塑膠齒輪產(chǎn)品質(zhì)量檢驗講解學(xué)習

機械(jīxiè)產(chǎn)品質(zhì)量檢驗直齒圓柱齒輪

第一頁，共29頁。12目錄(mùlù)直齒圓柱齒輪的制造(zhìzào)直齒圓柱齒輪的試驗(shìyàn)第二頁，共29頁。制造(zhìzào)篇1直齒圓柱齒輪制造(zhìzào)發(fā)展公元前400-200年的手工制作階段，18世紀后的機械仿形階段，19世紀后的機械范成加工階段以及(yǐjí)20世紀80年代至今的數(shù)控技術(shù)加工階段。齒輪加工技術(shù)在發(fā)展的過程中涌現(xiàn)了一些新工藝：磨料流光整加工工藝，磨-珩聯(lián)合工藝。相信在不久的將來，齒輪加工技術(shù)必定會朝著數(shù)控化、智能化、高速化、集成化、環(huán)?；姆较虬l(fā)展。第三頁，共29頁。制造(zhìzào)篇2制造(zhìzào)步驟①標準直齒圓柱齒輪外嚙合幾何尺寸計算②制造(zhìzào)選材③繪制結(jié)構(gòu)設(shè)計及齒輪零件圖④齒坯進入機械加工⑤齒形的加工⑥熱處理階段⑦齒形的精加工階段第四頁，共29頁。制造(zhìzào)篇1標準直齒圓柱齒輪外嚙合(nièhé)幾何尺寸計算名稱符號計算公式齒距pp=mπ齒厚ss=πm/2槽寬ee=πm/2齒頂高haha=ha*m齒根高hfhf=ha+c=（ha*+c*）m全齒高hh

=ha+hf=（2ha*+c*）m分度圓直徑

dd=mz齒頂圓直徑

dada=d+2ha=m（z+2ha*）齒根圓直徑

dfdf=d-2hf=m（z-2ha*-2c*）基圓直徑

dbdb=dcos=mzcos中心距aa=m（z1+z2）/2第五頁，共29頁。制造(zhìzào)篇2制造(zhìzào)選材應(yīng)使齒面具有足夠的硬度和耐磨性，齒心具有足夠的韌性，以防止齒面的各種失效，同時應(yīng)具有良好的冷、熱加工的工藝性，以達到齒輪的各種技術(shù)要求。常用的齒輪材料為各種牌號的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼、合金結(jié)構(gòu)鋼、鑄鋼、鑄鐵和非金屬材料等。一般多采用鍛件或軋制鋼材。當齒輪結(jié)構(gòu)尺寸較大，輪坯不易鍛造時，可采用鑄鋼。開式低速傳動時，可采用灰鑄鐵或球墨鑄鐵。低速重載的齒輪易產(chǎn)生齒面塑性變形，輪齒也易折斷，宜選用綜合性能較好的鋼材。高速齒輪易產(chǎn)生齒面點蝕，宜選用齒面硬度高的材料。受沖擊載荷的齒輪，宜選用韌性好的材料。對高速、輕載(qīnɡzǎi)而又要求低噪聲的齒輪傳動，也可采用非金屬材料、如夾布膠木、尼龍等。第六頁，共29頁。制造(zhìzào)篇3繪制(huìzhì)結(jié)構(gòu)設(shè)計及齒輪零件圖齒輪的結(jié)構(gòu)形式主要與齒輪的尺寸大小、毛坯材料、加工工藝、使用要求及經(jīng)濟性等因素有關(guān)。進行齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計時，通常是先按齒輪動的直徑大小選定合適的結(jié)構(gòu)形式，再由經(jīng)驗公式確定有關(guān)尺寸，繪制零件(línɡjiàn)工作圖。（1）齒輪軸如果圓柱齒輪齒根圓到鍵槽底面的徑向距離e2mt(錐齒輪e1.6m時），則可將齒輪與軸做成一體稱為齒輪軸(2)腹板式齒輪因齒輪的齒頂圓直徑da=200～500mm，采用腹板式結(jié)構(gòu)，這種齒輪通常用鍛鋼制造，第七頁，共29頁。制造(zhìzào)篇4齒坯機械加工由于齒輪的傳動精度主要(zhǔyào)決定于齒形精度和齒距分布均勻性，而這與切齒時采用的定位基準（孔和端面）的精度有著直接的關(guān)系，所以，這個階段主要(zhǔyào)是為下一階段加工齒形準備精基準，使齒的內(nèi)孔和端面的精度基本達到規(guī)定的技術(shù)要求。在這個階段中除了加工出基準外，對于齒形以外的次要表面的加工，也應(yīng)盡量在這一階段的后期加以完成。主要(zhǔyào)步驟：鍛造制坯、正火、車削加工

第八頁，共29頁。制造(zhìzào)篇4齒坯機械加工鍛造制坯：熱模鍛仍然是汽車齒輪件廣泛使用的毛坯鍛造工藝。正火：獲得適合后序齒輪切削加工的硬度和為最終熱處理做組織準備，以有效減少(jiǎnshǎo)熱處理變形車削加工：為了滿足高精度齒輪加工的定位要求，齒坯的加工全部采用數(shù)控車床，提高齒坯精度確保了后序齒輪的加工質(zhì)量

第九頁，共29頁。制造(zhìzào)篇5齒形的加工(jiāgōng)對于不需要淬火的齒輪，一般來說這個階段也就是(jiùshì)齒輪的最后加工階段，經(jīng)過這個階段就應(yīng)當加工出完全符合圖樣要求的齒輪來。對于需要淬硬的齒輪，必須在這個階段中加工出能滿足齒形的最后精加工所要求的齒形精度，所以這個階段的加工是保證齒輪加工精度的關(guān)鍵階段。應(yīng)予以特別注意。主要步驟：滾、插齒、剃齒

第十頁，共29頁。制造(zhìzào)篇5齒形的加工(jiāgōng)滾、插齒：加工齒部所用設(shè)備仍大量采用普通滾齒機和插齒機，若完成較大(jiàodà)產(chǎn)能需要多機同時生產(chǎn)。效率低，但滾刀、插刀經(jīng)過涂鍍后能夠明顯地提高使用壽命，一般能提高90%以上，有效地減少了換刀次數(shù)和刃磨時間，效益顯著。剃齒：徑向剃齒技術(shù)以其效率高，設(shè)計齒形、齒向的修形要求易于實現(xiàn)等優(yōu)勢被廣泛應(yīng)用于大批量汽車齒輪生產(chǎn)中。引進于意大利，在這項技術(shù)上已經(jīng)應(yīng)用成熟，加工質(zhì)量穩(wěn)定可靠。

第十一頁，共29頁。制造(zhìzào)篇6熱處理階段(jiēduàn)這個階段中主要對齒面的淬火處理，使齒面達到規(guī)定的硬度要求。消除鍛造及粗加工所引起的殘余應(yīng)力，改善材料的切削性能和提高綜合力學(xué)性能。齒面熱處理齒形加工完畢后，為提高齒面的硬度和耐磨性，常進行(jìnxíng)滲碳淬火，高頻淬火，碳氮共滲和氮化處理等熱處理工序。以保證其良好的力學(xué)性能。。

第十二頁，共29頁。制造(zhìzào)篇7齒形的精加工階段(jiēduàn)這個階段的目的，在于修正齒輪經(jīng)過淬火后所引起的齒形變形，進一步提高齒形精度和降低表面粗糙度，使之達到最終的精度要求。在這個階段中首先應(yīng)對定位基準面（孔和端面）進行修整，因淬火以后齒輪的內(nèi)孔和端面均會產(chǎn)生變形，以修整過的基準面定位進行齒形精加工，可以使定位準確可靠，余量分布也比較均勻(jūnyún)，以便達到精加工的目的。主要方法：磨削加工對經(jīng)過熱處理的齒輪內(nèi)孔、端面、軸的外徑等部分進行精加工以提高尺寸精度和減小形位公差。第十三頁，共29頁。制造(zhìzào)篇8加工(jiāgōng)注意事項定位基準定位基準的精度對齒形加工精度有直接的影響。軸類齒輪的齒形加工一般選擇頂尖孔定位，某些大模數(shù)的軸類齒輪多選擇齒輪軸頸和一端面定位。盤套類齒輪的齒形加工常采用兩種定位基準。1）內(nèi)孔和端面定位選擇既是設(shè)計基準又是測量和裝配基準的內(nèi)孔作為定位基準，既符合“基準重合”原則，又能使齒形加工等工序基準統(tǒng)一，只要嚴格控制內(nèi)孔精度，在專用芯軸上定位時不需要找正。故生產(chǎn)率高，廣泛用于成批生產(chǎn)中。2）外圓和端面定位齒坯內(nèi)孔在通用芯軸上安裝，用找正外圓來決定孔中心位置，故要求齒坯外圓對內(nèi)孔的徑向跳動要小。因找正效率低，一般用于單件小批生產(chǎn)齒形誤差會引起每對齒輪嚙合過程中傳動比的瞬時變化；基節(jié)偏差會引起一對齒過渡到另一對齒嚙合時傳動比的突變。齒輪傳動由于傳動比瞬時變化和突變而產(chǎn)生(chǎnshēng)噪聲和振動，從而影響工作平穩(wěn)性精度。。第十四頁，共29頁。制造(zhìzào)篇9齒輪(chǐlún)加工方案選擇。

加工精度生產(chǎn)率齒面光潔度適用范圍

滾齒通常加工6～10，最高能達到4級

較高

較差通用性大，常用于加工直齒、斜齒的外嚙合圓柱齒輪和蝸桿

插齒通常能加工7～9，最高能達到6級

較高

較好通用性大，適于加工內(nèi)外嚙合齒輪(包括階梯齒輪)、扇形齒輪、齒條等

剃齒能加工5～7級精度齒輪高，2～4分鐘便能加工一個齒輪

可達8～10主要用于齒輪滾插預(yù)加工后、淬火前的精加工

珩齒一般用于加工6～8級精度齒輪

低

可達7～9多用于經(jīng)過剃齒和高頻淬火后，齒形的加工

磨齒一般情況下能達到3～7級精度

較低

可達7～9加工成本較高，多用于齒形淬硬后的精密加工第十五頁，共29頁。制造(zhìzào)篇10齒輪(chǐlún)加工----滾齒加工滾齒是目前應(yīng)用最廣的切齒(qièchǐ)方法，在滾齒機上用齒輪滾刀加工齒輪的原理，相當于一對螺旋齒輪作無側(cè)隙強制性的嚙合,形似蝸桿，經(jīng)刃磨后形成一排排齒條刀齒。滾齒加工的通用性較好,既可加工圓柱齒輪，又能加工蝸輪；既可加工漸開線齒形，又可加工圓弧、擺線等齒形；既可加工大模數(shù)齒輪，大直徑齒輪。滾齒可直接加工8~9級精度齒輪，也可用作7級以上齒輪的粗加工及半精加工。齒面粗糙度Ra值為1.6μm。滾齒可以獲得較高的運動精度。滾切直齒圓柱齒輪時有以下運動：1）主運動滾刀的旋轉(zhuǎn)運動。2）展成運動是保證滾齒刀和被切齒(qièchǐ)輪的轉(zhuǎn)速必須符合所模擬的一對齒輪的嚙合運動關(guān)系。即滾刀轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，工件轉(zhuǎn)K/Z轉(zhuǎn)。其中：K是滾刀的頭數(shù)，Z為齒輪齒數(shù)。3）垂直進給運動要切出齒輪的全齒寬，滾刀須沿工件軸向作垂直進給運動。第十六頁，共29頁。制造(zhìzào)篇11齒輪加工其他(qítā)方法滾制：齒輪的滾制加工有利用成形法與展成法。利用展成法的滾制是利用齒條與小齒輪、小齒輪與大齒輪、內(nèi)齒輪與小齒輪的嚙合；將淬火硬化的齒條形工具、小齒輪形工具、內(nèi)齒輪形工具按壓(ànyā)于齒輪輪坯，使輪坯滾動，借塑性變形加工成齒形。利用成形法的滾制是用對應(yīng)于滾制齒輪的齒輪形狀的成形滾制刀具，藉特殊的滾軋加工成形齒形。熱間鍛造：熱間鍛造的主要對象為直齒傘齒輪、螺旋傘齒輪及正齒輪，通常為以非鐵合金為材料的齒輪，可不計加熱之際發(fā)生的氧化皮時，熱間鍛造的精度及表面粗糙度不亞于機械加工。高速鍛造：1957年由美國GeneralDynamics公司開發(fā)冷間鍛造：主要有利用鍛粗或鍛頭法擴大齒坯尺寸的成形與減少齒坯斷面的擠出成形。沖剪：玩具等不大要求精度的小型板齒輪常用沖剪法作成。普通鑄造：超大型齒輪不得不用鑄造放來加工。直接將熔融的金屬注入鑄模中，凝固后取出，直接使用或機械加工后使用。精密鑄造法：有轂?zāi)７?、石膏模法等。還有粉末冶金法、射出成形法等齒輪加工方法。第十七頁，共29頁。制造(zhìzào)篇12齒輪加工(jiāgōng)總結(jié)齒輪加工工藝過程大致(dàzhì)要經(jīng)過如下幾個階段：毛坯熱處理、齒坯加工、齒形加工、齒端加工、齒面熱處理、精基準修正及齒形精加工等。

齒輪的齒端加工有倒圓、倒尖、倒棱，和去毛刺等倒圓、倒尖后的齒輪，沿軸向滑動時容易進入嚙合。倒棱可去除齒端的銳邊，這些銳邊經(jīng)滲碳淬火后很脆，在齒輪傳動中易崩裂。用銑刀進行齒端倒圓，倒圓時，銑刀在高速旋轉(zhuǎn)的同時沿圓弧作往復(fù)擺（每加工一齒往復(fù)擺動一次）。加工完一個齒后工件沿徑向退出，分度后再送進加工下一個齒端。齒端加工必須安排在齒輪淬火之前，通常多在滾（插）齒之后。

。第十八頁，共29頁。試驗(shìyàn)篇1通用齒輪傳動裝置型式(xínɡshì)試驗的內(nèi)容本標準適用于轉(zhuǎn)速(zhuànsù)小于3000r/min的各種具有單獨箱體的通用動力閉式齒輪傳動裝置。大功率齒輪裝置的試驗允許用工業(yè)應(yīng)用試驗代替。成批生產(chǎn)的齒輪裝置，其基本性能應(yīng)進行周期性測試，每次隨機抽樣不少于2臺。①齒輪裝置基本性能試驗清潔度檢驗；加載試驗；傳動效率測試；溫升測試；噪聲測試；振動測試②齒輪裝置耐久性試驗疲勞壽命試驗；超負荷試驗。第十九頁，共29頁。試驗(shìyàn)篇2空氣傳播(chuánbō)噪聲的試驗規(guī)范齒輪系統(tǒng)噪聲發(fā)生的原因主要有以下幾個方面：

（1）齒輪設(shè)計方面參數(shù)選擇不當，重合度過小，齒廓修形不當或沒有修形，齒輪箱結(jié)構(gòu)不合理等。

（2）齒輪加工方面基節(jié)誤差和齒形誤差過大，齒側(cè)間隙過大，表面粗糙度過大等。

（3）輪系及齒輪箱方面裝配偏心，接觸(jiēchù)精度低，軸的平行度差，軸，軸承支承的剛度不足，軸承的回轉(zhuǎn)精度不高及間隙不當?shù)取?/p>

（4）其他方面輸入扭矩、負載扭矩的波動，軸系的扭振，電動機及其他傳動副的平衡情況等。

第二十頁，共29頁。試驗(shìyàn)篇3改善齒輪傳動噪音及振動(zhèndòng)的方法從設(shè)計上合理選擇齒輪參數(shù)①不產(chǎn)生傳動干涉的情況下盡可能的提高齒輪傳動的重合度ε，有利于平穩(wěn)傳動和減少傳動噪音及振動。

②增大模數(shù)m可減小輪齒的動態(tài)激勵，從而降低噪聲。

齒寬b變化會引起噪聲改變。齒寬大的齒輪噪聲也低。齒輪輻板的厚度h對噪音的大小也有影響。③旋轉(zhuǎn)速度越大也越大。一般要求增速傳動時i≤2；減速傳動時i≥1/4.超過此范圍單級傳動應(yīng)改為雙級傳動。單級傳動的噪聲比雙級傳動的噪聲大；增速傳動的噪聲比減速傳動的噪聲大。從制造上改善(gǎishàn)工藝①箱體結(jié)構(gòu)設(shè)計及外部增加吸收噪音材料②選擇合理的加工及裝配精度③選擇合理的潤滑脂

第二十一頁，共29頁。試驗(shìyàn)篇4齒輪裝置(zhuāngzhì)的機械振動測定齒輪裝置的振動有兩種測量方式，一種是測量箱體的振動，另一種是測量軸的振動。聯(lián)合使用軸振動測量和箱體振動測量以獲得齒輪裝置軸的絕對運動量也常常是一種比較有效的方法。試驗時齒輪裝置應(yīng)以額定速度運轉(zhuǎn)，如裝置用于變速工況，試驗應(yīng)在速度范圍內(nèi)的算術(shù)平均值速度處進行。試驗時齒輪裝置應(yīng)按設(shè)計給定的方向運轉(zhuǎn)，如果(rúguǒ)齒輪裝置為可逆運轉(zhuǎn)，則在兩個方向都應(yīng)進行試驗試驗時齒輪裝置可加載運轉(zhuǎn)也可空載運轉(zhuǎn)，由制造廠與用戶協(xié)商決定。試驗時齒輪裝置應(yīng)按設(shè)計要求進行潤滑。測量時機器應(yīng)在設(shè)計溫度范圍內(nèi)運轉(zhuǎn)。第二十二頁，共29頁。試驗(shìyàn)篇5齒輪(chǐlún)裝置的機械振動測定方法軸振動測量推薦采用非接觸式傳感器，測量儀器必須能夠讀出振動位移的峰值。軸的振動位移應(yīng)相對于箱體進行測量，傳感器應(yīng)安裝在盡可能靠近軸承的地方并且固定在箱體剛性較好的部位。應(yīng)測量每根軸三個相互垂直方向上的振動，其中的一個(yīɡè)方向必須與被測軸線平行，測點的數(shù)量和安裝位置由用戶和制造商協(xié)商決定。箱體振動測量應(yīng)選用壓電式加速度傳感器，測量儀器應(yīng)是具有準確的均方根整流特性的電動式儀器，應(yīng)在箱體軸承座處測量箱體的振動。測量必須在三個正交方向上進行，三個方向中的兩個必須位于與齒輪回轉(zhuǎn)軸線相垂直的平面內(nèi)，這個平面最好是水平平面或垂直平面。第二十三頁，共29頁。試驗(shìyàn)篇5齒輪(chǐlún)裝置的機械振動測定方法項目單位速度（r.m.s）mm/sdB(基準參考值v0=5×10-5mm/s)位移（峰峰值）μm頻率fHz注：①DR：位移評價值，μm.②當頻率(pínlǜ)在0～50Hz范圍內(nèi)時，評價值等于評價曲線的位移量。從50Hz起，曲線每十倍頻程下降10dB第二十四頁，共29頁。試驗(shìyàn)篇6本標準適用于鋼、鑄鐵制造的漸開線圓柱齒輪由齒面點蝕損傷而失效的試驗。其它金屬齒輪的接觸疲勞(píláo)強度試驗可參照使用。齒輪接觸疲勞(píláo)強度試驗按下述規(guī)定的試驗條件和試驗齒輪進行上，使用功率流封閉式結(jié)構(gòu)的齒輪試驗機，此可確定試驗齒輪的接觸疲勞(píláo)極限應(yīng)力σHlim。齒輪接觸疲勞(píláo)強度試驗是以齒面點蝕損傷程度作為接觸疲勞(píláo)失效的判據(jù)。齒輪接觸/彎曲(wānqū)疲勞強度試驗方法第二十五頁，共29頁。試驗(shìyàn)篇7齒輪(chǐlún)接觸疲勞強度計算a.單齒點蝕面積率RS=AS/ASW…………（1）式中：RS——單齒點蝕面積率，%；AS——試驗齒輪(chǐlún)單個齒面上點蝕面積之和，mm2；ASW——試驗齒輪(chǐlún)單個齒面的工作表面積，mm2。b.齒輪副點蝕面積率RT=A1T/A1TW+A2T-/A2TW…………（2）式中：RT——齒輪副點蝕面積率，%；A1T——試驗齒輪副主動輪全部點蝕面積之和，mm2；A2T——試驗齒輪副被動輪全部點蝕面積之和，mm2；A1TW——試驗齒輪副主動輪各齒工作表面積之和，mm2；A2TW——試驗齒輪副被動輪各齒工作表面積之和，mm2.失效判別準則非表面硬化齒輪，點蝕一般總是在所有齒面上出現(xiàn)。當試驗齒輪副的硬度相等或相近時，它們的點蝕損傷極限為：RT=2%當試驗齒輪齒輪副點蝕面積率達到點蝕損傷極限時，即判定該齒面失效。表面硬化齒輪，包括滲碳、滲氮、碳氮共滲、火焰或感應(yīng)淬火的齒輪，點蝕一般在少數(shù)齒上出現(xiàn)。它們的點蝕損傷極限為：RS