【正文】 機械制造工藝學(xué) 學(xué)習(xí)情境 5 圓柱齒輪的機械加工 工藝卡片設(shè)計 任務(wù) 直齒圓柱齒輪的加工 工藝規(guī)程制定 機械制造工藝學(xué) 給定任務(wù)： 圖 51所示為成批生產(chǎn)，材料為 40Cr，精度為 7級的雙聯(lián)圓柱齒輪；圖 52所示為小批量生產(chǎn)，材料為 40Cr，精度為 655的高精度單齒圓柱齒輪。試編制其機械加工工藝過程。 任務(wù) 直齒圓柱齒輪的加工工藝規(guī)程制定 圖 51 雙聯(lián)齒輪 圖 52 高精度齒輪簡圖 機械制造工藝學(xué) 任務(wù)分析： 1. 圓 柱 齒輪 的功用 與結(jié)構(gòu) 特點 (a)、 (b)、 (c)－單聯(lián)、雙聯(lián)、三聯(lián)盤形齒輪 (d)－內(nèi)齒輪 (e)－套筒齒輪 (f)－軸齒輪 (g)－齒條 圖 53 任務(wù) 直齒圓柱齒輪的加工工藝規(guī)程制定 機械制造工藝學(xué) （ 1）功用 ：按照規(guī)定的速比傳遞 運動和動力 。 （ 2）結(jié)構(gòu)特點 ：工藝觀點大體上可以把它們分為齒圈和輪體兩部分。 齒圈上的輪齒的分布形式： 直齒，斜齒，人字齒，單齒圈（工藝性好），多齒圈。 齒圈上的輪齒的齒形： 漸開線齒輪和擺線齒輪 輪體的結(jié)構(gòu)特點： 盤形齒輪、套筒齒輪、軸齒輪、扇形齒輪、內(nèi)齒輪，齒條。 應(yīng)用最廣 ：漸開線齒形直齒盤形圓柱齒輪 任務(wù)分析： 機械制造工藝學(xué) 5－ 5 圓柱齒輪加工 (a)、 (b)、 (c) 單聯(lián)、 雙聯(lián)、 三聯(lián) 盤形齒輪 ； (d) 內(nèi)齒輪； (e) 套筒齒輪； (f) 軸齒輪； (g) 齒條 機械制造工藝學(xué) 齒輪的加工工藝性： 齒輪的結(jié)構(gòu)形式直接影響齒輪的加工工藝過程。 單齒圈盤類齒輪 的結(jié)構(gòu)工藝性 最好 ，可采用任何一種齒形加工方法加工輪齒； 雙聯(lián)或三聯(lián) 等多齒圈齒輪的 小齒圈 的加工受齒圈間軸向距離的限制，其齒形加工方法的選擇就受到限制， 加工工藝性差 。 機械制造工藝學(xué) 2. 齒輪本身的制造精度 ， 對整個機器的工作性能 、 承載能力及使用壽命都有很大影響 。 根據(jù)其使用條件 ， 齒輪傳動應(yīng)滿足 （ 1） 運動精度 要求齒輪能準確地傳遞運動， 傳動比恒定 ，即要求齒輪在 一轉(zhuǎn)中 ，轉(zhuǎn)角誤差不超過一定范圍。 （ 2） 工作平穩(wěn)性 。 要求齒輪傳動平穩(wěn) ， 無沖擊 ， 振動和噪聲小 ， 這就需要限制齒輪傳動時 瞬時傳動比的變化 ， 即限制齒輪在轉(zhuǎn)過一 個齒形角 時的 轉(zhuǎn)角誤差 。 機械制造工藝學(xué) （ 3）接觸精度 齒輪在傳遞動力時，為了不致因載荷分布不均勻使接觸應(yīng)力過大，引起齒面過早磨損，這就要求 齒輪工作時齒面接觸要均勻，并保證有一定的接觸面積和符合要求的接觸位置 。 （ 4） 齒側(cè)間隙。 一對相互嚙合的齒輪 ， 其齒面間必須留有一定的間隙 ，即為齒側(cè)間隙 ， 其 作用是貯存潤滑油 ， 使齒面工作時減少磨損；同時可以 補償 熱變形 、 彈性變形 、 加工誤差和安裝誤差等因素引起的 齒側(cè)間隙減小 ， 防止卡死 。 機械制造工藝學(xué) 3. 齒 坯的技 術(shù) 要求 —— 基準孔（或 軸 ）的直 徑 公差，基準端面的端面跳 動 機械制造工藝學(xué) 齒輪的材料及熱處理對齒輪的加工質(zhì)量和使用性能都有很大的影響 ， 選擇時 主要應(yīng)考慮齒輪的工作條件 （ 如速度與載荷 ） 和失效形式 （ 如點蝕 、 剝落或折斷等 ） 。 （ 1） 中碳結(jié)構(gòu)鋼 （ 如 45鋼 ） 這種鋼經(jīng)進行調(diào)質(zhì)或表面淬火后 ， 綜合力學(xué)性能較好 ，但齒面粗糙度較粗 ， 主要適用于 低速 、 輕載或中載的 一般用途的齒輪 。 機械制造工藝學(xué) （ 2） 中碳合金結(jié)構(gòu)鋼 （ 如 40Cr） 這種鋼進行調(diào)質(zhì)或表面淬火后綜合力學(xué)性能較 45鋼好 ， 且熱處理變形小 ， 適用于 速度較高 、載荷大及精度較高的 齒輪 。 某些高速齒輪 ， 為提高齒面的耐磨性 ， 減少熱處理后的變形 ， 不再進行磨齒 ， 可選用氮化鋼 （ 如 38CrMoAlA） 進行 氮化 處理 。 機械制造工藝學(xué) （ 3） 滲碳鋼 （ 如 20Cr和 20CrMnTi等 ） 這種鋼經(jīng)滲碳或碳氮共滲等滲碳淬火后 ， 齒面硬度 可達 58~63HRC， 而芯部又有較高的韌性 ， 既耐磨又能承受沖擊載荷 ， 適用于 高速 、 中載或有沖擊載荷的 齒輪 。 （ 4） 鑄鐵及其它非金屬材料 （ 如夾布膠木與尼龍等 ） 這些材料強度低 ， 容易加工 ， 適用于一些 較輕 載荷下 的齒輪傳動 。 機械制造工藝學(xué) 齒輪毛坯 棒料 ； 小尺寸，結(jié)構(gòu)簡單，不太重要的齒輪 鍛件 ： 一般均采用鍛造毛坯 。 強度高，耐磨，耐沖擊 生產(chǎn)批量較小或尺寸較大的采用自由鍛造，生產(chǎn)批量較大的中小齒輪采用模鍛。 鑄鋼 ： 對于直徑很大且結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜、不便鍛造的齒輪 ，可采用鑄鋼毛坯。鑄鋼齒輪的晶粒較粗，力學(xué)性能較差，且加工性能不好，故 加工前應(yīng)先經(jīng)過正火處理 ，消除內(nèi)應(yīng)力和硬度的不均勻性， 以改善加工性能。 機械制造工藝學(xué) 知識準備： 一、毛坯的選擇 1. 常見毛坯的種類 1）鑄件 形狀復(fù)雜的零件毛坯，宜采用鑄造方法制造。目前鑄件大多用砂型鑄造，它又分為木模手工造型和金屬模機器造型。 木模手工造型鑄件精度低，加工表面余量大，生產(chǎn)率低，適用于單件小批生產(chǎn)或大型零件的鑄造。金屬模機器造型生產(chǎn)率高， 鑄件精度高，但設(shè)備費用高，鑄件的重量也受到限制，適用于大批量生產(chǎn)的中小鑄件。其次，少量質(zhì)量要求較高的小型鑄件可采用特種鑄造（如壓力鑄造、離心制造和熔模鑄造等）。 機械制造工藝學(xué) ２ ) 型材 型材有很多的品種。常用型材的斷面有圓形、方形、長方形、六角形，以及管材、板材、帶材等。型材有熱軋和冷拉兩種 ３ ) 鍛件 鍛件能獲得纖維組織的連續(xù)性和均勻分布，從而提高了零件的強度，所以適用于制造強度要求較高，形狀比較簡單的零件毛坯。 ４ ) 焊接件 將型鋼或鋼板焊接成所需要的結(jié)構(gòu)件，其優(yōu)點是結(jié)構(gòu)重量輕，制造周期短，