【正文】 于齒面的精加工，效率一般比較低。目前，齒面加工的主要方法是刀具切削加工和砂輪磨削加工。 為了便于我們了解齒輪加工 ，下面我們對齒輪加工的方法進行一個簡單的探討。 （ 3） 粗車 — 半精車 — 精車 — 金剛石車 對于有色金屬，用磨削加工通常不易得到所要求的表面粗糙度，因為有色金屬一般比較軟，容易堵塞沙粒間的空隙，因此其最終工序多用精車和金剛石車。外圓加工的 基本加工路線可歸納為四條 ： （ 1） 粗車 — 半精車 — 精車 對于一般常用材料，這是外圓表面加工采用的最主要的工藝路線。 由上式可見，為減少基節(jié)偏差，滾刀制造時應(yīng)嚴格控制軸向齒距及齒形角誤差，同時對影響齒形角誤差和軸向齒距誤差的刀齒前刀面的非徑向性誤差也要加以控制。 圖 14 常見的齒輪誤差 （ 2） 基節(jié)極限偏差滾齒時，齒輪的基節(jié)極限偏差主要受滾刀基節(jié)偏差的影響。圖 a為齒面出棱、圖 b為齒形不對稱、圖 c為齒形角誤差、圖 d 為齒面上的周期性誤差、圖 e為齒輪根切。 加工誤差分析 （ 1） 齒形誤差 從實際操作中，我們 不難 發(fā)現(xiàn)： 齒形誤差主要是由于齒輪滾刀的制造刃磨誤差及滾刀的安裝誤差等原因造成的，因此在滾刀的每一轉(zhuǎn)中都會反映到齒面上。齒形誤差會引起每對齒輪嚙合過程中傳動比的瞬時變化；基節(jié)偏差會引起一對齒過渡到另一對齒嚙合時傳動比的突變。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 。 齒形的精加工階段 這個階段的目的，在于修正齒輪經(jīng)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。其主要目的是消除鍛造及粗加工所引起的殘余應(yīng)力，改善材料的切削性能和提高綜合力學性能。 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。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(guān)鍵階段。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(yīng)盡量在這一階段的后期加以完成。 (4)鑄鐵件用于受力小，無沖擊的開式傳動的齒輪。 （ 由于實際需求， 本文使用的就是下料件） (2)鍛件用于重要而受力較大的齒輪。 齒輪毛坯 由于 齒輪毛 坯的選擇取決于齒輪的材料、結(jié)構(gòu)形式與尺寸、使用條件及生產(chǎn)批量等因素。 由于 齒輪的制造精度和齒側(cè)間隙主要根據(jù)齒輪的用途和工作條件而定。接觸精度除了包括齒面接觸均勻性以外，還包括接觸面積和接觸位置。即要求限制齒輪轉(zhuǎn)動時瞬時速比的變化。即要求齒輪在一轉(zhuǎn)中的轉(zhuǎn)角誤差不超過一定范圍。根據(jù)其使用條件，齒輪傳 動應(yīng)滿足以下幾個方面的要求。機械強度要求不高的齒輪可采用中碳鋼正火處理，大 直徑的齒輪可采用鑄鋼正火處理。因硬度不高，輪齒精加工可在熱處理后進行。 調(diào)質(zhì)一般用于中碳鋼和中碳合金鑰，如 4 40Cr、 35SiMn 鋼等。滲氮后不需要進行其他熱處理，齒面硬度可達 700～ ９ 900HV。齒輪經(jīng)滲碳淬火后，輪齒變形較大，應(yīng)進行磨削加工。 滲碳淬火常用于低碳鋼和低碳含金鋼，如 20Cr 鋼等。特點是抗疲勞點蝕、抗膠合能力高。 由于本文用到的齒輪材料為 鋼制齒輪 ，因此主要介紹一下它的 的熱處理方法 （本篇文章的加工工藝過程的選用中需要用到的 熱處理方法 是正火 和調(diào)質(zhì)） ： 表面淬火常用于中碳鋼和中碳合金鋼，如 4 40Cr 鋼等。 （ 3） 合金滲碳鋼 (如 20Cr， 20CrMnTi)進行滲碳淬火或液體碳氮共滲，齒面硬度可達 58HRC，且心部有較高韌性，適用于高速、中載和或有沖擊載荷的齒輪 （ 4） 鑄鐵及其他非金屬材料 (如尼龍、夾布膠木等 )。 齒輪的材料及熱處理 《材料成形原理與工藝》 中 對齒輪材料的基本要求 如下 ： －齒面要硬 ,齒芯要韌 －易于加工及熱處理 －軟齒面齒輪齒面配對硬度差為 3050HBS 常用的齒輪材料及其熱處理方法有： （ 1） 中碳鋼 (如 45鋼 )進行調(diào)質(zhì)或表面淬火，綜合力學性能較好，用于低速、輕載或中載的一些不重要 的齒輪。首先，采用不同的熱處理方法相對加工費用也不一樣。從材料本身價格來考慮， 碳鋼和鑄鐵的價格比較低廉，因此在滿足零件機械性能的前 提下選用碳鋼和鑄鐵，不僅具有較好的加工工藝性能，而且可以降低成本。我們可以通過改變工藝規(guī)程、熱處理方法等途徑來改善材料的工藝性能。一般來說，碳鋼的鍛造、切削加工等工藝性能較好，其機械性能可以滿足一般工作條件的要求，但強度不高，淬透性較差。 滿足材料的工藝性能 材料的工藝性能是指材料本身能夠適應(yīng)各種加工 工藝要求的能力。 齒輪主要的失效形式有齒面電蝕、齒面膠合、齒面塑性變形和輪齒折斷等。對高速、輕載而又要求低噪聲的齒輪傳動，也可采用非金屬材料、如夾布膠木、尼龍等。高速齒輪易產(chǎn)生齒面點蝕，宜選用齒面硬度高的材料。開式低速傳動時，可采用灰鑄鐵或球墨鑄鐵。一般多采用鍛件或軋制鋼材。 在本文的一些條件下， 對齒輪材 料的基本要求是：應(yīng)使齒面具有足夠的硬度和耐磨性，齒心具有足夠的韌性，以防止齒面的各種失效，同時應(yīng)具有良好的冷、熱加工的工藝性，以達到齒輪的各種技術(shù)要求。 2ha* 173。 表 11 漸開線標準直齒圓柱齒輪 幾何尺寸計算公式 名稱 符號 計算公式 齒距 p p = mπ 齒厚 s s = π m/2 槽寬 e e =π m/2 齒頂高 ha ha = ha*m 齒根高 hf hf = ha + c =（ ha*+c*） m 全齒高 h h = ha + hf =（ 2ha*+c*） m 分度圓直徑 d d = m z 齒頂圓直徑 da da = d + 2ha = m（ z + 2ha*） 齒根圓直徑 df df = d 173。 （ 3） 齒頂高、頂隙和齒根高 由分度圓到齒頂?shù)膹较蚋叨确Q為齒 頂高，用 ha表示 ha = ha*m 兩齒輪裝配后，兩嚙合齒沿徑向留下的空隙距離稱為頂隙，以 c 表示 c = c*m 由分度圓到齒根圓的徑向高度稱為齒根高，用 hf表示 hf = ha + c =（ ha*+c*） m 式中 ha*、 c*分別稱為齒頂高系數(shù)和頂隙系數(shù)，標準齒制規(guī)定：正常齒制 ha*=c*=，短齒制 ha*=、 c*=。 。齒距 p 與π 的比值 p/π 稱為模數(shù)，以 m表示 （ 模數(shù)是齒輪的基本參數(shù) ）。 （ 5） 壓力角（ ak）及展角（ invak）的計算 cos (ak)=(rb)/(rk) inv(ak)=tg（ ak） (ak) 標準直齒圓柱齒輪外嚙合幾何尺寸計算 （ 1） 分度圓、模數(shù)和壓力角 我們把 齒輪上作為齒輪尺寸基準的圓稱為分度圓，分度圓以 d 表示。 圖 12 漸開線的形成及壓力角 圖 13 漸開線形狀與基圓大小的關(guān)系 （ 4） 漸開線齒廓嚙合的特點 ： 1） 漸開線齒輪中心距的可分性 。 （ 2） 漸開線上任意一點的法線必與基圓相切 ； 漸開線上各點的曲率半徑不相等 ；漸開線的形狀決定基圓的大小 。 齒輪傳動要滿足瞬時傳動比保持不變，則兩輪的齒廓不論在何處接觸，過接觸點的公法線必須與兩輪的連心線交于固定的一點。 齒輪的分類 從《機電一體化實用手冊》 （見參考文獻 ，以下皆是 ） 一書中我們了解到： 齒輪的傳動是通過輪齒之間的相互嚙合 來 實現(xiàn)直接接觸的傳動方法。 2） 齒輪機構(gòu) 不適用于遠距離的傳動。 3） 齒輪機構(gòu) 能夠 實現(xiàn)平行軸和不平行軸之間的傳動。 ４ 第一章 直齒圓柱齒輪軸的設(shè)計 齒輪機構(gòu)的特點 如下： （ 1） 齒輪機構(gòu) 的 優(yōu)點有： 1） 齒輪機構(gòu) 傳遞的功率 和圓周速度分