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1、学习要点:学习要点:1、会分析齿轮零件；1、会分析齿轮零件；2、会确定圆柱齿轮的加工工艺；2、会确定圆柱齿轮的加工工艺；3、会选择圆柱齿轮加工的刀具；3、会选择圆柱齿轮加工的刀具；4、会选择箱体类零件加工的机床；4、会选择箱体类零件加工的机床；6、会编制箱体类零件加工的工艺文件；6、会编制箱体类零件加工的工艺文件；7、了解箱体类零件检验方法与检具。7、了解箱体类零件检验方法与检具。项目八项目八:齿轮零件的加工工艺及工艺实施齿轮零件的加工工艺及工艺实施任务一：分析齿轮类零件任务一：分析齿轮类零件轮系传动.avi定轴轮系.gif轮系.gif一、齿轮的功用和结构特点1，齿轮的功用齿轮在机器和仪器中应
2、用极为广泛，其功用是按一定的传动比传递运动和动力。2，齿轮的结构特点齿轮因其在机器中的功用不同而结构各异，但总是由齿圈和轮体组成。在齿圈上均布着直齿、斜齿等轮齿，而在轮体上有轮辐、轮毂、孔、键槽等。按齿圈上轮齿的分布形式，齿轮可分为直齿轮、斜齿轮和人字齿轮等；按轮体的结构形式，齿轮可分为盘类、齿轮轴和齿条等（见图）。任务一：分析齿轮类零件任务一：分析齿轮类零件任务一：分析齿轮类零件任务一：分析齿轮类零件任务一：分析齿轮类零件任务一：分析齿轮类零件 齿轮的结构形式直接影响齿轮的加工工艺过程。 单齿圈盘类齿轮的结构工艺性最好，可采用任何一种齿形加 工方法加工轮齿； 双联或三联等多齿圈齿轮的小齿圈的
3、加工受齿圈间轴向距离 的限制，其齿形加工方法的选择就受到限制，加工工艺性差。任务一：分析齿轮类零件任务一：分析齿轮类零件任务一：分析齿轮类零件任务一：分析齿轮类零件3、齿轮机构传动的特点3、齿轮机构传动的特点缺点： 制造和安装精度要求较高；不适宜用于两轴间距离较大的传动缺点： 制造和安装精度要求较高；不适宜用于两轴间距离较大的传动。工作可靠性高；优点：传动比稳定工作可靠性高；优点：传动比稳定； 传动效率高；结构紧凑； 使用寿命长传动效率高；结构紧凑； 使用寿命长。二、齿轮传动的精度要求齿轮的制造精度对机器的工作性能、承载能力。噪声及使 用寿命影响很大，因此，齿轮制造必须满足齿轮传动的使用 要求
4、。(1)传动的准确性：即主动轮转过一个角度时，从动轮应按 给定的传动比转过相应的角度。要求齿轮在一转中，转角误 差的最大值不能超过一定的限度，即为一转角精度。(2)工作平稳性：要求齿轮传动乎稳，无冲击；振动和噪声 小，这就需要限制齿轮传动时，瞬时传动比的变化，即一齿 转角精度。(3)载荷均匀性：齿轮载荷由齿面承受，两齿轮啮合时，接 触面积的大小对齿轮的使用寿命影响很大。所以齿轮载荷的 均匀性，由接触精度来衡量。任务一：分析齿轮类零件任务一：分析齿轮类零件(4)齿侧间隙：一对相互啮合的齿轮，其非工作面必须留 有一定的间隙，即为齿侧间隙，其作用是储存润滑油，使工 作齿面形成油膜，减少磨损；同时可以
5、补偿热变形、弹性变 形、加工误差和安装误差等因素引起的侧隙减小，防止卡死。 应当根据齿轮副的工作条件，来确定合理的侧隙。以上四项要求，根据齿轮传动装置的用途和工作条件而 有所不同。例如，滚齿机分度蜗杆副，读数仪表所用的齿轮 副，对传动准确性要求高，工作平稳性也有一定要求，而对 载荷的均匀性要求一般不严格。任务一：分析齿轮类零件任务一：分析齿轮类零件第公差组 反映运动精度，即运动的准确性；第公差组 反映运动精度，即运动的准确性；第公差组 反映工作平稳性精度；第公差组 反映工作平稳性精度；第公差组 反映接触精度，影响载荷分布的均匀性。第公差组 反映接触精度，影响载荷分布的均匀性。GB10095-8
6、8将齿轮精度分为三个公差组：将齿轮精度分为三个公差组：每个公差组有12个精度等级，1级最高，12级最低。精度标注示例：常用69级。且三个公差组可取不同等级。887FL 齿厚上偏差代号齿厚上偏差代号齿厚下偏差代号齿厚下偏差代号若若3项精度相同，则记为：项精度相同，则记为： 8FL按表按表8-2查取精度等级查取精度等级任务一：分析齿轮类零件任务一：分析齿轮类零件三、齿轮的材料、热处理与毛坯1齿轮的材料及热处理齿轮的材料及热处理对齿轮的使用性能和寿命有很 大的影响，选择时主要考虑齿轮的工作条件、结构尺寸、 失效形式(如折断、磨损或点蚀等)，使其具有良好的力 学性能。常用的齿轮材料及其热处理方法有：任
7、务一：分析齿轮类零件任务一：分析齿轮类零件(1)中碳钢(如45钢) 进行调质或表面淬火，综合力学性能较 好，用于低速、轻载或中载的一些不重要的齿轮。(2)合金调质钢(如40Cr) 进行调质或表面淬火，综合力学性能 更好，且热处理变形小，适用于中速、中载及精度要求较 高的齿轮。(3)合金渗碳钢(如20Cr，20CrMnTi) 进行渗碳淬火或液体碳氮 共渗，齿面硬度可达58HRC，且心部有较高韧性，适用于 高速、中载和或有冲击载荷的齿轮。(4)铸铁及其他非金属材料(如尼龙、夹布胶木等)。这些材料 强度低、易加工，适用于一些轻载的齿轮。任务一：分析齿轮类零件任务一：分析齿轮类零件2齿轮毛坯齿轮毛坯的
8、选择取决于齿轮的材料、结构形式与尺寸、使用条件及生产批量等因素。常用的齿轮毛坯有：(1) 下料件 用于一些不重要，受力不大且尺寸较小，结构简单的齿轮。(2) 锻件 用于重要而受力较大的齿轮。(3) 铸钢件 用于直径大或结构形状复杂，不宜锻造的齿轮。(4) 铸铁件 用于受力小，无冲击的开式传动的齿轮。任务一：分析齿轮类零件任务一：分析齿轮类零件一、齿坯加工齿坯的外圈、端面及孔常作为齿形加工、测量和 装配的基准。1、齿坯加工精度对齿轮孔的尺寸精度和形状精度；孔和端面的位置精度；齿坯外圆精度；任务二：确定圆柱齿轮的加工工艺任务二：确定圆柱齿轮的加工工艺2、齿坯加工方案齿坯加工方案的选择主要与齿轮的轮
9、体结构、技 术要求和生产批量等因素有关。1）中小批生产中的齿坯加工对于圆柱孔齿坯，可采用粗车各部分精加工内孔精车各 部分的路线： （1）在卧式车床上粗车齿轮各部分； （2）在一次安装中精车内孔和基准端面，以保证基准端面对 内孔的跳动要求； （3）以内孔在心轴上定位，精车外圆、端面及其它部分。 对于花键孔齿坯，采用粗车拉精车的加工方案。任务二：确定圆柱齿轮的加工工艺任务二：确定圆柱齿轮的加工工艺3）大批量生产中的齿坯加工无论花键孔或圆柱孔，均采用高生产率的机床（如拉 床、多轴自动或多刀半自动车床等），其加工方案如下：（1）以外圆定位加工端面和孔（留拉削余量）； （2）以端面支承拉孔； （3）以孔
10、在芯轴上定位，在多刀半自动车床上粗车外 圆、端面和切槽； （4）不卸下芯轴，在另一台车床上续精车外圆、端面、 切槽和倒角。3、齿轮加工心轴任务二：确定圆柱齿轮的加工工艺任务二：确定圆柱齿轮的加工工艺二、齿形 加工方法无切屑加工：热轧、冷轧等无切屑加工：热轧、冷轧等有切屑加工有切屑加工成形法成形法展成法展成法任务二：确定圆柱齿轮的加工工艺任务二：确定圆柱齿轮的加工工艺齿轮的切削加工，按其形成齿型的原理，可分为两类：即成形法和展成法。用成形法加工齿轮时采用的刀具是盘状模数铣刀和指状模数铣刀。任务二：确定圆柱齿轮的加工工艺任务二：确定圆柱齿轮的加工工艺1成形法1成形法成形法是利用与被加工齿轮的齿槽断
11、面形状一致的刀具，在 齿坯上加工出齿面的方法。成形铣削一般在普通铣床上进 行，如图所示。任务二：确定圆柱齿轮的加工工艺任务二：确定圆柱齿轮的加工工艺任务二：确定圆柱齿轮的加工工艺任务二：确定圆柱齿轮的加工工艺铣削时工件安装在分度头上，铣刀旋转对工件进行切 削加工，工作台作直线进给运动，加工完一个齿槽，分度 头将工件转过一定角度，再加工另一个齿槽，依次加工出 所有齿槽。当加工模数大于8mm的齿轮时，采用指状铣 刀进行加工。 铣削斜齿圆柱齿轮必须在万能铣床上进行。铣削时工 作台偏转一个角度，使其等于齿轮的螺旋角工件在随工 作台进给的同时，由分度头带动作附加旋转运动而形成螺 旋齿槽。成形法铣齿一般用
12、于单件小批生产和机修工作中， 加工精度为9-12级，齿面粗糙度砌值为6.3-3.22m的直 齿、斜齿和人字齿圆柱齿轮。成形法铣齿一般用于单件小批生产和机修工作中， 加工精度为9-12级，齿面粗糙度砌值为6.3-3.22m的直 齿、斜齿和人字齿圆柱齿轮。2展成法2展成法展成法加工齿轮是利用齿轮的啮合原理进行的，即把齿轮副(齿条一齿轮或齿轮一齿轮)中的一个制作为刀具，另一个则为工件，并强制刀具和工件作严格的啮合运动而展成切出齿廓。在滚齿机上滚齿加工的过程，相当于一对交错轴斜齿轮互相啮合运动的过程，如图43a所示，只是其中一个斜齿轮的齿数极少，且分度圆上的螺旋升角也很小，所以它便成为如图43b中所示
13、的蜗杆。再将蜗杆开槽并铲背、淬火、刃磨，便成为如图43c中的齿轮滚刀。任务二：确定圆柱齿轮的加工工艺任务二：确定圆柱齿轮的加工工艺任务二：确定圆柱齿轮的加工工艺任务二：确定圆柱齿轮的加工工艺运用展成法，圆柱齿轮加工的方法主要有滚齿和插齿等；锥齿轮的加工方法有 加工直齿圆锥齿轮的刨齿、铣齿、拉齿和 加工弧齿轮的铣齿。运用展成法，圆柱齿轮加工的方法主要有滚齿和插齿等；锥齿轮的加工方法有 加工直齿圆锥齿轮的刨齿、铣齿、拉齿和 加工弧齿轮的铣齿。 精加工齿轮齿面方法有研齿、剃齿和磨齿。精加工齿轮齿面方法有研齿、剃齿和磨齿。任务二：确定圆柱齿轮的加工工艺任务二：确定圆柱齿轮的加工工艺滚齿滚齿滚齿滚齿1，
14、滚齿工艺特点，滚齿工艺特点滚齿加工的通用性较好：可加工圆柱、蜗轮、渐开线滚齿加工的通用性较好：可加工圆柱、蜗轮、渐开线 齿形、圆弧或摆线齿形、大小模数、大小直径齿轮齿形、圆弧或摆线齿形、大小模数、大小直径齿轮滚齿可直接加工滚齿可直接加工8-9级精度齿轮，也可用作级精度齿轮，也可用作7级精度以上级精度以上 齿轮的粗加工和半精加工，齿轮的粗加工和半精加工，Ra3.2-1.6滚齿可获得较高的运动精度滚齿可获得较高的运动精度.任务二：确定圆柱齿轮的加工工艺任务二：确定圆柱齿轮的加工工艺2，滚齿原理及所需运动，滚齿原理及所需运动用齿轮滚刀 加工齿轮的 过程，相当 于一对螺旋 齿轮啮合滚 动的过程。任务二
15、：确定圆柱齿轮的加工工艺任务二：确定圆柱齿轮的加工工艺3，提高滚齿生产率的途径，提高滚齿生产率的途径1）高速滚齿：滚齿速度由v=30mm/min提高到 v=100mm/min以上，轴向进给量f=1.38-2.6mm/r，使 生产率提高25%。2）采用多头滚刀提高生产率，但加工精度较低，齿面 粗糙，故多用于粗加工中，当齿轮加工精度要求较高 时，可采用大直径滚刀，使参加展成运动的刀齿数增 加，加工齿面粗糙度值较小。3）改进滚齿加工方法：多件加工、径向切入、采用轴 向窜刀和对角滚齿等。任务二：确定圆柱齿轮的加工工艺任务二：确定圆柱齿轮的加工工艺插齿插齿插齿插齿1，插齿原理，插齿原理加工原理：按展成法
16、原理加工齿轮 的，插齿刀实质上就是一个磨有前 后角并具有切削刃的齿轮。2，插齿主要运动，插齿主要运动任务二：确定圆柱齿轮的加工工艺任务二：确定圆柱齿轮的加工工艺3，插齿与滚齿工艺特点比较，插齿与滚齿工艺特点比较滚齿滚齿插齿插齿齿形精度齿形精度高高低低齿面齿面Ra小小大大运动精度运动精度差差好好任务二：确定圆柱齿轮的加工工艺任务二：确定圆柱齿轮的加工工艺滚齿滚齿插齿插齿加工模数小 齿轮生产率加工模数小 齿轮生产率高高低低应用范围应用范围双联或多联齿轮 人字齿 内齿轮 斜齿双联或多联齿轮 人字齿 内齿轮 斜齿单联齿轮 斜齿 蜗轮单联齿轮 斜齿 蜗轮加工模数大 齿轮生产率加工模数大 齿轮生产率低低高高任务二：确定圆柱齿轮的加工工艺任务二：确定圆柱齿轮的加工工艺4，提高插齿生产率的途径，提高插齿生产率的途径1）提高圆周进给量可减少机动时间，但圆周进给量和空行程时的让刀量成正比，因此，必须解决好刀具的让刀问题。2）挖掘机床潜力增加往复行程次数
