5.4圆柱齿轮加工（课件）- 《 机械加工技术》同步教学（清华版·2017）

单元五　典型零件加工 导　　读 模块一　轴类零件加工 模块二　套类零件加工 模块三　箱体零件加工 模块四　圆柱齿轮加工 模块四　圆柱齿轮加工 一、概述 1.齿轮的功用与结构特点 图5-18　圆柱齿轮的结构形式 a)盘类零件　b)套类齿轮　c)内齿轮　d)轴类齿轮　e)扇形齿轮　f)齿条 2. 圆柱齿轮的技术要求 模块四　圆柱齿轮加工 表5-7　齿轮公差组 3. 齿轮的材料与毛坯 (1)齿轮的材料 1)中碳结构钢　采用如45钢等进行调质或表面淬火。 2)中碳合金结构钢　采用如40Cr进行调质或表面淬火。 3)渗碳钢　采用如20Cr、20CrMoTi等进行渗碳或碳氮共渗。 4)铸铁及非金属材料(如夹布胶木与尼龙等)这些材料强度低，容易加工，适用于一些轻载下的齿轮传动。 模块四　圆柱齿轮加工 (2)齿轮毛坯　齿轮毛坯的选择取决于齿轮的材料、结构形状、尺寸大小、使用条件以及生产批量等多种因素。 图5-19　双联齿轮 模块四　圆柱齿轮加工 4.齿轮加工的一般工艺路线 二、齿轮加工工艺过程及其分析 1. 齿轮加工工艺过程 2.齿轮加工工艺过程分析 模块四　圆柱齿轮加工 表5-8　双联齿轮加工工艺过程 模块四　圆柱齿轮加工 图5-20　高精度齿轮 模块四　圆柱齿轮加工 表5-9　高精度齿轮加工工艺过程 (1)定位基准的选择　齿轮齿形加工时，定位基准的选择主要遵循基准重合和自为基准原则。 模块四　圆柱齿轮加工 (2)齿坯加工　在齿形加工前的齿坯加工中，要切除大量多余金属，加工出齿形加工时的定位基准和测量基准。 1)大批大量生产时的齿坯加工 在大批大量生产中，齿坯常在高效率机床(如拉床、单轴、多轴半自动车床，数控机床等)组成的流水线上或自动线上加工。 ① 毛坯以外圆及端面定位钻孔、扩孔； ② 以待加工孔本身和端面定位拉孔(为便于拉孔，有时先粗车支承端面)； ③ 以内孔定位将齿坯装在心轴上，在多刀半自动车床上粗、精车外圆、端面、切槽及倒角等。 2)中小批生产的齿坯加工　中小批生产时，齿坯加工方案较多，需要考虑设备条件和工艺习惯。 模块四　圆柱齿轮加工 ① 以齿坯外圆或突出的轮毂定位，在普通车床或转塔车床上加工外圆、端面及内孔； ② 以内孔和端面定位拉出花键孔(如有现成的拉刀时)，否则在插床上插花键； ③ 以花键孔定位，装夹在心轴上，在普通车床上精车外圆、端面及其它部分。 (3)齿轮的热处理 1)齿坯热处理　在齿坯粗加工前后常安排预先热处理，其主要目的是改善材料的加工性能，减少锻造引起的内应力，为以后淬火时减少变形做好组织准备。 模块四　圆柱齿轮加工 2)轮齿的热处理　齿轮的齿形切出后，为提高齿面的硬度和耐磨性，根据材料与技术要求不同，常安排渗碳淬火或表面淬火等热处理工序。 图5-21　齿端加工形式 a)倒圆　b)倒尖　c)倒棱 模块四　圆柱齿轮加工 (4)齿形加工方案的选择　在齿轮加工工艺过程中齿形加工是一个重要而独立的阶段。 1)8级精度以下的齿轮，经滚齿或插齿即可达到要求。 2)7级精度不需淬硬齿轮可用滚齿—剃齿(或冷挤压)方案。 3)5～6级精度齿轮常采用磨齿方案。 (5)齿端加工　齿轮的齿端加工有倒圆、倒尖、倒棱(见图5-21)和去毛刺等方式。 (6)精基准的修正　齿轮淬火后基准孔会发生变化，为保证齿形精加工质量，对基准孔及端面必须先加以修正。 模块四　圆柱齿轮加工 图5-22　齿端倒圆加工示意 模块四　圆柱齿轮加工 图5-23　分度圆定位磨内孔 三、齿轮加工质量分析 1.滚齿加工质量分析 模块四　圆柱齿轮加工 (1)影响传动准确性的加工误差分析　在滚齿加工中，由于多种因素的影响，使滚刀和被加工齿轮的相对位置和相对运动发生了变化。 1)齿轮的径向误差　齿轮的径向误差是指滚齿时，由于齿坯的回转轴线与其基准孔轴线不重合(即出现几何偏心)，使所切齿轮的轮齿发生径向位移而引起齿距累积误差,如图5-24所示。 模块四　圆柱齿轮加工 图5-24　几何偏心引起的径向误差 ① 夹具心轴中心线与机床工作台回转中心不重合。 ② 工件内孔与心轴间有间隙，装夹时偏向了一边。 模块四　圆柱齿轮加工 ③ 基准端面定位不好，夹紧后孔相对工作台回转中心产生偏斜。 ④ 垫圈两端面不平行或各定位面未擦干净等。 ① 保证齿坯的加工质量，控制孔径尺寸精度和基准端面的跳动量。 ② 保证夹具的制造精度和安装精度。制造夹具时，要注意底座的顶面对底面的平行度和孔对底面的垂直度要求；要注意心轴定位轴颈的尺寸精度和各轴径的同轴度要求；还应注意垫圈两端面的平行度和夹紧螺母的端面跳动等要求。 2)齿轮的切向误差　齿轮的切向误差是指滚齿时，由于机床工作台不均匀转动，使所切齿轮的轮齿沿切向发生位移所引起的齿距累积误差。 模块四　圆柱齿轮加工 图5-25　齿轮的切向误差 ① 提高机床分度蜗轮的制