第九章圆柱齿轮加工工艺及常用工艺装备
摆线齿轮泵内转子加工工艺及工装设计
e=2.8，齿形元半径 n=9.5。技术参数为表面渗碳深度 0.9～1.2 mm， 淬火硬度 HRC58－62；曲面母线对粗糙度 0.2 端面的不垂直度允差 0.005 mm，对 准1900.013 的不平行度允差 0.01 mm；22 尺寸与外转子
机的闭环控制，可以进一步提高电机的运行特性和运行效益，真正 实现电机能耗的降低。
随着电机服役和运行时间的增加，其各部分功能部件势必会 发生老化、变旧等现象，造成电机能耗加大。为此，还需要为电机制 定合理的状态维修策略。过去，我国对机电设备普遍采取事后维修 的方式，这带来了维修过剩、维修不足和盲目维修的结果，人为造 成了电机运行状态提前下滑甚至恶化，导致电机能耗过高且未到
［参考文献］ ［１］ 韩春宝．异步电动机节能运行优化方案的研究［Ｊ］．科技资讯，２００７
（１１）：８８～８９ ［２］ 金墨，乔永杰．电机软起动器的探讨［Ｊ］．电器传动自动化，２００１
（３）：９～１０ ［３］ 苏位峰．异步电机自抗扰矢量控制调速系统［Ｄ］．北京：清华大学，２００４
服役期便宣告报废。因此，对电机运行实施状态维修策略就更有必 要。状态维修策略是指定期对电机实施“体检”，通过一系列体检参 数来确定其运行状态，并建立相关数据库，通过对数据的分析提早
收稿日期：2011－04－27 作者简介：张瑞良（1980—），男，黑龙江人，工学硕士，工程师，研 究方向：电站工程。
机电信息 2011 年第 15 期总第 297 期 119
剪床下长料后，内孔 准1900.013 ，车成 准1800.03 粗糙度 1.6，然后以一 刀下端面为基准，修磨两端面，作为粗切齿的定位基准。渗碳、淬火 等热处理后，再重新修磨定位基准。内孔 准1900.013 磨成中 准19+00.005 ，作 为最后精切齿工艺基准。工件从毛坯到产品的加工过程中，材料去
渐开线圆柱齿轮加工工艺分析
收稿日期：２０１２－１０－０８ 作者简介：莫海萍（１９８５—），女，甘肃兰州人，助理工程师，学士学位，研究方向：机械加工工艺。
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Equipment Manufacturing Technology No.1，2013
图 １ 是按照轮、条齿合原理的锥形砂轮磨齿工 作过程示意图，图上端的砂轮正在磨削齿轮形成一 个渐开线齿面。以砂轮为参照物向两边延伸，可形成 一个虚拟的齿条，这样可以视为在磨削时被磨齿轮 的节圆与这个虚拟的齿条正在做着齿合的滚动运 动。这个砂轮磨齿的分度运动分度盘进行单齿分度， 轴向进给运动即砂轮的往复运动，砂轮冲程由该齿 轮齿宽确定。当齿条磨完一个齿后需分过一个齿角 继续磨下一个齿，整个磨齿到齿轮转动一周时终止， 整个磨齿过程完毕。
工作精度（ＩＳ０１３２８） ７－４ ５－３ ７－３ ６－４ ５－３
磨削效率 中
较低 高
热处理法 不处理 常化
调质 调质后表面淬火
渗碳后淬火 调质后氮化
强度极限 σ（B ＭＰａ）
２５０ ３００ ３５０ ５００ ６００ ５８０ ６５０ ５８０ ６５０ １ １００ ７５０ ７３５ ７００ ６４７ ７３５ ６５０ １ １００ １ １００ １ ２００ ９５０ １ １００
屈服极限 σS （ＭＰａ）
１ 齿轮材料的选择
要制造出一个好齿轮的前提，首先是要选好齿 轮的材料，这个选择不是随意的，齿轮的制造需要根 据该零件的工作强度及工作条件来选取，要考虑到 材料的整体性能，才能够使制造出来的齿轮尽可能 经久耐用。其次，要考虑的就是材料的成本及加工精 度的要求，在选材时，尽量考虑切削加工性能，因为 易切削的材料能够减少大量的损耗，使成本降至最 低，同时可提高加工效率。总之，在选材时要注意以 下三点：
鼓形齿轮及其加工方法
鼓形齿轮及其加工方法
鼓形齿轮是一种常见的机械传动元件，在工业生产中有着广泛的应用。
鼓形齿轮的特
点是它的齿轮齿形为鼓形，因此也被称为鼓齿轮。
本文将介绍鼓形齿轮以及其加工方法。
一、鼓形齿轮的结构特点
1. 齿轮齿形为鼓形，有较大的中心距偏差。
2. 齿宽较狭，齿根强度较低，因此需要特殊的齿形设计。
3. 齿轮的轴向力较大，对轴承、轴等输送力部件的要求较高。
鼓形齿轮的加工方法有两种：铸造和机械加工。
1. 铸造方法
铸造方法是常见的加工鼓形齿轮的方法之一。
其加工过程通常包括砂型制备、熔铸、
冷却、清理等步骤。
铸造方法的优点是可适用于不同尺寸、形状的鼓形齿轮的生产，不过
其缺点是精度较差，尺寸误差较大，并且齿面粗糙度较高，因此需要后续的加工工艺来加
工齿面，以达到一定精度要求。
2. 机械加工方法
机械加工方法是将铸造好的鼓形齿轮进行精细加工的方法之一。
其加工过程包括车削、铣削、插齿、磨齿等多种工艺。
机械加工方法的优点是加工精度高，并且能够满足不同齿
轮的要求。
但是其缺点是加工过程繁琐，费时费力。
三、鼓形齿轮的应用领域
鼓形齿轮广泛应用于冶金、造船、石油、化工、水利、电力、机械等领域的传动装置，如齿轮减速器、齿轮传动系统、高速列车的齿轮箱等领域。
总之，鼓形齿轮具有结构简单、传动效率高、噪音小等优点，因此在机械传动中有广
泛应用。
在加工鼓形齿轮的过程中，需要充分考虑其齿形、齿宽、精度等因素，采取合适
的加工方法和工艺，以达到一定的精度和质量要求。
机械制造工艺学专业课程设计--CA6140车床齿轮机械加工工艺规程设计
序言《机械制造工艺学》课程设计是在《机械制造工艺学》等专业课程所学的理论知识，发展专业知识解决时间生产问题的依次实践训练。
通过这次设计以巩固我们所学的理论知识和专业技能，提高自己解决实际生产问题的能力。
在设计中能逐步掌握查阅手册，查阅有关书籍的能力。
在设计中逐步培养了我们一丝不苟的工作态度，严谨的工作作风，对我们今后参加工作有极大的帮助。
一.零件分析1.零件的作用零件图：零件是CA6140卧式车床齿轮，它位于车床变速箱传动轴，主要作用是传递力矩，改变速度进而实现调速作用。
1.11审查零件的工艺性齿轮零件的图样的视图正确、完整、尺寸、公差及技术要求齐全。
但基准孔φ68K7mm 要求Ra0.8μm有些偏高。
本零件各表面的加工并不困难。
关于4个φ5mm的小孔，其位置是在外圆柱面上6mmX1.5mm的沟槽内，孔中心线距沟槽一侧面距离为3mm。
由于加工时不能选用沟槽的侧面为定位基准，故要较精确地保证上述要求比较困难。
分析该小孔是做油孔之用，位置精度不需要太高，只要钻到沟槽之内，即能使油路畅通，因此4个φ5mm的孔加工亦不成问题。
1.12零件的工艺性分析1、ø68K7外圆表面精度等级为IT7,表面粗糙度为Ra0.8。
并且槽相对ø68K7孔的轴线成90度均匀分布。
2、16mm宽槽口相对ø68K7孔的轴线成90度均匀分布，其径向设计基准是ø68K7mm 孔的轴线，轴向设计基准是ø106.5mm外圆的左端平面。
3、4×ø5mm孔在6×1.5mm沟槽内，孔中心线距沟槽一侧面的距离是3mm。
圆锥角度为90度。
4个ø5mm孔分别与16mm槽宽错开45度均匀分布。
4、由于加工时不能选用沟槽的侧面定位基准，故要精确地保证上述要求比较空难，但这些小孔为油孔，位置要求不高，只要钻到沟槽之内接通油路就可，加工不难。
5、ø90外圆表面精度等级为IT14，表面粗糙度为Ra3.2.6、左端外圆表面ø106.50-0。
第8章 齿轮加工技术
8.1 8.2 8.3 8.4
齿轮加工原理 齿轮加工工艺及方法 齿轮的测量 圆柱齿轮的机械加工工艺过程及工 艺分析
结束
8.1 齿轮加工原理
8.1.1 常见齿轮的种类
齿轮在切削加工时，工件和刀具按一定规律运动，利用
刀具切削刃对工件毛坯的切削作用，切除毛坯上多余的金属， 而得到所要求的表面形状。常用的齿轮有圆柱齿轮，圆锥齿 轮及蜗杆蜗轮等，而以圆柱齿轮应用最广。齿轮齿面的表面 形状有渐开线表面，摆线表面，圆弧表面等，渐开线表面齿 轮是最常用的齿轮，它能方便地在机床上加工出来，图8-1为 常见齿轮种类。
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补充：热轧
热轧就是在高于合金再结晶温度的温度中使其软 化后用压轮把材料压成薄片或钢坯的横截面，使 材料形变，但材料物理性质并无变化。
补充：冷轧
冷轧是对已经过热轧、除麻点除氧化工序的材料在 低于合金再结晶温度的温度中用压轮进一步碾压材 料以让材料有再结晶的过程。经过反覆的冷压－－ 再结晶－－退火－－冷压（反覆2～3次）过程， 材料里的金属发生分子级别的改变（再结晶），形 成的合金物理性质发生改变。
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图8-8 直齿圆柱齿轮的铣削
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8.2 齿轮加工工艺及方法
3)铣刀的选择。根据齿轮模数、压力角、齿轮齿数选择正确 铣刀。 4)分度计算与调整。据齿轮齿数选择合适的分度方法，计算 后进行有关调整。 5)确定合理铣削用量及切削液。按照切削用量选择原则，考 虑齿轮铣刀是铲齿成型铣刀，所选铣削速度应比普通铣刀略 低。为了保证齿轮加工质量和铣刀耐用度，可采用乳化液、 轻柴油等切削液。 6)对中心 对刀是使铣刀廓形的对称平面通过齿坯轴线。如偏 离标准中心，铣出的齿形将向一边倾斜，严重影响齿轮质量， 常用的方法有试切法，划线法。 7)铣削。
机械制造工艺
机械制造工艺表1.1-1 生产类型及工艺特征1.1.8 工艺方案的技术经济分析1.1.8.1 工艺方案的评价原则146147机械零、部件的加工在保证其技术要求的条件下，可采用不同的工艺方案完成。
在这种技术等效条件下，下述经济指标用于评价不同工艺方案的技术经济效果。
（1）成本指标 一个工件或产品的生产成本包括与工艺过程直接有关的费用（即工艺成本）以及与工艺过程无关的费用（如管理人员费用、厂房折旧、照明、取暖等）。
工艺成本约占生产成本的70%～75%，它与工艺方案有关，作为评价工艺方案的成本指标。
（2）投资指标 为实现某一工艺方案所需的一次性资金，包括固定资金与流动资金。
（3）追加投资回收期1221C C I I T r --= 式中 T r ——追加投资回收期（年）；I 1，I 2——两种比较方案的投资总额，I 1＞I 2，（元）； C 1，C 2——两种方案的年工艺成本（元/年）。
1.1.8.2 工艺方案的分析与比较（1）工艺成本CF VN C +=式中 C ——年工艺成本（元/年）；N ——产品或零部件年产量（件/年）； V ——可变费用（元/年），包括材料费、机床工人工资、机床动力费、通用机床与通用工艺装备的维护折旧费等； F ——不变费用（元），包括专用机床与专用工艺装备维护折旧费、设备与工艺装备调整费等。
（2）工艺成本比较 若年产量N 为一定数时，可根据工艺成本的计算结果进行比较。
若年产量N 为一变量时，可根据工艺成本的计算结果做出工艺成本的比较图，如图1.1-1所示。
图中，N B 为两种对比工艺方案的临界年产量，当N ＜N B 时，宜采用方案Ⅱ；而N ＞N B 时，应采用方案Ⅰ。
若两种方案的投资额相差较大时，则应在比较工艺成本的同时计算比较追加投资回收期。
显然，回收期愈短，经济效益愈佳。
回收期一般应满足：①应小于所采用设备或工艺装备的使用年限；②应小于该产品的生产年限；③应小于国家所规定的标准回收期。
齿轮类零件冷加工工艺探究
齿轮类零件冷加工工艺探究摘要：本文立足生产实际对汽车变速箱用渐开线齿轮类零件的冷加工工艺进行深入阐述，总结齿轮类零件在机械加工中遭遇的疑难问题，并提出行之有效的解决方案，达到既提高产品品质又提高生产效率的目的。
关键词：齿圈径向跳动fr、齿廓总公差fα、螺旋线总公差fβ、齿距累积总公差fp中图分类号：g721概述齿轮作为零部件在汽车、船舶、工程机械等领域的变速箱中充当着传递动力与运动的作用，齿轮的加工精度直接影响着装备的传动平稳性极其噪音的高低。
目前，国内外对于汽车变速箱齿轮类零件的齿部加工多采用热处理前先滚齿加工后剃齿加工，热后不加工或热处理前滚齿加工热处理后磨齿加工的加工工艺。
本文着重对前一种工艺展开探究。
连轴齿轮加工工艺要求以齿坯的两中心孔作为定位、夹紧基准面。
先经过两端面铣削、两中心孔钻削及坯料外圆、端面车削加工，以获得齿部加工所需的定位基准。
两顶尖孔定位，即在机床上用顶尖顶住轴的两中心孔，特点是，基准重合，定位精度高，对机床两顶尖中心线同轴度要求较高，适用于批量生产。
滚齿是齿形加工中应用最广泛的一种加工方法，是展成法的一种，也叫滚切法。
根据展成法原理，滚齿加工是利用齿轮齿条啮合原理。
一对渐开线齿轮，其轮齿作啮合运动时，两齿轮保持恒定的传动比，即两齿轮的节圆相切且作纯滚动，如图2所示。
若其中一个齿轮为刀具，切削刃与毛坯上的齿形仍在啮合线上逐点啮合，从而切出渐开线齿形。
滚齿工序加工刀具称为滚刀。
在加工齿轮时，只要滚刀的模数和压力角与被加工齿轮工艺要求的模数和压力角相同就可以。
滚齿工序工艺要求得到的参数有齿数、模数、压力角、螺旋角、渐开线最大曲率半径、渐开线最小曲率半径、齿全高；要求保证的精度有跨棒距m、齿圈径向跳动fr、公法线长度变动公差fw、齿廓总公差fα、螺旋线总公差fβ、齿距累积总公差fp、单齿累积总偏差fpt、齿面粗糙度。
在实际加工中由于种种原因导致工件的某项或某几项精度不符合工艺要求。
《齿轮基本知识》幻灯片
齿形加工和热处理后精加工是制造的关键，也反映齿轮 制造水平。
常用轮齿加工方法：铣齿、滚齿、刨齿、扦齿、剃齿、 珩齿、梳齿、挤齿、研齿、磨齿、刮齿等
常用切齿工艺
△圆柱中小ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ数齿轮：滚〔插〕齿——剃〔挤〕齿—— 热处理——珩齿
大中模数齿轮：调质处理——滚〔插〕齿
低速重载与高速：滚〔插〕齿——渗碳淬火——磨〔括〕 齿
1、 齿顶圆——过齿轮各轮顶端所作的圆，用 “d0〞
2、 齿根圆——与齿轮各轮齿的齿槽底部相切的圆 用“df〞
3、 齿厚——在任意圆上，一个轮齿的两侧齿廓间 的弧线长度，又称弧齿厚，用“S〞表示分度圆 上弧齿厚。
4、 齿槽宽——相邻两齿之间的间隙，用“e〞表 示分度圆的齿槽宽
5、 齿距——在任意圆周上，相邻两齿同一侧齿廓 间的弧线长度，“p〞
〔5〕 齿距误差 Δfpt
在分度圆上〔允许在齿高中部测量〕实际齿距与公称齿 距之差。
公称齿距是指所有实际齿距的平均值。
〔6〕 基节偏差 Δfpb
实际基节与公称基节之差。
公称基节是指基圆柱切平面所截两相邻同侧齿面的交线 之间的法向距离。
〔7〕 齿向误差 ΔFβ
在分度圆柱面上，齿宽有效局部范围内〔端面倒角局部 除外〕，包容实际齿线的两条设计齿线之间的端面距 离。
6、 分度圆——标准齿轮上齿厚与齿槽宽相等的圆， 用“d〞表示其直径
7、 齿顶高——位于齿顶圆与分度圆之间的轮齿局 部，用“ha〞
8、 齿根高——位于齿根圆与分度圆之间的轮齿局 部，用“hf〞表示
9、 全齿高——齿顶圆与齿根圆之间的径向距离， 用“h〞表示:h= ha+ hf
齿轮的根本参数
1、齿数——齿轮轮齿的数目，用“Z〞表示
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项目六圆柱齿轮加工工艺
一、填空题
1．齿形的切削加工，按加工原理不同可分为两大类______________、______________。
2．直齿圆柱齿轮的铣削常用_____________铣刀或_____________铣刀进行加工。
当加工模数大于8mm的齿轮时，一般选用______________铣刀进行加工。
3．滚齿加工时，齿形的形成应由______________运动获得，完成齿宽方向的加工由______________运动获得。
4．滚刀精度有AA级、_________级、_________级和C级可分别加工出6-7级，__________、__________、9-10级齿轮。
5．在齿轮精加工中，磨齿生产率远比_________和珩齿低。
6．利用展成原理加工齿轮的方法有_________、_________、_________、_________珩齿和磨齿等。
7．插齿时，为保证插齿刀与工件正确的啮合关系，应具备_____运动，为了避免刀具擦伤已加工的齿面，应具备_____运动。
8．给下列齿轮选择用展成法加工齿形的方法:螺旋齿轮选用_________；双联小齿轮选用_________；内齿轮选用_________；蜗轮选用_________。
二、判断题(正确的打√，错误的打×)
1．滚切法既可加工直齿和斜齿圆柱齿轮，也可加工蜗轮。
( ) 2．插齿是一种成形法齿形加工。
( ) 3．成形法铣削齿轮需经常调整切削深度，辅助时间长，因此生产率低。
( ) 4．齿面的插削与滚削同样具有高精度、高生产率。
( ) 5．滚切直齿圆柱齿轮时，滚刀必须有一定的安装角度，其倾斜方向视所用滚刀的螺旋方向而定。
( ) 6．采用展成法，一把刀具可以加工相同模数的不同齿数的齿轮。
( ) 7．内齿轮可用滚齿加工，齿条应使用铣齿加工。
( ) 8．影响齿轮传动准确性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。
( )
三、选择题(将正确答案的序号填在题目的空缺处)
l．单线滚刀实质上可以看成一个齿数为1的( )。
A.铣刀
B.螺旋齿轮
C.齿条
2．同模数的齿轮齿形不是固定不变的，所以( )会发生变化，是因随齿轮的而变化。
A.齿数
B.齿厚
C.齿高
D.周节
3．设n
0、n分别为滚刀和工件的转数，Z
、Z分别为滚刀和工件的齿数，滚
齿加工时，滚刀和被加工齿轮必须保持的啮合运动关系是( ):
A.n
0/ Z
=n/Z B.n/ n
=Z/ Z
C.n/ Z
=Z/ n
D.n
/n=Z/ Z
4．渐开线圆柱齿轮齿形的无切削加工方法有( )。
A.珩齿
B.精密铸造
C.粉末冶金
D.冷轧
5．珩齿加工与剃齿加工的主要区别是( )。
A.刀具不同
B.成形原理不同
C.所用齿坯形状不同
D.运动关系不同
6．在滚齿机上用齿轮滚刀加工齿轮的原理，相当于一对( )的啮合过程。
A.圆柱齿轮
B.圆柱螺旋齿轮
C.锥齿轮
D.螺旋锥齿轮
7．剃齿能提高齿轮的精度，但不能提高( )精度。
因滚齿的运动精度好，故剃齿前一般采用滚齿作为齿圈粗加工方法。
A.△Fr
B.△Fw
8．滚刀轴线必须倾斜，用以保证( )。
A.刀具螺旋升角与工件螺旋角相等。
B.刀齿切削方向与工件轮齿方向一致。
C.刀具旋向与工件旋向一致。
四、问答题
1．齿轮传动的基本要求有哪几方面?试举例说明这些要求对齿轮传动质量的影响?
2．齿形加工精基准有哪些方案?它们各有什么特点，对齿坯加工的要求有何不同?齿轮淬火前精基准的加工与淬火后精基准的修正通常采用什么方法?
3．试说明仿形法切齿的实质，工艺特点及适用场合?若用模数铣刀铣直齿或斜齿的齿槽时，应如何选取铣刀刀号?
4．滚齿机工作台分度蜗轮若有制造和安装误差，齿坯有制造和安装误差，夹具芯轴也有制造和安装误差，试比较三者所造成的齿轮加工误差有何异同点？
5．为滚切高精度齿轮，若其它条件相同，应选取下列情况下的哪一种？为什么？
（1）单头滚刀和双头滚刀；（提示：从滚刀本身制造精度考虑）
（2）大直径滚刀和小直径滚刀；（提示：从滚刀本身切削段上的刀齿数，造型误差考虑）
（3）标准长度滚刀或加长长度（比标准长度长1.5倍）滚刀：（提示：从耐用度方面考虑）
（4）顺滚或逆滚。
（提示：从表面加工质量考虑）
6. 度量用的标准齿轮的齿形精加工，应采用剃齿、珩齿或磨齿中哪一种方案？为什么？
7．试分析插齿和滚齿的共同点和不同点？
8．珩齿加工的齿形表面质量高于剃齿，而修正误差的能力低于剃齿是什么原因？
9．试编制图示CA6140主轴箱中双联齿轮的机械加工工艺过程。
材料40Cr，大批生产。