直齿圆柱齿轮的设计和加工工艺设计

2.3齿轮加工方案选择及使用要求

2.3.1齿轮加工方案的选取

由于齿轮加工方案的选取,主要取决于齿轮的精度等级、生产批量和热处理方法等。因此在选择齿轮加工方案时可参考以下原则:

(1)对于8级及8级以下精度的不淬硬齿轮,可用铣齿、滚齿或插齿直接达到加工要求。 (2)对于8级及8级以下精度的淬硬齿轮,需在淬火前将精度提高一级,其加工方案可采用:滚齿—齿端加工—齿面淬硬—修正内孔。

(3)对于6—7级精度的不淬硬齿轮,其齿轮加工方案:滚齿—剃赤。 (4)对于6—7级精度的淬硬齿轮,其齿形加工一般有两种方案: 1)剃—衍磨方案

滚(插)齿—齿端加工—剃齿—齿面淬硬—修正内孔—衍齿。 2)磨齿方案

滚(插)齿—齿端加工—齿面淬硬—修正内孔—磨齿。

剃—衍方案生产率高,广泛用于7级精度齿轮的成批生产。磨齿方案生产率低,一般用于6级精度以上的齿轮。

(5)对于5级及5级精度以上的齿轮,一般采用磨齿方案。

(6)对于大批量生产,用滚(插)齿—冷挤齿的加工方案,可稳定地获得7级精度齿轮。

2.3.2齿轮传动的使用要求

由于齿轮的制造精度对机器的工作性能、承载能力及使用寿命影响很大,因此,在制造齿轮时必须满足齿轮传动的使用要求。

(1)传动的准确性即主动轮转过一个角度时,从动轮应按给定的转动比转过相应的角度。要求齿轮在一转中,转角误差的最大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转动平稳,无冲击;振动和噪音小。

(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。

(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;同时可以补偿热变形、弹性变形及

加工误差等因素引起的侧隙减少,防止卡死。

2.4直齿圆柱齿轮加工工艺过程

2.4.1直齿圆柱齿轮加工工艺的内容

圆柱齿轮的加工工艺一般包括:齿轮毛坯加工、齿面加工热处理工艺及齿面的精加工。在编织工艺过程中,常因齿轮结构、精度等级、生产批量和环境的不同,而采取各种不同的工艺方案。

如图1—1为直齿圆柱齿轮的简图,从中可以看出编制齿轮加工工艺过程大致可分为以下几个阶段:

1)齿轮毛坯的形成:锻件、棒料或铸件; 2)粗加工:切除较多的余量; 3)半精加工:车、滚、插齿;

4)热处理:调质、渗碳淬火、齿面高频感应加热淬火等 5)精加工:精修基准、精加工齿形

2.4.2齿轮加工工艺过程分析

1、基准的选择

对于齿轮加工基准的选择常因齿轮的结构形状不同而有所差异。带轴齿轮主要采用顶点孔定位;对于空心轴,则在中心内孔钻出后,用两端孔口的斜面定位;孔径大时则采用锥堵。顶点定位的精度高,且能作到基准重合和统一。对带孔齿轮在齿面加工时常采用以下两种定位、夹紧方式。

(1)以内孔和端面定位 这种定位方式是以工件内孔定位,确定定位位置,再以端面作为 轴向定位基准,并对着端面夹紧。这样可使定位基准、设计基准、装配基准和测量基准重合,定位精度高,适合于批量生产。但对于夹具的制造精度要求较高。

(2)以外圆和端面定位 当工件和加剧心轴的配合间隙较大时,采用千分表校正外圆以确定中心的位置,并以端面进行轴向定位,从另一端面夹紧。这种定位方式因每个工件都要校正,故生产率低;同时对齿坯的内、外圆同轴要求高,而对夹具精度要求不高,故适用于单件、小批生产。

综上所述,为了减少定位误差,提高齿轮加工精度,在加工时应满足以下要求:

1)应选择基准重合、统一的定位方式; 2)内孔定位时,配合间隙应近可能减少;

3)定位端面与定位孔或外圆应在一次装夹中加工出来,以保证垂直度要求。 2、齿轮毛坯的加工

齿面 加工前的齿轮毛坯加工,在整个齿轮加工过程中占有很重要的地位。因为齿面加工和检测所用的基准必须在此阶段加工出来,同时齿坯加工所占工时的比例较大,无论从提高生产率,还是从保证齿轮的加工质量,都必须重视齿轮毛坯的加工。 加工过程中应注意以下几点:

1)当以齿顶圆作为测量基准时,应严格控制齿顶圆的尺寸精度; 2)保证定位端面和定位孔或外圆间的垂直度; 3)提高齿轮内孔的制造精度,减少与夹具心轴的配合间隙; 3、齿形及齿端加工

齿形加工是齿轮加工的关键,其方案的选择取决于多方面的因素,如设备条件、齿轮精度等级、表面粗糙度、硬度等。 齿轮的齿端加工有倒圆、倒尖、倒棱和去毛刺等方式。 齿端加工必须在淬火之前进行,通常都在滚(插)齿之后,剃齿之前安排齿端加工。 4、轮加工过程中的热处理要求

在齿轮加工工艺过程中,热处理工序的位置安排十分重要,它直接影响齿轮的力学性能及切削加工性。一般在齿轮加工中进行两种热处理工序,即毛坯热处理和齿形热处理

结束语

时至今日,论文基本完成。回想起这段日子的经历和感受,我感慨万千,在这次毕业设计的过程中,我拥有了无数难忘的回忆和收获。我从资料的收集中,掌握了很多加工工艺知识、AutoCAD的操作,让我对所学过的知识有所巩固和提高。脚踏实地,认真严谨,实事求是的学习态度,不怕困难、坚持不懈、吃苦耐劳的精神是我最在这次设计中最大的收益。

在这次毕业设计中使我们的同学关系更进了一步,同学之间互相帮助,有什么不懂的大家在一起商量,听听不同的看法对我们更好的理解知识,在此感谢帮助我的同学,更感谢姜

小丽老师是您的细心指导和关怀,使我能够顺利的完成毕业论文。在我的论文写作中有着您辛勤的汗水和心血,您渊博的知识和无私的奉献精神使我深受启迪。从您的身上不仅学到扎实、宽广的专业知识,也学到了做人的道理。我向您致以最衷心的感谢和深深地敬意。

参考文献

1、《机械制图》,张萌克主编,机械工业出版社;

2、《AutoCAD机械制图习题集锦(2008)版》,崔洪斌、常玮,主编,清华大学出版社; 3、《计算机辅助设计-AutoCAD2008》,陈在良,熊江主编,北京交通大学出版社; 4、《机械设计基础》,曾宗福主编,化学工业出版社; 5、《工程力学》,顾晓勤主编,工业出版社。 6、《金属工艺学》,丁德全主编,机械工业出版社;

5、《公差配合与技术测量》,张美芸主编,北京理工大学出版社; 6、《机械制造基础》,王泓主编,北京理工大学出版社; 7、《机械制造应用技术》,陈伟珍主编,北京理工大学出版社。)

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