左旋齿轮加工工艺.doc

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1、广东石油化工学院成人教育毕业论文(设计)题目： 左旋转齿轮零件加工工艺设计 学生姓名：杨一辉 层次： 专 科 所学专业： 数控技术 班级：10函数控大专5班 指导老师：莫志豪 职称： 机械高级讲师 2012年6月20日广东石油化工学院成人教育毕业论文(设计)评语表指 导 教 师 评 语1、该同学按毕业论文任务书完成了主要工作量；论文设计方案基本正确，论据尚正确；2、按要求查阅了相关参考文献，具备了基本的阅读相关文献资料的能力；3、论文概念基本清楚，文理较通顺，图表较规范，无原则性错误，从完成论文情况来看，该同学达到了大专毕业论文的要求。评定成绩：_62_分 签 名：_ 年 月 日评 阅教师 评

2、 语评定成绩：_分 签 名：_ 年 月 日答辩结论评定成绩：_分 签 名：_ 年 月 日总 评评定等级：_ 签 名：_ 年 月 日广东石油化工学院成人教育毕业论文(设计)任务书 发给学员杨一辉1、毕业设计（论文）题目：左旋转齿轮零件加工工艺设计 2、学员完成设计（论文）时间：2012年6月20日3、毕业设计（论文）课题要求：所选课题必须符合数控加工技术专业的培养目标，满足教学的基本要求，体现专业基本训练内容，有利于巩固、深化和提高学生所学专业理论知识和技能，使学生受到全面训练。课题应结合本职工作任务和实际工程上需要，用所学的专业理论知识解决生产中的实际问题，增强学生的理论知识与实际应用能力。

3、4、实验（上机、调研）部分要求内容： 实验（上机、调研）应根据毕业设计（论文）课题的研究目标、内容、任务进行文献和相关资料查阅，并到现场进行调研；零件加工应按毕业设计（论文）任务书中的图纸和数控加工工艺规程的有关规定进行，特别是在零件加工时要注意安全，不能有工伤事故发生。 5、文献查阅要求： 文献和相关资料查阅，应符合毕业设计（论文）课题的研究目标、内容和任务书等要求，达到所学理论与实际应用相结合的目的，提高学生独立思考和解决数控加工工艺生产技术的实际能力。 6、发出日期：2012年3月10 日7、学员完成日期：年月日系（教研室）意见： 签名： 指导教师签名： 学 生 签 名： 广东石油化工学

4、院成人教育原 创 承 诺 书我承诺所呈交的毕业论文（设计）左旋转齿轮零件加工工艺设计是本人在老师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我查证，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果。若本论文（设计）及资料与以上承诺内容不符，本人愿意承担一切责任。 毕业论文（设计）作者签名： 日期： 2012年 月 日目 录摘 要III绪 论I第一章 概 述1第二章 齿轮的基础知识12.1 齿轮机构的特点12.2 齿轮啮合基本定律12.3 共轭齿廓的重要一种-渐开线齿廓齿轮12.4 渐开线齿廓啮合的特点12.5 标准直齿圆柱齿轮外啮合几何尺寸计算12.6 渐开线齿轮啮

5、合传动2第三章 齿轮传动过程中的常见问题23.1 齿轮传动的失效形式21.轮齿折断22.齿轮疲劳点蚀33.齿面胶合34.齿面磨粒磨损35.齿面塑性变形33.2 设计准则41.按齿轮接触疲劳强度设计42.确定几何尺寸43.校核齿根弯曲疲劳强度44.齿轮的设计结构图43.3 齿轮的材料及热处理41.锻造42.铸钢53.铸铁5第四章 齿轮加工工艺过程分析64.1 设计中的结构问题61.齿轮轴62.实体式齿轮63.腹板式齿轮74.轮辐式齿轮74.2齿轮加工路线84.3 基准的选择84.4 齿轮毛坯84.5齿形及齿端加工91.齿形加工方法比较92.加工流程93.齿轮的技术要求：104.6齿轮加工过程中的

6、热处理要求11第五章 加工中的精度、误差125.1 加工精度125.2原始误差12结 论15致 谢16参考文献17摘 要 加工齿轮轮齿有两种基本的方法：产生过程和形成过程。当一个轮齿产生时，工件和切削或磨削工具，是不断啮合在一起的，轮齿的形式是由刀具决定的。换句话说，工件和刀具是共轭的。滚齿机，成型切割机，剃齿机，磨床都使用这个原理。 当一个轮齿形成时，该刀具是呈正被加工出来的空间的形状的。一些磨床使用此原理，与一个指示装置配套在一起使轮齿一个挨一个形成。刀就是同时加工所有轮齿形成刀具的例子。成型 成型本质上是与平面图类似的，但采用了圆形的切削刀具替代了齿条，由此产生的往复惯性的减少，允许更高

7、的行程速度：现代的成型切割汽车齿轮可以以每分钟2000切割行程运行。切削刀具的形状大致是与渐开线齿轮相同的，但轮齿的顶端是圆形的。关键词：特点，工艺，质量绪 论本毕业设计说明书做为一名检测技术与应用专业的毕业设计说明书，是根据大专三年在学校所学专业知识的归纳、总结、实践而写的。21世纪，机械制造业的竞争，其实质就是机械制造技术的竞争，也是人才的竞争。市场急需机械制造人才，为此各职业院校都家大了数控人才的培养力度，对机械专业教学的课程体系和教学方式也进行了有益的探索和实践。近年来，机械加工和数控设备的应用呈突飞猛进之势，包括以组合机床为主的大量的生产方式现在都向数控设备为主的生产方式转变，社会上

8、对掌握机械制造技术的人才需求量越来越大。为了提高机械制造的本领，对所学的知识加以巩固，本论文突出了齿轮加工的特点，零件加工的工艺性的特点，培养我们全面的机械制造加工能力，能制定出合理的机械制造加工工艺规程，能够制定加工工艺，编制程序，进行数学处理，自己利用设备执行加工工艺的过程，加工出合格的零件。并掌握加工中工艺的合理选用，了解材料的材料、特点、以及如何进行热处理等一系列问题。齿轮零件的功用 齿轮零件是机器中经常遇到的典型零件之一。它主要用来传递扭矩和承受载荷。齿轮零件是旋转体零件，根据形状大小可分为伞齿轮、大齿轮、小齿轮、左旋齿轮等等。不同的齿轮有不同的加工工艺和技术要求，本文将以左旋齿轮为

9、例，展示齿轮的加工过程。第一章 概 述随着世界经济的持续发展和人们对物质文化需求的进一步提高，人们不光要购买功能好，价格低的产品还要购买的外观漂亮，富有现代气息产品。这就要求和带动了我们的发展，使的各个生产企业争相引进先进技术。提高生产效率，以便缩短工作周期，因为这些要求，数控加工以其效率高，可操作性强的特点而近年来被广泛应用于模具工业的生产当中。下面我结合我所在公司的实习的情况，以小齿轮为例来详细介绍它的一些基础知识、设计加工的过程以及齿轮在日常使用过程中常出现的问题及解决办法。第二章 齿轮的基础知识2.1 齿轮机构的特点优点：1.传递的功率和圆周速度范围较大（功率kw，速度300m/s）2

10、.传动比恒定，寿命长，工作可靠性高。3.实现平行轴和不平行轴之间的传动。缺点：1.制造成本高2.不适用于远距离的传动。3.低精度齿轮会产生有害的冲击，噪音和振动2.2 齿轮啮合基本定律齿轮传动要满足瞬时传动比保持不变，则两轮的齿廓不论在何处接触，过接触点的公法线必须与两轮的连心线交于固定的一点P。2.3 共轭齿廓的重要一种-渐开线齿廓齿轮1.发生线沿基圆滚过的长度，等于基圆上被滚动过的圆弧长。2.渐开线上任意一点的法线必与基圆相切3.渐开线上各点的曲率半径不相等4.渐开线的形状决定基圆的大小5.基圆内无渐开线。2.4 渐开线齿廓啮合的特点1.渐开线齿轮中心距的可分性2.啮合角为恒定值2.5 标

11、准直齿圆柱齿轮外啮合几何尺寸计算名称 符号 计算公式基本参数 模数 m 根据强度计算选标准值齿数 z压力角 a 20度齿顶高系数 Ha* 1.0顶隙系数 C* 0.25几何尺寸 分度原直径 d mz齿顶高 ha Ha*m齿根高 hf (ha*+c*)m齿高 h (2ha*+c*)m齿顶圆直径 da (z+2ha*)m齿根圆直径 df (z-2ha*-2c*)m基圆直径 db mzcos20齿距 p 3.14m齿厚 s 3.14m/2齿槽宽 e 3.14m/22.6 渐开线齿轮啮合传动正确啮合条件：两齿轮的压力角和模数分别相等。标准直齿圆柱齿轮出动的标准中心距：m/2(z1+z2)。单个齿轮有固

12、定的分度圆和分度圆压力角而无啮合角和节圆。两齿轮啮合时才有节圆合啮合角。连续传动的啮合条件：实际啮合长度/基圆齿距=重合度，一般取1.11.4。 基圆齿距=2.9516m 实际啮合线长度=（1.11.4）*2.9516m。第三章 齿轮传动过程中的常见问题3.1 齿轮传动的失效形式齿轮传动的失效主要发生在轮齿部分，其常见失效形式有：轮齿折断、齿面点蚀、齿面磨损、齿面胶合和塑性变形等五种。齿轮其他部分（如齿圈、轮辐、轮毂等）失效很少发生，通常按经验设计。1.轮齿折断轮齿在工作过程中，齿根部受较大的交变弯曲应力，并且齿根圆角及切削刀痕产生应力集中。当齿根弯曲应力超过材料的弯曲疲劳极限时，轮齿在受拉一

13、侧将产生疲劳裂纹，随着裂纹的逐渐扩展，导致轮齿疲劳折断。齿宽较小的直齿轮常发生整齿折断。齿宽较大的直齿轮，因制造装配误差易产生载荷偏置一端，导致局部折断。斜齿轮及人字齿轮的接触线是倾斜的，也容易产生局部折断。轮齿受到短期过载或冲击载荷的作用，会发生过载折断。1）疲劳折断。疲劳折断是循环弯曲应力作用的结果。2）过载折断。是由于短时的严重过载或冲击载荷，使齿轮因静强度不足而发生的突然折断。2.齿轮疲劳点蚀齿轮工作是齿轮廓曲面上将产生循环变化的接触应力。当接触应力超过表层材料的接触疲劳极限时，齿面就会出现疲劳点蚀。从观察实际失效齿轮得知，疲劳点蚀一般多出现在齿根表面靠近线处。齿根的疲劳裂纹齿面疲劳点

14、蚀是闭式软齿面传动的主要失效形式。在开式传动中，由于齿面磨损较快，在没有形成疲劳点蚀之前，部分齿面已被磨掉，因而一般看不到点蚀现象。3.齿面胶合从宏观上看，轮齿表面是十分光滑的。但从微观上看，轮齿表面却是凹凸不平的。正常工作时，齿面被润滑油膜覆盖着。在低速重载时，齿面间不易形成润滑油膜；在高速重载时，由于啮合区的温度使润滑有黏度降低，从而使润滑油膜破裂。这些均会导致两齿面金属直接接触，出现峰点黏着现象。随着齿面的相对滑动，黏着点被撕脱，从而在较软齿面上留下与滑动方向一致的粘撕沟痕。齿面点蚀和胶合4.齿面磨粒磨损齿轮传动时，由于两齿轮廓间的相对滑动，在载荷作用下齿面会产生磨粒磨损。灰尘、污物、金

15、属微粒进入啮合齿面间也会起到磨粒作用，产生磨粒磨损。在开式传动中，齿轮暴露在外，齿面磨粒磨损是齿轮失效的主要形式。齿面磨损严重时，不仅失去正确的齿形，而且齿轮变薄，易引起折断。5.齿面塑性变形在重载作用下，较软的齿面在节线处产生局部塑性变形，使齿面失去正确的齿形。这种失效形式多发生在低速、重载和启动频繁的软齿面传动中。在齿面设计中，除遵循正确的设计准则外，提高齿面硬度、降低齿面粗糙度值、增大齿根过渡曲线圆角半径、选用黏度较大的润滑油，均可减少或避免上述的失效形式的发生。3.2 设计准则齿轮传动的设计准则依照失效形式而定。对于一般用途的齿轮传动，通常只按齿根弯曲疲劳强度及齿面接触疲劳强度进行设计

16、计算。在闭式齿轮传动中，齿面点蚀和轮齿折断两种失效形式均可能发生，所以需计算两种强度。对于闭式软齿轮传动，其抗点能力比较低，所以一般先按接触疲劳强度进行设计，在校核其弯曲疲劳强度；对于闭式硬齿面齿轮传动，其抗点蚀能力较高，所以一般先按弯曲疲劳强度进行设计，再校核其接触疲劳强度。在开式齿轮传动中，主要失效形式是齿面磨粒磨损和齿面折断。因为目前齿面磨损尚无可靠的计算方法，所以一般只计算出模数增大10%15%，然后再取标准值。1.按齿轮接触疲劳强度设计1）许用接触应力。极限应力 安全系数许用接触应力2）计算小齿轮分度圆直径。 小齿轮转矩 齿宽系数 载荷系数 节点区域系数 弹性系数 小齿轮直径。2.确

17、定几何尺寸齿数 模数 分度圆直径 中心距 齿宽3.校核齿根弯曲疲劳强度极限应力 安全系数 许用切应力4.齿轮的设计结构图3.3 齿轮的材料及热处理由齿轮的失效形式可知，齿面应具有较高的抗点蚀、耐磨损、抗胶合以及抗塑性变形的能力，齿根要有较高的抗折断能力。因此，齿轮材料应具有齿面硬度高、齿芯韧性好的基本功能。此外还应具有良好的加工性能，以便获得较高的表面质量和精度，而且热处理变形小。常用的齿轮材料是锻钢，其次是铸钢和铸铁，某些情况下，也采用非金属材料，如尼龙、聚甲醛等。1.锻造钢制齿轮毛坯一般用锻造方法获得，锻钢金属内部组织细密。按齿面硬度不同齿轮可分为软齿面齿轮和硬齿面齿轮两种。1）软齿面齿轮

18、。软齿面齿轮的齿面硬度350HBS。这类齿轮通常用35、40Cr、35SiMn等中碳钢和中碳合金钢，经调质或正火后在进行切削精加工。由于小齿轮转速高于大齿轮，即小齿轮的轮齿啮合次数较大齿轮多，并且在标准齿轮传动中，小齿轮齿根厚度较小，所以小齿轮的齿面硬度最好比大齿轮齿面硬度高出HBS30-50.这类齿轮制造工艺简单，多用于对强度、硬度和精确度没有过高要求的一般机械中2）硬齿面齿轮。硬齿面齿轮的齿面硬度大于350HBS。这类齿轮通常用20Cr、20CrMnTi等低碳合金钢经表面渗碳淬火，或45、40Cr等中碳钢、中碳合金钢经表面淬火，进行最终热处理。为了消除热处理引起的轮齿变形，还需对轮齿进行磨

19、削和研磨。这类齿轮制造工艺复杂，多用于高速、重载、要求尺寸和重量较小的机械中，如航空发动机、机床、汽车及拖拉机等。2.铸钢当齿轮结构很复杂，或直径大于400mm以上，齿轮毛坯不易锻造时，可采用铸钢，如ZG270-500、ZG310-571、ZG340-640等。因为铸造收缩率大，内应力大，所以需进行正火或回火处理，以消除其内应力3.铸铁铸铁中的石墨有自润滑作用。但其抗弯强度和抗冲击能力较低，所以铸铁主要用语吧开式、低速轻载、无冲击及尺寸较大的齿轮传动中常用的铸铁有HT200、HT300和QT500-7等。下表为常见的齿轮材料。几种常见的齿轮材料材料热处理方法齿面硬度接触疲劳极限Him/MPa弯

20、曲疲劳极限Fim/MPa45正火HBS162-2170.87HBS+3800.7HBS+275调质HBS217-286表面淬火HRC40-5010HRC+670HRC52时，10.5HRC+195HRC52时，74040Cr调质HBS240-2851.4HBS+3500.8HBS+380表面淬火HBS48-5510HBC+670HRC52时，10.5HRC+195HRC52时，74020Cr渗碳淬火HRC56-621500860ZG310-570正火HBS163-2070.75HBS+3200.6HBS+220HT300HBS187-255HBS+1350.5HBS+20QT500-7HBS1

21、47-2411.3HBS+2400.8HBS+220注：（1）本表是根据GB/T100631988按MQ级（中等质量要求）编制的。（2）疲劳极限计算式中的HBS和HRC分别表示布氏和洛氏硬度值，齿面硬度列表中HBS和HRC为硬度单位。第四章 齿轮加工工艺过程分析4.1 设计中的结构问题齿轮的结构因直径不同而异，常用的结构类型有一下几种：1.齿轮轴对于直径较小的钢制圆柱齿轮，若齿根圆至键槽的距离e（2-2.5）mn（mn为法面模数）时；对于圆锥齿轮，若小端齿根圆至键槽底部的距离e（1.6-2）m（m为大端模数）时，皆应将齿轮与轴制成一体，称为齿轮轴，此种齿轮轴常用锻造毛坯。当e值超过上述尺寸时，

22、则应将齿轮与轴分开制造。如下图2.实体式齿轮当齿顶圆直径da 200mm时，可采用实体式结构，此种齿轮常用锻钢制造。如下图3.腹板式齿轮当顶圆直径da=200-500时，为减轻质量，可采用腹板式结构，腹板上开孔的数目按结构尺寸大小及需要而定。在图（a）中，D1=1.6ds；D2=da-10mn；D0=0.5（D1+D2）；do=0.25（D2-D1）；S=0.3b，但不小于10mm；当b=（1-1.5）ds时，取L=d，否则L=（1.2-1.5）ds。在图（b）中，D1=1.6ds；D2由结构固定；D0=0.5（D1+D2）；do=0.25（D2-D1）；S=3m，但不小于10mm；s1=0.

23、2b但不小于10mm； L=（1-1.2）ds;L由结构定。4.轮辐式齿轮当齿顶圆直径da500mm时，可采用轮辐式结构，此种齿轮因为锻造困难，常用铸造或铸铁制造如图。在图（a）中，D1=(1.6-1.8) ds;L=(1.2-1.5) ds;H=0.8 ds;H1=0.8H;S=0.2H;S1=5 mn;S2=H/6,但不小于10mm。在图（b）中，S2=0.8S；4.2齿轮加工路线要对外圆进行加工。外圆加工的基本 加工路线可归纳为四条：（1） 粗车半精车精车 对于一般常用材料，这是外圆表面加工采用的最主要的工艺路线。（2）粗车半精车粗磨精磨 对于黑色金属材料， 精度要求高和表面粗糙度值要求

24、较小、 零件需要淬硬时， 其后续工序只能用磨削而采用的加工路线。 （3） 粗车半精车精车金刚石车 对于有色金属，用磨削加工通常不易得到所要求的表面粗糙度，因为有色金 属一般比较软，容易堵塞沙粒间的空隙，因此其最终工序多用精车和金刚石车。（4） 粗车半精粗磨精磨光整加工 对于黑色金属材料的淬硬零件，精度要求高和表面粗糙度值要求很小，常用 此加工路线。4.3 基准的选择根据齿轮的形状特点，同时为了便于送料以及有利于坯料的定位，故选圆柱形坯料。毛坯的体积是根据变形前后的体积不变定律计算，经计算确定毛坯直径为110mm，长度为52mm。4.4 齿轮毛坯小齿轮的材料为40CrMO，其供应状态强度高、变形

25、抗力大，塑性较差且有加工硬化存在。加工前要对坯料进行充分的软化处理，降低变形抗力，提高塑性，以满足冷挤压成形工艺。经退后处理后，材料硬度达到150-163HBS.根据对零件的分析得出小齿轮件的成形工艺方案为：精剪下料一挤压小端一正挤花键-镦粗一反挤齿轮、齿轮孔成形一挤台阶一齿轮部分精整成形。4.5齿形及齿端加工齿轮加工的关键是齿面加工。目前，齿面加工的主要方法是刀具切削加工和 砂轮磨削加工。按照加工原理，可分为成形法和展成法两大类。前者由于加工效率高，加工精度较高，因而是目前广泛采用的齿 面加工方法。后者主要用于齿面的精加工，效率一般比较低。按照加工原理，可 分为成形法和展成法两大类。 一般情

26、况下, 所选用的刀具由齿轮加工机床决定可以在刀具书中选型(根据模数) 选用相应模数的齿轮滚刀,不需要专门的 夹具就可以加工。（1）成形法 成形法是采用与被切齿轮齿槽相符的成形刀具加工齿形的方法。（2）展成法 展成法就是利用齿轮刀具与被切齿坯作啮合运动而切出齿形的方法。1.齿形加工方法比较滚齿、插齿与铣齿比较 铣齿采用普通设备和简单刀具即可加工齿形。但是只能加工 119 级精度、 齿面粗糙度 Ra 值为 6.3m 3.2m 的齿形。 滚齿和插齿的分度精度和齿形精 度均较铣齿高，可以加工 6 级精度、齿面粗糙度值 Ra 为 3.2m 1.6m；滚齿 和插齿是连续分度和切削 ，生产效率比铣齿高。用同

27、一模数的滚到和插齿刀，可 以各种不同齿数的齿轮，大大减少了刀具数目，提高了经济效益。滚齿与插齿比较 滚齿是刀齿作连续的旋转切削、切削速度较高，插齿是刃齿作往复运动，限制了切削速 度，故滚齿生产率比插齿烙高，滚齿机可以加工直齿、斜齿圆柱齿轮和蜗轮，但不能加工内 齿轮和相距太近的多联齿轮；插齿时播齿刀沿齿全长连续切出，包络线数量也多，而滚齿时 轮齿全长是由滚刀多次连续切出，故插齿的齿面粗糙度值较小；插齿刀的制造、刃磨检验壁 滚刀方便，易得到高精度，但插齿机分齿传动链比滚齿复杂，因此，加工齿轮的精度基本一 样；插齿机可以加工内齿轮和多联齿轮,但不能加工蜗轮。2.加工流程1 车齿轮毛坯，钻孔至36，倒

28、角（钻头36）2调质HB2353（1）车左端面，车外缘至107.86 车内孔40H7至390.05,车45-00.05孔至44.60.0520深 孔内沉割30.4 倒角。（2）车左端面总长为50.2+0.1，车外缘至7022外圆至尺寸，倒角。4 磨右端面总长为50.1+0.15 校正齿部外圆跳动0.02，滚齿机滚齿 m=3 z=32 a=20（,滚刀 m3 ）白塔=193142左旋确保公法线尺寸至32.50.026（1）齿部去毛，倒角。（2）车68圆周上、划、占、攻12-M6孔深12成形，空口倒角（占头5.1，M6）7 齿部高频淬硬HRC50358 校正左端面0.01，内孔0.02磨内孔45-

29、00.05 40H7均至尺寸，磨平左端面及内肩各平面。9 磨右端面总长至尺寸10 磨齿公法线长度至尺寸，精度6级。3.齿轮的技术要求：齿轮本身的制造精度，对整个机器的工作性能、承载能力及使用寿命都有很大的影响。根据其使用条件，齿轮传动应满足以下几个方面的要求。（一）传递运动准确性要求齿轮较准确地传递运动，传动比恒定。即要求齿轮在一转中的转角误差不超过一定范围。（二）传递运动平稳性要求齿轮传递运动平稳，以减小冲击、振动和噪声。即要求限制齿轮转动时瞬时速比的变化。（三）载荷分布均匀性要求齿轮工作时，齿面接触要均匀，以使齿轮在传递动力时不致因载荷分布不匀而使接触应力过大，引起齿面过早磨损。接触精度除

30、了包括齿面接触均匀性以外，还包括接触面积和接触位置。（四）传动侧隙的合理性要求齿轮工作时，非工作齿面间留有一定的间隙，以贮存润滑油，补偿因温度、弹性变形所引起的尺寸变化和加工、装配时的一些误差。齿轮的制造精度和齿侧间隙主要根据齿轮的用途和工作条件而定。对于分度传动用的齿轮，主要要求齿轮的运动精度较高；对于高速动力传动用齿轮，为了减少冲击和噪声，对工作平稳性精度有较高要求；对于重载低速传动用的齿轮，则要求齿面有较高的接触精度，以保证齿轮不致过早磨损；对于换向传动和读数机构用的齿轮，则应严格控制齿侧间隙，必要时，须消除间隙。B10095?88中对齿轮及齿轮副规定了12个精度等级，从112顺次降低。

31、其中12级是有待发展的精度等级，35级为高精度等级，68级为中等精度等级，9级以下为低精度等级。每个精度等级都有三个公差组,分别规定出各项公差和偏差项目。4.6齿轮加工过程中的热处理要求小齿轮的冷挤压成形，单位挤压力很大，金属流动剧烈，变形量较大，坯料加工时表面要求良好的表面处理和润滑处理。正火处理 将钢加热至 A c3 ( 铁- 碳合金平衡图中奥氏体析出的开始线) 或 A cm ( 铁- 碳合金平衡 图中渗碳体从奥氏体中析出的开始线) 以上 30 50 ? , 保温一段时间后在空气中冷却, 这种热 处理操作叫正火。正火处理可消除齿轮内部过大的应力, 增加齿轮的韧性, 改善材料的切削性 能。正

32、火处理常用于含碳量 0 3% 0 5% 的优质碳钢或合金钢制造的齿轮。 正火齿轮的强度和硬度比淬火或调质齿轮要低, 硬度一般为 HB163 217。调质处理 将钢淬火后进行高温( 500 650 ) 回火, 这种热处理操作称为调质处理。调质处理常用 于含碳量 0 3% 0 5% 的优质碳素钢或合金钢制造的齿轮。 调质处理可细化晶粒, 并获得均匀的具有一定弥散度的和具有优良综合机械性能的细密 球状珠光体类组织 . 回火索氏体。一般经调质处理后, 轮齿硬度可达 HB220 285, 对尺寸 较小的齿轮, 其硬度可再高些。调质齿轮的综合性能比正火齿轮要高, 其屈服极限和冲击韧性 比正火处理的可高出

33、40% 左右, 强度极限与断面收缩率也高出 5% 6% ( 对于碳钢) 。调质齿 轮在运行中易跑合、 齿根强度裕量大、 抗冲击能力强, 在重型齿轮传动中占有相当大的比重。 为提高软齿面齿轮的抗胶合能力及考虑到小齿轮工作比大齿轮繁重, 故常用调质的小齿 轮与正火或调质的大齿轮相配, 其硬度差常在 20 50 个 HB 单位。表面淬火 表面淬火多用于中碳钢或中碳合金钢制齿轮, 它是通过改变零件表层组织以获得硬度很 高的马氏体, 而保留芯部韧性和塑性。齿轮经表面淬火后须进行低温回火, 以便降低内应力和 脆性, 齿面硬度一般为 HRC45 55。表面淬火齿轮承载能力高, 并能承受冲击载荷。通常淬 火齿

34、轮的毛坯可先经正火或调质处理, 以便使轮齿芯部有一定的强度和韧度。渗碳淬火 渗碳淬火是先将齿轮放入渗碳介质中, 在 900 950 下加热、 保温, 使轮齿表面增碳, 然 后进行淬火, 使表层得到马氏体。渗碳淬火齿轮常用含碳量为 0 10% 0 25% 的合金钢或高 合金钢制造。渗碳淬火后, 齿面硬度为 HRC58 62, 一般需进行磨齿或珩齿, 以消除热处理后 引起的变形。这类齿轮具有很高的接触强度和弯曲强度, 并能承受较大的冲击载荷。各种载 齿轮的材料及热处理。第五章 加工中的精度、误差5.1 加工精度零件的加工质量是保证机械产品质量的基础。听见的加工质量包 括零件的机械加工精度和加工表面

35、质量是两大方面。所谓机械加工精度是指零件加工后实际几何参数（尺寸、形状和 表面间的相互位置）与理想几何参数的符合程度。符合程度越高，加 工精度就越高。 加工误差是指加工后零件的实际几何参数（尺寸、形状个表面间 的相互位置）对理想几何参数的偏离程度。 加工精度和加工误差是从两个不同的角度来平定加工零件的集合 参数的，加工精度的低和高就是通过加工误差的大和小来表示的。 零件的加工精度包含三方面的内容；尺寸精度、形状精度和位置 精度， 这三者之间是有联系的， 通常形状公差应限制在位置公差之内， 而位置误差也应限制在尺寸公差之内。当尺寸精度要求高时，相应的 位置精度、形状精度也要求高。但形状精度要求高

36、时，相应的位置精 度和尺寸精度有时不一定要求高， 这要根据零件的功能要求来决定。 一般情况下，零件的加工精度越高则加工成本相对地越高，生产 率则相对地越低。因此，设计人员应根据零件的使用要求，合理地规 定零件的加工精度。5.2原始误差机械加工时，机床、夹具、刀具和工件所构成的一个完整系统， 称为工艺系统。加工误差的产生是由于在加工前和加工过程中，工艺 系统存在许多误差因素，统称为原始误差。（1）原理误差：由于采用了近似的成形运动或近似的刀刃轮敦而产生的差。(2) 调整误差：调整的作用主要是使刀具与工件之间达到正确的 相对位置，由于调整不可能绝对准确，因而产生调整误差。工艺系统 的调整有两种基本

37、方式，即试切法和调整法。（3）装夹误差：为定位误差和夹紧误差之和。（4）测量误差：与量具、量仪的测量原理、制造精度、测量条件 （温度、湿度、清洁度、振动、测量力等）以及测量技术水平等有关 的误差。（5）夹具的制造误差与摩擦：系指夹具上定位元件、导向元件、 对刀元件、分度机构、夹具体等的加工误差，夹具装配后以上各种元 件工作面间的相对尺寸、位置误差、以及夹具在使用过程中工作表面 的磨损。（6）刀具的制造误差与摩擦：刀具对加工精度的影响，随刀具的 种类不同而不同；采用定尺寸刀具（如钻头、铰刀、键槽铣刀、镗刀 块及圆拉刀等）加工时，刀具的尺寸精度直接影响工件的尺寸精度； 采用成形刀具（如成形车刀、成

38、形铣刀、成形砂轮等）加工时，刀具 的形状误差、安装误差将直接影响工件的形状精度；采用齿轮滚刀、 花键滚刀、插齿刀等刀具展成加工时，刀具切削刃的几何形状及有关 尺寸，也会直接影响加工精度；对于车刀、铣刀、镗刀等一般刀具， 其制造精度对加工精度无直接影响、但刀具磨损后，也会影响工件的 尺寸精度及形状精度。质量论文随着工业技术的飞速发展，机器的使用要求越来越高，一些重要零件在高压力、高速、高温等高要求条件下工作，表面层的任何缺陷，不仅直接影响零件的工作性能，而且还可能引起应力集中、应力腐蚀等现象，将进一步加速零件的失效，这一切都与加工表面质量有很大关系。因而表面质量问题越来越受到各方面的重视。零件的

39、加工质量是保证机械产品质量的基础。加工质量包括零件的机械加工精度和加工表面质量是两大方面:机械加工表面质量对机器使用性能的影响。表面质量对零件的耐磨性，配合精度，疲劳强度、抗腐蚀性，接触刚度等使用性能都有很大的影响。表面质量对零件耐磨性的影响 零件的耐磨性主要与摩擦副的材料、热处理情况和润滑条件有关零件加工的表面粗糙度影响。切削加工影响表面粗糙度、切削用量、 磨削加工影响表面粗糙度包括 (1)砂轮的粒度；(2)砂轮的硬度；(3)砂轮的修整；(4)磨削速度；(5)磨削径向进给量与光磨次数；(6)工件圆周进给速度与轴向进给量；(7)冷却润滑液。机械加工精度是指零件加工后实际几何参数（尺寸、形状和

40、表面间的相互位置）与理想几何参数的符合程度。符合程度越高，加工精度就越高。加工误差是指加工后零件的实际几何参数（尺寸、形状个表面间 的相互位置）对理想几何参数的偏离程度。 加工精度和加工误差是从两个不同的角度来平定加工零件的集合参数的，加工精度的低和高就是通过加工误差的大和小来表示的。 零件的加工精度包含三方面的内容；尺寸精度、形状精度和位置 精度， 这三者之间是有联系的， 通常形状公差应限制在位置公差之内， 而位置误差也应限制在尺寸公差之内。当尺寸精度要求高时，相应的 位置精度、形状精度也要求高。但形状精度要求高时，相应的位置精 度和尺寸精度有时不一定要求高， 这要根据零件的功能要求来决定。

41、(1)原理误差是由于采用了近似的成形运动或近似的刀刃轮敦而产生的误差。（2）装夹误差：为定位误差和夹紧误差之和。 （3）测量误差：与量具、量仪的测量原理、制造精度、测量条件 （温度、湿度、清洁度、振动、测量力等）以及测量技术水平等有关 的误差。 （4）夹具的制造误差与摩擦：系指夹具上定位元件、导向元件、 对刀元件、分度机构、夹具体等的加工误差，夹具装配后以上各种元 件工作面间的相对尺寸、位置误差、以及夹具在使用过程中工作表面 的磨损。（5）刀具的制造误差与摩擦：刀具对加工精度的影响，随刀具的 种类不同而不同；采用定尺寸刀具（如钻头、铰刀、键槽铣刀、镗刀 块及圆拉刀等）加工时，刀具的尺寸精度直接

42、影响工件的尺寸精度； 采用成形刀具（如成形车刀、成形铣刀、成形砂轮等）加工时，刀具 的形状误差、安装误差将直接影响工件的形状精度；采用齿轮滚刀、 花键滚刀、插齿刀等刀具展成加工时，刀具切削刃的几何形状及有关 尺寸，也会直接影响加工精度；对于车刀、铣刀、镗刀等一般刀具， 其制造精度对加工精度无直接影响、但刀具磨损后，也会影响工件的 尺寸精度及形状精度等。注意上述问题即可提高零件的质量。结 论此次左旋齿轮设计覆盖了大学大多专业知识，对机床一级零件的加工流程又一次温习，深入理解质量检测的内涵。在毕业设计的时候，开始考虑问题不够全面，比如在选型时往往没注意型号的优缺点及经 济性。还有在程序设计中往往忽

43、视了另一方面。 总之，这次毕业设计是对我们三年所学的一次大检验，也为我们毕业后进入社会做好 万全的准备，使我们具备在社会上竞争的能力。致 谢本论文在莫志豪老师的悉心指导和严格要求下已完成。在学习和生活期间，也始终感受着老师的精心指导和无私的关怀，我受益匪浅。在此向老师表示深深的感谢和崇高的敬意。不积跬步何以至千里，本设计能够顺利的完成，也归功于老师的认真负责，使我能够很好的掌握和运用专业知识，并在设计中得以体现。同时我在网上也搜集了不少相关资料，才使我的毕业论文工作顺利完成.在此我要向学院的全体老师表示由衷的谢意。参考文献1 质量检验 南京市质量技术监督局教育中心 20112 机械设计基础 戴晓光 袁琪 主编 北京理工大学出版社 20093 热处理工艺方法 中国农业机械出版社 徐 灏 19824 机电产品质量管理与控制 许德琪主编