齿轮传动件设计与工艺分解.doc

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1、毕 业 设 计（论文）（说 明 书）题 目：齿轮传动件设计与工艺 摘 要 随着全球经济的增长，齿轮传动技术已成为当代科学技术发展的前沿之一。齿轮传动是机械传动中最重要的传动之一，形式很多，应用广泛，传递的功率可大数十万千瓦，圆周速度可达200m/s。因其拥有结构紧凑、传动效率高、传动比稳定、噪声低、使用寿命长、运转稳定、工作可靠性强、占据空间小等特点，并能适应在各种恶劣工作环境下。因此国内外将齿轮传动广泛的应用于电力、粮食、冶金、化工、煤炭、矿山、港口、建材等领域。成为动力传递的主要装备，在社会经济结构中扮演越来越重要的角色。因此，齿轮传动的实用性及合理性在实际工作中就变得尤为重要。 但是，在

2、齿轮传动的制造及安装精度要求较高，价格较贵且不适宜于传动距离过大的场合。加工及热处理更加合理，可以进一步提高使用寿命；合理的设计传动结构降低生产成本提高效率。关键词 减速器设计; 齿轮传动；齿轮设计；齿轮加工；目 录摘 要6第一章 引 言81.1课题的目的和意义81.2 本课题的研究对象、目标和方法9第二章. 齿轮传动及零件的总体分析92.1减速器简介102.1.1减速器的分类及性能比较102.2 二级直齿圆柱齿轮减速器组成122.3 二级直齿圆柱齿轮减速器的设计122.3.1计算传动装置的运动和动力参数122.3.2传动件设计计算13第三章. 直齿圆柱齿轮设计183.1齿轮的设计183.2分

3、析零件图，选择毛坯，确定加工路线183.3 毛坯的切割193.4 小齿轮毛坯的车削193.5 大齿轮毛坯的车削204.齿坯机械加工214.1 齿坯机械加工的概述214.1.1齿形加工方法224.2 齿轮的加工方法的确定及加工244.2.1 大齿轮的滚齿加工244.3.2小齿轮的铣齿加工27第五章齿轮键槽的切削296.1 齿轮传动零件的装配306.2 齿轮传动的调试32参考文献33第一章 引 言1.1课题的目的和意义机械传动是实现原动机的运动形式、运动及运动参数的转变。即介于机械中原动机与工作机之间，主要将原动机的运动和动力传给工作机，在本课题中起减速作用，并协调二者的转速和转矩。而齿轮传动是机

4、械传动中的最重要的传动之一，形式很多，应用广泛，传递功率可达数十万千瓦，圆周速度可达200m/s。并且拥有一下特点： 1.效率高 在常用的机械传动中，以齿轮传递的效率最高。如一级圆柱齿轮传递的效率可达99%。这对大功率传动十分重要的，因为即使效率只提高1%，也有很大的意义。 2.结构紧凑 在同样的使用条件下，齿轮传动所需的空间尺寸一般最小。 3.工作可靠、寿命长 设计制造正确合理、使用维护良好的齿轮传动，工作十分可靠，寿命可达一、二十年，这也是其他机械传动所不能比拟的。这对车辆及在矿井内工作的机器尤为重要。 4.传动比稳定 传动比稳定往往是对传动性能的基本要求。齿轮传动获得广泛的应用，也就是由

5、于具有这一特点。但是齿轮传动的制造及安装精度要求高，价格较贵，且不适宜用于传动距离较大的场合。 齿轮传动可做成开式、半开式及闭式。如农业机械、建筑机械及简易的机械设备中，有一些齿轮没有防尘罩或机壳，齿轮完全暴露在外面，这叫开式齿轮传动。这种传动不仅外界杂物容易侵入，热切润滑不良，因此工作条件不好，齿轮也容易磨损，故只宜用于低速传动。当齿轮传动装置有简单的防护罩，有时还把大齿轮部分地侵入油池中，则称为半开式齿轮传动。它的工作条件虽有所改善，但仍不能做到严密防止外界杂物的侵入，润滑条件不算最好。而汽车、机床、航空发动机等所用得 齿轮传动，都是经过精确加工而且封闭严密的箱体（机匣）内，这称为闭式齿轮

6、传动（齿轮箱）。它与开式或半开式的相比，润滑及防护等条件做好，多用于重要的场合。通过本课题使我们学会：a机械设计及制造工艺基本原理b不同零部件的制造工艺设计能力c各种机床的操作能力d. 进一步提高计算，制图能力，能比较熟练地查阅和使用各种技术资料，如有关国家标准，手册，图册，规范等。e. 在设计过程中培养学生严谨的工作作风和独立工作的能力。同时综合运用机械设计基础、机械制造基础的知识和绘图技能，完成传动装置的测绘与分析，通过这一过程全面了解一个机械产品所涉及的结构、强度、制造、装配以及表达等方面的知识，培养综合分析、实际解决工程问题的能力，培养团队协作精神。此次毕业设计，将以前学过的知识综合的

7、运用起来，对于提高自身的能力有非常重要的意义。但是由于水平有限，在整个设计当中难免有不妥之处，还望广大读者批评指正。1.2 本课题的研究对象、目标和方法本课题的研究基于传动中二级圆柱直齿轮的减速及齿轮的加工为研究对象，培养自己的设计能力及实际操作动手能力。设计过程为设计减速器、齿轮传动组的确定、齿轮设计、齿轮加工以及齿轮的加工工艺。其目标是能实现一定的传动比，实体的加工以及与轴的正确装配和完好的啮合。要想实现本课题实体的最终目标，即实体的正确做出。理论与实践相结合是根本，要听取老师的指导，确定总体的加工路线，查阅大量的资料，为加工做好充分的准备，对每一个难点和同伴进行探讨，并且征得老师的同意，

8、尤其在加工过程中开机器之前首先听取实习老师的指导，确保机床的正确运行。自己动手时一定要细心，严守操作路径，特别在机床上车齿轮外圆时，由于装夹很小防止三爪卡盘打刀或打刀溜板箱。第二章. 齿轮传动及零件的总体分析机械传动方案设计与制造的总体简化图形 有上面的简化图形中的变速箱可以看出该变速器为圆柱齿轮开式减速器，根据金工车间的设备条件可确定为二级直齿轮圆柱开式减速器。其特点是效率及可靠性高，维修简便，应用范围很广。该齿轮减速器机构简单，但齿轮相对于轴承的位置不对称，因此要求轴有较大的刚度。高速级齿轮布置在远离转矩输入端，这样，轴在转矩作用下的扭矩变形和在载荷作用下产生的变形可以部分的抵消，以减缓沿

9、齿宽载荷分布不均匀的现象。用于载荷比较平稳的场合。能实现的传动比i=860.2.1减速器简介减速器是原动机和工作机之间的独立的封闭传动装置，用来降低转速和增大转矩以满足各种工作机械的需要。减速器是一种动力传达机构，利用齿轮的速度转换器，将马达的回转数减速到所要的回转数，并得到较大转矩的机构。减速器的作用1.降速同时提高输出扭矩，扭矩输出比例按电机输出乘减速比，但要注意不能超出减速器额定扭矩。 2.减速同时降低了负载的惯量，惯量的减少为减速比的平方。大家可以看一下一般电机都有一个惯量数值。2.1.1减速器的分类及性能比较减速器的种类很多，按照传动的形式不同可分为齿轮减速器，蜗杆减速器和行星减速器

10、 ；按照传动级数可分为单级和多级减速器；按照传动的布置形式又可分为展开式，分流式和同轴式减速器。常见的减速器有以下六种：1. 齿轮减速器主要有圆柱齿轮减速器、圆锥齿轮减速器和圆锥-圆柱齿轮减速器。2. 蜗杆减速器主要有圆柱蜗杆减速器、环面蜗杆减速器和锥蜗杆减速器。3. 蜗杆齿轮减速器及齿轮-蜗杆减速器 具有反向自锁功能，可以有较大的减速比，输入轴和输出轴不在同一轴线上，也不在同一平面上。但是一般体积较大，传动效率不高，精度不高。4. 行星齿轮减速器 结构比较紧凑，回程间隙小、精度较高，使用寿命很长，额定输出扭矩可以做的很大。但价格略贵。5. 摆线针轮减速器6. 谐波齿轮减速器 是利用柔性元件可

11、控的弹性变形来传递运动和动力的，体积不大、精度很高，但缺点是柔轮寿命有限、不耐冲击，刚性与金属件相比较差。输入转速不能太高。性能比较： 蜗轮蜗杆减速器 谐波减速器 行星减速器体积 大 小 小背隙 低 高 高刚性 高 中 低寿命 中 短 长效率 低 高 高输入转速 3000以上 2000以下 2000以下其中齿轮减速器由于其有是效率及可靠性高，维修简便，而得到广泛上的应用。2.2 二级直齿圆柱齿轮减速器组成有上图是一个斜持圆柱齿轮减速器，可以看出有两对啮合的斜齿轮，箱体，齿轮轴、轴承、密封圈、挡油环、轴套、键、润滑油等组成。而二级直齿圆柱齿轮减速器与其所不同的是其齿轮为两队直齿圆柱齿轮的啮合，其

12、他均与其相同。2.3 二级直齿圆柱齿轮减速器的设计 由题目所知传动机构类型为：同轴式二级圆柱齿轮减速器。故只要对本传动机构进行分析论证。本传动机构的特点是：减速器横向尺寸较小，两大吃论浸油深度可以大致相同。结构较复杂，轴向尺寸大，中间轴较长、刚度差，中间轴承润滑较困难。2.3.1计算传动装置的运动和动力参数传动装置的总传动比及其分配1.计算总传动比由电动机的满载转速nm和工作机主动轴转速nw可确定传动装置应有的总传动比为：inm/nw nw39.4 i92.合理分配各级传动比由于减速箱是同轴式布置，所以i1i2。因为i8.5，取i9，i1i23速度偏差为0.5%5%，所以可行。各轴转速、输入功

13、率、输入转矩项 目电动机轴高速轴I中间轴II低速轴III鼓 轮转速（r/min）96096019238.438.4功率（kW）43.963.843.723.57转矩（Nm）39.839.4191925.2888.4传动比11331效率10.990.970.970.972.3.2传动件设计计算1.选精度等级、材料及齿数a.材料及热处理；选择小齿轮材料为圆钢（调质），硬度为280HBS，大齿轮材料为45钢（调质），硬度为240HBS，二者材料硬度差为40HBS。b.精度等级选用7级精度；c.试选小齿轮齿数Z114，大齿轮齿数Z242的；d.另一组小齿轮齿数Z316，大齿轮齿数Z448的=0，即为直

14、齿圆柱齿轮2.按齿面接触强度设计因为低速级的载荷大于高速级的载荷，所以通过低速级的数据进行计算按式（1021）试算，即 dt确定公式内的各计算数值试选Kt1.6由图1030选取区域系数ZH2.433由表107选取尺宽系数d1由图1026查得10.75，20.87，则121.62由表106查得材料的弹性影响系数ZE189.8Mpa由图1021d按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限Hlim1600MPa；大齿轮的解除疲劳强度极限Hlim2550MPa；由式1013计算应力循环次数N160n1jLh601921（283005）3.3210e8 N2N1/311107由图1019查得接触疲劳寿命系数

15、KHN10.95；KHN20.98计算接触疲劳许用应力 取失效概率为1，安全系数S1，由式（1012）得 H10.95600MPa570MPa H20.98550MPa539MPa HH1H2/2554.5MPa计算试算小齿轮分度圆直径d1td1t=42计算圆周速度v=0.68m/s计算齿宽b及模数mntb=dd1t=1126mm=126mmmnt=3h=2.25mnt=2.253mm=6.75mmb/h=126/6.75=18.66计算纵向重合度=0.3181tan0=1.59计算载荷系数K 已知载荷平稳，所以取KA=1根据v=0.68m/s,7级精度，由图108查得动载系数KV=1.11；

16、由表104查的KH的计算公式和直齿轮的相同，故 KH=1.12+0.18(1+0.61)11+0.231067.85=1.42由表1013查得KF=1.36由表103查得KH=KH=1.4。故载荷系数 K=KAKVKHKH=11.031.41.42=2.05按实际的载荷系数校正所得的分度圆直径，由式（1010a）得 d1=mm=73.6mm计算模数mn mn =3按齿根弯曲强度设计由式(1017) mn确定计算参数计算载荷系数K=KAKVKFKF=11.031.41.36=1.96根据纵向重合度=0.318dz1tan=1.59，从图1028查得螺旋角影响系数 Y0。88计算当量齿数Z1=z1

17、/cos=14/cos0=14 Z2z2/cos=42/cos0=42 Z3z2/cos=42/cos0=16 Z2z2/cos=42/cos0=48查取齿型系数由表105查得YFa1=2.724； Yfa2=2.172 Yfa3=2.632 Yfa4=2.031 查取应力校正系数由表105查得Ysa1=1.569； Ysa2=1.798 Ysa2=1.697 Ysa2=1.699计算FF1=500Mpa F2=380MPaF3=680MPa F4=320MPaKFN1=0.95 KFN2=0.98KFN3=0.97 KFN4=0.96F1=339.29Mpa F2=266MPaF3=426M

18、Pa F4=231.25MPa计算大、小齿轮的并加以比较=0.0126=0.01468 大齿轮的数值大。设计计算mn=2.9m =3几何尺寸计算计算中心距Z1=14，取Z1=14Z2=42 Z3=16Z4=48a=87mm a=96 mm计算第一组大、小齿轮的分度圆直径d1=42.00mmd2=126mm 计算第二组大、小齿轮的分度圆直径 D3=48.00mmD4=126mm计算齿轮宽度 b=dd1b=85mmB1=90mm，B2=85mm结构设计以大齿轮为例。因齿轮齿顶圆直径小于160mm，故以选用实心结构的齿轮。其他有关尺寸参看大齿轮零件图。根据上面的图形分析和计算和简单的设计出此减速器的

19、形状如下图 第三章. 直齿圆柱齿轮设计3.1齿轮的设计齿轮的失效形式有轮齿折断、齿面磨损、齿面点蚀、齿面胶、塑性变形。所以设计的齿轮传动在具体的工作情况下，必须具有足够的、相应的工作能力，以保证在整个工作寿命期间不致失效。所以在直齿圆柱齿轮设计中通常只按保证齿根弯曲疲劳强度及保证齿面接触疲劳强度两个准则进行计算。根据现有的设备和本课题的要求所确定的齿轮为直齿渐开线齿轮。有上面的计算初步决定为材料为圆钢和钢板。齿轮模数m=3,减速器的传动比i=18，为两对直齿圆柱齿轮，其中输出轴上的小齿轮1的齿数Z1=14中间轴上的大齿轮2的齿数Z2=42，中间轴上的小齿轮齿数Z3=16，输出轴上的大齿轮齿数Z

20、4=48。3.2分析零件图，选择毛坯，确定加工路线毛坯的确定，主要任务是根据零件的技术要求，结构特点，材料，生产纲领等方面的情况，合理地确定毛坯的种类。毛坯的制造方法，形状和尺寸等。毛坯的确定不仅影响到毛坯制造的经济性，而且还影响到机加工的经济性。所以在确定毛坯的时候，既要考虑热处理方面的因素，也要兼顾冷加工方面的要求，以便从确定毛坯这一环节中，降低零件的制造成本。毛坯的种类有锻件，铸件，压制件，冲压件，焊接件，型材和板料等。根据零件图的绘制可以知道两个小齿轮的模数m=3，齿数Z1=14和Z2=16，则其分度圆直径分别为d1=42和d2=48。齿顶圆直径分别为da1=48和da2=54。根据金

21、工车间的材料可以选择圆钢为两个小齿轮的毛坯料。而大齿轮的齿数分别为Z3=42和Z4=48，其分度圆直径分别为d3=126和d4=144。齿顶圆直径分别为da3=132和da4=150. 厚度为S1=31mm、 S2=30mm 、S3=26mm 、S4=25mm。金工车间没有此种圆钢而选择钢板为毛坯料。加工路线为： 大齿轮 划线气割车铣车滚齿线切割 小齿轮 车铣车铣齿线切割3.3 毛坯的切割根据上面的计算及结合实际现实的条件，两个小齿轮为圆钢所选坯料的直径分别为55mm和65mm的圆钢，其切割方法为锯床切割，考虑其厚度及车床上的装夹和自己的操作水平切割长均为40mm。两个大齿轮需要用钢板下料，由

22、于金工车间的料库内只有厚度为20mm和25mm的两块，所以取S3=20mm S4=25mm。大齿轮毛坯的切割采用氧气切割，在切割过程中应注意的问题是划线和切割余量的留取。划线首先是找出圆心，用划规画圆，这时圆的直径不是齿顶圆的直径，而是含有加工余量的直径，分别取145 mm和165 mm.3.4 小齿轮毛坯的车削 车削路线为 粗车外圆车倒角粗车端面精车外圆精车端面车倒角钻中心孔钻孔由于毛坯为圆钢可采用卡盘三爪自定心定位，在车削前由于好久没有操作机床，把速度不要调的太高，熟悉操作手柄时一定要细心，慢慢移动溜板箱切忌按自动快速移动按钮，以防止打刀或撞击机床和超程。熟悉操作后进行装刀，对中心。 基准

23、的选择a.粗基准的选择齿轮的加工精度要求较高，为保证加工质量，应先以圆钢的外圆为粗基准，粗车外圆，为防止打刀第一刀切削时背吃刀量要大，留一定的加工余量。为保证其垂直度要粗车端面，粗车端面时把车刀调成45的角。精车外圆时为保证一定的精度转速要高，背吃刀量和进给量要小。这时不要钻中心孔以防首先以外圆为粗基准，造成很大程度的偏心，为以后的钻中心孔带来不必要的麻烦，严重时可能把转头折断。b.精基准的选择把工件从车床上取下，三爪卡盘卡住加工过的一端。这时的基准是以精加工过的圆为精基准。根据精基准的选用原则，在车，钻，铣，滚加工时均以内孔和外圆为定位基准，符合基准重合，基准统一原则，避免了基准不重合误差.

24、3.5 大齿轮毛坯的车削车削路线为 粗车外圆车倒角粗车端面精车外圆精车端面车倒角钻中心孔钻孔车内孔。其加工同小齿轮的加工相似，所不同的是其装夹的方法和内孔的加工。由于大齿轮的坯料比较薄，装夹时找正比较困难，需要借助一定的工具进行找正，就是利用千分尺找正，找正后再夹紧。再者加工时由于车刀离卡盘比较近，车削前一定要手动旋转几圈，看在加工时是否会撞刀。同时加工的量比较小，这时要求转速不要太大，在靠近点时不要自动加工，手动慢慢的旋转手柄，这时 一定要细心不能紧张。由于坯料厚度不够且端面精度要求不高，就不再对其端面进行车削，其垂直度有千分尺来保证。车内孔的工艺为 钻中心孔钻20中心孔钻25中心孔车32中

25、心孔车倒角。在钻孔时主轴转速调至n=100r/min,由于没有冷却装置，为防止烧刀钻一段时间后要推出冷却。 4.齿坯机械加工4.1 齿坯机械加工的概述齿坯加工工艺主要取决于轮体结构形状和生产批量，对轴类和盘类齿轮其齿坯的加工工艺与一般轴和圆盘零件基本相同，唯加工时应重点保证齿形加工基准面的精度要求。轴齿轮的基准面是轴颈，盘形齿轮的基准面是孔和端面。由于齿坯的外圆，端面或内孔常是作为齿形加工，测量和装配的基准，这些对齿形的加工有重要的影响。下面时盘形齿轮分析齿坯加工的主要过程。1、中、小批生产的齿坯加工(1)以齿坯外圆或凸缘作为粗基准，三爪卡盘装夹，在普通车床或转塔车床上粗加工外圆、端面和内孔；

26、(2)夹紧外圆，精镗内孔和基准端面；(3)以内孔在芯轴上定位，精车外圆、端面及其它表面。对花键孔齿坯，其加工方案大致相仿，可以为：粗加工外圆、端面和花键底孔以花键底孔定位，端面支承拉出花键以花键孔在芯轴上定位，精车外圆、端面及其它表面。2、大批量生产的齿坯加工无论圆柱孔或花键孔的齿轮，其齿坯均采用高生产率机床加工，如拉床、多轴自动或多刀半自动车床等。其加工方案为：(1)以外圆为粗基准，粗加工端面和内孔(或花键)底孔(2)以端面支承拉孔（内孔或花键孔）(3)以孔在芯轴上定位，在多刀半自动车床上粗车外圆、端面；(4)不卸一下芯轴，在另一台车床上继续精车外圆、端面及其它表面。对直径较小的齿坯，可采用

27、棒料在卧式多轴自动或半自动车床上将外圆、基准端面和内孔在一道工序中全部加工完成。4.1.1齿形加工方法 齿轮的齿面加工，按加工原理分为两种：成形法和展成法。成形法：是用与被切齿轮齿槽形状相符合的成菜铣刀切出齿形的方法。齿形精度低，只能用于低速的齿轮传动。展成法：是利用齿轮刀具与被切齿轮的啮合运动而切出齿轮齿形的方法。齿形精度高，需专用设备。 铣齿 仿形法 磨齿 拉齿 齿形加工方法 滚齿插齿展成法 剃齿 磨齿 珩齿(一)、滚 齿1、滚齿工艺特点 滚齿是加工外啮合直齿和斜齿圆柱齿轮最常用的一种方法。滚齿加工的尺寸范围很大，小至仪器仪表中的小模数齿轮，大到矿山和化工机械中的大型齿轮。滚齿用于未淬硬齿

28、形的粗精加工。对于8、9级精度的齿轮，滚齿后可直接获得。如果采用A级齿轮滚刀和高精度滚齿机，也可直接加工出7级精度的齿轮。对于7级精度以上的齿轮，通常用滚齿作为剃齿或磨齿等精加工前的粗加工和半精加工工序。2、滚齿加工精度分析滚齿加工时，齿面是由滚刀的刀齿包络而成的，由于参加切削的刀齿数有限，且滚刀沿工件轴向进给时，会在齿面留一下纵向波纹，故齿面较为粗糙。（二）、插 齿1、加工原理与工艺特点插齿加工是运用一对圆柱齿轮啮合的展成原理加工齿形。插齿时，插齿刀与齿坯之间保持一定的啮合关系，插齿刀作往复切削运动、圆周和径向进给运动及让刀运动，工件作相应的展成运动。插齿的生产率与滚齿相比较，由于滚齿是连续

29、铣削，而插齿有空回程，故生产率比滚齿低。但对于模数较小和宽度窄的齿轮，由于滚刀的切入长度大，如不采用多件叠合加工，则插齿的生产率反而高于滚齿。 从加工精度看，插齿加工的齿形误差较小。但插齿时引起齿轮切向误差的环节比滚齿多，使被加工齿轮产生更大的周节累积误差。故插齿所得齿轮的公法线长度变动较大。 （三）、剃 齿 1、加工原理剃齿是齿轮的一种精加工方法。利用刀具和工件齿面之间的相对滑动进行切削，这就是剃齿的基本原理。2、工艺特点剃齿加工有如下工艺特点： （1）剃齿时，对齿圈径向跳动有修正作用。但剃齿对公法线长度变动没有修正作用。由于剃齿刀本身的修正作用，剃齿对基节偏差和齿形误差有较强的修正能力。（

30、2）剃齿前的齿轮精度应比剃齿后低一级。但由于剃齿后不能修正齿轮公法线长度变动，故剃齿前此项精度不能低于剃齿后的要求。此外，还应控制剃齿前的齿圈径向跳动。因为过大的径向跳动量可能会转化为公法线长度变动。（3）剃齿只能加工未淬硬的齿轮。（4）剃齿生产率很高（四）、珩 齿珩齿原理与剃齿相似，珩轮与工件类似于一对螺旋齿轮呈无侧隙啮合，利用啮合处的相对滑动，并在齿面间施加一定的压力来进行珩齿。在珩轮带动工件高速正反向转动，工件沿轴向往复运动及工件径向进给运动。与剃齿不同的是开车后一次径向进给到预定位置，故开始时齿面压力接大，随后逐渐减小，直至压力消失时伤齿便结束。与剃齿相比较，珩齿具有以下工艺特点：（1

31、）珩齿速度低（2）齿面质量高（3）珩轮弹性较大，对各项误差修正作用不强。（4）珩齿余量小（5）珩齿生产率甚高。（五）、磨 齿磨齿是目前齿形加工中精度最高的一种方法。它既可磨削未淬硬齿轮，也可磨削淬硬的齿轮。4.2 齿轮的加工方法的确定及加工根据上述讨论和现有的设备以及工件工艺特点我们对齿面的加工方法时对两个大齿轮使用滚齿加工，而小齿轮的内孔小而不能够放在滚齿机上，我们选择在铣床上进行铣齿加工。 4.2.1 大齿轮的滚齿加工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

32、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。 滚齿原理:滚齿加工是按照展成法的原理来加工齿轮的。用滚刀来加工对轮相当于一对交错的螺旋轮啮合。在这对啮合的齿轮传动副中，一个齿轮的齿数很少，只有一个或几个，螺旋角很大就演变成了一个蜗杆，再将蜗杆开槽并铲背，就成为齿轮滚刀。在齿轮滚刀螺旋线法向剖面各刀齿面也一根齿条，当滚刀连续转动时就相于一根无限长的齿条沿刀具轴向连续移动。因此，在齿轮滚刀按给定的切 削速度作旋转运动时，工件则按齿轮齿条啮合关系传动（即当滚刀转一圈，相当于齿条移动一个或几个齿距，齿轮坏也相应转过一个或几个齿距），在齿坏上

33、切出齿槽，形成渐开线齿面，如图所示。因此，滚齿轮过程中，分布在螺旋线的滚刀各刀齿相继切出齿槽中一薄层金属，每个齿槽在滚刀旋转中由几个刀齿依次切出，渐开线是展成法 ，成形运动是由滚刀的旋转运动和工件的旋轻快地运动组成的复合运动（B11+B12），,这个复合运动称为展成运动。当滚刀与工件连续转动时，便在工件整个圆周上依次切出所有齿槽。在这一过程中，齿面的形成与齿轮的分度是同时进行的。因而展成运动也就 是分度运动。由上所述，为了得到渐开线齿廓和齿数，滚齿时，滚刀和工件之间必须保持严格的相对运动关系，即当滚刀转过1时，工件相应地转过K/Z（K为滚刀头数，Z为工件齿数。）1、 加工直齿圆柱齿轮的传动原理

34、用滚刀加工直齿圆柱齿轮必须具备以下两个运动：形成渐开线齿廓的展成运动和形成直线齿面（导线）的运动。图是滚切直齿圆柱齿轮的传动原理图。 (1)展成运动传运链 渐开线文化部廓是由展成法形成的，靠滚刀的旋转运动B11和工件的旋转运动B12组复合运动，因此，滚刀主轴和工作台的传动链（刀具-4-5-UX-6-7-工作台）为展成运动传动链，由它保证工件和刀具之间的严格运动关系。其中置换机构UX,适于工作齿数和滚刀头数的变化。显然这是一条内联系传动链，不仅要求传动比准确，而且要求滚刀和工件两者旋转方向必须符合一对交错轴螺旋齿轮啮合时相对运动方向。当滚刀旋转方向一定时，工件的旋转方向由滚刀螺旋方向确定。（2）

35、主运动传动链 因为每一个表面成表运动都必须有一个外联系传动与动车源相联系，在图中，展成运动的外联系传动链为电动机-1-2-UV-3-4-滚刀。 条传动甸产生切削运动，根据金属切削原理的定义，这个运动是运动。其传动链中的换置机构UV用于调整渐开线齿廓的成形速度，应当根据工艺条件确定滚刀转速来调整其传动比。（3）垂直进给运动传动链，为了切出整个齿宽，滚刀在自身旋转的同时，必须沿工件轴线作上线进给运动A2.这种形成导线的方法是相切法。在这里，滚刀垂直进给运动是滚刀刀架沿立柱导轨移动实现的。为了使刀架得到运动，用垂直进给传动链“7-8-Uf-9-10” 将工作台和刀架联系起来。传动链中的置换机构Uf用

36、于调整垂直进给量的大小和进给方向，以适应不同加工表面粗糙度的要求。由于刀架的垂直进给运动是简单运动，所以，这条传动链是外联系传动链。这里所采用工作台作为间接动力源，因为滚齿时的进给量通常是以工件每转一转，刀架的位移量来计量的，且刀架运动速度较低，以保证齿面加工表面粗糙度的要求。采用这种传动方案，不令可满足工艺上的需要而且能简化机床的结构。 在实际加工中如下图所示 4.3.2小齿轮的铣齿加工铣齿属于成形法加工。 加工原理：铣削时，铣刀做做旋转主运动，工件随工作台作纵向进给运动。每铣完一个齿后，件纵向退回原处，进行分度后，再铣下一个齿槽，直至全部齿槽铣完为止。刀具 盘形铣刀和指状铣刀。刀刃形状在轴

37、剖面内与被切齿槽的形状相同。 加工方法 铣刀转动，同时齿轮毛坯沿自身轴线方向移动，切出一个槽后，将毛坯退回到原来的位置，用分度盘分度，再切下一个齿。铣刀的选择如下表当量齿数Z当 =式中：z工件齿数；工件螺旋角齿轮铣刀分号铣刀号数12345678能铣制的齿数范围12131416172021252634355455134135以上铣刀如下图所示 铣齿加工的特点： 设备为普通铣床，刀具成本低。 生产率低； 加工齿轮精度低。 仿形法的缺点 ： 由于铣刀的号数有限 ( 一般只备有 1 至 8 号八种齿轮铣刀 ) ，一把铣刀的齿形都是按该号中所切最少齿数的齿轮齿形制成的。因此在用这把铣刀切削同号中其他齿数

38、的齿轮时，其齿形就有误差。 分度的误差也会影响齿形的精度。第五章齿轮键槽的切削 对于键槽的切割可在插床上进行加工，而由于本次设计齿轮内孔较小且车间内插床设备的一些问题，最后选择了电火花线切割， 电火花线切割简称线切割。它是在电火花穿孔、成形加工的基础上发展起来的。它不仅使电火花加工的应用得到了发展，而且某些方面已取代了电火花穿孔、成形加工。线切割机床已占电火花机床的大半。其工作原理如图11所示。绕在运丝筒4上的电极丝1沿运丝筒的回转方向以一定的速度移动，装在机床工作台上的工件3由工作台按预定控制轨迹相对与电极丝做成型运动。脉冲电源的一极接工件，另一极接电极丝。在工件与电极丝之间总是保持一定的放

39、电间隙且喷洒工作液，电极之间的火花放电蚀出一定的缝隙，连续不断的脉冲放电就切出了所需形状和尺寸的工件。 图11 电火花线切割的工作原理 1电极丝； 2导轮； 3工件； 4运丝筒； 5线架； 6脉冲电源电极丝的粗细影响切割缝隙的宽窄，电极丝直径越细，切缝越小。电极丝直径最小的可达0.05,但太小时,电极丝强度太低容易折断。一般采用直径为0.10.3mm 的电极丝。根据电极丝移动速度的大小分为高速走丝线切割和低速走丝线切割。低速走丝线切割的加工质量高，但设备费用、加工成本也高。我国普遍采用高速走丝线切割，近年正在发展低速走丝线切割。高速走丝时，线电极采用高强度钼丝，钼丝以810m/s的速度作往复运

40、动，加工过程中钼丝可重复使用。低速走丝时，多采用铜丝，电极丝以小于0.2m/s的速度作单方向低速移动,电极丝只能一次性使用。电极丝与工件之间的相对运动一般采用自动控制，现在已全部采用数字程序控制，即电火花数控线切割。工作液起绝缘、冷却和冲走屑末的作用。工作液一般为皂化液。 在本次加工中为方便加工和提高精度及加工速度，所采用的加工路线为“E”字型。及在加工63和104的键槽中，在自动找正后让从圆心向前加工后再向一侧加工，再回到加工起点后再向另一侧加工。6. 零件实物的装配与调试 6.1 齿轮传动零件的装配一部机械产品往往由成千上万个零件组成,装配就是把加工好的零件按一定的顺序和技术连接到一起,成

41、为一部完整的机械产品,并且可靠地实现产品设计的功能.装配处于产品制造所必需的最后阶段,产品的质量(从产品设计,零件制造到产品装配)最终通过装配得到保证和检验装配是决定产品质量的关键环节.研究制订合理的装配工艺,采用有效的保证装配精度的装配方法,对保证很进一步提高产品质量有着十分重要的意义。齿轮、轴、轴承、箱体、等的实物加工后，在钳工工作台上去除毛刺、平面磨平、锐角导圆角等处理，进行齿轮传动装配。机械装配基本工作内容： 1.清洗主要目的是去除零件表面或部件中的油污及机械杂质. 2.连接 装配中的连接方式往往有两类:可拆连接和不可拆连接.可拆连接指在装配后可方便拆卸而不会导致任何零件的损坏,拆卸后

42、还可方便地重装.如螺纹连接,键连接等.不可拆连接指装配后一般不再拆卸,若拆卸往往损坏其中的某些零件.如焊接,铆接等. 3.调整 包含平衡,校正,配作等.平衡指对产品中旋转零,部件进行平衡包括静平衡和动平衡,以防止产品使用中的出现振动.校正指产品中各相关零,部件间找正相互位置,并通过适当的调整方法,达到装配精度要求.配作指两个零件装配后固定其相互位置的加工,如配钻,配铰等.亦有为改善两零件表面结合精度的加工,如配刮,配研及配磨等.配作一般需与校正调整工作结合进行. 机械装配精度 1.装配精度内涵 装配精度指产品装配后几何参数实际达到的精度.一般包含如下内容. (1)尺寸精度 指相关零,部件间的距

43、离精度及配合精度.如某一装配体中有关零件间的间隙;相配合零件间的过盈量;卧式车床前后面顶尖对床身导轨的等高度等. (2)位置精度 指相关零件的平行度,垂直度,同轴度等,如卧式铣床刀轴与工作台面的平行度;立式钻床主轴对工作台面的垂直度;车床主轴前后轴承的同轴度等. (3)相对运动精度 指产品中有相对运动的零,部件间在运动方向及速度上的精度.如滚齿机滚入垂直进给运动和工作台旋转中心的平行度;车床拖板移动相对于主轴轴线的垂直度;车床进给箱的传动精度等. (4)接触精度 指产品中两配合表面,接触表面和连接表面间达到规定的接触面积大小和接触点的分布情况.如齿轮啮合,锥体,配合以及导轨之间的接触精度等.2.影响装配精度的因素 机械产品及其部件均由零件组成，各相关零件的误差的累积将反映于装配精度.因此,产品的装配精度首先受到零件(特别是关键零件)的加工精度的影响.零件间的配