通灰铸铁的抗弯强度和抗冲击性能较差，但铸造容易，加工方便，成本低，一般仅应用在一些低速、轻载和冲击小的非重要齿

13、轮传动中。由于铸铁性能较脆，为了避免载荷集中造成齿端局部裂断，铸铁齿轮的齿面宽应取得小些。高强度球墨铸铁的机械性能和抗冲击能力比灰铸铁高，可以代替铸钢铸造大尺寸的齿轮坯。大小齿轮都是软齿面时，考虑到小齿轮齿根强度较弱，且受载次数较多，故在选择材料和热处理时，一般应使小齿轮齿面硬度比大齿轮齿面硬度高HBS2050，以使大小齿轮的工作寿命相接近。大小齿轮都是硬齿面时，小齿轮的齿面硬度应略高，也可和大齿轮相等。常用齿轮材料及力学性能见表2-2。材料牌号热处理硬度强度极限b（MPa）屈服极限s（MPa）应用范围 优质碳素钢45正火调质表面淬火169217 HBS217255HBS4855HR

14、C580650750290360450低速轻载低速中载高速中载或冲击很小50正火180220 HBS620320低速轻载  合金钢40Cr调质表面淬火240260HBS4855 HRC700900550650中速中载高速中载，无剧烈冲击42SiMn调质表面淬火217269 HBS4555HRC750470高速中载，无剧烈冲击20Cr渗碳淬火5662 HRC650400高速中载，承受冲击20CrMnTi渗碳淬火5662HRC1100850 铸钢ZG310570正火表面淬火160210HBS4050 HRC570320 中速、中载、大直径 ZG34

15、0640正火调质170230HBS240270 HBS650700350380球墨铸铁QT6002QT5005正火220280 HBS147241 HBS600500 低、中速轻载，小冲击灰铸铁HT200HT300人工时效（低温退火）170230HBS187235 HBS200300 低速轻载，冲击很小表2-2  齿轮常用材料及其力学性能 轮齿常用的热处理为高频淬火、渗碳、氮化。 高频淬火可以形成比普通淬火稍高硬度的表层，并保持了心部的强度与韧性。 渗碳可以使齿轮在淬火后表面具有高硬度且耐磨，心部依然保持一定的强度和较高的韧性。 氮化是将轮齿于氨气中并加热到520

16、-560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。 在齿轮生产中，热处理质量对齿轮加工精度和表面粗糙度影响很大。往往因热处理质量不稳定，引起齿轮定位基面及齿面变形过大或表面粗糙度太大而大批报废，成为齿轮生产中的关键问题。 2.齿轮毛坯的制造齿轮毛坯形式主要有棒料、锻件、铸件。棒料用于小尺寸、结构简单而且对强度要求低的齿轮。锻件多用于齿轮要求强度高、耐冲击和耐磨。当齿轮直径大于400-600毫米时，常用铸造方法铸造齿坯。为了减少机械加工量，对大尺寸、低精度齿轮，可以直接铸出轮齿；压力铸造，精密铸造、粉末冶金、热扎和冷挤等新工艺，可制造出具有轮齿的齿坯等新工艺，可制造出具有轮齿的齿

17、坯，以提高劳动生产率，节约原材料 齿坯加工，在齿轮的整个加工过程中占有重要的位置。齿轮的孔、端面或外圆常作为齿形加工的定位、测量和装配的基准，其加工精度对整个齿轮的精度有着重要的影响。另外，齿坯加工在齿轮加工总工时中占有较大的比例，因此吃皮加工在整个齿轮加工中占有重要的地位。 (1).齿坯加工精度 齿轮在加工、检验和装夹时的径向基准面和轴向基准面应尽量一致。一般情况下，常以齿轮孔、外圆和端面作为定位、测量或装配的基准，在齿坯加工中必须规定一定的精度要求，根据标准对齿坯提出的公差要求具体见表2-3，齿坯基准面和端面跳动公差如表2-4；齿坯精度等级   1234567

18、89101112孔尺寸精度IT4 IT4 IT4 IT4 IT5IT6IT7IT8IT8几何形状精度IT1 IT2 IT3IT4 轴尺寸精度IT4IT4IT4IT4IT5IT6IT7IT8几何形状精度IT1IT2IT3IT4表2-3齿轮公差分度园直径/mm 精度等级大于到1234567891011121252.871118281254003.691422364008005.01220325080016007.0182845711600250010.02540631002500400016.04063100160表2

19、-4齿坯基准面和端面跳动公差 (2).齿坯加工方案齿坯加工工艺方案主要取决于齿轮的轮体结构，技术要求和生产类型。齿坯加工的主要内容有：齿坯的孔、端面、顶尖孔（轴类齿轮）以及齿圈外圆和端面的加工。对于轴类齿轮和套筒齿轮的齿坯，其加工过程和一般轴、套类基本相同，以下主要讨论盘类齿轮齿坯的加工工艺方案。单件小批生产的齿坯加工 一般齿坯的孔、端面及外圆的粗、精加工都在通用车床上经两次装夹完成，但必须注意将孔和基准端面的精加工在一次装夹内完成，以保证位置精度。大批量生产的齿坯加工 大批量生产，应采用高生产率的机床和高效专用夹具加工。在加工中等尺寸齿轮齿坯时，均多采用“钻拉多刀车”的工艺方案。2.4齿轮齿

20、形加工方法及选择1.齿形加工方法可分为非切削加工和切削加工两类非切削加工主要有热扎、冷扎、压铸、注塑、粉末冶金等，无屑加工生产率高，材料消耗小，成本低，但由于受到材料塑性和加工精度低的影响，目前尚未广泛应用。齿形切削加工，具有良好的加工精度，应用广，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。(1). 成形法加工所用刀具的外形与被加工齿轮的齿槽形状完全相同。常用的成型铣刀有盘形铣刀和指状铣刀两种。一般情况，小模数齿轮（m<10mm）是用圆盘铣刀如图2-5（a）在卧式铣床上加工；大模数齿轮（m>10mm）是用指状铣刀如图2-5（b）在立式铣床上加工。铣齿时，齿轮

21、坯在铣刀转动的同时沿其轴线送进，铣出一个齿槽后，齿轮坯要退回到原位，将其分度（转过2/z），再铣下一个齿槽，余此类推直至完成整个齿轮的加工。2-5成形法加工齿轮由于渐开线形状与基圆半径有关，而基圆半径rb=rcos=mzcos/2，显然，在模数、压力角相同时，若齿数不同，基圆半径就不同，渐开线的形状也就不同。要想得到准确的齿形，每一种模数中不同的齿数就需要不同的刀，这在实际生产中是无法实现的。为了减少加工齿轮的铣刀数目，标准规定，对于同一模数和标准压力角的铣刀，一般采用8把为一套，每把铣刀铣一定的齿数范围，以适应加工不同齿数的齿轮需要，见表2-6。刀号12345678加工齿数范围1213141

22、6172021252634355455134135以上2-6盘形铣刀加工齿数的范围(2).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。插齿  如图2-7（a）所示是齿轮插刀插齿时的立体图。齿轮插刀端面为渐开线齿廓的刀刃，刀具齿顶比传动齿轮的齿顶高出c*m，以便切制出齿轮的径向顶隙。插齿时，插刀

23、沿轮坯轴线方向作往复运动，同时插刀与轮坯按定传动比i=1/2=z2/z1作转动，插刀刀刃各个位置的包络线就形成了渐开线齿廓，如图2-7（b）所示。齿轮插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刀具的模数和压力角分别相等。故用同一把插刀切出不同齿数的齿轮都能正确啮合。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，插齿刀的齿廓变成了直线齿廓，齿轮插刀也就变成了齿条插刀如图2-8（a）。图2-8（b）所示为齿条插刀的刀刃形状，其齿顶比传动齿条的齿顶高出c*m，同样是为了保证切制出齿轮的径向顶隙。齿条插刀切制齿轮时，其范成运动相当于齿条

24、与齿轮的啮合传动，插刀的移动速度与轮坯分度圆上的圆周速度相等。2-7齿轮插刀加工齿轮       2-8   齿轮插刀加工齿轮 滚齿是利用滚刀在滚齿机上进行轮齿加工。图2-9（a）齿轮插刀加工齿轮为一具有纵向斜槽的滚刀，其轴向剖面似齿条插刀，所以滚刀可以看成是由若干齿条插刀组成，切齿时，滚刀和轮坯各绕自身的轴线回转，同时滚刀沿轮坯轴线方向作切削运动，以切出整个齿宽，如图2-9（b）所示。由于齿轮滚刀切齿是连续转动，克服了上述两种刀具切削不连续的缺点，所以生产效率高。大批量生产时广泛采用滚齿加工。 

25、;                                          2-9 滚刀加工轮齿剃齿加工是根据一对螺旋角不等的螺旋齿轮啮合的原理，剃齿刀与被切齿轮的轴线空间交叉一个

26、角度，如图2-10所示，剃齿刀为主动轮1，被切齿轮为从动轮2，它们的啮合为无侧隙双面啮合的自由展成运动。在啮合传动中，由于轴线交叉角“”的存在，齿面间沿齿向产生相对滑移，此滑移速度v切=(vt2-vt1)即为剃齿加工的切削速度。剃齿刀的齿面开槽而形成刀刃，通过滑移速度将齿轮齿面上的加工余量切除。由于是双面啮合，剃齿刀的两侧面都能进行切削加工，但由于两侧面的切削角度不同，一侧为锐角，切削能力强；另一侧为钝角，切削能力弱，以挤压擦光为主，故对剃齿质量有较大影响。为使齿轮两侧获得同样的剃削条件，则在剃削过程中，剃齿刀做交替正反转运动2-10剃齿原理2.轮齿的根切现象和最少齿数当用范成法加工齿轮时，如

27、果刀具的齿顶线（不包括c*m部分）与啮合线的交点B2超过啮合极限点N1如图2-11（a）所示，在切齿过程中就会出现刀具齿廓G2将轮坯齿根渐开线齿廓G1切去一部分（图中阴影部分），这种现象称为齿廓的根切。显然轮齿发生根切，齿根强度就被削弱如图2-10（b）所示，同时重合度降低，传动的平稳性变差。所以应设法避免根切现象。2-11渐开线齿廓的切齿干涉和根切不产生根切的最少齿数确定由图2-12知，产生根切的原因，是刀具的顶线与啮合线的交点B2超过了啮合极限点N1，所以要避免根切，就要保证CB2CN1。图2-12所示为齿条刀具加工标准齿轮的情况，刀具的中线与齿轮毛坯的分度线相切。当刀具模数一定时，刀具齿

28、顶线的位置即固定。N1点的位置由被切齿轮的基圆半径决定。当模数和压力角一定时，基圆半径与齿轮齿数成正比，故齿数越少越容易发生根切。由图2-9知                             2-12  齿数与根切关系根据不产生根切条件CB2CN1得    &#

29、160;                                    z      所以，加工标准齿轮不产生根切的最少齿数       &#

30、160;                 zmin=                           （17.6.1） 对于正常齿，=200，ha*=1，zmin=17；对于短

31、齿，=200，ha*=0.8，zmin=14。3.齿形加工方案的选择 齿形加工方案的选择，主要取决于齿轮的精度等级，结构形状、生产类型和齿轮的热处理方法及生产工厂的现有条件，对于不同精度等级的齿轮，常用的齿形加工方案如下： (1).8级或8级精度以下的齿轮加工方案：对于不淬硬的齿轮用滚齿或插齿即可满足加工要求；对于淬硬齿轮可采用滚（或插）齿端加工齿面热处理修正内孔的加工方案。热处理前的齿形加工精度应比图样要求提高一级。 (2).6-7级精度的齿轮。对于淬硬齿面的齿轮可以采用滚（插）齿齿端加工表面淬火校正基准磨齿，这种方案加工精度稳定；也可以采用滚（插）剃齿或冷挤表面淬火校正基准-内啮合珩齿的加

32、工方案，此方案加工精度稳定，生产率高。 (3).5级精度以上的齿轮。一般采用粗滚齿-精滚齿-表面淬火-校正基准粗磨齿-精磨齿的加工方案。大批量生产时也可采用粗磨齿-精磨齿-表面淬火-校正基准-磨削外珩自动线的加工方案。这种加工方案的齿轮精度可稳定在5级以上，且齿面加工纹理十分错综复杂，噪声极低，是品质极高的齿轮。 第3章 圆柱齿轮的加工工艺过程3.1工艺过程分析通过上几章的分析，拟定齿轮的加工工艺路线时，要根据齿轮的结构形状技术要求精度等级以及生产批量和各厂的具体条件制定切合实际的加工路线。就一般而言，齿轮加工工艺过程大致要经过如下几个阶段：毛坯制造、毛坯热处理、齿坯加工、检验、齿形加工、齿端

33、加工、齿面热处理、精基准修正、齿形精加工及检验等。下面列出常用齿轮一双联齿轮图3-1，材料为40Cr，精度为7-6-6级，其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，其加工工艺过程见表3-2。齿号 齿号 模数 2 2 基节偏差 ±0.016 ±0.016 齿数 28 42 齿形公差 0.017 0.018 精度等级 7GK 7JL 齿向公差 0.017 0.017 公法线长度变动量 0.039 0.024 公法线平均长度 21.36 00.05 27.6 00.05 齿圈径向跳动 0.050 0.04

34、2 跨齿数 4 5 3-1双联齿轮零件图123456789101112131415毛坯锻造正火粗车外圆及端面，留余量1.52mm，钻镗花键底孔至尺寸30H12拉花键孔钳工去毛刺上芯轴，精车外圆，端面及槽至要求检验滚齿（z42），留剃余量0.070.10 mm插齿（z28），留剃余量0.0,40.06 mm倒角（、齿12°牙角）钳工去毛刺剃齿（z42），公法线长度至尺寸上限剃齿（z28），采用螺旋角度为5°的剃齿刀，剃齿后公法线长度至尺寸上限齿部高频淬火：G52推孔珩齿总检入库外圆及端面30H12孔及A面花键孔及A面花键孔及B面花键孔及A面花键孔及端面花键孔及A面花键孔及A面

35、花键孔及A面花键孔及A面3-2加工工艺过程1.工艺过程分析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

36、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

37、的。 2.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。3.2齿端加工如图3-2所示，齿轮的齿端加工有

38、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。3-2齿端加工形次用铣刀进行齿端倒圆，如图3-3所示。齿端倒圆时，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。3-3齿端倒圆3.3精基准修正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

39、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，但生产率低，对于整体淬火后内孔变形大硬度高的齿轮，或内孔较大、厚度较薄的齿轮，则以磨孔为宜。第4章 齿轮加工误差工艺分析4.1 .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.齿轮的径向误差是指滚齿时，由于齿坯的实际回转中心与基准孔(轴)轴心不重合(出现几何偏心)，使所切齿轮的轮齿发生径向位移而引起的齿距累积误差。由图4-1可以看出：为切齿时的回转中心,

40、为基准孔的几何中心。当两者不重合时，即使所切齿圈上的各齿沿圆周分布绝对均匀(如图中实线圆上的p1=p2)，但它只是分布在以为中心的分度圆上，而在以为中心的分度圆上其分布就不再均匀了(如图中虚线圆上的)。显然，这种齿距的变化是由于几何偏心使齿廓径向位移引起的，故称为齿轮的径向误差。齿轮的径向误差可通过齿圈径向跳动和径向综合误差反映出来。切齿时产生齿轮径向误差的主要原因，是工件安装中出现几何偏心。切齿时，工件有两种安装方式：内孔定心端面支承；外圆定心端面支承。前一种方式工件安装迅速方便，适用于成批以上生产；后一种方式安装工件时，按外圆找正不需专用心轴，但要求齿坯外圆的径向跳动要小，适用于单件小批生

41、产。图4-1 几何偏心引起的径向误差r-滚齿时的分度圆半径r-以孔轴心o为旋转中心时，齿圆的分度圆半径图4-2所示为一按内孔定心的滚齿夹具。铸铁底座5上装有钢衬套4，心轴2可随工件孔径不同而进行更换。夹具使用前应先调整，使其心轴轴线与机床工作台回转中心重合。这种夹具的加工精度和刚度均比较好，生产中应用比较普遍。4-2图 滚齿夹具1-压盖 2-心轴 3-垫圈 4-衬套 5-底座 使用上述夹具滚齿时，产生几何偏心有以下几种原因：(1).调整夹具时，心轴和机床工作台回转中心不重合；(2).齿坯内孔与心轴间存在间隙，安装时偏向一边；(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，如图4

42、-3。引起端面定位不好的具体原因有：齿坯的端面跳动，夹具定位端面跳动，垫圈两端面的不平以及各接触面间的擦拭不净或因磕碰产生了毛刺等。针对上述各种原因，可采取下列措施来减少齿轮径向误差 ：(1).严格控制齿坯的加工质量，特别要注意孔径的尺寸精度和基准端面的端面跳动；(2).保证夹具的制造精度和安装精度。夹具制造时，对于底座要注意顶面对底面的平行度和内孔对底面的垂直度要求；对于心轴要注意定心轴颈的尺寸精度和各轴颈的同轴度要求。此外，还应注意垫圈两端面的平行度和夹紧螺母的端面跳动等项要求。夹具安装后应检查图4-4所示的A、B、C、D四处的跳动量，可根据夹具的安装精度和齿轮精度等级参考选取。4-3图端

43、面定位不好引起几何偏心 4-4夹具安装精度的检查(3).改进夹具结构为提高定心精度，滚齿夹具除了采用精密的可胀心轴外，还可以将夹具的定位与夹紧部分分开，图4-5即为此种结构的滚齿夹具。工件靠定位套定心。工件压紧时，端面定位不良会引螺栓弯曲，由于定位与夹紧已经分开，这种弯曲就不会影响齿坯的定心精度。4-5定位与夹紧分开的滚齿夹具2.齿轮切向误差是指滚齿时，由于机床工作台的不等速旋转，使所切齿的轮齿沿切向发生位移所引起的齿距累积误差。由滚齿加工原理可知，滚切齿轮时，刀具和齿坯间应保持严格的运动联系展成运动。由于机床分齿传动链实际上存在着传动误差，刀具和齿坯间的相对运动即不协调，齿坯在一周的回转中时

44、快时慢。这种快慢变化的转角误差，必然使滚切出的实际齿廓相对理论位置沿圆周方向（即切向）发生位移，如图(f)所示。为清晰起见，图中只画出8个轮齿。设滚切齿1时齿坯的转角误差为0度，当滚切2时，理论上齿坯应转过ABC角（即360/8），实际上由于存在转角误差，齿坯多转一个角，转到AOC角，即轮齿由虚线所示位置转到实线所示的位置，结果轮齿沿切向发生了位移。同理，其它各齿也会发生类似的切向位移。由于机床工作台的转角误差在一周内是变化的，因而各轮齿的切向位移就不相等。显然，各轮齿切向位移的不相等必然引起齿距累积误差，进而影响齿轮传递运动的准确性。由图4-6还可以看到出，当轮齿出现切向位移时，图中每隔一齿

45、所测出公法线的长度是不相等的，例如齿2、8间的公法线长度即明显的大于齿4、6间的公法线长度。据此由机床分齿运动不准确所引起的齿轮周节累积误差（切向部分），可通过公法线变动反映出来，因此公法线长度变动也就可以作为评定齿轮传递运动准确性的一项指标。机床工作台的回转误差，主要取决于分齿传动链的传动误差。实践和理论分析表明，在分齿传动链的各传动元件中，影响传动误差的最主要环节是工作台下的分度蜗轮，分度蜗轮在制造和安装中产生的周节累积误差，使工作台回转中发生转角误差，并复映给齿坯使其又产生周节累积误差。显然在工作台转角误差即定的情况下，齿坯直径越大，则产生的周节累积识差就越大。影响传动误差的另一重要环节

46、是分齿挂轮，这些挂轮的制造和安装误差，也会以较大的比例传递到工作台上。为了减少齿轮的切向误差，主要应提高机床分度蜗轮的制造和安装精度。对高精度滚齿机还可通过校正装置去补偿蜗轮的分度误差，使被加工齿轮获得更高加工精度。4-6齿轮的切向误4.2.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和基节偏差fpb。齿形误差会引起每对齿轮啮合过程中传动比的瞬时变化；基节偏差会引起一对齿过渡到另一对齿啮合时传动比的突变。齿轮传动由于传动比瞬时变化和突变而产生噪声和振动，从而影响工作平稳性精度。滚齿时，产生齿轮的基节偏差较小，而齿形误差通常较大。下面分别进行讨论。1.齿

47、形误差齿形误差主要是由于齿轮滚刀的制造刃磨误差及滚刀的安装误差等原因造成的，因此在滚刀的每一转中都会反映到齿面上。常见的齿形误差有如图4-7所示的各种形式。(1).齿面出棱。一般可以直接看出齿面上有一条明显的棱（一般出现在齿高的中部如图a）.(2).齿形不对称.一般是指齿歪现象，这种误差一般可以直接看到（如图b）(3).齿形角误差。齿形角对标注齿形角的偏差（如图c）。(4).周期性误差。齿面相对于渐开线标准齿形凹凸不平，呈周期性变化（如图d）。(5).根切。齿形根部渐开线被切去，有时可明显看出（如图e）。(6).齿根圆角误差。齿根过度曲线部分圆角过大。由于齿轮的齿面偏离了正确的渐开线，使齿轮传

48、动中瞬时传动比不稳定，影响齿轮的工作平稳性。4-7常见的齿轮误差2.产生齿形误差的原因(1).齿面出棱。滚刀刃麽后，刀齿等分性不好，即刀齿前刃面相对内控中心分布不均匀时，由于滚刀是经过铲背的，会使滚刀切削刃偏离其基本蜗杆的螺旋表面，并使到刀齿齿厚各不相同，滚齿时，就会产生过切和空切现象至使齿形表面出现刀齿的刀痕造成显著的棱边形。若滚刀安装后有径向跳动或轴向传动，也会使滚刀在一转中产生周期性的过切和空切现象现象，也会造成齿面出棱。(2).齿面不对称。滚刀刃麽后径向性不好，即滚刀刀刃前脚不等于零度，产生前刃面分径向性误差，同样会使滚刀齿形偏离其理论位置，产生不对称的齿形角误差，古在滚齿时将产生齿面

49、不对称现象。滚刀安装时。要求滚刀中间的一个刀齿或刀艚的对称线要通过齿陪的中心，即要求对中，尤其是加工齿数较少的齿轮时，不然，也会产生齿形的不对称现象。(3).齿形角误差。滚刀原始齿形角误差直接产生被切齿轮的齿形角误差。滚刀刃麽后径向性不好，刀架搬动角度较大也会产生齿形角误差。(4).周期误差。机床工作台回转不均匀直接影响齿陪回转不均匀，造成基圆半径产生无差，其中频率较高的部分主要是有分度蜗杆轴向传动或安装有偏心引起的。滚刀安装后如有径向跳动和轴向传动以及分齿挂轮安装偏心或齿面有碰撞等也会引起齿形的周期误差。(5).齿根圆角误差。滚刀刀刃麽顿后圆角过大，或两侧刀尖麽顿不均匀都会造成齿根部过度曲线

50、不对称。(6).根切现象主要是在被加工齿轮齿数较少时才会出现。4.3. 影响齿轮接触精度的加工误差分析 齿轮齿面的接触状况直接影响齿轮传动中载荷分布的均匀性。滚齿时，影响齿高方向的接触精度的主要原因是齿形公差ff和基节极限偏差fpb。影响齿宽方向的接触精度的主要原因是齿向公差F。产生齿向公差的主要原因：(1)滚齿机刀架导轨相对于工作台回转轴线存在平行度误差，如图4-8所示4-8刀架导轨误差对齿形的分析1-刀架导轨 2-齿坯 3-夹具底座 4-机床工作台（2）齿坯装夹歪斜由于心轴、齿坯基准端面跳动及垫圈两端面不平行等引起的齿坯安装歪斜，会产生齿向误差，如图4-9所示。4-9齿坯安装歪斜对齿向误差的分析第5章 结论这篇毕业论文是我学完了大学的全部基础课、技术基础课、及大部分专业课之后进行的。这是我对所学的各课课程的一次深入地综合性复习； 也是一次将理论和实践紧密联系的综合训练；更促使我对大学所学知识进行了系统的总结。所以，这篇毕业论文对我