圆柱齿轮加工概要.ppt

圆柱齿轮加工 一. 概述 齿轮广泛应用于机床、汽车、飞机、船舶及精密仪器等行业中，在机械制造中，齿轮生产占极其重要的地位。 主要的功用是传递一定的运动或动力。 （一）圆柱齿轮的结构特点和功用 /p/1453243713?pn=1 1．连轴齿轮（齿轮轴） 当齿轮分度圆与轴直径相差不大时，（d分1.8d轴）可以将齿轮和轴做成整体 圆柱齿轮结构尽管具有多种多样的形状和尺寸，但从工艺角度看，可以把他看成由齿圈和轮体两部分构成，在齿圈上可以切出直齿、斜齿和人字齿轮等齿形，而轮体的结构形状直接影响齿轮加工工艺过程，按轮体的结构特点，齿轮可以分为： 2．带孔齿轮（用键或花键与轴连接） 这类齿轮当尺寸d50mm时，采用铸造成轮辐式结构。尺寸较小时，可以用锻造式（铸造式实心结构。 3．装配式齿轮： 轮体与齿圈部分分开，采用热套或用螺钉固定。 4．齿条 齿圈半径为无限大的圆柱齿轮 5．内齿轮 1、圆柱齿轮传动精度要求 1） 传递运动准确性——一转内转角误差小，保证运动准确 2） 传递运动平稳性——一齿内转角误差小，瞬时变化小，减少振动冲击噪声 3） 载荷分布均匀性——齿面接触良好，载荷分布均匀，以免齿面磨损 （二）圆柱齿轮的技术要求分析 4）传动侧隙合理性——齿面间有间隙，贮存润滑油，补偿变形，以免卡死烧伤。 国标GB10095-88《渐开线圆柱齿轮精度》： 1、2级——有待于发展，3～5级——高精度，6～8——中等精度，9～12——低精度 2、圆柱齿轮的齿坯精度要求 —基准孔（或轴）的直径公差，基准端面的端面跳动 1．材料 齿轮应按照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都有直接的影响。 一般精度齿轮——中碳钢、中碳合金钢（如45、40Cr）—调质或表面淬火 低速重载齿轮——低碳合金钢（如20CrMnTi）—渗碳淬火、碳氮共渗 非传力齿轮——不淬火钢、铸铁、工程塑料等 （三）齿轮的材料、毛坯及热处理 1）45#： 中碳优质结构钢，经正火或调质后，有较好的综合机械性能，可提高韧性和降低表面粗糙度。齿面竟淬火后硬度可以达到HRC50-58，广泛应用于机床行业，7级精度以下的齿轮。 2）40Cr 中碳合金结构钢，与45#钢相比具有强度高、淬透性好等特点，竟高频淬火后，齿面硬度可以达到HRC52-58，适用于6级精度以上的齿轮。 3）20CrMnTi（18CrMnTi）：——渗碳钢， 低碳合金钢，经渗碳淬火后，可以得到齿面硬度高，心部韧性好的特点，硬度可达HRC56-62，多用于汽车、拖拉机中承载能力大而有冲击的齿轮。 4）38CrMoAlA：——氮化钢 经氮化处理后，具有更高的耐磨性和耐腐蚀性，且变形很小，用于作为高速传动中需耐磨的齿轮材料。 5）HT200，HT320： 铸铁，可以铸造成复杂形状，易于切削，成本低，但抗弯强度，耐冲击性、耐磨性差，用于受力不大，无冲击、低速的齿轮。 6）其他材料 黄铜HPB59-1，青铜QSNP10-6，铝合金LC4 非金属材料 胶木、尼龙、塑料等 2．毛坯制造 棒料—小尺寸、结构简单、强度低的齿轮 锻件—强度高、耐磨耐冲击的齿轮，批量小尺寸大—自由锻，批量大——模锻 铸件—铸钢件—结构复杂、尺寸大的齿轮，用于齿轮直径大于400—600时 铸铁件——受力小无冲击的开式齿轮，可铸出轮齿 其他毛坯制造方式有：精密铸造、压力铸造、粉末冶金、热扎、冷挤等。 1．齿坯的热处理 正火或调质是钢材材料毛坯常用的热处理，一般安排在铸造或锻造之后，切削加工之前，以消除钢件中残留铸造或锻造应力，细化组织，从而改善性能和表面粗糙度。 棒料齿坯，正火或调质一般安排在粗车之后，以消除粗车形成的内应力。 （四）齿轮的热处理 2．轮齿的热处理 高频淬火： 将齿轮置于高频交变磁场中，由于感应电流的集肤效应，齿面在几秒到几十秒就达到淬火温度，立即用于冷却，这样表面硬度比普通淬火时高，心部的强度和韧性不变。 渗碳： 将齿轮放入渗碳介质中，在900—950度高温下保温，使碳原子渗入低碳钢的表层，以增强齿面硬度和耐磨性。 氮化： 将齿轮置于氮气中并加热520—560度，使活性氮原子渗入轮齿表面层，形成硬度很高的氮化物薄层，由于温度低，不需要另外淬火，且，具有抗腐蚀性能。 成形法——铣齿、拉齿、成形磨齿 展成法——滚齿、插齿、剃齿、珩齿、磨齿 （五） 齿轮零件的齿