左旋齿轮加工工艺

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1、广东石油化工学院成人教育 毕毕业业论论文文 ( (设设计计 ) ) 题 目： 左旋转齿轮零件加工工艺设计 学生姓名： 杨一辉 层次： 专 科 所学专业： 数控技术 班级：10 函数控大专 5 班 指导老师： 莫志豪 职称： 机械高级讲师 2012 年 6 月 20 日 2 广东石油化工学院成人教育毕业论文(设计)评语表 指 导 教 师 评 语 1、该同学按毕业论文任务书完成了主要工作量；论文设计方案 基本正确，论据尚正确； 2、按要求查阅了相关参考文献，具备了基本的阅读相关文献资 料的能力； 3、论文概念基本清楚，文理较通顺，图表较规范，无原则性错 误，从完成论文情况来看，该同学达到了大专毕业

2、论文的要求。 评定成绩：_62_分 签 名：_ 年 月 日 评 阅 教 师 评 语 评定成绩：_分 签 名：_ 年 月 日 答辩结论 评定成绩：_分 签 名：_ 年 月 日 总 评 评定等级：_ 签 名：_ 年 月 日 3 广东石油化工学院成人教育毕业论文(设计)任务书 发给学员 杨一辉 1、毕业设计（论文）题目： 左旋转齿轮零件加工工艺设计 2、学员完成设计（论文）时间： 2012 年 6 月 20 日 3、毕业设计（论文）课题要求： 所选课题必须符合数控加工技术专业 的培养目标，满足教学的基本要求，体现专业基本训练内容，有利于巩固、 深化和提高学生所学专业理论知识和技能，使学生受到全面训练

3、。课题应 结合本职工作任务和实际工程上需要，用所学的专业理论知识解决生产中 的实际问题，增强学生的理论知识与实际应用能力。 4、实验（上机、调研）部分要求内容： 实验（上机、调研）应根据毕业 设计（论文）课题的研究目标、内容、任务进行文献和相关资料查阅，并 到现场进行调研；零件加工应按毕业设计（论文）任务书中的图纸和数控 加工工艺规程的有关规定进行，特别是在零件加工时要注意安全，不能有 工伤事故发生。 5、文献查阅要求： 文献和相关资料查阅，应符合毕业设计（论文）课题 的研究目标、内容和任务书等要求，达到所学理论与实际应用相结合的目 的，提高学生独立思考和解决数控加工工艺生产技术的实际能力。

4、6、发出日期： 2012 年 3 月 10 日 7、学员完成日期： 年 月 日 系（教研室）意见： 签名： 指导教师签名： 学 生 签 名： 广东石油化工学院成人教育 原 创 承 诺 书 我承诺所呈交的毕业论文（设计）左旋转齿轮零件加工工艺设计是本人在老师指导下 进行的研究工作及取得的研究成果。据我查证，除了文中特别加以标注和致谢的地方外， 论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果。若本论文（设计）及资料与以上承诺 内容不符，本人愿意承担一切责任。 毕业论文（设计）作者签名： 日期： 2012 年 月 日 I 目 录 摘摘 要要 IIIIII 绪绪 论论 I I 第一章第一章 概概 述述

5、1 1 第二章第二章 齿轮的基础知识齿轮的基础知识 1 1 2.1 齿轮机构的特点1 2.2 齿轮啮合基本定律1 2.3 共轭齿廓的重要一种-渐开线齿廓齿轮1 2.4 渐开线齿廓啮合的特点1 2.5 标准直齿圆柱齿轮外啮合几何尺寸计算1 2.6 渐开线齿轮啮合传动2 第三章第三章 齿轮传动过程中的常见问题齿轮传动过程中的常见问题 2 2 3.1 齿轮传动的失效形式2 1.轮齿折断.2 2.齿轮疲劳点蚀.3 3.齿面胶合.3 4.齿面磨粒磨损.3 5.齿面塑性变形.3 3.2 设计准则4 1.按齿轮接触疲劳强度设计.4 2.确定几何尺寸.4 3.校核齿根弯曲疲劳强度.4 4.齿轮的设计结构图.4

6、 3.3 齿轮的材料及热处理4 1.锻造.4 2.铸钢.5 3.铸铁.5 第四章第四章 齿轮加工工艺过程分析齿轮加工工艺过程分析 6 6 4.1 设计中的结构问题6 1.齿轮轴.6 2.实体式齿轮.6 II 3.腹板式齿轮.7 4.轮辐式齿轮.7 4.2 齿轮加工路线.8 4.3 基准的选择 8 4.4 齿轮毛坯 8 4.5 齿形及齿端加工.9 1.齿形加工方法比较.9 2.加工流程.9 3.齿轮的技术要求：10 4.6 齿轮加工过程中的热处理要求11 第五章第五章 加工中的精度、误差加工中的精度、误差 1212 5.1 加工精度 .12 5.2 原始误差12 结结 论论 1515 致致 谢谢

7、 1616 参考文献参考文献 1717 III 摘 要 加工齿轮轮齿有两种基本的方法：产生过程和形成过程。当一个轮齿产生时，工 件和切削或磨削工具，是不断啮合在一起的，轮齿的形式是由刀具决定的。换句话说， 工件和刀具是共轭的。滚齿机，成型切割机，剃齿机，磨床都使用这个原理。 当一个轮齿形成时，该刀具是呈正被加工出来的空间的形状的。一些磨床使用此 原理，与一个指示装置配套在一起使轮齿一个挨一个形成。刀就是同时加工所有轮齿 形成刀具的例子。 成型 成型本质上是与平面图类似的，但采用了圆形的切削刀具替代了齿条， 由此产生的往复惯性的减少，允许更高的行程速度：现代的成型切割汽车齿轮可以以 每分钟 20

8、00 切割行程运行。切削刀具的形状大致是与渐开线齿轮相同的，但轮齿的顶 端是圆形的。 关键词：关键词：特点，工艺，质量 I 绪 论 本毕业设计说明书做为一名检测技术与应用专业的毕业设计说明书，是根据大专 三年在学校所学专业知识的归纳、总结、实践而写的。 21 世纪，机械制造业的竞争，其实质就是机械制造技术的竞争，也是人才的竞争。 市场急需机械制造人才，为此各职业院校都家大了数控人才的培养力度，对机械专业 教学的课程体系和教学方式也进行了有益的探索和实践。 近年来，机械加工和数控设备的应用呈突飞猛进之势，包括以组合机床为主的大 量的生产方式现在都向数控设备为主的生产方式转变，社会上对掌握机械制造

9、技术的 人才需求量越来越大。 为了提高机械制造的本领，对所学的知识加以巩固，本论文突出了齿轮加工的特 点，零件加工的工艺性的特点，培养我们全面的机械制造加工能力，能制定出合理的 机械制造加工工艺规程，能够制定加工工艺，编制程序，进行数学处理，自己利用设 备执行加工工艺的过程，加工出合格的零件。并掌握加工中工艺的合理选用，了解材 料的材料、特点、以及如何进行热处理等一系列问题。 齿轮零件的功用 齿轮零件是机器中经常遇到的典型零件之一。它主要用来传递扭矩和承受载荷。 齿轮零件是旋转体零件，根据形状大小可分为伞齿轮、大齿轮、小齿轮、左旋齿轮等 等。不同的齿轮有不同的加工工艺和技术要求，本文将以左旋齿

10、轮为例，展示齿轮的 加工过程。 1 第一章 概 述 随着世界经济的持续发展和人们对物质文化需求的进一步提高，人们不光要购买 功能好，价格低的产品还要购买的外观漂亮，富有现代气息产品。这就要求和带动了 我们的发展，使的各个生产企业争相引进先进技术。提高生产效率，以便缩短工作周 期，因为这些要求，数控加工以其效率高，可操作性强的特点而近年来被广泛应用于 模具工业的生产当中。下面我结合我所在公司的实习的情况，以小齿轮为例来详细介 绍它的一些基础知识、设计加工的过程以及齿轮在日常使用过程中常出现的问题及解 决办法。 第二章 齿轮的基础知识 2.1 齿轮机构的特点 优点：1.传递的功率和圆周速度范围较大

11、（功率 kw，速度 300m/s） 2.传动比恒定，寿命长，工作可靠性高。 3.实现平行轴和不平行轴之间的传动。 缺点：1.制造成本高 2.不适用于远距离的传动。 3.低精度齿轮会产生有害的冲击，噪音和振动 2.2 齿轮啮合基本定律 齿轮传动要满足瞬时传动比保持不变，则两轮的齿廓不论在何处接触，过接触点 的公法线必须与两轮的连心线交于固定的一点 P。 2.3 共轭齿廓的重要一种-渐开线齿廓齿轮 1.发生线沿基圆滚过的长度，等于基圆上被滚动过的圆弧长。 2.渐开线上任意一点的法线必与基圆相切 3.渐开线上各点的曲率半径不相等 4.渐开线的形状决定基圆的大小 5.基圆内无渐开线。 2.4 渐开线齿

12、廓啮合的特点 1.渐开线齿轮中心距的可分性 2.啮合角为恒定值 2 2.5 标准直齿圆柱齿轮外啮合几何尺寸计算 名称 符号 计算公式 基本参数 模数 m 根据强度计算选标准值 齿数 z 压力角 a 20 度 齿顶高系数 Ha* 1.0 顶隙系数 C* 0.25 几何尺寸 分度原直径 d mz 齿顶高 ha Ha*m 齿根高 hf (ha*+c*)m 齿高 h (2ha*+c*)m 齿顶圆直径 da (z+2ha*)m 齿根圆直径 df (z-2ha*-2c*)m 基圆直径 db mzcos20 齿距 p 3.14m 齿厚 s 3.14m/2 齿槽宽 e 3.14m/2 2.6 渐开线齿轮啮合传

13、动 正确啮合条件：两齿轮的压力角和模数分别相等。 标准直齿圆柱齿轮出动的标准中心距：m/2(z1+z2)。 单个齿轮有固定的分度圆和分度圆压力角而无啮合角和节圆。 两齿轮啮合时才有节圆合啮合角。 连续传动的啮合条件：实际啮合长度/基圆齿距=重合度，一般取 1.11.4。 基圆 齿距=2.9516m 实际啮合线长度=（1.11.4）*2.9516m。 第三章 齿轮传动过程中的常见问题 3.1 齿轮传动的失效形式 齿轮传动的失效主要发生在轮齿部分，其常见失效形式有：轮齿折断、齿面点蚀、 齿面磨损、齿面胶合和塑性变形等五种。齿轮其他部分（如齿圈、轮辐、轮毂等）失 效很少发生，通常按经验设计。 1.轮

14、齿折断 3 轮齿在工作过程中，齿根部受较大的交变弯曲应力，并且齿根圆角及切削刀痕产 生应力集中。当齿根弯曲应力超过材料的弯曲疲劳极限时，轮齿在受拉一侧将产生疲 劳裂纹，随着裂纹的逐渐扩展，导致轮齿疲劳折断。齿宽较小的直齿轮常发生整齿折 断。齿宽较大的直齿轮，因制造装配误差易产生载荷偏置一端，导致局部折断。斜齿 轮及人字齿轮的接触线是倾斜的，也容易产生局部折断。轮齿受到短期过载或冲击载 荷的作用，会发生过载折断。 1）疲劳折断。疲劳折断是循环弯曲应力作用的结果。 2）过载折断。是由于短时的严重过载或冲击载荷，使齿轮因静强度不足而发生的 突然折断。 2.齿轮疲劳点蚀 齿轮工作是齿轮廓曲面上将产生循

15、环变化的接触应力。当接触应力超过表层材料 的接触疲劳极限时，齿面就会出现疲劳点蚀。从观察实际失效齿轮得知，疲劳点蚀一 般多出现在齿根表面靠近线处。 齿根的疲劳裂纹 齿面疲劳点蚀是闭式软齿面传动的主要失效形式。在开式传动中，由于齿面磨损 较快，在没有形成疲劳点蚀之前，部分齿面已被磨掉，因而一般看不到点蚀现象。 3.齿面胶合 从宏观上看，轮齿表面是十分光滑的。但从微观上看，轮齿表面却是凹凸不平的。 正常工作时，齿面被润滑油膜覆盖着。在低速重载时，齿面间不易形成润滑油膜；在 高速重载时，由于啮合区的温度使润滑有黏度降低，从而使润滑油膜破裂。这些均会 导致两齿面金属直接接触，出现峰点黏着现象。随着齿面的相对滑动，黏着点被撕脱， 从而在较软齿面上留下与滑动方向一致的粘撕沟痕。 齿面点蚀和胶合 4.齿面磨粒磨损 齿轮传动时，由于两齿轮廓间的相对滑动，在载荷作用下齿面会产生磨粒磨损。 灰尘、污物、金属微粒进入啮合齿面间也会起到磨粒作用，产生磨粒磨损。在开式传 动中，齿轮暴露在外，齿面磨粒磨损是齿轮失效的主要形式。齿面磨损严重时，不仅 失去正确的齿形，而且齿轮变薄，易引起折断。 5.齿面塑性变形 在重载作用下，较软的齿面在节线处产生局部塑性变形，使齿面