第八章齿轮加工技术

1、18.1 齿轮加工方法及加工工艺齿轮加工方法及加工工艺 8.1.1 圆柱齿轮加工圆柱齿轮加工 1、圆柱齿轮结构特点和传动精度、圆柱齿轮结构特点和传动精度 功用：传递功用：传递动力或运动动力或运动。 结构特点：圆柱齿轮的结构形式结构特点：圆柱齿轮的结构形式 从工艺角度分为：从工艺角度分为：齿圈齿圈和和轮体轮体部分；部分； 按齿圈上轮齿的分布形式，齿轮分为：按齿圈上轮齿的分布形式，齿轮分为：直齿，直齿， 斜齿，人字齿斜齿，人字齿等；等； 按轮体的机构形式，齿轮分为：按轮体的机构形式，齿轮分为：盘类、套类、盘类、套类、 轴类、齿条轴类、齿条等等。第八章 齿轮加工技术2第八章 齿轮加工技术常见齿轮的结

2、构形式常见齿轮的结构形式3常见齿轮的结构形式常见齿轮的结构形式第八章 齿轮加工技术盘类齿轮套类齿轮内齿轮轴类齿轮扇形齿轮齿条4第八章 齿轮加工技术5第八章 齿轮加工技术6第八章 齿轮加工技术7 为满足齿轮的使用性能，一般对齿轮传为满足齿轮的使用性能，一般对齿轮传动提出四项精度要求：动提出四项精度要求： （1）传递运动的）传递运动的准确性准确性 要求齿轮在一转中的转角误差限制在一定范围要求齿轮在一转中的转角误差限制在一定范围内。内。 （2）传递运动的）传递运动的平稳性平稳性 要求齿轮在一齿转角内的最大误差在规定的范要求齿轮在一齿转角内的最大误差在规定的范围内。围内。 （3）载荷分布的）载荷分布的

3、均匀性均匀性 要求传动中工作吃么接触良好，以保证载荷分要求传动中工作吃么接触良好，以保证载荷分布均匀。布均匀。 （4）齿侧间隙的）齿侧间隙的合理性合理性 要求啮合轮齿的非工作齿面留有一定的恻隙，要求啮合轮齿的非工作齿面留有一定的恻隙，以便储存润滑油。以便储存润滑油。第八章 齿轮加工技术8 2、齿形加工方法及特点、齿形加工方法及特点 按加工中有无切屑，可分为有切屑加工和无切屑加工。 目前以齿面加工的主要方法，从加工原理上将其分为成形法和展成法。 成型法的特点：所用道具的切削刃形状与被切削齿轮齿槽的形状相同。 展成法是用齿轮啮合原理来进行加工的。第八章 齿轮加工技术9a图为盘状齿轮铣刀加工齿轮，b

4、图为指状齿轮铣刀加工齿轮。成型法加工齿轮精度较低，一般只能加工出910级精度的齿轮，且生产率低。第八章 齿轮加工技术10第八章 齿轮加工技术成形法加工齿轮成形法加工齿轮11第八章 齿轮加工技术12 用展成原理加工齿形的方法主要有滚齿、插齿、剃齿、珩齿和磨齿等方法，其中剃齿、珩齿、磨齿属于齿形精加工方法。 展成法的加工进度和生产率都较高，刀具通用性好，生产中应用十分广泛。 第八章 齿轮加工技术13第八章 齿轮加工技术滚齿机加工直齿轮滚齿机加工直齿轮14第八章 齿轮加工技术插齿机加工直齿轮插齿机加工直齿轮15第八章 齿轮加工技术滚齿机加工斜齿轮滚齿机加工斜齿轮16第八章 齿轮加工技术齿形加工方法刀

5、具机床加工精度及适用范围成形法成形铣齿模数铣刀铣床加工精度及生产率均较低，一般精度为9级以下拉 齿齿轮拉刀拉床精度和生产率均较高，但拉刀多为专用，制造困难，价格高，故只在大量生产时用，宜于拉内齿轮 常见的齿形切削加工方法的加工精度和适用范围见下表常见的齿形切削加工方法常见的齿形切削加工方法17第八章 齿轮加工技术齿形加工方法刀具机床加工精度及适用范围展成法滚 齿齿轮滚刀滚齿机通常加工610级精度齿轮、最高能达4级，生产率较高，通用性大，常用以加工直齿、斜齿的外啮合圆柱齿轮和蜗轮插 齿插齿刀 插齿机通常能加工79级精度齿轮，最高能达6级，生产率较高通用性大，适于加工内外啮合齿轮扇形齿轮、齿条等剃

6、 齿剃齿刀剃齿机能加工57级精度齿轮，生产率高，主要用于齿轮滚插预加工后、淬火前的精加工冷挤齿轮挤 轮挤齿机能加工68级精度齿轮，生产率比剃齿高，成本低，多用于齿形淬硬前的精加工，以代替剃齿，属于无屑加工珩 齿珩磨轮珩齿机或剃齿机能加工67级精度齿轮，多用于经过剃齿和高频淬火后，齿形的精加工磨 齿砂 轮磨齿机能加工37级精度齿轮，生产率较低，加工成本较高，多用于齿形淬硬后的精密加工18第八章 齿轮加工技术19第八章 齿轮加工技术20 四、圆柱齿轮的加工工艺过程四、圆柱齿轮的加工工艺过程 图图5-155-15为一直齿圆柱齿轮的简图，编制齿轮为一直齿圆柱齿轮的简图，编制齿轮加工工艺过程大致可以划分

7、如下几个阶段：加工工艺过程大致可以划分如下几个阶段： 1)1)齿轮毛坯的形成齿轮毛坯的形成：锻件、棒料或铸件；：锻件、棒料或铸件； 2)2)粗加工：粗加工：切除较多的余量；切除较多的余量； 3)3)半精加工半精加工：车、滚、插齿；：车、滚、插齿； 4)4)热处理热处理：调质、渗碳淬火、齿面高频感应：调质、渗碳淬火、齿面高频感应加热淬火等；加热淬火等； 5)5)精加工精加工：精修基准、精加工齿形。：精修基准、精加工齿形。 第五章 典型零件加工工艺过程第八章 齿轮加工技术21图5-15 齿轮简图第五章 典型零件加工工艺过程第八章 齿轮加工技术22序号序号 工序内容及要求工序内容及要求 定位基准定位

8、基准 锻造 正火 粗车各部，均放余量1.5 外圆、端面 转塔车床 精车各部，内部至锥孔塞规线外露68，其余达图样要求 外圆、内孔、端面 616 滚齿： 内孔、端面 38 倒角 内孔、端面 倒角机 插键槽达图样要求 外圆、端面 插床 去毛剌 剃齿 内孔、端面 Y5714 热处理：齿部C54 磨内锥孔，磨至塞规小端平 外圆、端面 M220 珩齿达图样要求 内孔、端面 Y5714 终结检验 第五章 典型零件加工工艺过程第八章 齿轮加工技术23 五、圆柱齿轮的加工工艺过程分析五、圆柱齿轮的加工工艺过程分析 1 1、基准的选择、基准的选择 带轴齿轮带轴齿轮主要采用主要采用顶尖孔定位顶尖孔定位：顶尖定位：

9、顶尖定位的的精度高，且能作到基准重合和统一。精度高，且能作到基准重合和统一。 带孔齿轮带孔齿轮在齿面加工时常采用以下两种定在齿面加工时常采用以下两种定位、夹紧方式：位、夹紧方式： （1 1）以内孔和端面定位：定位精度高，适）以内孔和端面定位：定位精度高，适合于合于批量生产批量生产。但对于夹具的制造精度要求较。但对于夹具的制造精度要求较高。高。 第五章 典型零件加工工艺过程第八章 齿轮加工技术24 （2 2）以外圆和端面定位）以外圆和端面定位：生产率低生产率低；同时对；同时对齿坯的内、外圆同轴要求高，而对夹具精度要齿坯的内、外圆同轴要求高，而对夹具精度要求不高，故适用于求不高，故适用于单件、小批

10、单件、小批生产。生产。 为减少定位误差，提高齿轮加工精度，为减少定位误差，提高齿轮加工精度，在加工时应满足以下要求：在加工时应满足以下要求： 1)1)应选择基准重合、统一的定位方式应选择基准重合、统一的定位方式； 2)2)内孔定位时，配合间隙应近可能减少内孔定位时，配合间隙应近可能减少； 3)3)定位端面与定位孔或外圆应在一次装夹定位端面与定位孔或外圆应在一次装夹中加工出来，以保证垂直度要求。中加工出来，以保证垂直度要求。 第五章 典型零件加工工艺过程第八章 齿轮加工技术25 2 2、齿轮毛坯的加工、齿轮毛坯的加工 齿坯加工齿坯加工，占有很重要的地位。为齿面加工和检，占有很重要的地位。为齿面加

11、工和检测提供基准，同时所占工时比例较大，为提高测提供基准，同时所占工时比例较大，为提高生产率和保证加工质量，必须重视轮坯的加工。生产率和保证加工质量，必须重视轮坯的加工。 齿轮图样中，如果规定以分度圆弦齿厚的减薄量齿轮图样中，如果规定以分度圆弦齿厚的减薄量来测定来测定侧隙侧隙，应注意齿顶圆的精度要求，因为，应注意齿顶圆的精度要求，因为齿厚检测以齿顶圆为测量基准。齿顶圆精度太齿厚检测以齿顶圆为测量基准。齿顶圆精度太低，使测量出的齿厚无法正确反映出侧隙的大低，使测量出的齿厚无法正确反映出侧隙的大小，所以，在这一加工过程中应注意以下小，所以，在这一加工过程中应注意以下三个三个问题问题： 第五章 典型

12、零件加工工艺过程第八章 齿轮加工技术26 1) 1)当以齿顶圆作为测量基准时，应严格当以齿顶圆作为测量基准时，应严格控制齿顶圆的尺寸精度；控制齿顶圆的尺寸精度； 2) 2)保证定位端面和定位孔或外圆间的垂保证定位端面和定位孔或外圆间的垂直度；直度； 3) 3)提高齿轮内孔的制造精度，减少与夹提高齿轮内孔的制造精度，减少与夹具心轴的配合间隙；具心轴的配合间隙； 3 3、齿形及齿端加工、齿形及齿端加工 齿形加工是齿轮加工的关键，其方案的选齿形加工是齿轮加工的关键，其方案的选择取决于多方面的因素，如设备条件、齿轮精择取决于多方面的因素，如设备条件、齿轮精度等级、表面粗糙度、硬度等。常用的齿形加度等级

13、、表面粗糙度、硬度等。常用的齿形加工方案在上节已有讲解，在此不再叙述。工方案在上节已有讲解，在此不再叙述。 第五章 典型零件加工工艺过程第八章 齿轮加工技术27图5-16 齿端加工形式第五章 典型零件加工工艺过程第八章 齿轮加工技术28图5-17 齿端倒圆加工示意图 齿轮的齿端加工有倒圆、倒尖、倒棱和去毛刺齿轮的齿端加工有倒圆、倒尖、倒棱和去毛刺等方式。如图等方式。如图 5-175-17所示。经倒圆、倒尖后的齿轮所示。经倒圆、倒尖后的齿轮在换档时容易进入啮合状态，减少撞击现象。倒在换档时容易进入啮合状态，减少撞击现象。倒棱可除去齿端尖角和毛刺。棱可除去齿端尖角和毛刺。 第五章 典型零件加工工艺

14、过程第八章 齿轮加工技术29 习习 题题 1 1、试述齿轮的功用、结构特点和分类。、试述齿轮的功用、结构特点和分类。 2 2、齿轮传动的基本要求有哪几个方面？、齿轮传动的基本要求有哪几个方面？ 3 3、试述齿轮材料的种类、热处理方法和使用范围。、试述齿轮材料的种类、热处理方法和使用范围。 4 4、加工模数、加工模数 Z=3 Z=3 的直齿圆柱齿轮，齿数的直齿圆柱齿轮，齿数Z1=26Z1=26，Z2=34Z2=34，试选择盘形齿轮铣刀的刀号。在相同的，试选择盘形齿轮铣刀的刀号。在相同的条件下，哪个齿轮的加工精度高？为什么？条件下，哪个齿轮的加工精度高？为什么？ 5 5、滚齿时，若齿坯、夹具、工作

15、台分度蜗轮有制、滚齿时，若齿坯、夹具、工作台分度蜗轮有制造误差和安装误差，试比较三者所造成的齿轮造误差和安装误差，试比较三者所造成的齿轮加工误差有何异同点？加工误差有何异同点？ 6 6、为何剃齿的加工精度高于滚齿和插齿？、为何剃齿的加工精度高于滚齿和插齿？ 第五章 典型零件加工工艺过程第八章 齿轮加工技术30 7 7、在不同生产类型条件下，齿坯加工是怎样、在不同生产类型条件下，齿坯加工是怎样进行的的？如何保证齿坯内外圆同轴度及定位用进行的的？如何保证齿坯内外圆同轴度及定位用的端面与内孔的垂直度？齿坯精度对齿轮加工精的端面与内孔的垂直度？齿坯精度对齿轮加工精度有什么影响？度有什么影响？ 8 8、选择