齒輪培訓教材

培訓材料

齒輪培訓內(nèi)容齒輪的基本參數(shù)要求及漸開線齒輪各部分名稱和幾何尺寸；介紹滾齒加工的基本原理、滾齒機的內(nèi)部結構、滾刀類型的選擇；金屬齒輪加工工藝流程；（以50SM13-2B零件為例）滾齒加工時每道工序的主要問題）。一、齒輪各部分的名稱和基本參數(shù)1、分度圓：齒輪上作為齒輪尺寸基準的圓，用d表示2、齒距：相鄰兩齒同側齒廓間的分度圓弧長，用p表示3、模數(shù)：齒距P與π的比值，用ｍ表示4、壓力角：漸開線齒廓上與分度圓交點處的壓力角ａ，國家標準壓力角為20度5、齒頂高：由分度圓到齒頂圓的徑向高度，用ha表示6、頂隙：兩齒輪裝配后，兩嚙合齒沿徑向留下的空隙距離，用C表示7、齒根高：由分度圓到齒根圓的徑向高度，用hf表示8、全齒高：由齒頂圓到齒根圓的徑向高度，用h表示二、標準直齒圓柱齒輪尺寸計算公式表名稱符號計算公式齒距pP=ｍπ齒厚ｓｓ=ｍπ/2槽寬ｅｅ=ｍπ/2齒頂高haha=ha※ｍ齒根高hfhf=(ha※+C※)ｍ全齒高hh=(2ha※+C※)ｍ分度圓直徑ｄｄ=ｍz齒頂圓直徑ｄaｄa=ｄ±2ha齒根圓直徑ｄfｄf=ｄ±2hf基圓直徑ｄbｄb=dcosa=mzcosa中心距aa=m(Z2±Z1)/2★直齒圓柱齒輪正確的嚙合條件：模數(shù)相等壓力角相等

齒輪加工機床是用來加工各種齒輪輪齒的機床。由于齒輪傳動具有傳動比準確、傳力大、效率高、結構緊湊等優(yōu)點，因此，齒輪傳動的應用極為廣泛?！铨X輪加工機床的工作原理

1、成形法成形法加工齒輪所采用的刀具為成形刀具，其刀刃形狀與被切齒輪齒槽的截面形狀相同?！羰褂靡话殉尚蔚毒呒庸X輪時，每次只加工一個齒槽，然后用分度裝置進行分度，依次加工下一個齒槽，直到全部輪齒加工完畢。注：這種方法生產(chǎn)率較低，只適用于單件小批生產(chǎn)一些低速、低精度的齒輪。

2、展成法展成法加工齒輪是利用齒輪的嚙合原理進行的，即把齒輪嚙合副中的一個制作為刀具，另一個則作為工件，并強制刀具和工件作嚴格的嚙合運動而展成切出齒廓?！粲谜钩煞庸X輪，可以用同一把刀具加工同一模數(shù)不同齒數(shù)的齒輪，且加工精度和生產(chǎn)率也比較高，因此，各種齒輪加工機床廣泛用這種加工方法，如滾齒機、插齒機、剃齒機等?！铨X輪加工機床的類型及其用途圓柱齒輪加工機床分類：滾齒機主要用于加工直齒、斜齒圓柱齒輪和蝸輪插齒機主要用于加工單聯(lián)及多聯(lián)的內(nèi)、外直齒圓柱齒輪剃齒機主要用于淬火前的直齒和斜齒圓柱齒輪的齒廓精加工珩齒機主要用于對熱處理后的直齒和斜齒圓柱齒輪的齒廓精加工☆

滾齒機床的內(nèi)部結構

YM3608A型精密臥式滾齒機主要用于加工精度較高的小模數(shù)直齒圓柱齒輪、小角度斜齒圓柱齒輪及蝸輪。機床的主要技術參數(shù)為：最大加工直徑為80mm最大工件長度直齒圓柱齒輪為65mm最大模數(shù)為1.25mm加工齒數(shù)范圍為6-390齒滾刀架可轉動角度±20度過㈠、主要組成部件㈡、機床的主要工作運動⑴主運動即滾刀的旋轉運動。根據(jù)合理的切削速度和滾刀直徑，即可確定滾刀的轉速。⑵展成運動即滾刀與工件之間的嚙合運動。沒滾刀頭數(shù)為ｋ，工件齒數(shù)為ｚ，則每當滾刀轉1轉時，工件應轉ｋ/ｚ⑶垂直進給運動即滾刀沿工件軸線方向作連續(xù)的進給運動，以切出整個齒寬上的齒形?！?0SM13-2B金屬齒輪加工工藝★零件種類四輪軸齒、五輪組件、輸出軸組件★生產(chǎn)工藝流程四輪軸齒：四輪軸齒壞滾齒拋光處理鉸孔清洗包裝入庫五輪軸齒：五輪軸齒壞滾齒拋光處理鉸孔清

洗五輪輪片：五輪片壞滾齒拋光處理清洗

鉚接六輪輪片：六輪片壞鉸孔滾齒拋光處理清洗

★作業(yè)過程標準

輸出軸鉚接㈠、滾齒加工作業(yè)要求：

1、調(diào)整機床參數(shù)安裝交換齒輪并調(diào)試刀架軸向和縱向起點位置；（滾刀轉速、進刀量、徑向切削量、滾刀模數(shù)）

2、采用兩頂尖式裝夾工件；（工件中孔作為定位基準）

3、啟動機床前應檢查刀架、拖板是否在切削起點，抬刀時是否碰到工件；

4、啟動機床并合上自動走刀手柄進行切削加工；（切削液采用32號機油）

5、切削完成，松開自動走刀手柄。㈡、拋光去毛刺作業(yè)要求：

1、按下表參數(shù)比例將工件與磨料放入拋光桶中，并加入適量的水，蓋上桶蓋并擰緊螺絲；（注意：水平面至少應高出磨料2－5ｍｍ，低于桶頂至少10ｍｍ）

2、將拋光機機蓋打開，將剎車桿卡入剎車槽，確認轉盤不能轉動后將拋光桶裝入并擰緊螺絲；

3、確認所有的拋光桶已安裝牢固后，合上機蓋，按表一參數(shù)設置拋光時間；

4、打開電源，進行拋光，拋光結束后取下拋光桶，有相應的篩子分離工件與磨料，如工件為鋼件應放入脫水油中浸，時間至少3分鐘；

5、拋光后的工件應檢查切削毛刺是否已被去除；

6、本工序采用湖牌XGP30型臥式行星滾拋光機。工件類型銅軸齒銅輪片鋼軸齒鋼輪片中孔直徑≤2ｍｍ≤3ｍｍ所有≤2ｍｍ≤3ｍｍ所有拋光時間3－5分鐘3－5分鐘10－20分鐘20－30分鐘磨料型號3×34×42×23×34×44×4工、磨比例1∶31∶31∶3㈢、齒輪清洗作業(yè)要求：

1、將齒輪浸入清潔的90號汽油中，并用手攪拌去其表面及孔中垃圾；

2、洗凈后的齒輪應放在篩網(wǎng)上晾干，等其干后浸入潔凈的30號機油中，再取出瀝凈，即可包裝；

3、對清洗后的齒輪應檢查確認齒面及中孔是否已無垃圾、切悄。

滾齒加工工藝參數(shù)零件名稱滾刀轉速進切量徑向切削量滾刀模數(shù)四輪軸齒3300.61.50.6五輪軸齒4650.61.860.8五輪輪片（15片）12600.31.50.6六輪輪片（8片）9000.320.8齒形加工一、概述齒輪類型應用直齒輪、斜齒輪、人字齒輪平行軸間傳動螺旋齒輪、蝸輪與蝸桿垂直交錯軸間傳動內(nèi)齒輪平行軸間同向傳動齒輪齒條旋轉運動和直線移動的轉換直齒錐齒輪相交軸間傳動（1）齒形輪廓線：漸開線、擺線、圓弧線等。1.直齒圓柱齒輪的主要參數(shù)及尺寸計算（1）模數(shù)m①分度圓：齒厚e與齒間相等的圓，d②分度圓周節(jié)P：在分度圓上相鄰兩齒對應點的弧長。③由于πd＝Pz，令m＝P/π，可得d＝mz④模數(shù)m的數(shù)值已標準化，共50種。（2）壓力角α

漸開線上各點壓力角不等?；鶊A上壓力角為零，齒頂圓上壓力角最大。分度圓上的壓力角為刀具齒形角，稱為標準壓力角，α＝20°。漸開線齒輪正確嚙合的基本條件是兩齒輪的m和α分別相等。齒形加工時，刀具的m和α必須與被加工齒輪一致。二、圓柱齒輪精度簡介1.齒輪傳動的精度等級及其選擇（1）、齒輪的精度要求（GB10095-88）①運動的的準確性（第I公差組）：分齒不均（誤差）。②傳動的平穩(wěn)性（第II公差組）：漸開線齒形存在誤差。③載荷分布的均勻性（第III公差組）。（2）齒輪的精度等級：GB10095-88對齒輪精度規(guī)定12個等級。

1～2：遠景級3～5：高級精度

6～8：中級精度9～12：低級精度2、齒輪間隙的規(guī)定齒側間隙：由工作條件決定，與齒輪精度無關，控制齒厚偏差或公法線平均長度偏差來限制。14個齒厚偏差：C、D、E、F、G、H、J、K、L、M、N、P、R、S二、齒輪精度的選擇一般情況下三個公差組應選用相同的精度。機床主軸齒輪：第II公差組高測量儀器和分度機構的齒輪：第I公差組高起重機械及礦山機械的齒輪：第III公差組高

6－5－5－F

LGB10095－88

6：第I公差組的精度等級

5：第II公差組的精度等級

5：第III公差組的精度等級

F：齒厚上偏差

L：齒厚下偏差三、銑齒成形法：用與被切齒輪齒槽法向截面形狀相符的成形刀具切出齒形。展成法（包絡法、范成法）：利用齒輪刀具與被切齒輪的嚙合運動，在專用齒輪加工機床上切出齒形的一種方法。1.銑削直齒圓柱齒輪（1）原理：成形法，IT9，Ra：6.3～3.2μm。M≤20，盤狀模數(shù)銑刀；M＞20，指狀模數(shù)銑刀。

（2）成形銑刀同一模數(shù)的齒輪銑刀，一般制作8把或15把，表7.1。表3－4盤狀齒輪銑刀刀號及其加工范圍2.銑削螺旋齒圓柱齒輪（1）螺旋齒輪的主要參數(shù)法面模數(shù)mn和端面模數(shù)mt、法面壓力角αn（2）銑削螺旋齒輪銑刀的選擇:按法面模數(shù)mn和當量齒數(shù)zd選擇（3）銑削螺旋齒輪的方法銑削螺旋齒輪可看作銑削一般螺旋槽和銑削直齒輪兩種方法的綜合運用。在萬能臥式銑床上進行。刀號12345678加工齒數(shù)范圍12～1314～1617～2021～2526～3435～5455～134135以上及齒條齒形3.銑齒的工藝特點和應用（1）生產(chǎn)成本低。（2）加工精度低。（3）生產(chǎn)率低。四、插齒和滾齒IT8～IT7，Ra：3.2～1.6μm。1.插齒（1）插齒機和插齒刀插齒刀：相當于圓柱齒輪。（2）插齒原理與插齒運動插齒原理：展成法。插齒加工相當于一對無嚙合間隙的圓柱齒輪傳動。插齒運動①主運動：插齒刀上下往復運動②分齒運動：強制插齒刀與齒輪坯之間保持一對齒輪的嚙合關系③徑向進給運動：切出齒深。④圓周進給運動：插齒刀的旋轉運動。⑤讓刀運動：防止擦傷。（3）齒輪坯的安裝①內(nèi)孔和端面定位：大批量生產(chǎn)②外圓和端面定位：單件小批生產(chǎn)（4）插齒工作范圍內(nèi)外直齒圓柱齒輪、間距小的雙聯(lián)和多聯(lián)齒輪、內(nèi)外螺旋齒輪2.滾齒IT8～IT7，Ra：3.2～1.6μm。(1)滾齒機和齒輪滾刀齒輪滾刀：相當于一個右旋螺旋齒輪。(2)滾齒原理與滾齒運動滾齒原理：展成法。滾齒運動：①：主運動：滾刀旋轉。②：分齒運動：③；垂直進給運動：切出整個齒寬。④：徑向進給運動：切出整個齒深。（3）滾齒工作范圍①滾切直齒圓柱齒輪②滾切螺旋齒圓柱齒輪③滾切蝸輪

3、滾齒與插齒比較（1）加工原理相同：展成法（2）加工精度和齒面粗糙度基本相同：精度為8～7級，Ra1.6μm（3）插齒的分齒精度略低于滾齒，滾齒的齒形精度略低于插齒。（4）插齒的齒面粗糙度略優(yōu)于滾齒。（5）插齒的生產(chǎn)率低于滾齒。（6）加工范圍不同。插齒：內(nèi)齒輪和小間隙多聯(lián)齒輪滾齒：螺旋齒輪、蝸輪和軸向齒輪較大的齒輪軸（7）生產(chǎn)類型相同五、齒形精加工剃齒、珩齒、磨齒、研齒1、剃齒IT7～IT6，Ra：0.8～0.4μm。（1）剃齒刀剃齒刀：相當于斜齒圓柱齒輪。（2）剃齒原理和剃齒運動①原理：展成法②剃齒運動剃齒刀剃齒刀旋轉帶動工件正轉、反轉轉動，工作臺帶動工件往復運動，往復一次剃齒刀徑向進給0.02～0.04mm/str，剃齒余量0.08～0.12mm。（3）剃齒的特點可提高漸開線齒形精度和齒向精度，降低表面粗糙度，不能修正被切齒輪的分齒誤差。2、珩齒（1）原理：剃齒相同（展成法）。（2）作用：去除齒輪淬火后的氧化皮、齒面毛刺和壓痕。（3）珩磨輪：磨料和環(huán)氧樹脂合成后澆鑄而成，相當于斜齒輪，見圖7.12（m＞4，帶齒芯；m＜4，不帶齒芯）。（4）珩齒運動：剃齒相同，轉速比剃齒高，為1000～2000r/min，余量為0.01～0.02mm，或不留加工余量，徑向進給一次完成，實現(xiàn)磨削、剃削和拋光的綜合作用。珩磨輪（5）珩齒特點：對修正齒形精度和齒向精度作用不大，不能修正被切齒輪的分齒誤差，生產(chǎn)率高，改善表面質量。常用工序：滾齒→剃齒→淬火→珩齒3、磨齒IT6～IT4→IT3，Ra：0.8～0.2μm原理：成形法和展成法。（1）成形法磨齒IT6～IT5，Ra：0.8～0.4μm，用成形砂輪磨削，生產(chǎn)率較高，加工精度較低，應用較少。成形法磨齒（2）展成法磨齒①錐面砂輪磨齒圖7.14錐面砂輪磨齒砂輪截面齒形為假想齒條的齒形，工件向右滾動，利用砂輪右側面磨削第1齒槽的右側面，從根部磨至頂部；然后工件向左滾動，以砂輪左側面磨削第l齒槽的左側面，也從根部磨至頂部，當?shù)趌齒槽兩側面全部磨削完畢時，砂輪自動退離工件，工件作分度轉動，然后再向右滾動，磨削第2齒槽，這樣反復循環(huán)，直至磨完全部輪齒。

（2）雙碟形砂輪磨齒兩片砂輪傾斜一定角度，構成假想齒條兩個齒的外側面，同時磨削兩個齒槽的兩對應側面。磨削完畢，工件退離砂輪并進行分度，再磨削另外側面。直至各齒面磨削完畢為止。3、成形法磨齒與展成法磨齒（1）展成法磨齒精度高。（2）展成法磨齒生產(chǎn)率低。（3）展成法磨齒成本高。雙蝶形砂輪磨齒4、研齒IT7～IT6，Ra：1.6～0.2μm設備：研齒機。研具：精密的鑄鐵齒輪。研磨劑：磨粒：220＃～240＃，活性潤滑油特點：與珩齒相同，只能降低表面粗糙度，不能提高齒形精度。1、平行軸線研磨法（圖7.16）①過程：研磨輪與被研齒輪的軸線平行，研磨時被研齒輪帶動平行軸線研磨法研磨輪作無側隙的自由嚙合運動，被研齒輪還作軸向往復運動，研磨輪被輕微制動。經(jīng)一段時間后，研磨輪和被研磨輪作反向旋轉，使齒的兩個側面被均勻研磨。②特點：由于齒面的滑動速度不均勻，研磨量也不均勻，在齒頂及齒根部分的滑動速度大，研磨量也大。2、交叉軸線研磨法①過程：研磨輪與被研齒輪的軸線互相交叉。研磨直齒輪時三個研磨輪中的兩個為斜齒輪，一個左旋，一個右旋，軸線與被研齒輪的軸線互相交叉；另一個研磨輪為直齒，它的軸線與被研齒輪的軸線平行。被研齒輪安裝于三個稍被制動的研磨輪之間，并加注研磨劑，被研齒輪帶動研磨輪作無側隙的自由嚙合交叉軸線研磨法運動，引起齒面接觸部分產(chǎn)生相對滑動，從而進行齒面研磨，被研齒輪先向一個方向旋轉，然后向另一個方向旋轉，使齒的兩個側面都能均勻地得到研磨。②特點：大大提高了研齒的生產(chǎn)效率，研磨量也均勻。表7.2常用的齒形加工方法加工方法加工原理精度表面粗糙度生產(chǎn)率設備應用范圍銑齒成形法96.3～3.2低普通銑床低精度圓柱齒輪、錐齒輪、蝸輪拉齒成形法71.6～0.4高拉床齒輪拉床制造復雜、應用少插齒展成法8～73.2～1.6較高插齒機內(nèi)齒輪、扇形齒輪、人字齒輪、帶凸臺齒輪、間距小多聯(lián)齒輪滾齒展成法8～73.2～1.6較高滾齒機直齒圓柱齒輪、斜齒圓柱齒輪、蝸輪，剃齒展成法7～60.8～0.4高剃齒機精加工未淬火圓柱齒輪珩齒展成法改善不大0.8～0.4很高珩齒機光整加工已淬火的圓柱齒輪研齒展成法改善不大1.6～0.2很高研齒機光整加工已淬火的圓柱齒輪磨齒成形法展成法6～30.8～0.2較低磨齒機精加工已淬火的圓柱齒輪本節(jié)主要以三個塑件產(chǎn)品的齒輪作為題材來講述塑膠齒輪設計的方法與技巧，具體內(nèi)容包括：1、齒輪概述

2、齒輪、皇冠齒的快速繪制方法（在Proe、Autocad中繪制）

3、齒輪各部位的計算方法（包括：模數(shù)M、齒數(shù)Z、大直徑Da、齒厚S、中心距A）

4、齒輪輸出轉速與扭力的計算

5、齒輪材質的選用

6、低噪音齒輪的設計要點

7、齒輪設計時與馬達等相關零件設計要點

8、齒輪運動防真齒輪傳動的特點和基本類型

一.齒輪傳動的特點齒輪傳動用來傳遞任意兩軸之間的運動和動力，其圓周速度可達300m/s（1km/h＝1/3.6*m/s）,傳遞功率可達105kW,齒輪直徑可從1mm到150m以上，是現(xiàn)代機械中應用最廣泛的一種機械傳動。

☆齒輪傳動的主要優(yōu)點是：①瞬時傳動比恒定不變；②機械效率高；③壽命長，工作可靠性高；④結構緊湊，適用的圓周速度和功率范圍較廣等。

☆齒輪傳動的

其主要特點是：①要求較高的制造和安裝精度，成本較高；②不適宜于遠距離兩軸之間的傳動。③低精度齒輪在傳動時會產(chǎn)生噪聲和振動；

二.齒輪傳動的類型：

齒輪傳動按照兩輪軸線的相對位置和齒向分類如下：

按照輪齒齒廓曲線的不同又可為漸開線齒輪、圓弧齒輪、擺線齒輪等。本章主要討論制造、安裝方便、應用最廣的漸開線齒輪。

按照工作條件的不同，齒輪傳動又可分為開式齒輪傳動和閉式齒輪傳動。前者輪齒外露，灰塵易于落在齒面，后者輪齒封閉在箱體內(nèi)。

圓柱齒輪傳動：外嚙合、內(nèi)嚙合、齒輪齒條

斜齒：外嚙合、內(nèi)嚙合、齒輪齒條、人字齒兩軸不平行：直齒、斜齒、曲線齒、交錯軸齒輪傳動、蝸輪蝸桿傳動

適用于兩軸線平行的齒輪傳動。外嚙合時兩齒輪轉向相反。齒輪圓周速度較低s。傳遞的功率范圍較大，傳動效率較高，互換性好，裝配和維修方便,可進行變位切削及各種整形、修緣，應用廣泛單圓弧齒輪傳動的小齒輪做成凸圓弧形；大齒輪的輪齒做成凹齒輪齒外露，灰塵易于落在齒面輪齒封閉在箱體內(nèi)

適用于兩軸線平行的齒輪傳動。兩齒輪轉向相同。齒輪圓周速度較低。傳遞的功率范圍較大，傳動效率較高，互換性好，裝配和維修方便,可進行變位切削及各種整形、修緣，應用廣泛

將齒輪的回轉運動變?yōu)辇X條的往復移動或將齒條的