摘要
齿轮是机械传动中应用极为广泛的零件之一。齿轮，汽车行业主要的基础传动元件，通常每辆汽车中有18~30个齿轮，齿轮的质量直接影响汽车的噪声与平稳性以及使用寿命。汽车变速器齿轮起着改变输出转速传递扭矩的作用，所以加工齿轮的要求相对要严格一些。变速器倒挡齿轮应具有经济精度等级高，耐磨等特点，以提高齿轮的使用寿命和传动效率，齿轮在工作时传动要平稳而且噪声要小，结合时冲击不宜过大。根据齿轮不同的技术要求选择不同的加工路线。包括如何去选取毛坯的锻造方法，和毛坯的加工余量及毛坯的公差，工艺路线的制定，相关工序的机床夹具量具的选取，工艺尺寸公差，位置公差，以及粗糙度的选取，同轴度和垂直度的选取。
关键词：齿轮毛坯设计，加工工艺路线，工艺性分析，加工的余量及其公差，装夹夹具，量具，加工机床。
Abstract
Mechanical transmission gear is extremely extensive one part. Gear, automotive industry, mainly on the basis of the transmission element, usually every car in 18 to 30 gears, gear directly affect the quality of the noise and the car's stability and service life.
Automobile transmission gear change output speed transmission torque plays a role, it requires working gear are relatively stringent. Transmission reverse gear should have economic high level of accuracy, wear characteristics, in order to improve the service life and efficiency of the transmission gear, the gear drive at work to have a smooth and noise to be small, the impact is not too large when combined. Choose different processing routes based on different technical requirements gears. Including how to select the method of forging blank, blank and blank allowances and tolerances, process route development, jigs and fixtures related to the process of measuring the selection process dimension tolerance, position tolerance, as well as the selection of the roughness, concentricity and vertical Degree.
Keywords: gear blank design, process route, process analysis, processing margin and tolerances, clamping fixtures, measuring tools, machine tools.
目录
摘要....................................................................................................................................................................... I Abstract.............................................................................................................................................................. I I 绪论.................................................................................................................................................................... IV 第一章齿轮零件的分析 (1)
1.1零件图（零件的正面剖视图和俯视图） (1)
1.2零件的作用 (2)
1.3图纸的完整性的准确性 (2)
1.4零件技术要求分析 (3)
1.5零件的结构工艺性分析 (3)
1.5.1零件结构 (3)
1.5.2结构工艺性分析 (3)
1.5.3零件表面硬度分析 (4)
1.6零件生产纲领 (4)
1.7零件生产类型 (4)
第二章毛坯的选择和制造方法 (5)
2.1毛坯的选择原则 (5)
2.2毛坯的制造方法 (6)
2.3毛坯的形状及加工总余量 (7)
第三章定位基准的选择 (9)
3.1 定位基准 (9)
3.2 粗基准 (10)
3.3 精基准 (10)
第四章加工工艺路线的制定及工艺装备的选择 (11)
4.1表面加工方法的选择 (11)
4.2确定加工工艺路线 (11)
4.3设备及工艺装备的选择 (13)
4.3.1 设备的选择 (13)
4.3.2 工艺装备的选择 (13)
第五章加工余量、尺寸及公差 (15)
5.1工序加工余量 (15)
第六章切削端面 (16)
6.1切削Φ78mm端面 (16)
6.2切削Φ105mm端面 (17)
6.3编辑工序卡片 (18)
结论 (20)
致谢 (21)
参考文献 (22)
绪论
随着中国汽车业的飞速发展，汽车的需求量也日益增加。而齿轮最为汽车上不可缺少的部分，其需求量自然而然的随之增加，近年来，中国齿轮行业快速发展，行业规模不断扩大，齿轮行业已成为中国机械基础件中规模最大的行业。本次论文设计的内容是齿轮中的倒挡齿轮的加工，汽车上正是有了倒挡齿轮，汽车的操作方式才有了更多的变化，因此倒挡齿轮的作用非常重要。本次毕业设计研究的主要内容围绕如何加工出倒挡齿轮而展开，步骤包括对生产纲领的确定、倒挡齿轮零件的分析、齿轮毛坯的确定、工艺规程的制定、磨内孔工具的确定以及在加工过程中各种机床、夹具的选择。同时由于齿轮是一个较复杂的几何体，加工过程较为复杂，加工精度难以确定。因此如何确定齿轮的精度等级以及依据其精度等级确定相关控制参数的公差值，是齿轮设计的关键所在。传统的设计方法是依据经验用类比法，结合查表及大量繁杂的公式计算。这样的方法工作量大，且很难保证齿轮精度设计的合理性。因此需要借助计算机辅助软件对其进行计算，对齿轮精度的设计及其相关的数据进行计算机处理，使齿轮精度的设计达到快速、准确。同时将计算出的数据在CAD图纸上进行标注，这样才能制定出正确的加工工艺及程序，制造出合格的产品。
第一章齿轮零件的分析
1.1零件图（零件的正面剖视图和俯视图）
图1-1倒档齿轮主视图
图1-2倒档齿轮截面图
1.2零件的作用
汽车变速器倒挡齿轮是汽车变速器齿轮组合中众多齿轮之一，起着改变转向，传递扭矩，实现汽车的反向行驶。使汽车的变速器到设置的倒挡来实现汽车的倒挡行驶
1.3图纸的完整性的准确性
本零件各表面加工并不困难，齿轮零件图的尺寸由两个剖视图组成，分别为齿轮正面剖视图以及零件俯视图。视图完整、尺寸、公差都必须得到保证，因为关系这后续的工艺和成型齿轮的尺寸。零件内、外轮廓描述清楚完整，零件图的粗实线、细实线、点化线的线型均符合于国家标准。有利于加工时的数据分析和计算。
1.4零件技术要求分析
零件图的尺寸比较多，但尺寸的标注必须多而不乱，这样有利于后续的工序。图纸当中有对齿面粗糙度和孔面粗糙度的要求为3.2，齿部热处理45-52HRC，齿圈经向跳动公差为0.08mm。还有一些技术要求，如还有一些技术要求，倒角为c2.5、未标注为1*45度，零件表面光洁等。
1.5零件的结构工艺性分析
1.5.1零件结构
本零件是一个双连齿轮零件，该零件是由两个不同齿廓组成，一个为m=4，z=17的齿廓，一个为m=5，z=19的齿廓，由ф40mm的圆柱连接在一起。零件中有ф20mm的孔和宽6mm的键槽。
1.5.2结构工艺性分析
零件的结构工艺性是指所设计的零件在满足使用要求的前提下，制造的方便性，可行性和经济性。即零件的结构应方便加工时工件的装夹、对刀、测量，结构越简单，工艺性越好。结构形式应尽量简化，同时提高切削效率。
根据零件的外形尺寸Φ105×100㎜，所以选择Φ110×105㎜的毛坯。钻孔结构相对简单，选择合适的转速和进给速率，就可以将此结构做出，为了便于装配零件并去掉毛刺，轴端应做出45°的倒角。
1.5.3零件表面硬度分析
硬度表示材料抵抗硬物压入其表面的能力，它是金属材料的重要性能指标之一，一般硬度越高，耐磨性越好。调质45-52HRC，该钢具有较高的硬度和耐磨性，淬火时变形较小，具有良好冲裁能力，使用时进行热处理。
1.6零件生产纲领
汽车生产企业在计划期内（常指一年）生产的汽车总量称为汽车产品的生产纲领（Q）汽车零件的年生产纲领N可按下式计算
N=Qn（1＋a％＋b％）
式中 N--汽车零件的年生产纲领（件/年）;
Q--汽车产品的年生产纲领（台/年）；
n--每台汽车产品中该零件的数量（件/台）；
ɑ％--汽车零件的备品率，是指用于维修的备品件数占装车件数的比例；
b％--汽车零件的废品率，是指废品件数占投入生产件数的比例。
生产纲领的大小对生产组织形式和零件加工过程契合重要的作用，它决定了生产的规划及工序的专业化和自动化程度，决定了所选应用的工艺方法和工艺装备。
倒挡齿轮零件的年产量为50000件/年，结合生产实际，其备品率为10%，废品率为1%，根据零件生产纲领计算公式可得：
N=Qn(1+a%+b%);
=50000(1+10%+1%);
=55500件/年；
1.7零件生产类型
生产类型通常按照汽车零件的年生产纲领，及生产企业的生产专业化程度，把汽车零件的生产类型划分为单件生产、成批生产（每批生产的数量称为批量）和大量生产三红类
型。
三种生产类型的特点如下：
单件生产:生产的汽车零件种类繁多，每种产品的产量很少，而且很少重复
生产。
成批生产：分批地生产相同的汽车零件，生产呈周期性重复。
大量生产：产量大、品种单一，企业工作场地长期重复地进行某个汽车零件的某一道工序的加工。
由上面的汽车变速器倒挡齿轮的年生产纲领和汽车倒挡齿轮的品种单一得出结论：汽车变速器倒挡齿轮生产类型采用大量生产。
第二章毛坯的选用
2.1毛坯的选择方法
选择毛坯时应该考虑如下几个方面的因素。
(1) 零件的生产纲领
(2)零件的工艺性
(3)零件的结构形状和尺寸
(4)现有的生产条件
在设计汽车变速器倒挡齿轮时，常用的加工材料有；20CrMnTi、20CrMo、20CrMnVB，40Cr、40MnB、45号钢等，在本次设计中选用20CrMnTi。
20CrMnTi是渗碳钢，渗碳钢通常为含碳量为0.17%到0.24%的低碳钢。汽车上多用其制造传动齿轮。其淬透性较高，在保证淬透情况下，具有较高的强度和韧性，特别是具有较高的低温冲击韧性。20CrMnTi表面渗碳硬化处理用钢。良好的加工性，特加工变形微小，抗疲劳性能相当好。硬度低但切削变形小，属于易加工材料。从材料角度看，符合此零件加工的基本要求，切削加工性好。
20CrMnTi是一种应用广泛、用量很大的合金钢，是性能良好的渗碳钢，淬透性较高，经渗碳淬火后具有硬而耐磨的表面与坚韧的心部，具有较高的低温冲击韧性，焊接性中等，正火后可切削性良好。用于制造变速器的齿轮、齿圈等。
毛坯尺寸通过确定加工余量后决定。
2.2毛坯的制造方法
锻造是一种利用锻压机械对金属坯料施加压力，使其产生塑性变形以获得具有一定机械性能、一定形状和尺寸锻件的加工方法，锻压(锻造与冲压)的两大组成部分之一。通过锻造能消除金属在冶炼过程中产生的铸态疏松等缺陷，优化微观组织结构，同时由于保存了完整的金属流线，锻件的机械性能一般优于同样材料的铸件。相关机械中负载高、工作条件严峻的重要零件，除形状较简单的可用轧制的板材、型材或焊接件外，多采用锻件。
铸造是指将室温中为液态但不久后将固化的物质倒入特定形状的铸模待其凝固成形
的加工方式。其优点为：可以生产形状复杂的零件，尤其是复杂内腔的毛坯；适应性广，工业常用的金属材料均可铸造，几克到几百吨；原材料来源广，价格低廉，如废钢、废件、
切屑等；铸件的形状尺寸与零件非常接近，减少了切削量，属于切削加工；应用广泛，农用机械中40%~70%、机床中70%~80%的重量都是铸件。缺点为：机械性能不如锻件，如组织粗大，缺陷多等；砂型铸造中，单件、小批量生产，工人劳动强度大；铸件质量不稳定，工序多，影响因素复杂，易产生许多缺陷。
冲压，是靠压力机和模具对板材、带材、管材和型材等施加外力，使之产生塑性变形或分离，从而获得所需形状和尺寸的工件（冲压件）的成形加工方法。冲压件与铸件、锻件相比，具有薄、匀、轻、强的特点；其缺点为只有在冲压件生产批量较大的情况下，冲压加工的优点才能充分体现，从而获得较好的经济效益的。但随着板料强度的提高，传统的冷冲压工艺在成型过程中容易产生破裂现象，无法满足高强度钢板的加工工艺要求。
通过上诉锻件、铸件、冲压件的制造方法及优缺点对比，可知铸件的结构组织没有锻件的紧密，塑性与力学性能差与锻件。冲压件虽然具有薄、匀、轻、强等优点，但是其不符合对于齿轮要求，所以最终选择的毛坯制造方法为锻造。
2.3毛坯的形状及加工总余量
毛坯外形
图2-1
毛坯总余量
主要面尺寸零件尺寸毛坯余量毛坯尺寸
Ф76外圆78 6 82
Ф105外圆105 5 111
Ф4040 0 40
100长100 6 106
15厚15 3 18
表2-2
由于现在毛坯制造技术及成本的限制，以及产品零件的加工精度和表面质量要求越来越高，所以，毛坯的某些表面仍需留有一定的加工余量，以便通过机械加工达到零件的技术
要求。毛坯尺寸与零件样图上的尺寸之差称为毛坯余量。
毛坯的形状和尺寸主要由零件组成表面的形状、结构、尺寸及加工余量等因素确定，应尽量与零件相接近，力求达到少或无屑加工，以减少机械加工的劳动量。
所以确定了上述的毛坯形状以及毛坯尺寸。
第三章定位基准的选择
3.1 定位基准
合理地选择工件的定位基准是制定机械加工工艺过程时需要解决的一个十分重要的问题。它不仅影响加工顺序的安排，而且影响加工质量、成本乃至生产率。
3.2 粗基准
在机械加工工艺过程刚开始时，粗基准的使用是不可避免的。在选择的时候需要遵循的原则有以下几个。
（1）保证位置精度的原则
（2）保证余量足够的原则
（3）保证余量均匀的原则
（4）保证金属切除量最下的原则
（5）不重复使用的原则
在选择粗基准时，除了要遵循上述的原则之外，所选的基准面应平整、光洁。但在实际应用时，往往难于兼顾，甚至可能出现相互矛盾的情况。这时，应该通盘考虑，具体分析，灵活运用，确保最主要的要求。
3.3 精基准
已经加工过的定位基面所体现的定位基准，称为精基准，用精基准定位比用粗基准定位有利于保证加工质量。选择精基准时，要遵循下面的一些原则。
（1）基准重合的原则
（2）基准统一的原则遵循这一原则，就是要在尽量多的工序中，选用相同的定位基准（3）互为基准的原则对于位置精度要求较高的两个表面，应相互作为精基准，交替使用，反复加工，以保证这两个表面间的位置精度及加工余量均匀
（4）自为基准的原则对于要求加工余量小而均匀精加工工序，应选择加工表面本身为定位基准。
第四章加工工艺路线的制定及工艺装备的选择
4.1表面加工方法的选择
（1）齿圈外圆面：为标注公差尺寸，根据GB1800-97规定其公差等级为IT14，表面粗糙度为Ra3.2μm,需要粗车、半精车。
（2）Φ40㎜外圆面：为标注公差尺寸，根据GB1800-97规定其公差等级为IT14，表面粗糙度为Ra3.2μm，需要粗车、半精车。
（3）Φ20㎜内孔：公差等级为IT7，表面粗糙度为Ra3.2μm，加工方法选用钻、粗铰、精铰。
（4）端面：本零件的端面为回转体端面，尺寸精度、表面粗糙度没有要求，只需要粗车即可。
（5）齿面：齿轮模数分别为4、5，齿数分别为17、19。精度都为8GK，用铣刀铣齿即可。（6）键槽：槽宽和槽深的公差等级分别为IT9和IT12，需要粗插键槽、精插键槽。
4.2确定加工工艺路线
加工路线的的拟定，为了保证达到零件的几何形状、尺寸精度、位置精度及各项技术要求，必须制定合理的工艺路线。制定工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度、位置精度的技术要求能得到合理的保证。在生产纲领已确定为大批量生产的条件下，尽量使工序集中，来提高生产效率。除此之外，还应考虑经济效果，以降低生产成本。变速器倒挡齿轮的加工工艺路线一般是先进行毛坯的加工，然后在进行齿面的加工。齿批加工包括圆柱表面及端面的加工，按照先加工基准面及先粗后精的原则，齿坯加工可按照下述工艺路线进行：
工艺路线方案一：
工序10：毛坯进行正火热处理
工序20：粗车各外圆及各端面
工序30：钻孔ф20mm
工序40：粗绞ф20mm
工序50：调质
工序60：精绞ф20mm
工序70：半精车外圆ф105mm，ф78mm，ф40mm及各端面工序80：铣齿轮
工序90：粗插键槽
工序100：精插键槽
工序110：高频淬火
工序120：修正
工序130：终检
工艺方案二：
工序10：毛坯进行正火热处理
工序20：铣平面
工序30：钻孔
工序40：粗绞
工序50：粗车各外圆
工序60：调质
工序70:半精车外圆ф105mm，ф78mm，ф40mm及各端面工序80：精绞ф20mm
工序90:粗插键槽
工序100：精插键槽
工序110：铣齿轮
工序120：高频淬火
工序130：修正
工序140：终检
工艺方案比较分析：
第二条工艺路线，不同于第一条工艺路线是把平面铣出来，并将孔与外圆柱面的加工进行了互换，其它的先后顺序均没有变化。零件的基准有所变化，
第一条工艺路线，直接车出端面，有利于保证精度减小误差，节省拆装时间；再者先加工孔，确定了精基准，符合基准重合原则，有利于提高其他部分的加工精度。
第二条工艺路线，增加了铣平面，要换床，拆装过程中会产生误差，先加工外圆柱面再加工孔，改变了精基准，以外圆柱面为精基准，违反了基准重合原则。
从保证精度的前提下，选择第一条工艺路线进行生产。
4.3设备及工艺装备的选择
4.3.1 设备的选择
选择设备时，要遵循以下的原则。
（1）设备的工作区域尺寸应该与工件的轮廓尺寸相适应。
（2）设备的加工精度、功率、刚度及切削用量范围应该与工件工序的加工性质相适应（3）设备的生产率应该与加工零件的生产类型相适应
（4）要充分利用现有的设备
（5）合理选用数控机床、加工中心等先进制造设备和成组加工。设备确定后，有时还需根据其负荷率对工艺路线进行修订，对工序的内容进行相应的调整。
4.3.2 工艺装备的选择
工艺装备包括机床、夹具、切削工具和检量具等，工艺装备的选用不仅影响工件的加工质量和生产效率，而且会影响工序的经济效益。
（1）量具的选择；正确合理的选用量具是保证产品零件质量的重要条件之一。但选择量具要考虑多方面的因素。例如，测量误差和加工误差之间的分配，被测对象的精度要求，
结构尺寸的大小、形状、重量和所用的材料，加工的工艺条件、批量、使用测量器具的精确度和经济性等等。因此选择量具是一个比较复杂的问题。要正确合理地选用量具，必须根据实际情况进行具体分析。本次设计以保证测量精度为前提，并考虑经济，操作使用方便等问题，并根据大批量生产类型，所以选择高生产率的专用检查仪。
（2）刀具的选择；主要取决于各工序所采用的加工方法、工件材料、加工精度、生产率和经济性等，尽量选用标准刀具。20CrMnTi属于易加工合金钢，硬度较低，各种机床所带有的通用刀具就可以满足加工需求。
（3）夹具的选择；数控加工的特点对夹具提出了两个基本要求，一是保证夹具的坐标方向与机床的坐标方向相对固定；二是要能防调零件与机床坐标系的尺寸。除此之外，重点考虑以下几点。
1.单件小批量生产时，优先选用组合夹具、可调夹具和其他通用夹具，以缩短生产准备时间和节省生产费用。
2.在成批生产时，才考虑采用专用夹具，并力求结构简单。
3.零件的装卸要快速、方便、可靠，以缩短机床的停顿时问。
4.夹具上各零部件应不妨碍机床对零件各表面的加工，即夹具要敞开，其定位、关紧机构元件不能影响加工中的走刀（如产生碰撞等）。
5.为提高数控加工的效率，批量较大的零件加工可以采用多工位、气动成液压夹具。
此外，为了提高数控加工的效率，在成批生产中还可以采用多位、多件夹具。
在此零件的加工过程中，除了滚齿，插齿与各个面的磨削加工需要设计专用的夹具外，其他加工工序只需要通用夹具即可（如三爪
第五章加工余量、尺寸及公差
各主要加工面的工序余量用查表法和经验估算法综合确定。因毛坯总余量已由毛坯在设计阶段定出，故粗加工工序余量减去精加工，半精加工余量之和而得出。工序尺寸由后续加工的工序尺寸加上名义工序余量简单求得。
工序加工余量
（余量）
工序尺寸IT 公差
粗车ф78mm端面3mm 103mm 11 +0.22
粗车ф78mm外圆 3.9mm Ф78.1mm 13 +0.46
粗车ф40mm外圆4mm Ф41mm 13 +0.39
粗车ф78mm齿厚15mm 2mm 16mm 11 +0.11
粗车ф105mm端面2mm Ф101mm 11 +0.22
粗车ф105mm外圆 3.9mm Ф107.1mm 13 +0.54
粗车ф105mm齿厚15mm 2mm 16mm 11 +0.11
钻孔ф20mm 18mm Ф18mm 13 0
-0.33 粗绞ф20mm 1.94mm Ф19.94mm 10 0
-0.084 精绞ф20mm 0.06mm Ф20mm 8 +0.027
半精车外圆ф78mm 端面0.5mm 100.5mm 9 +0.087
半精车外圆ф78mm 1.1mm Ф78mm 10 0
-0.12 半精车外圆ф40mm 1mm Ф40mm 10 0
-0.1
半精车ф78mm齿厚15mm 1mm 15mm 9 +0.043
半精车外圆ф105mm端面1mm 100mm 9 +0.087
半精车外圆ф105mm 2.1mm Ф105mm 10 +
-0.14
半精车ф105mm齿厚15mm 1mm 15mm 9 +0.043
四川交通职业技术学院毕业设计(论文)
5.1工序加第六章 切削端面
6.1切削Φ78mm 端面
（1）切削深度 单边余量Z=3mm ，分4次切削，每次1mm(第一刀走空刀) (2) 刀具的选择，型号为MCLNL2525M12N 。（95°复合压紧式克转位左偏外圆车刀）
（3）刀片的选择，信号为CNMG120404FLCF （80°菱形刀片）刀尖半径为0.4mm （4）车床的选择，型号为CA620-1.
（5）2.进给量f 根据《切削用量简明手册》（以下称简明手册）表 1.4当刀 f=0.5～0.7mm/r
按CA620-1车床说明书（见《切削手册》表1.30），取f=0.5mm/r （6）确定机床主轴转速
455766.108*10001000≈==
π
πdw v n c s (r/min) 按照机床说明书（见《工艺手册》表4.2-8）与455r/min 相近的机床转速为450及500r/min
,现取w n =450r/min 。如果选w n =500r/min ，则转速损失太大，所以主轴切削速度v=450r/min 工序过程如下：
（1） 第一次走刀，走空刀所有刀具与毛坯没有接触，毛坯尺寸为106mm 。 （2） 第二次走刀，走刀深度为z=1mm ，所以剩下的毛坯尺寸为105mm 。 （3） 第三次走刀，走到深度为z=1mm ，剩下的毛坯尺寸为104mm 。 （4） 第四次走刀，走刀深度为z=1mm ，剩下的毛坯尺寸为103mm 。
粗拉键槽 5.6×2.4 5.6×2.4 精拉键槽
0.4×0.4
6×2.8
据史料记载，远在公元前400~200年的中国古代就巳开始使用齿轮，在我国山西出土的青铜齿轮是迄今巳发现的最古老齿轮，作为反映古代科学技术成就的指南车就是以齿轮机构为核心的机械装置。17世纪末，人们才开始研究，能正确传递运动的轮齿形状。18世纪，欧洲工业革命以后，齿轮传动的应用日益广泛；先是发展摆线齿轮，而后是渐开线齿轮，一直到20世纪初，渐开线齿轮已在应用中占了优势。 早在1694年，法国学者Philippe De La Hire首先提出渐开线可作为齿形曲线。1733年，法国人M.Camus提出轮齿接触点的公法线必须通过中心连线上的节点。一条辅助瞬心线分别沿大轮和小轮 的瞬心线(节圆)纯滚动时，与辅助瞬心线固联的辅助齿形在大轮和小轮上所包络形成的两齿廓曲线是彼此共轭的，这就是Camus定理。它考虑了两齿面的啮合状态；明确建立了现代关于接触点轨迹的 概念。1765年，瑞士的L．Euler提出渐开线齿形解析研究的数学基础，阐明了相啮合的一对齿轮，其齿形曲线的曲率半径和曲率中心位置的关系。后来，Savary进一步完成这一方法，成为现在的Eu-let-Savary方程。对渐开线齿形应用作出贡献的是Roteft WUlls，他提出中心距变化时，渐开线齿轮具有角速比不变的优点。1873年，德国工程师Hoppe提出，对不同齿数的齿轮在压力角改变时的渐开线齿形，从而奠定了现代变位齿轮的思想基础。 19世纪末，展成切齿法的原理及利用此原理切齿的专用机床与刀具的相继出现，使齿轮加工具军较完备的手段后，渐开线齿形更显示出巨大的优走性。切齿时只要将切齿工具从正常的啮合位置稍加移动，就能用标准刀具在机床上切出相应的变位齿轮。1908年，瑞士MAAG研究了变位方法并制造出展成加工插齿机，后来，英国BSS、美国AGMA、德国DIN相继对齿轮变位提出了多种计算方法。为了提高动力传动齿轮的使用寿命并减小其尺寸，除从材料，热处理及结构等方面改进外，圆弧齿形的齿轮获得了发展。1907年，英国人Frank Humphris 最早发表了圆弧齿形。1926年，瑞土人Eruest Wildhaber取得法面圆弧齿形斜齿轮的专利权。1955年，苏联的M．L．Novikov完成了圆弧齿形齿轮的实用研究并获得列宁勋章。1970年，英国Rolh—Royce公司工程师R．M.Studer取得了双圆弧齿轮的美国专利。这种齿轮现已日益为人们所重视，在生产中发挥了显著效益。 齿轮是能互相啮合的有齿的机械零件，它在机械传动及整个机械领域中的应用极其广泛。现代齿轮技术已达到：齿轮模数O.004～100毫米；齿轮直径由1毫米～150米；传递功率可达十万千瓦；转速可达十万转/分；最高的圆周速度达300米/秒。 齿轮在传动中的应用很早就出现了。公元前三百多年，古希腊哲学家亚里士多德在《机械问题》中，就阐述了用青铜或铸铁齿轮传递旋转运动的问题。中国古代发明的指南车中已应用了整套的轮系。不过，古代的齿轮是用木料制造或用金
唐山工业职业技术学院 毕业设计说明书 设计（论文）题目倒档齿轮加工工艺 规程制定 学生姓名_ _张晓亮_ _班级 07机电14____ 专业 ____ _机电一体化______________ 指导教师_ 李淑艳___辅导教师________ （完成日期） 2009 年月日
根据高等职业教育的方针政策，高等职业教育要培养一批高技能应用型人才。不仅要有过硬的理论知识，而且要具备高的动手能力和创新意识。本人积极响应院领导和专业教师的号召，竭尽全力完成毕业设计，练就自己的动手能力和创新意识！ 毕业设计是我们在大学期间学完专业所有课程后所要进行的一个重要环节，这是我们对所学课程的一次深入的全面的总复习，也是一次理论联系实际的训练。因此，它在几年的学习中占有重要的地位。是利用所学知识解决实际问题能力的具体体现。此次设计既是对我们的一次锻炼，也是一次挑战。在设计过程中，通过搜集和整理相关资料、查阅大量的手册、国家标准和相关技术政策，不仅使我们增长了见识，也开阔了视野。 毕业设计的课程也是一次综合性的理论联系实际的训练过程，是我们从学校走向工作岗位的一个过度环节。我希望能够通过这次毕业设计，对将来要从事的工作进行一次适应性训练，希望在设计中能够锻炼自己独立工作和综合分析的能力，为今后工作打下一个坚实的基础，树立一个良好的开端，这个阶段也将在我的大学生活中留下深刻的印象。 就我而言，希望通过这次课程设计，对自己今后从事的工作，进行一次适应性训练，通过设计锻炼自己分析问题、解决问题的能力，为今后的工作打下一个良好的基础由于能力所限，设计中尚有许多不足之处，希望各位教师给予批评指教，敬请尊敬的院领导和专业教师提出宝贵意见和建议！ 设计人:张晓亮 2010年月日
机械加工工艺过程第一节基本概念 第二节工件的安装与基准 第三节工艺过程的制定 第四节机械加工工艺过程制定实例
§6.1 基本概念 一、工艺过程 生产过程中直接改变原材料的性能、尺寸和形状、使之变为成品的过程称为工艺过程 工艺过程由一系列工序、安装、工位、工步和进给等组成。 二、生产过程 在机械制造中，从原材料到成品之间各个相互关联的劳动过程的总和，称为生产过程． 生产过程实际上是由原材料到成品之间各个相互关联的劳动过程的总和。 三、生产纲领和生产类型 1、生产纲领 工厂或产品的生产纲领是指包括备品和废品在的该产品的年产量。零件的生产纲领可按下 式计算: 式中,N 为零件的生产纲领（件/年）;Q 为机器产品的年产量（台/年）;n 为每台机器中该零 件的数量（件/台）;a 为备件百分率（%）;β为废品百分率（%）. 2、生产类型 单件生产、大量生产和成批生产 )1)(1(βα++=Qn N
§6.2 工件的安装与基准 一、 工件的安装 直接找正安装 划线找正安装 使用夹具安装 二、工件的定位 （一）六点定位原则 机床夹具 物体的六个自由度 一个物体在空间可以有六个独立运动。以右图为例，它在直角坐标系OXYZ 中可以有三个平 移运动和三个转动。三个平移运动分别是沿X 、Y 、Z 轴平移运动，记为Z Y X \\ 三个转动分别是绕X 、Y 、Z 轴的转动，记为Z Y X // 习惯上把六个独立运动称作六个自由度，如果采用一定的约束措施，消除物体的六个自由 度，则物体被完全定位 X 自由度示意图
六点定位原理 任何一个物体在空间直角坐6个自由度——用Z Y X Z Y X ,,,,, 表示。 要确定其空间位置，就需要限制其 6 个自由度 将 6 个支承抽象为6个“点”，6个点限制了工件的6 个自由度，这就是六点定位原理。 （二）六点定则的应用 完全定位 不完全定位 超定位 （三）工件的基准 基准的概念： 是在确定零件上其他面、线或点的位置准确度时所依据的该零件上的面、线或点。 基准的分类： 设计基准：是指设计零件图样时用以确定其他面、线或点的位置所依据的基准。 工艺基准：在制造过程中采用的各种基准，总称为工艺基准。可分为工序基准、定位基准、 度量基准和装配基准。
齿轮技术的发展趋势 近年来，一些新技术的运用和交叉学科的渗透，推动了齿轮设计和制造技术的发展。齿轮传动技术发展表现在：①高速重载齿轮向高参数、高寿命方向发展； ②汽车齿轮采用现代化制造工艺，使精度提高，噪声减小；③通用齿轮向成套化方向发展，各种型式齿轮箱得到广泛应用；④齿轮传动和其他类型传动相结合。 目前，国际齿轮产品的发展趋势主要有以下几方面，而我国齿轮生产企业的产品在疲劳寿命与噪声指标上与国外先进水平表现出来很大的差距，主要与材料和热处理水平有很大关系。 ●动力传动齿轮装置正沿着小型化、高速化、标准化方向发展，于是特殊齿轮的应用、行星齿轮装置的发展、低振动、低噪声齿轮装置的研制成了齿轮设计方面的一些特点； ●由于机械设备向大型化发展，齿轮的工作参数提高了，如高速齿轮的传递功率为1000-30000kw； ●由于硬齿面齿轮广泛应用，以及高速、高性能要求的齿轮日益增多，因此要求磨齿加工，在效率和质量上都要提高； ●关于齿轮材料与热处理随着硬齿面齿轮的发展，也逐渐受到人们的重视。 1 齿轮装置小型化、高速化、标准化 齿轮装置正沿着小型化、高速化、标准化方向发展。为达到齿轮装置小型化目的，提高了现有渐开线齿轮的承载推力。各国普遍采用硬齿面技术，提高硬度以缩小装置的尺寸；也可应用以圆弧齿轮为代表的非凡齿形。英法合作研制的舰载直升飞机主传动系统采用圆弧齿轮后，使减速器高度大为降低。随着船舶动力由中速柴油机代替的趋势，在大型船上采用大功率行星齿轮装置确有成效；现在冶金、矿山、水泥一轧机等大型传动装置中，行星齿轮以其体积小、同轴性好、效率高的优点而应用愈来愈多。 1）齿轮箱的小型化 齿轮箱小型化是指在传递能力和转速比相同的情况下，尽可能减小其尺寸与重量，并具有一定的经济性。汉斯（HURTH）齿轮箱是齿轮箱小型化设计的一个成功范例：HBW220-3型汉斯齿轮箱的重量约为国内同类产品2Cl6型齿轮箱的l/5，而体积约为2Cl6型齿轮箱的1/3。箱体材料选用强重比高的铝合金，用压铸
目录 第一章任务书 (1) 第二章前言 (3) 第三章零件的分析 (3) 第四章毛坯的选择 (4) 第五章工艺规程的设计 (5) 第六章填写工艺过程卡和工序卡 (14)
第七章夹具的设计 (14) 第八章心得体会 (15) 第九章参考文献 (16) 第二章前言 机械制造工艺学课程设计是在学完了机械制造工艺学和大部分专业课,并进行了生产实习的基础上进行的一个教学环节。这次设计使我们能综合机械制造工艺中的基本理论,并能结合生产实习中学到的实践知识,独力的分析和解决工艺问题,初步具备了设计一个中等复杂程度零件的工艺规程的能力和运用夹具设计的基本原理和方法通过此设计，使我加深了对机械设计基础及有关专业课程知识
的了解，提高了熟悉和运用有关手册、图表等技术资料及技术文件等基本技能及综合运用这些知识的能力，并为在今后学习本专业和进行此类设计打下了坚实的基础，对自己将来设计产品有很大的帮助。 由于能力所限,经验不足,设计中还有许多不足之处,希望各位老师多加指点。 第三章零件的分析 一、零件技术要求的分析 （1）齿顶圆Φ750.141h11对孔Φ75有公差为0.056的径向的跳动要求。 （2）两端面对孔轴线分别有公差为0.02的端面圆跳动要求。 （3）键槽两侧面对孔轴线有公差为0.03的对称要求。 二、零件的工艺分析 由附图一得知,其材料为40Cr。该材料具有较高的硬度,耐磨性,耐热性。主要加工表面是齿轮的齿面：表面质量要求是0.8和内圈
的端面：表面要求达到1.6,还有齿轮内径表面质量要求达到1.6。 第四章毛坯的选择 一、该零件材料为40Cr,齿轮的内孔Φ195和外圆直径Φ750.14,都是直径比较大的圆,又由题目的生产纲领为3000件/年,由参考文献表5.6(划分生产类型的参考数据)可知该零件批量生产为大批量生产,毛坯应选用锻造。毛坯的锻造方法用模锻。 二、模锻锻件机械性能较好,有较高的强度和冲击韧性,但是毛坯的形状不宜复杂,如轴类和齿轮类零件的毛坯常用锻造。 三、锻造毛坯的工艺特点 参考文献[1]表9-1,常用毛坯的制造方法与工艺特点：
齿轮检测技术发展研究 齿轮是车辆、机床、轴传动摩托车、飞机、工程机械、工业缝纫机、电动工具等机器动力传动系统中的重要零件，更是舰船推进器、矿山机械、轧钢设备等机器的关键零件。由此可见，在齿轮的设计和制造工艺过程中，齿形质量控制及检测技术是关键技术难题。 标签：齿轮；检测；发展 1 齿轮检测技术是我国齿轮行业发展壮大的重要依据 1.1 齿轮检测是确保齿轮成品性能和质量的关键环节 众所周知，齿轮传动是近代机器中最常见的一种机械传动，是机械产品的重要基础零部件。因此，它已成为许多航空产品、汽车制造企业日常生产中不可缺少的传动部件，成为保证机器载荷均匀、传动平稳、振动小、噪音低的最佳零件，也是机器设备接触区和传递动力中所占比重最大的传动形式。目前，齿轮制造行业较为广泛地采用齿轮测量中心检测锥齿轮。齿轮测量中心具有测量精度高、测量功能多、自动化程度高等优点。在生产实践中，齿轮加工过程与齿轮检测的关系密不可分，而齿轮检测对齿轮加工的指导作用也越来越大，甚至在许多情况下，如果没有制造过程中的齿轮检测，就无法制造出合格的齿轮。 1.2 齿轮检测是齿轮在加工制造过程中质量控制的技术保证 齿轮传动装置利用两齿轮的轮齿相互啮合传递动力和运动的机械传动，用主、从动轮轮齿直接、传递运动和动力的装置。我国齿轮传动装置市场发展迅速，产品产出持续扩张，国家产业政策鼓励齿轮传动装置产业向高技术产品方向发展。齿轮系统是各种机器设备中应用最广的传递动力和运动传递的最佳装置，具有磨损小，运行效率高的优势。许多汽车上的转向系统就是这种装置的一个完美示例。其动力学行为和工作性能对整个机器有重要影响。因此，为了提高齿轮的传动效率，并使整个系统普遍向高速、安全、重载方向发展，减少在传动过程中带来的振动、变形、噪声、动载荷、动应力等因素，这不仅可以实现免维护，而且在整个使用寿命中还可以保持稳定的扭转间隙，达到高精度的目标。 1.3 齿轮检测是齿轮成品验收的重要依据 齿轮是应用在航空、汽车制造企业中最广泛的传动元件之一。近几十年来，在齿轮传动装置内部的齿轮传动副乃至齿轮传动系统为对象的动态特性分析方面取得了不少的研究成果，并逐步运用到齿轮副的动态设计中，这使得齿轮检测装置市场越来越受到各方的关注。齿形加工和热处理后的精加工是齿轮制造的关键，也反映了齿轮制造的水平。因此，我们要不断加强齿轮的检测力度和水平，不断加强对材料、热处理、加工工艺的研究，注意减小尺寸、延长使用寿命、减轻重量、降低噪音等，这也是齿轮成品验收的重要依据。
前言 根据高等职教育的方针政策，高等教育要培养一批高技能应用型人才。不仅要有过硬的理论知识，而且要具备高的动手能力和创新意识。本人积极响应院领导和专业教师的号召，竭尽全力完成课程设计，练就自己的动手能力和创新意识！ 课程设计是我们在大学期间学完专业所有课程后所要进行的一个重要环节，这是我们对所学课程的一次深入的全面的总复习，也是一次理论联系实际的训练。因此，它在学习中占有重要的地位。是利用所学知识解决实际问题能力的具体体现。此次设计既是对我们的一次锻炼，也是一次挑战。在设计过程中，通过搜集和整理相关资料、查阅大量的手册、国家标准和相关技术政策，不仅使我们增长了见识，也开阔了视野。 课程设计的课程也是一次综合性的理论联系实际的训练过程，是我们从学校走向工作岗位的一个过度环节。我希望能够通过这次毕业设计，对将来要从事的工作进行一次适应性训练，希望在设计中能够锻炼自己独立工作和综合分析的能力，为今后工作打下一个坚实的基础，树立一个良好的开端，这个阶段也将在我的大学生活中留下深刻的印象。 就我而言，希望通过这次课程设计，对自己今后从事的工作，进行一次适应性训练，通过设计锻炼自己分析问题、解决问题的能力，为今后的工作打下一个良好的基础 由于能力所限，设计中尚有许多不足之处，希望各位教师给予批评指教，敬请尊敬的院领导和专业教师提出宝贵意见和建议！ 设计人:陈德发、杜道 2011年 07 月05 日
目录 一、零件图的分析…………………………………………………… 1.1零件的功用…………………………………………………… 1.2图纸的完整性和正确性………………………………………… 1.3零件的技术要求分析…………………………………………… 1.4零件的结构工艺性分析………………………………………… 二、毛坯的选择…………………………………………………… 2.1确定毛坯种类及制造方法……………………………………… 2.2毛坯的形状及加工总余量……………………………………… 三、定位基准的选择……………………………………………… 3.1精基准的选择…………………………………………………… 3.2粗基准的选择…………………………………………………… 四、工艺路线的拟定………………………………………………… 4.1表面加工方法的选择……………………………………………… 4.2确定加工工艺路线（要求两套工艺方案）………………………… 4.3工艺方案的技术经济分析……………………………………… 五、确定工序加工余量、工序尺寸及公差…………………………… 5.1选择工序加工余量…………………………………………… 5.2计算工序尺寸及公差…………………………………………… 六、确定切削用量及工时定额……………………………………… 七、工艺过程卡片………………………………………………… 八、工序卡片………………………………………………… 九、参考文献书目……………………………………………………
实习报告——主动齿轮工艺流程 主动齿轮工艺流程：精车1---精车2----滚齿----磨棱----剃齿-----清洗-----热处理-----磨内孔-----清洗。 一：铸造毛坯齿轮的毛坯加工在整个齿轮加工过程中占有很重要的地位。齿面加工和检测所用的基准必须在齿轮毛坯加工阶段加工出来，同时齿坯加工所占工时比例较大，对生产效率和齿轮加工质量都具有很大影响，余量过多将导致后续半精加工和精加工所需加工的量增多，耗时增加，降低生产效率；若余量过少，则后续加工需特别谨慎，否则将超出齿轮设计精度尺寸使得产品不合格。毛坯为铸造件，具体形状如下图1。 图1 二：精车外轮廓使其达到尺寸要求。先夹内孔粗车外轮廓，再以外轮为基准粗车内孔，再以内孔为基准精车外轮廓，达到尺度要求。 三：精车端面使其达到尺寸要求。以一端面为基准，粗车另一端面，再以粗车后端面为基准，粗车另一端面，再精车端面使其达到尺寸要求。如图2。 图2
四：滚齿，滚切齿轮属于展成法，可将看作无啮合间隙的齿轮与齿条传动。当滚齿旋转一周时，相当于齿条在法向移动一个刀齿，滚刀的连续传动，犹如一根无限长的齿条在连续移动。当滚刀与滚齿坯间严格按照齿轮于齿条的传动比强制啮合传动时，滚刀刀齿在一系列位置上的包络线就形成了工件的渐开线齿形。随着滚刀的垂直进给，即可滚切出所需的齿廓。成型如下图3。 图3 五：磨棱，磨棱工艺是为了倒角与去毛刺，齿轮作为重要的传动件，由于毛刺的存在，影响其外表，传动精度，再加工及装配，并且产生传动噪音，以至于使齿轮的性能可靠性，寿命和润滑效果下降，更主要是降低了齿轮的质量。而磨棱倒角机恰是一种很好的用于齿轮去除毛刺的设备。这一步也正是为了倒角与去毛刺，为后面的的工艺做准备。 六：剃齿，剃齿可以加工直齿和斜齿的内、外圆柱齿轮，生产效率高、加工表面光洁。是齿轮加工的精加工部分剃齿加工原理相当于一对斜齿轮作双面无侧隙啮合的过程。加工状态如下图4所示。剃齿刀实质上是一个高精度的斜齿轮，在齿面上开有小槽，沿渐开线方向形成刀刃，另一个是被加工齿轮。剃齿时，经过预加工的工件齿轮装在心轴上，在机床工作台上的两顶尖之间可以自由转动；剃齿刀装在机床的主轴上，与工件作无侧隙的螺旋齿轮啮合传动，带动工件旋转。根据啮合原理两者在齿长法向上的速度分量相等。 图4
齿轮加工工艺卡 附表1 机械加工工艺卡片 机械加工工艺过程卡片产品型号零（部）件图号 产品名称小伞形齿轮零（部）件名称小伞形齿轮共（3）页第（1）页 材料牌号20CrMnTi 毛坯种类型材毛坯外型尺寸φ14.7mm×54.2mm每毛坯可制件数 1 每台件数 1 备注 工序号工序 名称工序内容车间工段设备工艺装备 工时 准终单件 1 型钢金工 2 下料金工切割机专用切割夹具，游标卡尺 3 粗铣粗铣齿轮轴两端面，金工X51 专用铣夹具，游标卡尺，面铣刀 4 半精 铣 半精铣齿轮轴两端面及钻中心孔金工X51专用铣夹具，游标卡尺，面铣刀 5 粗车在车床上双顶尖装夹工件，粗车台阶轴φ8和φ6金工C6140 专用车夹具，游标卡尺，外圆车刀描图 6 粗车调头，在车床上双顶尖装夹工件，粗车φ12.7外圆金工C6140 专用车夹具，游标卡尺，外圆车刀 7 半精 车在车床上双顶尖装夹工件，半精车台阶轴φ8和φ6，及切4 个槽，倒角 金工C6140 专用车夹具，游标卡尺，外圆车刀 描校8 半精 车 调头，在车床上双顶尖装夹工件，半精铣齿轮锥端面金工C6140 专用车夹具，游标卡尺，外圆车刀 9 精车在车床上双顶尖装夹工件，精车φ6金工C6140 专用铣夹具，深度游标卡尺，卡规， 外圆车刀 底图号10 铣槽金工X51 专用铣夹具，游标卡尺，槽铣刀 11 粗铣粗铣齿轮金工X51 专用铣夹具，游标卡尺 装订号12 半精 铣 半精铣齿轮金工X51 专用铣夹具，游标卡尺 标记处数更改文 件号签字日期标记处数更改文件 号 签字日期
附表1 机械加工工艺卡片（续） 机械加工工艺过程卡片产品型号零（部）件图号 产品名称小伞形齿轮零（部）件名称小伞形齿轮共（3）页第（2）页 材料牌号20CrMnTi 毛坯种类型材毛坯外型尺寸φ14.7mm×54.2mm每毛坯可制件数 1 每台件数 1 备注 工序号工序 名称工序内容车间工段设备工艺装备 工时 准终单件 13 热处 理 渗碳淬火，有效渗层0.3-0.5. 热处理车间淬火机 14 磨削先磨削φ8m6段，再磨削φ8h6 金工外圆磨床专用磨床夹具，游标卡尺 15 清洗金工清洗机 16 终检塞规，百分表，卡尺等 描图 描校 底图号 装订号 设计（日期）审核（日期）标准化（日期）会签（日期） 标记处数更改文 件号签字日期标记处数更改文件 号 签字日期 附表2机械加工工序卡片
齿轮加工技术 3114000146 14机电4班曾祥美 摘要从齿轮加工的刀具及材料, 齿轮加工方法及原理, 齿轮加工设备的主要技术参数等方 面对国内外齿轮加工技术及设备作了比较论述, 介绍了国内外先进的齿轮加工机床, 并指出了国内齿轮加工技术及设备方面与国外的差距。 关键词齿轮加工技术设备 目前, 从国内外齿轮加工领域的通常作法来看, 基本上仍是采用滚、插、剃、磨等方法, 但在小模数花键、内齿套、硬齿面的一些加工方法上有了较多的变化。滚、插、剃、磨等传统加工方法由于设备性能水平的提高亦有了新的进展。 1 滚齿 齿轮齿部开槽大多仍采用滚齿。国外齿轮加工所用切削速度一般在70 ～120m/min , 走刀量3～4mm/r 。这是因为所采用刀具(多为钼、钴高速钢)红硬性和耐磨性均优于国产刀具, 所以有较高切削速度和走刀量。加长滚刀应用较普遍, 提高了加工的经济性;滚刀头数一般为3头, 也有用 4 ～ 5 头滚刀的。也是因为所用滚齿机多为较先进的CNC 机床。机床结构性能已发生了革命性的变化。如取消了传统的分度蜗轮副而采用斜齿轮副, 使工作台转速大大提高, 可达 500r/min 甚至更高。机床功能更完善, 可加工各种圆柱齿轮、非圆齿轮和扇形齿, 并能非常方便地进行各种修形齿、蜗轮的加工;可在一次装夹工件时加工两部位不同参数的齿轮, 也可在一个齿部的粗切之后精确串刀进行精切。同时采取措施提高加工效率, 减少辅助时间。在这些新式机床上都非常鲜明地体现了环保和安全意识。如将机床护罩设计成全密封式, 采用高压静电油雾分离器清除油雾污染, 采用大坡度磁力排屑器等减少排除铁屑所带的油液, 机床动作过程采用电气互锁、危险运动部位加防护装置或加醒目警示标识以确保人身安全等等。 国内齿轮厂家受设备和刀具所限, 采用切削速度目前一般在30 ～70m/min , 走刀量一般在2mm/r 以内。所用滚刀为单头, 材料仍多为高速钢。近年亦较多采用高速钢涂层滚刀。国内常用滚齿机有以重庆机床厂生产的YX3120 型、 Y3150E 型为代表的一大批滚齿机。该类滚齿机在国内齿轮加工业内享誉较高, 但作为传统机械式滚齿机, 性能水平与国外先进机床差距甚大。如YX3120 作为高效滚齿机, 其工作台转速也只达32r/min , 限制了多头滚刀的使用和切削速度的提高, 影响加工效率。重庆机床厂新一代六轮四联动CNC 滚齿机YK3120 是国产先进齿轮加工机床的代表。它具备当今世界先进的CNC 滚齿机的几乎所有主要特点和功能。如主轴转速达600r/min , 工作台分度副为斜齿轮副而非传统的蜗杆蜗轮副结构, 转速达150r/min , 能高效率地加工 6 -6 -7 级精度齿轮。 2 插齿
1.倒挡活塞及内外密封环同时装入箱体（铜棒轻敲） 2.装入倒挡行星轮架组合件 （2.1）行星轮（1个）、滚针（22）和挡圈装配（2个） （2.2）倒档行星架的上线，装行星轮轴 （2.3）倒档行星架上装配4个行星轮 （2.4）用垫片、螺栓紧固4根行星轮
3.装入8张摩擦片（被、主动片各4片，被动片缺口对齐）、摩擦片 隔离架，同时箱体侧面装入销子（固定隔离架） 4.装入一档油缸体，测量中盖安装间隙，取出一档油缸 5.装入一档小总成（太阳轮、内齿圈同时与倒挡行星轮啮合） （5.1）行星轮（1个）、滚针（22）和挡圈装配（2个） （5.2）一档行星架的上线，装入4个行星轮和轮轴
（5.3）装入固定行星轮轴的止动盘 （5.4）装倒挡齿圈，并用卡圈固定 （5.5）装太阳轮（外圈与一档行星架紧配合，铜棒） （5.6）装直接档连接盘，并用螺栓紧固 6.一档齿圈和5张摩擦片同时装入箱体（齿圈与一档行星轮啮合），然后装入剩余的3张摩擦片 7.装入16根弹簧和16根销子和固定板（隔离架缺口处）
8.装入一档油缸体和活塞体合件（铜棒轻敲活塞装入一档油缸体，固定板与油缸体缺口对齐） 9.装入配对中盖，紧固8个中盖螺栓（140N.M）（中盖需要现场加工） 10.翻转箱体90°，装入输出轴齿轮和输出轴
11.装入后支撑轴承6312（铜棒），同时装入孔用挡圈 12.翻转箱体-90°，调整轴承内圈与轴配合到位（铜棒） 13.装入前输出滚子轴承92312（铜棒），孔用挡圈 14.装入骨架油封（铜棒）
15.吊装三轴总成（三轴输入端轴承与中盖的紧配合，敲击达到极限） （15.1）吊装中间输出齿轮，装入直接档油缸体（直接档油缸体上需敲入3支定位销） （15.2）在活塞上装入内外旋转油封，活塞体整体装入油缸体内（定位销对孔，铜棒轻敲到位） （15.3）在活塞上方装入盘行弹簧，装入轴用挡圈
圆柱齿轮齿形加工方法和加工方案 一个齿轮的加工过程是由若干工序组成的。为了获得符合精度要求的齿轮，整个加工过程都是围绕着齿形加工工序服务的。齿形加工方法很多，按加工中有无切削，可分为无切削加工和有切削加工两大类。 无切削加工包括热轧齿轮、冷轧齿轮、精锻、粉末冶金等新工艺。无切削加工具有生产率高，材料消耗少、成本低等一系列的优点，目前已推广使用。但因其加工精度较低，工艺不够稳定，特别是生产批量小时难以采用，这些缺点限制了它的使用。 齿形的有切削加工，具有良好的加工精度，目前仍是齿形的主要加工方法。按其加工原理可分为成形法和展成法两种。 成形法的特点是所用刀具的切削刃形状与被切齿轮轮槽的形状相同，如图9-3所示。用成形原理加工齿形的方法有：用齿轮铣刀在铣床上铣齿、用成形砂轮磨齿、用齿轮拉刀拉齿等方法。这些方法由于存在分度误差及刀具的安装误差，所以加工精度较低，一般只能加工出9 ~10级精度的齿轮。此外，加工过程中需作多次不连续分齿，生产率也很低。因此，主要用于单件小批量生产和修配工作中加工精度不高的齿轮。 展成法是应用齿轮啮合的原理来进行加工的，用这种方法加工出来的齿形轮廓是刀具切削刃运动轨迹的包络线。齿数不同的齿轮，只要模数和齿形角相同，都可以用同一把刀具来加工。用展成原理加工齿形的方法有：滚齿、插齿、剃齿、珩齿和磨齿等方法。其中剃齿、珩齿和磨齿属于齿形的精加工方法。展成法的加工精度和生产率都较高，刀具通用性好，所以在生产中应用十分广泛。 一、滚齿 （一）滚齿的原理及工艺特点
滚齿是齿形加工方法中生产率较高、应用最广的一种加工方法。在滚齿机上用齿轮滚刀加工齿轮的原理，相当于一对螺旋齿轮作无侧隙强制性的啮合，见图9-24所示。滚齿加工的通用性较好,既可加工圆柱齿轮，又能加工蜗轮；既可加工渐开线齿形，又可加工圆弧、摆线等齿形；既可加工大模数齿轮，大直径齿轮。 滚齿可直接加工8~9级精度齿轮，也可用作7 级以上齿轮的粗加工及半精加工。滚齿可以获得较高的运动精度，但因滚齿时齿面是由滚刀的刀齿包络而成，参加切削的刀齿数有限，因而齿面的表面粗糙度较粗。为了提高滚齿的加工精度和齿面质量，宜将粗精滚齿分开。（二）滚齿加工质量分析 1.影响传动精度的加工误差分析 影响齿轮传动精度的主要原因是在加工中滚刀和被切齿轮的相对位置和相对运动发生了变化。相对位置的变化(几何偏心)产生齿轮的径向误差；相对运动的变化(运动偏心)产生齿轮的切向误差。 (1)齿轮的径向误差齿轮径向误差是指滚齿时，由于齿坯的实际回转中心与其基准孔中心不重合，使所切齿轮的轮齿发生径向位移而引起的周节累积公差，如图9—4所示。 齿轮的径向误差一般可通过测量齿圈径向跳动△Fr反映出来。切齿时产生齿轮径向误差的主要原因如下： ①调整夹具时，心轴和机床工作台回转中心不重合。 ②齿坯基准孔与心轴间有间隙，装夹时偏向一边。 ③基准端面定位不好，夹紧后内孔相对工作台回转中心产生偏心。
齿轮加工机床的发展特点及相关技术探讨(新编版) Security technology is an industry that uses security technology to provide security services to society. Systematic design, service and management. ( 安全管理 ) 单位：______________________ 姓名：______________________ 日期：______________________ 编号：AQ-SN-0802
齿轮加工机床的发展特点及相关技术探讨 (新编版) 我国是重工业大国,随着我国重工业的发展,各行各业对齿轮的需求也越来越大,齿轮加工机床也成为我国国内一个发展较快的工 业发展方向。各种大型机械设备的大量生产和使用，同时也在一定程度上促进了齿轮加工机床的发展。齿轮加工机床按照字面意思的解释就是加工各种圆柱齿轮、锥齿轮和其他带齿零件齿部的机床。在我国乃至全世界，齿轮加工机床的品种规格多种多样，有加工直径小到几毫米的齿轮的小型机床，也有加工直径达到十几米的齿轮的大型机床，除此之外还有大量生产用的加工较为精密的齿轮的高精度高密度的机床以及高效机床。齿轮加工机床被广泛应用在汽车、航空、机床、工业加工零件、工程机械、矿山机械、冶金机械、石油、仪表、拖拉机、飞机以及航天器等各种机械制造业中。本文主
要阐述了阶齿轮加工机床的发展特点并讨论了齿轮加工机床所应用的相关技术。 齿轮加工机床的发展特点 随着工业革命和科技革命的来临，各种新兴产业的不断涌现，技术的要求会随之发展出一些技术和设备。磨齿机就是在二十世纪初，由于汽车工业的迅速发展的需求，而相应问世的。齿轮加工机床的发展主要经历了这样几个阶段：在1930年左右，剃齿机在美国诞生；继而在1956年，齿轮加工机床的发展又有了进一步的发展，随之珩齿机应运而生。到了1960年以后，先进的圆柱齿轮加工机床的发展又得到了进一步的发展，一些先进技术和科技的得到应用。例如说首先就是显示指示移动量被应用在一些大型的机床上；可编程序控制器上设有故障诊断功能，并能够变换切削参数以及控制工作循环；用电子传感器在滚齿机上检测传动链运动误差，并自动反馈补偿误差等。 齿轮加工机床主要可以分为两大类，即圆柱齿轮加工机床和锥齿轮加工机床。圆柱齿轮加工机床主要用于加工各种圆柱形状的齿
ＷＭＥＭ ３期２００７年６月 ＣＩＭＴ２００７回顾ＲｅｖｉｅｗｏｆＣＩＭＴ２００７ 齿轮是重要的基础传动元件。近年来，随着技术的发 展，尽管采用电气、液压传动装置日益增多，对齿轮的需求仍有增无减。目前，中国齿轮市场的年销售额超过了８００亿元。而齿轮加工机床也是结构复杂、制造难度大的机床产品之一。 齿轮加工技术与装备正向着数控方向发展，生产效率不断提高，加工精度不断提高；对制造装备要求配备自动化上、下料，自动夹紧装置；并有较好的柔性和较高的性价比。齿轮加工行业为适应对制造精度、生产效率、清洁生产、提高质量的要求，制齿技术和制齿机床呈现以下发展趋势： １．全数控化。由于将机床的各运动轴采用ＣＮＣ控 制以及部分轴间进行联动，从而使制齿机床具有以下优点： （１）增加了机床功能，使滚削小锥度及鼓形齿轮等变得极为简单。 （２）缩短了传动链，同时采用半闭环或全闭环控制，通过补偿提高各轴的定位精度和重复定位精度，从而提高机床的加工精度及可靠性。 （３）更换加工产品无需计算及更换挂轮，减少了辅助加工时间，提高了机床柔性。 （４）由于机械结构的简化，更有利于提高机床刚性，降低热变形，易于实施模块化设计。 ２．高速、高效化。齿轮加工机床的高速化主要反 应在刀具主轴转速和工作台转速的提高。传统的机械滚齿机，其滚刀主轴转速通常最高为５００ｒ／ｍｉｎ，工作台最高转速为３２ｒ／ｍｉｎ。目前，数控滚齿机的主轴转速可达５５００ｒ／ｍｉｎ，最高可达１２０００ｒ／ｍｉｎ；工作台转速达８００ｒ／ｍｉｎ。 ３．高加工精度及Ｃｐ值化。采用高精度预加负荷的 高刚性直线导轨、滚珠丝杠、电主轴、力矩电机以及数控技术，使齿轮加工机床在高速加工条件下，加工精度得到提高。而为保证精度稳定性，对机床验收采用Ｃｐｋ值。 ４．功能复合化。要求在一次装夹中，可完成多道 工序加工，如滚齿、倒棱、磨齿，粗滚、倒角、精滚等。 ５．绿色化。为实现清洁加工，降低排放和对环境 的污染，而且有利于提高刀具寿命，干式切削得到了推广应用。□ 齿轮加工技术和装备的发展现状与趋势 中国机床工具工业协会副理事长重庆机床（集团）有限责任公司董事长 廖绍华 """""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""" 五轴加工的发展与应用，主要是由于生产量的变化。过去这一技术多用 于产量较小的模具，飞机工业的机身零件、涡轮和叶片的加工。汽车工业中五轴加工技术的应用，主要集中在减少加工循环时间，现今在大批量生产中，五轴加工的应用日益增多。 多数实用的五轴机床是由三个直线坐标轴和二个回转轴组成。另一种创新变型是刀具一侧使用三个直线轴和一个回转轴，工件只有一个回转轴驱动（倾斜式头架结构）。前一种五轴机床通常是在标准的三轴机床基础上，加上一个二轴回转工作台。这种结构的优点是零件固定在回转中心线上，依据不 同加工要求，联动加工过程中回转轴改变其角度，直线坐标补偿行程最短。 可倾主轴的五轴机床是在标准的三坐标机床的基础上发展而成，将其中一个回转轴整合到主轴头架上，使主轴可以垂直位置作±１００°的倾斜摆动。当这种机床配置大力矩电机驱动时，机床具有很好的动态性能。 为了减少空转、测试零件加工程序和首件加工调试的调整时间，采用计算机模拟是非常有效的。最新的模拟软件具有检验编程错误，防止机床刀、夹具与零件间的碰撞，优化刀具长度和行程等功能，从而使五轴加工得到更广泛的应用。 （由于Ｗｉｎｋｌｅｒ先生本人未能到达论坛现场，故由巨浪公司的弗莱施曼先生代为发言）□ 零件的五轴加工 德国巨浪公司总裁、工程学博士 ＨａｎｓＨｅｎｎｉｎｇ Ｗｉｎｋｌｅｒ ３７
车床主轴箱齿轮 机械加工工艺过程设计 （机电09级） 1．问题提出 零件的几何精度直接影响零件的使用性能，而机械加工工艺过程制定的是否合理将直接影响零件的加工精度。针对车床主轴箱齿轮，应用所学的机械制造基础知识进行一次加机械工工艺过程设计的综合性工程应用训练。 2．专题研究的目的 （1）掌握零件主要部分技术要求的分析方法； （2）掌握零件材料的选择方法和确定毛坯的制备方法及工艺； （3）掌握工艺分析方法； （4）掌握定位基准的选择方法； （5）掌握制定出合理的零件加工顺序的原则和方法； （6）掌握制定出合理的零件加工路线的方法。 3．研究内容 图1所示为车床的一根传动轴车床主轴箱齿轮，完成该齿轮零件的机械加工工艺过程设计。 工艺设计的具体内容包括： 1、进行零件主要部分的技术要求分析研究； 2、确定齿轮的材料、毛坯的制备方法及工艺、热处理工艺； 3、进行加工工艺分析； 4、确定定位基准；
5、制定齿轮的加工顺序； 6、制定齿轮的加工路线； 4．设计过程 4.1零件主要部分的技术要求分析研究 (1)齿轮的工作面为齿面，在传动过程中接触的两齿面会产生一定相互滑动，导致齿面磨损。严重时，会加大齿侧间隙而引起传动不平稳和冲击。为保证传动的平稳性，并且减小摩擦，应采用较高的表面粗糙度，此处选择2.5um. (2)齿轮Φ40H7内孔表面与传动轴为过盈配合，内孔表面为摩擦表面，应采取较高的表面粗糙度要求，此处选择2.5um. (3)齿轮端面和齿顶面为非工作表面，表面粗糙度要求较低，此处为5um. (4)齿轮端面采用端面圆跳动，既保证了端面与基准轴的垂直度要求又保证
了齿轮轴向的圆柱度要求。 (5)Φ40H7内孔选用直线度、垂直度、圆柱度等形位公差，保证了内孔对基准轴的高精度要求。 4.2确定齿轮的材料、毛坯的制备方法及工艺、热处理工艺 1、选择齿轮的材料时，需考虑到机床齿轮工作平稳，无强烈冲击，负荷不大，转速中等，对齿轮强度和韧性的要求不高，但材料要有高的硬度和好的耐磨性。另外综合选用材料的经济因素，选用45#钢。 2、毛坯的制备方法 锻造：下料—自由锻—正火处理 3、热处理工艺：正火或调质处理后再经高频感应加热表面淬火，齿面硬度可达52HRC，齿心硬度为220～250HBS，能够满足性能要求。 ○1正火：将齿轮放入炉中加热到840-8800C，保温约3小时。出炉后在空气中冷却。 目的：充分消除锻造内应力，细化晶粒，适当提高齿轮的硬度，为以后的机加工做性能准备，同时为后序的热处理做组织准备。 ○2表面淬火+回火 表面淬火：利用感应加热淬火装置，只对轮齿部位进行局部感应加热表面淬火。工艺：将齿轮置于感应器内，通入交流电，轮齿温度达到860-9000C后，随即用水快速冷却，淬火后表面不得有裂纹。目的：提高轮齿表面硬度和耐磨性，淬火后表面硬度可达到48-53HRC，淬硬层可达3-4mm。 回火:将齿轮放入炉中加热到200-2400C，保温约1h，出炉后在空气中冷却。目的：消除淬火内应力，防止变形和开裂；获得稳定的组织，保证尺寸稳定性；
机械加工工序卡产品名称产品图号 第 1 页零件名 称 圆柱齿轮 零件 图号 共13 页 车间工序号工序名称材料牌号 1铸造HT200毛坯种类 毛坯外形尺 寸 每个毛坯可制 件数 每台件数铸件Φ280x8011 设备名称设备型号设备编号 同时加工件 数夹具编号夹具名称工作液 工位器具编号工位器具名称 工序工时 准终单件 工步号工步内容工艺装备 主轴转 速 r/min 切削 速度 m/mi n 进给 量 mm/r 切削 深度mm 进给 次数 工步工时 机 动 辅 助 1
1铸造毛坯 2清沙，去浇注口 编制(日期) 校对 （日期） 审核(日 期) 批准（日 期） 会签 （日期） 标记 处 数 更改文 件号 签 字 日 期 标 记 处 数 更改文 件号 签 字 日 期 机械加工工序卡 产品名 称 产品 图号 第 3 页 零件名 称 圆柱齿轮 零件 图号 共13 页 车间工序号工序名称材料牌号 3扩孔HT200 毛坯种类 毛坯外形尺 寸 每个毛坯可制 件数 每台件数 铸件Φ280x8011 设备名称设备型号设备编号 同时加工件 数 钻床ZK52151 夹具编号夹具名称工作液 工位器具编号工位器具名称 工序工时 准终单件 2
工步号工步内容工艺装备 主轴转 速 r/min 切削 速度 m/mi n 进给 量 mm/r 切削 深度mm 进 给次 数 工步工时 机动 辅 助 1轮辐孔扩至Φ30mm扩孔刀89 1 1 2扩中心孔至Φ58mm扩孔刀 97 1 1 编制 (日期) 校对 （日期） 审核(日 期) 批准（日 期） 会签 （日期） 标记 处 数 更改文 件号 签 字 日 期 标 记 处 数 更改文 件号 签 字 日 期 机械加工工序卡 产品名 称 产品 图号 第 4 页 零件名 称 圆柱齿轮 零件 图号 共13 页 车间工序号工序名称材料牌号 3
汽车齿轮加工技术和典型装备 重庆机床（集团）有限责任公司廖绍华 一、前言 齿轮是汽车行业主要的基础传动元件，通常每辆汽车中有18~30个齿部，齿轮的质量直接影响汽车的噪声、平稳性及使用寿命。目前按产量计我国已成为世界第三大汽车生产国，强大的汽车工业必然需要强大的齿轮加工装备业支撑。齿轮加工机床是一种复杂的机床系统，是汽车行业的关键设备，世界上各汽车制造强国如美国、德国和日本等也是齿轮加工机床制造强国。据统计，我国80%以上的汽车齿轮由国产制齿装备加工完成。同时，汽车工业消费了60%以上的齿轮加工机床，汽车工业将一直是机床消费的主体。 二、汽车齿轮加工方法 1．最常用的齿轮加工工艺 根据尺寸、材料和用途的不同，齿轮可用不同的方法制造。目前齿轮加工最主要的工艺方案如下。 ■滚齿（插齿、锻齿）→剃齿→热处理 ■滚齿（插齿、锻齿）→热处理→刮剃 ■滚齿（插齿、锻齿）→热处理→刮滚 ■滚齿（插齿、锻齿）→热处理→刮滚→珩齿（强力珩） ■滚齿（插齿、锻齿）→热处理→磨齿 ■滚齿（插齿、锻齿）→热处理→磨齿→珩齿（强力珩） 2．汽车齿轮加工最常用的工艺方法及其特点 ■滚齿（插齿、锻齿）→剃齿→热处理→（珩齿） 特点：加工效率高、加工成本低，适合轿车及微型车齿轮加工。 ■滚（插齿）→剃齿→热处理 特点：加工效率高、加工成本低，适合于一般中重型汽车齿轮加工。 ■滚（插齿）→热处理→磨齿 特点：加工精度高、加工效率较低、加工成本，适合于高速齿轮、大型客车、高档
重型汽车齿轮的加工。 3．齿轮加工应考虑的因素 ■根据加工对象和要求，要选择适合的机床。如适合的机床的规格、数控轴数、性能，机床要有高的刚性、良好的热稳定性、高可靠性等； ■齿轮的加工精度和效率，还与刀具的材料、参数、涂层工艺、精度等级及刚性，夹具的定位方式、精度和刚性，齿坯的材料、硬度、精度和刚性，切削用量的合理选用，以及切削液的选用有关。 4．齿轮加工新技术 ■高速干式切削 特点：绿色加工、高效率、单件加工成本低。 ■硬齿面加工 特点：高效率，加工成本低。 ■无削加工（冷轧齿轮等） 特点：绿色加工、齿部强度高、高效、成本低。 三、齿轮加工对装备的要求及发展趋势 1．齿轮加工对装备的要求 ■齿轮加工机床向数控方向发展； ■高效率和24小时连续不断的工作能力； ■实现稳定高精度加工； ■自动化程度高，应具有自动上、下料，自动夹紧装置； ■环境友好； ■高的柔性，实现批量生产的准备时间短； ■高的性价比。 2. 齿轮加工技术与装备的发展趋势 为适应齿轮加工行业对制造精度、生产效率、清洁生产、提高质量的要求，制齿机床及制齿技术出现了以下发展趋势。 2.1全数控