典型机械零件的加工工艺课题四 任务一：识读主动齿轮零件
5-2识读齿轮及齿轮啮合工作图(教案)
任务5-2 识读齿轮及齿轮啮合工作图本项目参考课时： 4 学时课题任务5-2 识读齿轮及齿轮啮合工作图参考资料教材、练习册教学配套课件教学方法讲解、示范，学生讨论、训练授课课时4学时教学目标1.熟悉汽车上常见齿轮传动的形式；2.熟悉圆柱齿轮的结构、参数和尺寸关系及规定画法；3.了解圆锥齿轮和蜗轮蜗杆啮合图形的画法及相关尺寸标注的含义。
学习重点圆柱齿轮及其啮合的规定画法实施建议1．在教学中，充分运用实物模型直观教学法和多媒体教学法讲解齿轮的结构、参数及尺寸关系；2．重点讲解圆柱齿轮及其啮合的规定画法，对圆锥齿轮、蜗杆蜗轮的规定画法作一般性介绍，能看懂其视图即可。
课后评价（或后面的课后总结）可通过课堂或课后作业形式进行评价：布置几道难度适中且有代表性的习题，要求学生独立完成；根据作业完成情况来评价学生对该部分的掌握情况。
习题形式可以是填空、判断、选择、作图等。
【组织教学】检查学生出勤，作好学生考勤记录。
强调课堂纪律，活跃课堂气氛。
在对基础知识理解的基础上，通过必要绘图练习来筑固所学的知识。
【课题导入】在汽车传动装置中，齿轮传动是最常见的一种传动形式。
主要有：圆柱齿轮传动、圆锥齿轮传动与蜗杆传动。
由于齿轮的结构与尺寸已标准化，所以本任务主要学习齿轮的规定画法、代号和标注，读懂齿轮的零件图。
【讲授新课】一、教学内容汽车上传动齿轮形式，如图5-2-1所示：（1）圆柱齿轮：用于两平行轴之间的传动；（2）圆锥齿轮：用于两相交轴之间的传动；（3）蜗轮蜗杆：用于两交叉轴之间的传动。
（a）圆柱齿轮（b）圆锥齿轮（c）蜗杆蜗轮图5-2-1 齿轮传动形式（一）圆柱齿轮圆柱齿轮的轮齿有直齿、斜齿和人字齿三种。
按齿廓曲线又可分为渐开线齿轮、圆弧齿轮、摆线齿轮等。
本任务着重介绍渐开线齿廓圆柱齿轮的尺寸关系和规定画法。
1．直齿圆柱齿轮结构、名称及代号，如图5-2-2所示。
直齿圆柱齿轮的齿向与齿轮轴线平行，直齿轮在齿轮传动中应用最广。
机械识图-任务5 识读齿轮零件图
任务5 识读齿轮零件图
【教学目标】
一、知识目标
了解齿轮的相关计算及规定画法，能正确识读齿轮零件图。
二、能力目标
会识读齿轮零件图。
三、情感目标
通过学习本任务，增加对齿轮的认识，激发学生对齿轮的兴趣
【教学手段】
圆规、三角板。
讲授与演示交叉进行，讲授与练习交叉进行，最后进行归纳。
【教学方法】
演示法、讲练法、归纳法。
【教学过程】
一、复习旧课
1 作业点评。
2 轮盘（盘盖）类零件主视图选择的原则是什么？
二、导入新课
前面已学过轮盘类零件图的看图方法，本节学习齿轮零件图，齿轮也属于盘类零件，下面先学习有关齿轮的一些基础知识。
三、讲授新课
1．讲授直齿圆柱齿轮的结构参数
教师结合图简单分析齿轮零件图，引出标准直齿圆柱齿轮的结构参数。
教师利用网络课程演示齿轮图形，简要分析齿轮各部分名称、参数及几何尺寸计算公式。
学生尝试利用教师给定的参数计算直齿圆柱齿轮的有关尺寸。
2．讲解直齿圆柱齿轮的画法
教师带领学生结合图分析单个齿轮画法、齿轮啮合画法，重点突出国标相关规定；交叉演示网络课程中有关齿轮画法内容。
学生进行习题集练习，练习齿轮相关尺寸计算及齿轮画法。
3．教师与学生一起读齿轮零件图
按“看标题栏—分析图形—分析尺寸—分析技术要求”的步骤，引领学生读懂齿轮零件图，在学习过程中，以学生自主读图为主，教师适当提示、总结。
四、小结
教师简单总结齿轮计算公式及齿轮规定画法，总结齿轮零件图与一般盘类零件图的不同之处。
五、布置作业
思考题：齿轮的主要参数有哪些？。
机械制造技术5-4任务四 圆柱齿轮——双联齿轮的加工
——
二、 圆柱齿轮的材料及毛坯
齿轮的材料种类：
任 务 四 圆 柱 齿 轮 双 联 齿 轮 的 加 工
对于低速、轻载或中载的一些不重要的齿轮，常用45钢制作，经正火或
调质处理后，可改善金相组织和可加工性，一般对齿面进行表面淬火处
理;
对于速度较高，受力较大或精度较高的齿轮，常采用20Cr、40Cr、 20CrMnTi等合金钢。其中40Cr晶粒细，淬火变形小。20CrMnTi采用渗 碳淬火后，可使齿面硬度较高，心部韧性较好和抗弯性较强。 38CrMoAl经渗氮后，具有高的耐磨性和耐腐蚀性，用于制造高速齿轮。 铸铁和非金属材料可用于制造轻载齿轮。
任 务 四 圆 柱 齿 轮 双 联 齿 轮 的 加 工
齿轮淬火后，基准孔常发生变形，要进行修正。基准孔的修正一般采用磨孔 工艺，其加工精度高，但效率低。对淬火变形不大，精度要求不高的齿 轮，可采用推孔工艺。
三、圆柱齿轮加工工艺
2．加工工艺过程
序号 工 毛坯锻造 序 内 容 定位基准
任 务 四 圆 柱 齿 轮 双 联 齿 轮 的 加 工
10
20
30 40 50 60
滚齿加工原理即滚刀和工件相当于齿轮齿条啮合，齿轮滚刀是一个经过 开槽和铲齿的蜗杆，具有切削刃和后角，其法向剖面近似于齿条，滚刀 旋转时，就相当于齿条在连续地移动，被切齿轮的分度圆沿齿条节线作
无滑动的纯滚动，滚刀切削刃的包络线就形成被切齿轮的齿廓曲线。
滚齿是齿形加工中生产效率最高、应用最广的一种方法。用一把滚刀可 加工模数相同而齿数和螺旋角不同的直齿圆柱齿轮、斜齿轮，滚齿法还 可用于蜗轮加工。滚齿既可用于齿形的粗加工，也可用于精加工。 齿面的表面质量不太高。
机械制造技术5-4任务四 圆柱齿轮——双联齿轮的加工
对于小直径的轴齿轮，可采用两端中心孔为定位基准； 对于大直径的轴齿轮，可采用轴颈和一个较大的端面定位； 对带孔齿轮，可采用孔和一个端面定位。
带孔齿轮定位基准面的加工可采用如下方案： (1)大批大量生产时，采用“钻-拉-多刀车”的方案。 (2)中批生产时，采用“车-拉-多刀车”的方案。
——
(3)单件小批生产时，在卧式车床上完成孔、端面，外圆的粗、精加工。先加 工完一端，再掉头加工另一端。
正火
粗车外圆级端面，留余量1.5～2mm，钻镗花键底孔至尺寸φ30H12 拉花键孔 钳工去毛刺 上心轴，精车外圆、端面及槽至尺寸要求 花键孔及A面 外圆及端面 Φ30H12孔及A面
70
80 90 100 110
检验
滚齿（z=42），留剃余量0.07～0.10mm 插齿（z=28），留剃余量0.04～0.06mm 倒角（Ⅰ、Ⅱ齿轮12°角） 钳工去毛刺 花键孔及A面 花键孔及A面 花键孔及端面
齿轮齿坯基准表面的尺寸精度和形位精度直接影响齿轮的加工精度和传动精 度，齿轮在加工、检验和安装时的基准面（包括径向基准面和轴向辅助 基准面）应尽量一致。对于不同精度的齿轮齿坯公差可查阅有关标准。 （4）表面粗糙度 常用精度等级的轮齿表面粗糙度与基准表面的粗糙度Ra的推荐值见表
齿轮精度等级 轮齿齿面 齿轮基准孔 齿轮轴基准轴颈 基准端面 齿顶圆 5 0.4 0.32～0.63 0.2～0.4 0.8～1.6 1.6～3.2 6 0.8 0.8 0.4 1.6～3.2 3.2 7 0.8～1.6 0.8 0.8～1.6 1.6 3.2 8 1.6～3.2 9 3.2～6.3 3.2
——
120
130 140 150 160 170
剃齿（z=42），公法线长度至尺寸上限
典型零件加工工艺过程PPT课件
.
22
CA6140. 车床主轴图
23
主轴的机械加工工艺过程
➢主轴加工工艺过程制订的依据 主轴的结构；技术要求；生产批量；
设备条件 ➢主轴加工工艺过程 批量：大批；材料：45钢；毛坯：模
锻件
.
24
➢工艺过程： 分为三个阶段（参见表5-5）：
粗加工：工序 1~6 半精加工：工序 7~13（7为预备） 精加工：工序 14~26（14为预备）
.
63
箱孔与孔的位置精度 引起轴安装歪斜，致使主轴径向跳动 和轴向窜动，加剧轴承磨损 同一轴线上各孔的同轴度误差 孔端面对轴线垂直度误差
.
64
孔和平面的位置精度
主要是规定主要孔和主轴箱安装基 面的平行度
主要平面的精度
影响主轴箱与床身的连接刚度
规定底面和导向面必须平直和相互 垂直
平面度、垂直度公差等级为5级
第二节
典型零件加工 工艺过程
机械制造工程——第五章
.
1
一、轴（杆）类零件的加工
1．轴类零件的分类、技术要求
➢轴类零件的作用 支撑传动零件； 承受载荷； 传递扭矩。
.
2
➢轴类零件的特点 长度大于直径； 加工表面为内外圆柱面、圆锥面、
螺纹、花键、沟轴 阶梯轴 空心轴 异形轴（曲轴、齿轮轴、偏心轴、
.
38
➢加工顺序的安排和工序的确定
三种方案
粗加工外圆→钻深孔→精加工外圆→ 粗加工锥孔→精加工锥孔
粗加工外圆→钻深孔→粗加工锥孔→ 精加工锥孔→精加工外圆
粗加工外圆→钻深孔→粗加工锥孔→ 精加工外圆→精加工锥孔
.
39
工序确定的两个原则
➢工序中所用的基准应在该工序前加工
机械加工中齿轮加工工艺讲解
机械加工中齿轮加工工艺讲解
齿轮是传递运动和动力的重要零件，广泛应用于各种机械设备和仪器仪表中。
常用的有圆柱齿轮、圆锥齿轮以及蜗轮等，其中圆柱齿轮应用最广泛。
齿形加工是齿轮加工的核心和关键，目前制造齿轮主要是用切削加工，也可以用铸造、辗压(热轧、冷轧)等方法。
用切削加工的方法加工齿轮齿形，按加工原理的不同，可以分为如下两大类。
(1)成形法，是指采用与被切齿轮齿间形状相符的成形刀具，直接切出齿形的加工方法，比如铣齿和磨齿。
(2)展成法，是指利用齿轮刀具与被切齿轮的啮合运动，切出齿形的加工方法，比如插齿、滚齿、剃齿等。
1铣齿加工工艺特点及应用
一般是在铣床上应用成形法进行加工。
铣削时，工件安装在分度头上，用一定模数的盘状(或指状)铣刀对齿轮的齿间铣削。
当加工完成一个齿间后，进行分度，再铣下一个齿间。
其特点如下：
(1)成本较低，铣齿可以在一般的铣床上进行，刀具比其它齿轮刀具简单，因而加工成本较低。
(2)加工精度低，由于铣齿刀具一个刀号要加工一定范围内齿数的齿形。
因此，实际齿形与理论上存在误差。
此外，分齿用的分度头，其分度精度较低。
(3)生产率较低，铣刀每切一个齿间，都要重复消耗切入、切出、退刀以及分度等辅助时间，故生产率较低。
齿轮零件机械加工工艺规程及夹具设计
齿轮零件机械加工工艺规程及夹具设计一、引言齿轮作为机械传动中常见的零件，其在机械系统中的作用不可替代。
作为机械制造行业的一部分，齿轮加工工艺一直是制造企业关注的重点之一。
齿轮加工的质量直接影响到机械系统的性能和使用寿命。
本文主要介绍齿轮零件的机械加工工艺规程及夹具的设计，旨在提高机械加工制造企业的齿轮工艺水平，提高加工效率和质量。
二、齿轮零件机械加工工艺规程2.1、数控加工流程传统齿轮的加工方式主要是使用车床和铣床，依靠技术工人的经验和技术水平加工出质量较高的齿轮。
随着数控技术的发展，数控机床的应用逐渐普及。
数控机床具有高精度、高效率、高重复性等优点，能够满足齿轮加工的需求。
流程如下：（1）编写机床程序。
根据齿轮的尺寸、牙数等参数编写机床程序。
（2）安装夹具。
根据机床程序要求，将齿轮安装在夹具上，保证齿轮的位置和姿态。
（3）调整刀具。
根据齿轮的尺寸和形状，调整刀具的参数，使其能够精确的加工出齿轮的轮廓。
（4）加工制造。
启动机床程序，机床按照编写的程序进行自动加工。
2.2、装夹准确度齿轮的装夹是齿轮加工的基础，装夹准确度直接影响齿轮加工的精度和质量。
齿轮的装夹主要分为以下几种方式：（1）间隙装夹。
又称“二点定心法”，即通过安装工制造的误差对元件进行局部加紧或释紧，使得元件产生相对位移，进而实现定位目的。
（2）单点定位装夹。
在固定件上加工出一道槽，满足被加工零件的定位要求。
利用这道槽来和加工零件进行定位。
（3）面定位装夹。
利用平面的互相接触来实现装夹定位。
（4）对心装夹。
利用装夹机构使加工夹具中心轴线和被加工齿轮的中心轴对齐。
2.3、刀具选择齿轮的加工需利用专门的刀具来完成，通常采用带有切削刃的齿轮铣刀或齿轮加工刀片，刀具的选择应根据加工材料、齿轮的牙数和齿形以及齿轮加工的精度要求等一系列因素进行选择。
在使用刀具进行齿轮加工时，需要根据加工参数等一系列因素进行合理的切削力选择，以保证加工质量和刀具的寿命。
机械图样的绘制与识读模块1任务4
（3）表面粗糙度符号、代号的注写和读取方向与尺寸的注写 和读取方向一致。 Ra3.2
Ra3.2
Ra3.2
Ra3.2
Ra3.2 Ra3.2
标注示例
Ra6.3 Ra6.3 Ra3.2 Ra1.6
Ra6.3 Ra6.3 Ra3.2
×
⑷ 符号的尖端必须从材料外指向被标注的表面。
2×45°
×
Ra3.2 Ra3.2
A
O1
A1
利用投影 的积聚性
2.2 圆锥体 ⑴ 圆锥体的组成 由圆锥面和底面组成。
圆锥面是由直线SA绕 ⑵ 圆锥体的三视图 与它相交的轴线OO1旋转而 成。 S称为锥顶，直线SA称 在图示位置，俯视图为 为母线。圆锥面上过锥顶 一圆。另两个视图为等边三 的任一直线称为圆锥面的 角形，三角形的底边为圆锥 素线。 底面的投影，两腰分别为圆 锥面不同方向的两条轮廓素 线的投影。
用任何方法获得的表面粗糙度, Ra的上限 值为6.3m。
用去除材料方法获得的表面粗糙度, Ra的上 限值为6.3m。
用不去除材料方法获得的表面粗糙度, Ra的 上限值为6.3m。
四、表面结构要求的标注方法和规定 ⑴ 在同一图样上每一表面只注一次粗糙度代号。 ⑵ 表面粗糙度一般标注在可见轮廓线、尺寸界线、 引出线或他们的延长线上。
⑵ 表面粗糙度参数: 表面粗糙度参数的单位是m。
位置a：注写表面结构的单一要求 位置a、b：注写两个或多个表面结构 要求。在位置a注写第一个表面结构 要求，在位置b注写第二个表面结构 要求。 位置c：注写加工方法。 为了避免误解，在参 位置d：注写表面纹理及其方向。 数代号和极限值之间 位置e：注写加工余量。 插入一个空格
模块1：轴套类零件图样的绘制与识读
工作手册式教材基本特征与编写要求
工作手册式教材基本特征与编写要求建设一大批校企“双元”合作开发的优质教材，倡导使用新型活页式、工作手册式教材并配套开发信息化资源。
《关于组织开展“十三五”职业教育国家规划教材建设工作的通知》《职业院校教材管理办法》•一些重大变化：•一是突出了政治性要求：对所有编写人员和教材内容进行政治审核•二是实行单位编写制：编写团队由单位负责组建（学校、企业、出版社、研究机构）•三是按照标准编写：教材规划、课程标准、专业教学标准、实习标准•四是教材选用备案制度：主管教育部门备案，各省到教育部备案•五是倡导采用活页式、工作手册式教材工作手册式教材开发的意义编写工作手册式教材，是职业教育“三教”改革的重点内容之一。
主要目的是反映新知识、新技术、新工艺、新方法，实现课程内容与职业标准的对接、教学过程与生产过程的对接，提升服务国家产业高质量发展的能力。
如何进入国家规划？！整体设计、综合实力、全面提升课程内容不改革、不更新，难以进入国家规划！课程目标不完整、不准确，难以进入国家规划！教学方法和教学组织不改变，难以进入国家规划！语言表达和立体资源不过关，难以进入国家规划！汝果欲学诗，功夫在诗外——陆游123编写目的需求导向教材内容任务导向编写主体双元组合目录5教学方法学生本位4教材功能动态生成6教材形式活页方式什么是手册式教材什么是工作手册式教材什么是工作手册123功能工作手册是企业内部为了便于职工提高工作效率和工作质量而设计的一种指导性文件。
具有信息沟通功能、质量保障功能、员工成长促进功能、绩效考核功能等性质内容主要包括单位文化、组织机构图、业务部门工作职责、工作人员岗位工作职责、工作标准、工作流程等。
什么是工作手册式教材工作手册式教材是一种以“做中学”为特征的职业院校教学用书，具有工作手册和教材的共同特征；教材内容满足学生在工作现场学习的需要，提供简明易懂的技术知识、加工工艺要求等现场指导信息。
工作手册教材的基本特征和编写要求主要有：编写目的需求导向、教学内容任务导向、编写主体双元组合、教学方法学生本位、教材功能动态生成、教材形式活页方式等比工作手册增加了更为详细的“应知”；比教材增加了更为详细的“应会”1编写目的需求导向1 编写目的需求导向•工作手册式教材需要适应三个方面的需求：一是适应企业转型升级的需要；二是适应职业教育综合改革的需要；三是适应终身学习的需要重点规划建设服务国家战略和经济社会发展急需、量大面广的专业领域，注重引导和组织开发市场供给不足、紧缺专业教材。
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定位基准、设计基准、装配基准和测量 基准重合，定位精度高，适合于批量生产。
（2）以外圆和端面定位
因每个工件都要校正，故生产率低；同 时对齿坯的内、外圆同轴要求高，故适用于 单件、小批生产。
9
相关知识
为了减少定位误差，提高齿轮加工 精度，选择基准重合、统一的定位方式。
图的右上角，齿轮模数m为3，齿数为18， 压力角为20°，齿轮精度等级为7级。加 工中需要通过测量公法线长度来保证齿轮 齿形精度，跨齿数3时，公法线长度为 22.90mm。
13
任务实施
齿轮内孔φ22，表面粗糙度Ra为 1.6μm；左右两端面平行度0.020 mm， 端面与内孔有跳动0.025 mm的位置要求， 端面表面粗糙度Ra为3.2μm；齿面表面粗 糙度Ra为1.6μm；热处理调质220～ 260HBW、齿部表面淬火50～55HRC等。
15
任务拓展与练习： 1、齿轮加工基准如何选择？
2、齿轮的常用材料有什么？如何选择齿轮 用材料？
16
面的技术要求，对齿顶外圆的要求 和对齿坯支承端面的要求。
齿坯的内孔和端面的尺寸精度、 形状精度及位置精度、表面粗糙度 要求较高。
7
相关知识
二、圆柱齿轮的加工工艺分析
1、基准的选择 带轴齿轮主要采用顶尖孔定位；对
于空心轴，则在中心内孔钻出后，用两 端孔口的斜面定位；孔径大时则采用锥 堵。
8
相关知识 对带孔齿轮在齿面加工时常采用以
14
任务实施
2、主动齿轮的材料、热处理 由图4-1可知，该齿轮零件材料为
40Cr，根据齿轮的材料选用原则可知，此 齿轮用于一般场合。
热处理调质220～260HBW安排在齿 坯加工阶段，在粗车之后，这样可以消除 粗车形成的内应力；齿部表面淬火50～ 55HRC安排在齿形粗加工完毕后，可提高 齿面的硬度和耐磨性。
11
相关知识
（2）齿轮热处理： 齿轮热处理包括齿坯热处理和轮齿热处理。
1）齿坯热处理 钢料齿坯最常用的热处理是正火和
调质。 2）轮齿的热处理
齿形加工完毕后，为提高齿面的硬 度和耐磨性采用齿面热处理。常用热处 理方法有高频淬火，渗碳、氮化。
12
任务实施
1、主动齿轮的技术条件识读 该主动齿轮轮齿的技术要求在零件
齿轮的功用是传递一定速比的运动 和动力。齿轮因其在机器中的功用不同 而结构各异，但总可以把它们看成是齿 圈和轮体两个部分构成。
4
ห้องสมุดไป่ตู้
相关知识
5
相关知识
2、齿轮的技术要求 （1）齿轮的技术条件：
1）运动传递准确 2）工作平稳 3）接触良好 4）齿侧间隙适当
6
相关知识
（2）齿坯的技术条件 齿坯的技术条件包括对定位基
齿轮齿形的加工及热处理都是本课 题必须解决的。
2
任务一：识读主动齿轮零件
知识点： 齿轮的功用及结构特点 齿轮的技术要求 齿坯的技术要求 齿轮基准的选择 齿轮的常用材料、热处理
技能点： 能识读具体齿轮零件图纸 针对齿轮零件进行加工工艺分析。
3
相关知识 一、识读齿轮零件 1、齿轮的功用与结构特点
课题引入
生产如图4-1所示主动齿轮，该主动齿轮材料为40Cr，热处理 调质220～260HB、齿部表面淬火50～55HRC。生产纲领为 200件/年，为该零件制定机械加工工艺规程。
图4-1
1
课题分析
该零件属于典型的圆柱齿轮零件， 通过本课题的学习，了解齿轮零件 的加工特点，加工方法，学会编制 典型齿轮零件的加工工艺文件。
内孔定位时，孔与轴配合间隙应近 可能减少；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。
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相关知识
2、齿轮的材料、热处理和毛坯 （1）齿轮材料
一般有锻钢、铸钢、铸铁、塑料 等。
齿轮材料的选择是按使用时的工作 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有直接的 影响。