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1、第一篇齿轮加工基础知识 第三章齿轮加工方法及工艺过程 第一节齿轮加工方法 一、齿轮常用材料及其力学性能 齿轮的轮齿在传动过程中要传递力矩而承受弯曲、冲击等载荷。通过一段时间的使 用，轮齿还会发生齿面磨损、齿面点蚀、表面咬合和齿面塑性变形等情况而造成精度丧 失，产生振动和噪声等故障。齿轮的工作条件不同，轮齿的破坏形式也不同。选取齿轮 材料时，除考虑齿轮工作条件外，还应考虑齿轮的结构形状、生产数量、制造成本和材料 货源等因素。一般应满足下列几个基本要求： ! “ 轮齿表面层要有足够的硬度和耐磨性。 # “ 对于承受交变载荷和冲击载荷的齿轮，基体要有足够的抗弯强度与韧性。 $ “ 要有良好的工艺性，
2、即要易于切削加工和热处理性能好。 齿轮的常用材料及其力学性能见表! % $。 二、常用齿形加工方法 齿轮齿形的加工方法，有无切屑加工和切削加工两大类。 无切屑加工方法有：热轧、冷挤、模锻、精密铸造和粉末冶金等。 切削加工方法可分为成形法和展成法两种，其加工精度及适用范围见表! % 8 渗碳淬火 *5 , 51.34 !*) 0*) *) 1)%9?#* !+) , !25./ *) #) 1#) ?+* 正火 !5) , 1!)./ *) #1) 1+) 钢 ?* !-) , 1!)./ 5) #*) 15) !) 2 .;1) !2) , 1#)./ 1) !) , !1) 铸 .;#) !
3、0) , 1*)./ #) !#) , !*) 铁;+) 正火 !*5 , 1)./ +) #) 1) , 11) ;5) 1) , 12)./ 5) +1) 1+) , 15) 塑 %A 尼龙 1)./ 0) 5) 料 夹布胶木 #) , +).34 -* , !) !2 第一篇齿轮加工基础知识 表 ! “ # 齿轮齿形的常用切削方法 加工方法刀具机床 加工精度及适应范围 盘形铣刀铣床加工精度和生产率都较低 成形铣 仿 滚齿机 指形铣刀同上，是大型无槽人字齿轮的主要加工方法 或铣床 形 法 拉齿齿轮拉刀拉床 加工精度和生产率较高，拉刀专用，适用于大批生产，尤其是内齿轮加工更 是适宜 滚齿齿轮
4、滚刀滚齿机 加工精度级， )(* 常用于加工直齿轮、斜齿轮及蜗轮 $ % ! 的钢件，常用正火代退火 # !. 第三章齿轮加工方法及工艺过程 名 标注举例处理概况使用目的 称 氮（氮化深度氮化是向钢件表面渗提高轮齿表面的硬度、耐磨性、疲劳强度和耐蚀性 !“# $ % &“ 化 ，硬度大于 $(“)* 入氮原子的过程 “# $ 氰 （氰化淬火后，回火氰化是向钢件表面同提高轮齿表面的硬度、耐磨性、疲劳强度和耐蚀性 +(& 至 (, % ,-)./ 时渗入碳和氮原子的过 化 程 四、齿轮齿形的机械加工余量 在实际生产中，表0 1 ,所列出的加工余量应考虑工件的结构形状、生产数量、车间 设备条件及工人
5、技术等级等各项因素，酌情修正后选取。 表 0 1 , 齿轮齿形的机械加工余量（） 齿 轮 模 数 ! - $ 2 ( , 3 4 & 0“ 00 0- 精滚、精插余量 “ “#, “#3( “#& 0#“( 0# - 0# $( 0#( 0#3 0#& - #0 - # - !(“ “#“4 “#“& “#0 “#00 “#0- 剃齿齿 余量 轮 (“ % 0“ “#“& “#0 “#00 “#0- “#02 直 “ 径 0“ % -“ “#0- “#0$ “#02 “#0( “#0, 磨齿余量 “ “#0( “# - “# -$ “# -, “# -& “# $- “# $( “# $4 “
6、#2 “#2( “ #( “2“ % (“ “#2( “#( “#, 5 (“ % 3( “#2( “#( “#( “#, “#,( “#3 渗碳齿 5 3( % 0“ “#2( “#( “#( “#, “#,( “#3 “#3( “#4 轮 齿轮 直 余量 “ 径 5 0“ % 0(“ “#2( “#( “#( “#, “#,( “#3 “#3( “#4 5 0(“ % -“ “#( “#( “#, “#,( “#3 “#3( 5 -“ “#, “#,( “#3 “#3( 锥齿轮精加工余量 “ “#2 “#( “#(3 “#,( “#3- “#4 “#43 “#&$ 0#“ 0#“3 0#(
7、 蜗轮精加工余量 “ “#4 0#“ 0# - 0#2 0#, 0#4 - #“ - # - - #2 - #, $ #“ 蜗杆精加工 粗铣后精车 “#4 0#“ 0# - 0# $ 0#2 0#( 0#, 0#3 0#4 0#& - #“ 余量 “ 淬火后精磨 “# - “# -( “# $ “# $( “#2 “#2( “#( “#( “#, “#3 “#4 0& 第一篇齿轮加工基础知识 第二节齿轮加工工艺过程 一、齿轮制造现状 机械传动具有恒功率输出、承载能力大、规率高、寿命长、可靠性高、结构紧凑等优 点，广泛用于各种机械设备和仪器仪表中。齿轮传动是机械传动的主要形式。齿轮是机 器的基础
8、件，其质量、性能、寿命直接影响整机的技术经济指标，齿轮因其形状复杂、技术 问题多，制造难度较大，所以齿轮制造水平在较大程度上反映一个国家机械工业的水平。 我国在发展齿轮生产方面，到!“年代末，已基本形成齿轮制造工业的完整体系。 齿轮制造技术是获得优质齿轮的关键。齿轮加工的工艺，因齿轮结构形状、精度等 级、生产条件可采用不同的方案，概括起来有齿坯加工、齿形加工、热处理和热处理后精 加工四个阶段。齿坯加工必须保证加工基准面精度。热处理直接决定轮齿的内在质量， 齿形加工和热处理后的精加工是制造的关键。也反映了齿轮制造的水平。 在齿轮加工工艺上，对软齿面和中硬齿面齿轮（#“ $ %“& (），一般工艺
9、方法为 调 质后滚齿或插齿。对大模数齿轮则采用粗滚齿调质精滚齿。对汽车、拖拉机、机床 等齿轮，批量大，要求精度高，采用滚齿或插齿后，再进行剃齿或珩齿。齿面感应淬火的 齿轮（%) $ *)&+,），其工艺为滚齿或插齿、剃齿、感应淬火，再剃齿或珩齿。对于硬齿面 齿轮，一般先滚齿或插齿，有时还剃齿，热处理后精整基准面，轮齿变形大时，进行磨齿。 轮齿变形较小，且精度要求在!级和!级以下的齿轮，热处理后可采用珩齿或研齿。要 求精度高且载荷不太大，且要求硬齿面的齿轮，可采用精滚齿后离子渗氮工艺。 设计合理的齿轮的性能，除材料因素外，主要取决于齿轮制造水平。目前齿轮已达 到的参数和性能指标见表- . !。 表 - . ! 齿轮的参数和性能指标 齿轮直径（） - 0 * $ -*)*“ / 齿轮模数（） “ 0 “% $ -“ / 传递最大功率（ 12 ） 3)“ 最高节圆线速度（） 工业应用： )“ $ )*“ /45 试验： #“ 最高转速（） -“ 64/78 )“