淺談雙聯齒輪的加工工藝已修改

1、淺談雙聯齒輪的加工工藝葉塵超摘要：齒輪是能互相嚙合的有齒的機械零件，其功用是按規(guī)定的傳動比傳遞運動和動力，它在機械傳動及整個機械領域中的應用極其廣泛。齒輪的組成結構一般有輪齒、齒槽、端面、法面、齒頂圓、齒根圓、基圓、分度圓。齒輪還可按其外形分為圓柱齒輪、錐齒輪、非圓齒輪、齒條、蝸桿蝸輪 ；按齒線形狀分為直齒輪、斜齒輪、人字齒輪、曲線齒輪。本次設計通過對雙聯齒輪的結構分析，制定相應的加工路線，制作一個雙聯齒輪零件，并設計相配套的量規(guī)量具。關鍵詞：雙聯齒輪 加工工藝 加工階段緒言 雙聯齒輪就是兩個齒輪連成一體.這種雙聯齒輪在輪系中(變速器)被稱為滑移齒輪,它的作用就是改變輸出軸的轉速或速度.齒輪箱

2、里,有滑移齒輪就可以有多種轉速或速度,沒有滑移齒輪就只有一種轉速或速度。齒輪傳動在現代機器和儀器中的應用極為廣泛，其功用是按規(guī)定的速比傳遞運動和動力。齒輪的結構由于使用要求不同而具有各種不同的形狀，但從工藝角度可將齒輪看成是由齒圈和輪體兩部分構成。按照齒圈上輪齒的分布形式，可分為直齒、斜齒、人字齒等；按照輪體的結構特點，齒輪大致分為盤形齒輪、套筒齒輪、軸齒輪、扇形齒輪和齒條等等。1 齒輪的功用與結構特點齒輪傳動在現代機器和儀器中的應用極為廣泛，其功用是按規(guī)定的速比傳遞運動和動力。齒輪的結構由于使用要求不同而具有各種不同的形狀，但從工藝角度可將齒輪看成是由齒圈和輪體兩部分構成。按照齒圈上輪齒的分

3、布形式，可分為直齒、斜齒、人字齒等；按照輪體的結構特點，齒輪大致分為盤形齒輪、套筒齒輪、軸齒輪、扇形齒輪和齒條等等，如圖1所示。圖1 圓柱齒輪的結構形式在上述各種齒輪中，以盤形齒輪應用最廣。盤形齒輪的內孔多為精度較高的圓柱孔和花鍵孔。其輪緣具有一個或幾個齒圈。單齒圈齒輪的結構工藝性最好，可采用任何一種齒形加工方法加工輪齒；雙聯或三聯等多齒圈齒輪(圖1b、c)。當其輪緣間的軸向距離較小時，小齒圈齒形的加工方法的選擇就受到限制，通常只能選用插齒。如果小齒圈精度要求高，需要精滾或磨齒加工，而軸向距離在設計上又不允許加大時，可將此多齒圈齒輪做成單齒圈齒輪的組合結構，以改善加工的工藝性。齒輪的結構形式好

4、多在此我設計的是雙聯齒輪，雙聯齒輪就是兩個齒輪連成一體。這種雙聯齒輪在輪系中(變速器)被稱為滑移齒輪,它的作用就是改變輸出軸的轉速或速度.齒輪箱里,有滑移齒輪就可以有多種轉速或速度,沒有滑移齒輪就只有一種轉速或速度。2 雙聯齒輪加工工藝設計m=m=2.5，=20°，z=33，z=19；精度7FL；齒部50HRC圖2 雙聯齒輪2.1 雙聯齒輪的結構與技術要求分析2.1.1 齒輪的結構特點雙聯齒輪一般分為齒圈和輪體兩部分，根據齒輪輪體的結構形狀來劃分可知圖2雙聯齒輪為盤類齒輪，有兩個齒圈，在齒圈上切出直齒齒形，在輪體上帶有花鍵孔。2.1.2 齒輪的技術要求為了保證齒輪正常工作和便于加工，

5、齒輪主要表面的尺寸公差、位置公差和表面粗糙度須達到一定標準。由圖2可知：雙聯齒輪的齒面粗糙度為1.6um32H10孔的表面粗糙度為1.6um，28H7孔的表面粗糙度為3.2um齒輪兩端面跳動允差為0.05mm2.2 雙聯齒輪的加工工藝分析2.2.1 工藝過程分析圖2為一雙聯齒輪，材料為40Cr，精度為7FL級，齒部50HRC齒輪加工工藝過程大致要經過如下幾個階段：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。加工的第一階段是齒坯最初進入機械加工的階段。由于齒輪的傳動精度主要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

6、系，所以，這個階段主要是為下一階段加工齒形準備精基準，使齒的內孔和端面的精度基本達到規(guī)定的技術要求。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，也應盡量在這一階段的后期加以完成。第二階段是齒形的加工。對于不需要淬火的齒輪，一般來說這個階段也就是齒輪的最后加工階段，經過這個階段就應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鍵階段。應予以特別注意。加工的第三階段是熱處理階段。在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。加工的最后階段是齒形的精加工階段。這

7、個階段的目的，在于修正齒輪經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對定位基準面(孔和端面)進行修整，因淬火以后齒輪的內孔和端面均會產生變形，如果在淬火后直接采用這樣的孔和端面作為基準進行齒形精加工，是很難達到齒輪精度的要求的。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，以便達到精加工的目的。2.2.2 定位基準的確定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。內孔和端面定位

8、選擇既是設計基準又是測量和裝配基準的內孔作為定位基準，既符合“基準重合”原則，又能使齒形加工等工序基準統(tǒng)一，只要嚴格控制內孔精度，在專用芯軸上定位時不需要找正。故生產率高，廣泛用于成批生產中。外圓和端面定位齒坯內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孔的徑向跳動要小。因找正效率低，一般用于單件小批生產。2.2.3 齒端加工如圖3所示，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，這些銳邊經滲碳淬火后很脆，在齒輪傳動中易崩裂。圖3 齒端加工形式用銑刀進行齒端倒圓，如圖4所示。倒圓時，銑刀在高速旋轉的同

9、時沿圓弧作往復擺動(每加工一齒往復擺動一次)。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。圖4 齒端倒圓加工形式2.2.4 精基準修正齒輪淬火后基準孔產生變形，為保證齒形精加工質量，對基準孔必須給予修正。對外徑定心的花鍵孔齒輪，通常用花鍵推刀修正。推孔時要防止歪斜，有的工廠采用加長推刀前引導來防止歪斜，已取得較好效果。對圓柱孔齒輪的修正，可采用推孔或磨孔，推孔生產率高，常用于未淬硬齒輪；磨孔精度高，但生產率低，對于整體淬火后內孔變形大硬度高的齒輪，或內孔較大、厚度較薄的齒輪，則以磨孔為宜。磨孔應以齒面定位，符合互為基準原則。

10、2.3 雙聯齒輪加工工藝過程雙聯齒輪如圖2所示，中批生產；材料為40C；毛坯為鍛件；兩端孔口34成15°倒角，必須在粗加工中車至尺寸，并應考慮精車余量。否則，工件套在花鍵心軸上后，精車端面時會將心軸車壞，或端面車不平；因花鍵孔在拉削時定位基準是浮動的，無法保證孔與外圓的同軸度，因此車削齒坯時，先粗車齒坯各外圓和端面，各留精車余量12mm，待拉削好花鍵孔后，套上花鍵心軸再精車各部分至尺寸，以保證孔與外圓的同軸度，以及孔與端面的垂直度。表1 雙聯齒輪加工工藝過程工序號工序名稱工序內容設備1鍛鍛造并退火，檢查模鍛錘2熱處理調質（250HBS），檢查3車三爪卡盤夾87.5h8毛坯外圓，校正車

11、端面；粗車外圓56.5h8至57.5，粗車溝槽至43×3，尺寸19車至19.5；倒角臥式車床4車三爪卡盤夾56.5h8粗車后的外圓表面車端面，尺寸41車至42，粗車外圓87.5h8至88.5，鉆孔至27，車孔至27.80，絞孔28H7至尺寸；兩端孔口34成15°倒角；檢查臥式車床5拉拉花鍵孔6×28×32×7至尺寸，檢查拉床6車套花鍵心軸，裝夾于二頂尖間車外圓87.5h8（）至尺寸；車外圓56.5h8（）至尺寸；車兩端面至尺寸41；車溝槽42至尺寸，保持尺寸18、19；齒部倒角；檢查臥式車床7插齒工件以花鍵孔定位于心軸上，校正心軸按圖樣要求插齒

12、z=33、z=19，檢查插齒機8倒角工件以花鍵孔定位于心軸上，校正。按圖樣要求齒部倒角齒輪倒角機9熱處理高頻感應淬火，齒部淬硬（50HRC），檢查10珩齒工件以花鍵孔定位于花鍵心軸上。珩齒z=33、z=19至尺寸，檢查齒輪珩磨機11鉗去毛刺，清洗，涂防銹油，入庫2.4加工階段劃分的原則及作用2.4.1加工階段劃分的原則（1）如果工件需要進行熱處理，則至少要把工藝路線分為兩個階段，主要是便于合理安排熱處理。（2）零件剛性差時要劃分階段，因為零件的剛性、易變形。（3）零件的加工精度要求高時要劃分階段，在機械加工過程中間，對加工質量要求不高、工件剛度足夠、毛坯質量高和加工余量小的工件。2.4.2加工

13、階段的劃分的作用（1）保證加工質量；（2）全部表面先進行粗加工，便于及時發(fā)現毛坯缺陷，避免浪費；（3）有利于合理使用設備，并有利于車間設備的布置；（4）便于安排熱處理工序，使冷、熱加工工序配合得更好；（5）精加工、光整加工安排在最后，可保護精加工和光整加工過的表面少受磕碰損壞。2.5熱處理工序作用分析正火處理對鍛造齒輪毛坯是必需的熱處理工序，它可以使同批坯料具有相同的硬度，便于切削加工，并使組織均勻，消除鍛造內應力，對一般齒輪，正火處理也可以作為高頻淬火前的最后熱處理工序。調質處理可以使齒輪具有較高的綜合機械性能，提高齒輪心部的強度和韌性，使齒輪能承受較大的彎曲應力和沖擊力。調質后的齒輪組織為回火索氏體，在高頻淬火時變形更小。高頻淬火及低溫回火是賦予齒輪表面性能的關鍵工序，感應加熱表面淬火可以在工件表層得到極細的“隱晶馬氏體”組織，從而提高齒輪表面硬度和耐磨性，并使齒輪表面有壓應力存在而增加抗疲勞破壞的能力。為了消除淬火應力，高頻淬火后應進行低溫回火，這對防止研磨裂紋的產生和提高抗沖擊能力極為有利?？?結雙聯齒輪就是兩個齒輪連成一體.這種雙聯齒輪在輪系中(變速器)被稱為滑移齒輪,雙聯齒輪本身的制造精度，對整個機器的工作性能、承載能力