齿轮基础知识专题培训ppt课件

齿轮基础知识齿轮基础知识齿轮基础知识1目目录录 一一 齿轮概述齿轮概述 二二 渐开线齿轮渐开线齿轮 三三 齿轮精度与测量齿轮精度与测量 四四 齿轮加工工艺齿轮加工工艺 五五 齿轮失效模式齿轮失效模式 六六 售后常见问题售后常见问题目录 一 齿轮概述2一、齿轮概述一、齿轮概述1、定义、定义齿轮齿轮轮缘上有齿能连续啮合传递运动和动力的机械元件，是能互相啮合轮缘上有齿能连续啮合传递运动和动力的机械元件，是能互相啮合的有齿的机械零件。的有齿的机械零件。汉初青铜人字齿轮汉初青铜人字齿轮明代武备志中齿轮明代武备志中齿轮传动结构图传动结构图p产生生最早的最早的齿轮记载源于源于2400多年前的多年前的东周周时代的代的铜铸齿轮；p理理论化化在在1694年，法国学者年，法国学者PHILIPPEDELAHIRE首先提出首先提出渐开开线可作可作为齿形曲形曲线；p发展展18世世纪工工业革命革命时期，期，齿轮技技术得到高速得到高速发展，展，专用机床与用机床与刀具的相刀具的相继出出现；p现状状齿轮行行业已成已成为中国机械基中国机械基础件中件中规模最大的行模最大的行业。现代齿轮现代齿轮一、齿轮概述1、定义汉初青铜人字齿轮明代武备志中齿轮传动3一、一、齿轮概述概述2、齿轮的分的分类齿轮可按可按齿轮外形外形、齿线形状形状、轮齿所在的表面所在的表面和和制造方法制造方法等分等分类。p齿轮外形外形圆柱柱齿轮、锥齿轮、非、非圆齿轮、齿条、条、蜗杆杆蜗轮等等直齿圆柱齿轮斜齿圆柱齿轮锥齿轮涡轮蜗杆非圆齿轮齿条一、齿轮概述2、齿轮的分类直齿圆柱齿轮斜齿圆柱齿轮锥齿轮涡轮4一、一、齿轮概述概述2、齿轮的分的分类p齿线形状形状直直齿轮、斜、斜齿轮、人字、人字齿轮、曲、曲线齿轮等等p装置形式装置形式开式开式齿轮、闭式式齿轮、半开式、半开式齿轮p制造方法制造方法铸造造齿轮、切制、切制齿轮、轧制制齿轮、烧结齿轮等等直齿轮直齿轮斜齿轮斜齿轮人字齿轮人字齿轮曲线齿轮曲线齿轮铸造齿轮铸造齿轮轧制齿轮轧制齿轮同步齿环同步齿环一、齿轮概述2、齿轮的分类直齿轮斜齿轮人字齿轮曲线齿轮铸造齿5长安使用的安使用的变速器采用的速器采用的齿轮种种类：1、手、手动变速器：斜速器：斜齿、直、直齿（倒档）、曲（倒档）、曲齿（速（速度度计蜗杆副）、杆副）、轴线相交（差速器相交（差速器锥齿轮）2、自、自变：扇形：扇形齿轮、齿条条3、以、以渐开开线齿轮为主主一、齿轮概述一、齿轮概述2、齿轮的分类、齿轮的分类 花键花键直齿直齿斜齿斜齿扇形齿扇形齿轴线相交齿轴线相交齿长安使用的变速器采用的齿轮种类：一、齿轮概述2、齿轮的分类花6一、齿轮概述一、齿轮概述3、齿轮的作用和要求、齿轮的作用和要求 1 1）作用：）作用：p传递动力传递动力p变速变速p变扭矩变扭矩(2(2）要求：）要求：p传动平稳传动平稳p噪声低噪声低p使用寿命长使用寿命长p成本低廉成本低廉一、齿轮概述3、齿轮的作用和要求1）作用：7一、齿轮概述一、齿轮概述按国内外按国内外计量量单位不同，位不同，齿轮型号分型号分为公制公制和和英制英制两种。两种。p公制公制齿轮型号：型号：国内主要采用公制国内主要采用公制齿轮（模数模数齿轮），齿轮模数模数=分度分度圆直径（直径（D）/齿数数（Z）;p英制英制齿轮型号型号欧美等国主要采用的英制欧美等国主要采用的英制齿轮（径径节齿轮），是指每一英寸分度），是指每一英寸分度圆直径上直径上的的齿数，数，该值越大越大齿越小。径越小。径节DP=z/D(z齿数，数，D分度分度圆直径，英寸直径，英寸)，以径，以径节DP单位位为(1/in)。它与公制的。它与公制的换算关系算关系为m=25.4/DP。4、齿轮的型号的型号一、齿轮概述按国内外计量单位不同，齿轮型号分为公制和英制两种81 1）优点：）优点：效率高，是机械传动最高的一种，效率效率高，是机械传动最高的一种，效率可达可达99%99%结构紧凑结构紧凑工作可靠，使用寿命长工作可靠，使用寿命长传动比恒定传动比恒定 2 2）缺点：）缺点：p不宜用于传动距离过大的场合；无过载不宜用于传动距离过大的场合；无过载保护保护p运转时有振动和噪声，会产生一定的动运转时有振动和噪声，会产生一定的动载荷载荷p对于高精度齿轮的制造和安装较困难，对于高精度齿轮的制造和安装较困难，成本高，合格率低。成本高，合格率低。一、齿轮概述一、齿轮概述5、齿轮的优缺点、齿轮的优缺点 1）优点：一、齿轮概述5、齿轮的优缺点9二、渐开线齿轮二、渐开线齿轮1、定、定义发生生线在基在基圆上上纯滚动时,其上任一点的其上任一点的轨迹称迹称为渐开开线。2、渐开开线的性的性质（1 1）发生生线上上选择的点的点K K走走过的弧的弧长长度等于基度等于基圆上被上被滚过的弧的弧长，即，即ABAB=AKAK；（2 2）渐开开线上任一点的法上任一点的法线必切于基必切于基圆；（3 3）因）因渐开开线是从基是从基圆开始向外展开的，故基开始向外展开的，故基圆以内无以内无渐开开线；二、渐开线齿轮1、定义2、渐开线的性质10（4）渐开开线的形状取决于基的形状取决于基圆的大小。基的大小。基圆越大，越大，渐开开线越平直，当基越平直，当基圆半径无半径无穷大大时，渐开开线为直直线；（5）渐开开线上各点上各点压力角不相等。离基力角不相等。离基圆越越远，压力角越大。力角越大。2、渐开开线的性的性质二、二、渐开开线齿轮（4）渐开线的形状取决于基圆的大小。基圆越大，渐开线越平直，11为什么工业生产中广泛应用渐开线齿轮？为什么工业生产中广泛应用渐开线齿轮？渐开开线齿轮保保证按固定按固定传动比比传动，且受力方向不，且受力方向不变、传动平平稳如如图：1、取相、取相啮合的一合的一对渐开开线上任一点接触上任一点接触K；2、由于，、由于，渐开开线上任一点的法上任一点的法线必切于基必切于基圆；且；且这一一点的瞬点的瞬时速度速度为一定一定值，所以此，所以此时两个两个齿轮的法的法线为同同一条直一条直线；3、这样的直的直线只有一条，即只有一条，即为两个基两个基圆的内公法的内公法线,也也就是就是说，两个，两个齿轮的的啮合合轨迹迹为一条直一条直线；4、因、因为两基两基圆的同的同侧内公切内公切线只有一条，因此与只有一条，因此与连心心线交点只有一个，交点只有一个，5、根据、根据传动比的定比的定义可知：可知：即：即：i12=1/2=02p/01p=常数常数为什么工业生产中广泛应用渐开线齿轮？渐开线齿轮保证按固定12二、渐开线齿轮二、渐开线齿轮3、渐开开线齿轮的基本参数的基本参数（1）模数）模数:m分度分度圆齿距与距与圆周率（周率（）之比，即）之比，即m=p/。由于分度由于分度圆直径直径d与与齿距距p及及齿数数z之之间的关系的关系为:d=pz，为了了计算方便，便算方便，便定定义了了模数：模数：m=p/二、渐开线齿轮3、渐开线齿轮的基本参数13二、渐开线齿轮二、渐开线齿轮3、渐开线齿轮的基本参数渐开线齿轮的基本参数 模数（模数（m=p/）是）是齿轮的一个重要参数，是的一个重要参数，是齿轮所有几何尺寸所有几何尺寸计算的算的基基础。显然，模数越大，然，模数越大，齿距越大，距越大，轮齿的尺寸也越大，其的尺寸也越大，其轮齿的抗弯的抗弯曲能力也越高。我国已曲能力也越高。我国已规定了定了齿轮模数的模数的标准系列准系列(见下表）。下表）。在设计渐开线齿轮时，必须取标准值在设计渐开线齿轮时，必须取标准值 二、渐开线齿轮3、渐开线齿轮的基本参数 模数（m=14二、渐开线齿轮二、渐开线齿轮3、渐开线齿轮的基本参数渐开线齿轮的基本参数（2）压力角力角:渐开开线上任一点法向上任一点法向压力的方向力的方向线与与该点点速度方向速度方向线所所夹锐角，称角，称为该点的点的压力角。力角。p为设计、制造方便，我国、制造方便，我国标准准规定分度定分度圆上的上的压力角力角为标准准压力角，其力角，其标准准值为=20。此外，在汽。此外，在汽车、航空工、航空工业中有中有时还有采用有采用=22.5，=25。p如如图,由于由于为定定值，为变值，所以，所以压力角是力角是变化的；化的；二、渐开线齿轮3、渐开线齿轮的基本参数为设计、制造方便，我国15二、渐开线齿轮二、渐开线齿轮3、渐开开线齿轮的基本参数的基本参数（3）齿顶高系数和高系数和顶隙系数隙系数p齿顶高系数，国高系数，国标规定，正常定，正常齿制制,短短齿制制；p顶隙系数，国隙系数，国标规定，正常定，正常齿制制,短短齿制制。综上所述，上所述，是是渐开开线齿轮几何尺寸几何尺寸计算的五个基本算的五个基本参数，其中参数，其中均均为标准准值。如果用模数来表示如果用模数来表示轮齿的的齿顶高和高和齿根高，根高，则可写可写为：短短齿制制齿轮主要用于汽主要用于汽车、坦克、拖拉机、坦克、拖拉机、电力机力机车等。等。（4）齿数数:zp最小最小齿数：数：Zmin=2h*a/sin2,避免跟切避免跟切现象。象。二、渐开线齿轮3、渐开线齿轮的基本参数齿顶高系数，国标规定，16二、渐开线齿轮二、渐开线齿轮4、渐开开线齿轮的的啮合原理合原理1）渐开开线齿廓廓啮合的基本定律：合的基本定律：根据根据渐开开线的特性，一的特性，一对渐开开线齿廓不廓不论何何处啮合，两合，两齿轮的的传动比恒定不比恒定不变。即：即：i12=1/2=O2P/O1P=r2/r12）中心距）中心距变动不影响不影响传动比比3）啮合合线是是节点的基点的基圆内公切内公切线因因为啮合合线是直是直线，不，不论齿廓在何廓在何处啮合，作合，作用力用力总沿沿啮合合线方向不方向不变，所以，所以渐开开线齿轮传动平平稳二、渐开线齿轮4、渐开线齿轮的啮合原理17二、渐开线齿轮二、渐开线齿轮4、渐开开线齿轮的的啮合原理合原理4）渐开开线齿轮的正确的正确啮合条件：合条件：m1=m2，1=2即：即：模数相等；模数相等；分度分度圆压力角相等力角相等5）重合度：）重合度：=实际啮合合线长/法向法向齿距距表示同表示同时接触的接触的轮齿对数，理数，理论上必上必须使使1，重合度的大小是重合度的大小是齿轮承承载能力能力高低和高低和平平稳性性好好坏的一个重要指坏的一个重要指标。二、渐开线齿轮4、渐开线齿轮的啮合原理18（1）螺旋角）螺旋角：齿线与与齿轮轴线所所夹的的锐角；角；5、渐开线斜齿轮基本知识、渐开线斜齿轮基本知识二、渐开线齿轮二、渐开线齿轮EA14轿中中间轴齿轮（2）正确）正确啮合条件：模数和合条件：模数和压力角相等；螺旋角力角相等；螺旋角（）相等而方向相反；）相等而方向相反；（3）优点：点：p传动平平稳，两，两轮齿廓由点开始接触，接触廓由点开始接触，接触线由短由短变长，再，再变短，直到短，直到点接触，再脱离点接触，再脱离啮合；合；p重合度大，承重合度大，承载能力能力强；（3）缺点缺点：传动中会中会产生生轴向力，向力，轴向力随向力随增加而增加，一般取增加而增加，一般取=1230（1）螺旋角：齿线与齿轮轴线所夹的锐角；5、渐开线斜齿轮基19FnFrFtFfFaFnFrFtFfb承承载能力能力轴向力向力bFaan二、渐开线齿轮二、渐开线齿轮5、受力分析受力分析FnFrFtFfFaFnFrFtFfb承载能力轴向力b20为什么微什么微车变速器噪音大却速器噪音大却啸叫叫较少少?齿侧间隙的大小取决于隙的大小取决于齿厚和厚和齿轮副中心距大小。副中心距大小。齿侧间隙：隙：装配好的齿轮副，当一个齿轮固定时另装配好的齿轮副，当一个齿轮固定时另一个齿轮的圆周晃动量，以分度圆上弧长计。一个齿轮的圆周晃动量，以分度圆上弧长计。齿侧间隙是齿侧间隙是齿轮设计的重要参数之一，直接的重要参数之一，直接影响影响齿轮啮合的噪音。合的噪音。p微微车的的齿侧间隙隙为0.1mm0.12mm齿侧间隙越大，运行隙越大，运行时冲冲击震震动越大，越大，所以噪音大；所以噪音大；p轿车的的齿侧间隙隙为0.060.08mm齿侧间隙越小，隙越小，齿面摩擦面摩擦挤压的几率更的几率更大，所以有大，所以有啸叫声。叫声。为什么微车变速器噪音大却啸叫较少?齿侧间隙的大小取决于齿21变速器速器齿轮设计思路：思路：确定确定发动机最大扭矩机最大扭矩变速器速器轴径径（箱体大小）（箱体大小）初初选中心距中心距齿轮参数（模数、参数（模数、齿数、数、速比、速比、侧隙等）隙等）反算中反算中心距心距齿轮变位，配凑中心距位，配凑中心距齿轮修形、修形、热处理等理等变速器齿轮设计思路：确定发动机最大扭矩变速器轴径初选中心距齿22三、三、齿轮精度与精度与测量量1、齿轮精度精度GB10095-88将将齿轮精度分精度分为三个公差三个公差组：第第公差公差组周周节误差差Fp，反映，反映运运动精度，即运精度，即运动的准确性的准确性第第公差公差组齿形形误差差ff，反映，反映工作平工作平稳性精度性精度第第公差公差组齿向向误差差F，反映，反映接触精度，接触精度，载荷分布的均匀性荷分布的均匀性每个公差每个公差组有有13个等个等级，0级最高，最高，12级最低，常用最低，常用69级，且三个，且三个公差公差组可取不同等可取不同等级。齿厚下偏差代号厚下偏差代号精度精度标注示例：注示例：887FL齿厚上偏差代号厚上偏差代号若若3项精度相同，精度相同，则记为：8FL三、齿轮精度与测量1、齿轮精度每个公差组有13个等级，0级最232 2、常见机械中齿轮精度常见机械中齿轮精度 三、三、齿轮精度与精度与测量量2、常见机械中齿轮精度三、齿轮精度与测量243、影响、影响齿轮精度的主要参数精度的主要参数p齿圈径向跳动公差Fr，齿距累积公差Fp齿轮传递运动准确性；p齿形公差 ff齿轮传动平稳性p齿向公差 F齿面载荷分布均匀性p齿侧间隙传动噪音三、三、齿轮精度与精度与测量量10%T10%TT齿形齿形齿向齿向3、影响齿轮精度的主要参数三、齿轮精度与测量10%T10%T254、齿轮精度精度测量量p：齿圈径向跳圈径向跳动公差公差Fr、齿距累距累积公差公差Fp、齿形公差形公差ff、齿向公差向公差F：齿轮综合合检测仪（MM量量仪）1、型号：、型号：M&M3515最大工件外径：最大工件外径：350mm顶尖尖间距：距：25500mm螺旋角范螺旋角范围：090度度模数范模数范围：0.218mm2、检测精度精度检测精度和重复精度均精度和重复精度均1m，可，可进行二行二级齿轮精度的精度的检测。三、三、齿轮精度与精度与测量量4、齿轮精度测量1、型号：M&M3515三、齿轮精度与测量26块规量棒量棒+=内花内花键跨棒距跨棒距公法公法线千分尺千分尺测量同步器量同步器齿毂三、三、齿轮精度与精度与测量量4、齿轮精度精度测量量p：内花：内花键跨棒距跨棒距Me、齿距距块规量棒+=内花键跨棒距公法线千分尺测量同步器齿毂三、齿轮精27三、三、齿轮精度与精度与测量量4、齿轮精度精度测量量p：齿圈圈锥面跳面跳动齿轮跳跳动仪百分表百分表+=齿轮锥面跳面跳动三、齿轮精度与测量4、齿轮精度测量齿轮跳动仪百分表+=齿轮锥28三、三、齿轮精度与精度与测量量4、齿轮精度精度测量量p：齿轮高度、高度、啮合合高度尺高度尺检测轴向尺寸向尺寸齿轮啮合合仪三、齿轮精度与测量4、齿轮精度测量高度尺检测轴向尺寸齿轮啮合29三、三、齿轮精度与精度与测量量4、齿轮精度精度测量量p：内径：内径 利用螺旋副原理，通过旋转塔形阿基米德螺旋体或移动锥体使三个测利用螺旋副原理，通过旋转塔形阿基米德螺旋体或移动锥体使三个测量爪作径向位移，使其与被测内孔接触，对内孔尺寸进行读数的内径千量爪作径向位移，使其与被测内孔接触，对内孔尺寸进行读数的内径千分尺。分尺。三爪内三爪内测千分尺千分尺三、齿轮精度与测量4、齿轮精度测量三爪内测千分尺30三、三、齿轮精度与精度与测量量4、齿轮精度精度测量量p：模数：模数m齿轮千分尺千分尺测量模数量模数m三、齿轮精度与测量4、齿轮精度测量齿轮千分尺测量模数m311、精度：、精度：分辨率分辨率0.03um转台回台回转精度精度0.04um立柱平行度精度立柱平行度精度1um/500mm2、测量原理及功能量原理及功能圆度度仪是以精密回是以精密回转中心中心线为回回转测量量基准，精密直基准，精密直线导轨为直直线测量基准，通量基准，通过位于直位于直线运运动导轨上的位移上的位移传感器，感器，测量量圆柱体表面若干截面在不同柱体表面若干截面在不同转角位置上角位置上的的实际轮廓至回廓至回转中心中心线半径的半径的变化量。化量。3、作用：、作用：可可测量量圆度、柱度、同度、柱度、同轴度同心度、直度同心度、直线度、平行度、垂直度、跳度、平行度、垂直度、跳动等参数。等参数。三、三、齿轮精度与精度与测量量4、齿轮精度精度测量量p：圆柱度柱度测量量仪1、精度：三、齿轮精度与测量4、齿轮精度测量321、结构：构：轮廓廓仪由測由測针、传感器、感器、驱动装置、装置、电箱及数据箱及数据处理器理器组成成2、工作原理：、工作原理：由測由測针在在驱动装置的作用下沿被装置的作用下沿被测工件表面作工件表面作匀速直匀速直线运运动，扫描工件表面的描工件表面的轮廓并将廓并将这些若些若干个数据由干个数据由传感器感器记录传给数据数据处理器理器处理，通理，通过处理理软件将相关点件将相关点连接成直接成直线或或圆弧，然后弧，然后计算出相关要素的相互关系及尺寸。算出相关要素的相互关系及尺寸。3、作用：、作用：测量某些量某些难以以测量到的零件表面，如孔、量到的零件表面，如孔、槽等的表面粗糙度等槽等的表面粗糙度等三、三、齿轮精度与精度与测量量4、齿轮精度精度测量量p：轮廓廓仪1、结构：三、齿轮精度与测量4、齿轮精度测量331、结构：构：由基座、立柱、由基座、立柱、测量量显微微镜、可移、可移动的的X、Y两个两个轴、玻璃平板及、玻璃平板及带分度分度头的的顶针架、照架、照射光源等射光源等组成。成。2、测量原理：量原理：通通过照射光源，在零件表面形成清晰的照射光源，在零件表面形成清晰的轮廓影像，再通廓影像，再通过测量量显微微镜进行精确瞄准，通行精确瞄准，通过X、Y两个两个轴的相互移的相互移动距离，找出关距离，找出关联的的尺寸大小。尺寸大小。X、Y两个两个轴的刻度的刻度值是是0.001mm，测量的量的不确定度在不确定度在0.003mm。3、用途：、用途：可以可以测量量200mm范范围内各种工件的内各种工件的长度尺度尺寸及几何形状，如平面零件、寸及几何形状，如平面零件、圆柱、柱、圆锥、螺、螺纹的角度、大小、的角度、大小、长短等各种参数。短等各种参数。三、三、齿轮精度与精度与测量量4、齿轮精度精度测量量p：万能工具：万能工具显微微镜1、结构：三、齿轮精度与测量4、齿轮精度测量34齿轮的的齿体体应有有较高的抗折断能力，高的抗折断能力，齿面面应有有较强的抗点的抗点蚀、抗磨、抗磨损和和较高高的抗胶合能力，即要求：的抗胶合能力，即要求：齿面硬、芯部面硬、芯部韧。金属材料 45钢钢中碳合金中碳合金钢铸钢低碳合金低碳合金钢最常用，最常用，经济、货源充足源充足铸铁35SiMn、40MnB、40Cr等等20Cr、20CrMnTi等等ZG310-570、ZG340-640等等HT350、QT600-3等等塑料塑料、夹夹布胶木等布胶木等布胶木等布胶木等锻钢如何如何选材？材？考考虑虑工作工作条件、载载荷性荷性质质、经济经济性、制造方法等性、制造方法等 非金属非金属材料材料1、齿轮材料材料 青山青山变速器速器齿轮材料：材料：20CrMnTi、20CrMo四、四、齿轮加工加工 齿轮的齿体应有较高的抗折断能力，齿面应有较强的抗点蚀、351、齿轮材料材料20CrMnTi、20CrMnTiHp铬（Cr）：在）：在结构构钢和工具和工具钢中，中，铬能能显著著提高提高强度、硬度和耐磨性度、硬度和耐磨性，但，但同同时降低塑性和降低塑性和韧性。性。铬又能提高又能提高钢的抗氧化性和耐腐的抗氧化性和耐腐蚀性，因而是不性，因而是不锈钢，耐耐热钢的重要合金元素。的重要合金元素。p锰（Mn）：是一种弱）：是一种弱脱氧脱氧剂。适量的。适量的锰可有效提高可有效提高钢材材强度，消除硫、氧度，消除硫、氧对钢材的材的热脆影响，改善脆影响，改善钢材材热加工性能，并改善加工性能，并改善钢材的冷脆材的冷脆倾向，同向，同时不不显著降低著降低钢材的塑性、冲材的塑性、冲击韧性。性。p钛（Ti）是）是钢中中强脱氧脱氧剂。它能使。它能使钢的内部的内部组织致密，致密，细化晶粒力；降低化晶粒力；降低时效敏感性和冷脆性。改善效敏感性和冷脆性。改善焊接性能。接性能。四、四、齿轮加工加工1、齿轮材料四、齿轮加工36四、四、齿轮加工加工2、齿轮结构构顶圆直径直径d500mm时，一般采用，一般采用锻造造齿轮顶圆直径直径d大于大于500mm时，一般采用，一般采用铸造造齿轮齿轮轴实体式体式圆柱柱齿轮腹板式腹板式圆柱柱齿轮轮辐式式圆柱柱齿轮四、齿轮加工2、齿轮结构顶圆直径d大于500mm时，一般采用37四、齿轮加工四、齿轮加工3、齿轮轴加工工艺齿轮轴加工工艺 四、齿轮加工3、齿轮轴加工工艺38四、齿轮加工四、齿轮加工4、各个加工、各个加工环节的重点的重点（1）齿胚胚锻造造铸钢锭加加热锻造造正火正火正火工艺：正火工艺：四、齿轮加工4、各个加工环节的重点正火工艺：39四、齿轮加工四、齿轮加工4、各个加工、各个加工环节的重点的重点（2）平面）平面钻中心孔中心孔1）轴类零件中心孔是后零件中心孔是后续各工序加工的定位基准；各工序加工的定位基准；2）主要控制要点：中心孔深度、表面粗糙度、中心孔）主要控制要点：中心孔深度、表面粗糙度、中心孔锥度、两端同心度。度、两端同心度。（3）精）精车齿胚胚1）典型的）典型的轴类零件的零件的车削加工；削加工；2）主要控制的尺寸：）主要控制的尺寸：a.径向尺寸（直径）径向尺寸（直径）b.轴向尺寸向尺寸c.外外圆及端面跳及端面跳动d.表面粗糙度表面粗糙度四、齿轮加工4、各个加工环节的重点40四、齿轮加工四、齿轮加工4、各个加工、各个加工环节的重点的重点（4）滚齿1）加工原理：）加工原理：滚刀刀连续转动时就相于一根无限就相于一根无限长齿条沿刀具条沿刀具轴向向连续移移动。齿轮滚刀按刀按给定切定切削速度作旋削速度作旋转运运动时，工件，工件则按按齿轮齿条条啮合关系合关系传动齿坏上切出坏上切出齿槽，形成槽，形成渐开开线齿面面;2）工装：）工装：滚刀、刀、滚齿夹具具;3）主要控制参数及精度）主要控制参数及精度M值（齿厚）厚）齿根根圆直径直径滚齿是是齿形加工中生形加工中生产效率效率较高高、精度、精度较高、高、应用最广泛的一种加工用最广泛的一种加工方法。是展成法的一种；一般用于方法。是展成法的一种；一般用于齿轮的粗加工和精加工；能加工直的粗加工和精加工；能加工直齿、斜、斜齿圆柱柱齿轮、直、直齿锥齿轮。四、齿轮加工4、各个加工环节的重点1）加工原理：滚刀连续转动41四、齿轮加工四、齿轮加工4、各个加工、各个加工环节的重点的重点（5）插）插齿插插齿是常用的是常用的齿形加工方法，用来粗、精加工内、外形加工方法，用来粗、精加工内、外圆柱柱齿轮。插。插齿加工的加工的齿面粗糙度比面粗糙度比滚齿高，但高，但齿距累距累计误差差较大，且效率比大，且效率比滚齿低。低。1）加工原理：是基于平行）加工原理：是基于平行轴圆柱柱齿轮啮原理，插原理，插齿刀是一个在端面磨成刀是一个在端面磨成锥面的面的锥度度齿轮2）工装：插）工装：插齿刀、插刀、插齿夹具具3）主要控制参数及精度）主要控制参数及精度M值（齿厚）厚）齿根根圆直径直径四、齿轮加工4、各个加工环节的重点42四、齿轮加工四、齿轮加工4、各个加工、各个加工环节的重点的重点（6）剃）剃齿剃剃齿是一种高效是一种高效齿轮精加工方法，用于精加工方法，用于热前加工；相前加工；相对于磨于磨齿,剃剃齿具具有效率高、成本低、有效率高、成本低、齿面无面无烧伤和裂和裂纹等等优点；剃点；剃齿精度可达精度可达5级。1）加工原理：是基于交）加工原理：是基于交错轴圆柱柱齿轮啮合原理，非合原理，非强制性制性啮合特点，合特点，2）主要控制参数：）主要控制参数：M值（齿厚）厚）齿轮精度及影响因素：精度及影响因素：a.滚（插）（插）齿精度；精度；b.剃剃齿刀精度刀精度过低，低，c.齿形、形、齿向修形不合理向修形不合理d.刀架滑台及刀架滑台及顶尖精度差。尖精度差。四、齿轮加工4、各个加工环节的重点43碟形砂轮磨齿碟形砂轮磨齿成形砂轮磨齿成形砂轮磨齿四、齿轮加工四、齿轮加工4、各个加工、各个加工环节的重点的重点（7）磨）磨齿利用砂利用砂轮作作为磨具磨具对轮齿进行磨削加工。主要用于消除行磨削加工。主要用于消除热处理后理后变形形的提高精度，磨削后的提高精度，磨削后齿的精度可达的精度可达36级。1）加工原理：是基于交）加工原理：是基于交错轴圆柱柱齿轮啮合原理，非合原理，非强制性制性啮合特点，合特点，2）磨）磨齿的主要的主要问题是成本高、效率低。是成本高、效率低。碟形砂轮磨齿成形砂轮磨齿四、齿轮加工4、各个加工环节的重点44四、齿轮加工四、齿轮加工4、各个加工、各个加工环节的重点的重点（8）花）花键轧齿花键轴是机械传动一种，主要作用为传递机械扭矩，在轴的外表有纵花键轴是机械传动一种，主要作用为传递机械扭矩，在轴的外表有纵向的键槽，套在轴上的旋转件也有对应的键槽，可保持跟轴同步旋转。向的键槽，套在轴上的旋转件也有对应的键槽，可保持跟轴同步旋转。加工方法：加工方法：p滚切：按展成法加工，生产率和精度均高，适用于批量生产；滚切：按展成法加工，生产率和精度均高，适用于批量生产；p铣削：逐齿铣，生产率和精度都较低，适用于单件小批量生产；铣削：逐齿铣，生产率和精度都较低，适用于单件小批量生产；p冷轧：在压力作用下使工件塑性变形，精度介于滚切和铣削之间，适用冷轧：在压力作用下使工件塑性变形，精度介于滚切和铣削之间，适用于批量生产于批量生产四、齿轮加工4、各个加工环节的重点45四、齿轮加工四、齿轮加工4、各个加工、各个加工环节的重点的重点（9）较直直校直：就是将校直：就是将热处理理过程中程中产生的弯曲校正。分手工校直和生的弯曲校正。分手工校直和设备自自动校直，校直，我我们公司一般采用自公司一般采用自动校直。校直。要点：要点：1）校直点的）校直点的选择、2）拒校点的）拒校点的设置、置、3）校直点跳）校直点跳动值的确定的确定四、齿轮加工4、各个加工环节的重点46四、齿轮加工四、齿轮加工5、常用齿轮加工、常用齿轮加工1 1）滚（插）齿）滚（插）齿剃齿剃齿热处理；热处理；2 2）滚（插）齿）滚（插）齿剃齿剃齿热处理热处理珩齿；珩齿；3 3）滚（插）齿）滚（插）齿热处理热处理磨齿；磨齿；3 3）滚齿）滚齿热处理热处理硬齿面滚（刮）齿硬齿面滚（刮）齿珩齿；珩齿；4 4）滚齿）滚齿挤齿挤齿热处理热处理青山变速器齿轮主要采用滚青山变速器齿轮主要采用滚-剃，滚剃，滚-磨加工工艺磨加工工艺四、齿轮加工5、常用齿轮加工1）滚（插）齿剃齿热处理47四、齿轮加工四、齿轮加工6、齿轮修形、齿轮修形齿轮非非对称布置、称布置、轴的的变形形载荷集中荷集中p轴的弯曲的弯曲变形：形：齿轮随之偏斜，引起偏随之偏斜，引起偏载，不，不对称布置称布置时，靠近，靠近轴承一承一侧受受载大大p轴的扭的扭转变形：形：靠近靠近转矩矩输入端的入端的齿侧变形大，故受形大，故受载大大p轴的弯曲、扭的弯曲、扭转变形的形的综合影响：合影响：若若齿轮靠近靠近转矩矩输入端布置，偏入端布置，偏载严重；若重；若齿轮远离离转矩矩输入端布置，入端布置，偏偏载减小减小四、齿轮加工6、齿轮修形48四、齿轮加工四、齿轮加工6、齿轮修形、齿轮修形为了改善了改善传动性能，性能，对齿廓廓顶部或根部局部部或根部局部渐开开线做些改做些改变，这种种齿轮叫做修形叫做修形齿轮齿轮修形主要包括：修形主要包括：p齿向修形向修形保保证齿轮的的强度和度和传动的平的平稳性性p齿高（高（齿形）修形形）修形切去切去轮齿上由于基上由于基节误差差带来的干涉部分，以来的干涉部分，以此来减少此来减少轮齿啮合合过程中的程中的载荷波荷波动。通常通常齿顶、齿根的修形量都不大，一般根的修形量都不大，一般应控制在控制在0.005到到0.02mm之之间。四、齿轮加工6、齿轮修形49四、齿轮加工四、齿轮加工6、齿轮变位、齿轮变位通通过改改变刀具与工件的相刀具与工件的相对位置，加工位置，加工渐开开线齿轮。作用：作用：1）提高弯曲）提高弯曲强度：一度：一对啮合的合的标准准齿轮，由于小，由于小齿轮齿根厚度薄，参与根厚度薄，参与啮合合的次数又的次数又较多，因此多，因此强度度较低，容易低，容易损坏，影响了坏，影响了齿轮传动的承的承载能力；能力；2）保）保证中心距：中心距：标准准齿轮中心距用中心距用a表示，若表示，若实际需要的中心距（用需要的中心距（用A表示）表示）Aa,可以安装，却可以安装，却产生大的生大的侧隙，重合度也降低，隙，重合度也降低，都影响了都影响了传动的平的平稳性；性；3）消除跟切：若）消除跟切：若滚齿切制的切制的标准准齿轮齿数小于数小于17，则会会发生根切生根切现象，影响象，影响实际使用。使用。四、齿轮加工6、齿轮变位作用：50四、四、齿轮加工加工调质正正火火表面淬火表面淬火渗碳淬火渗碳淬火表面氮化表面氮化软齿面面硬硬齿面面用于中碳或中碳合金用于中碳或中碳合金钢，如，如45、40Cr、35SiMn等。因等。因为硬度不高，硬度不高，故可在故可在热处理后精切理后精切齿形，且在使用中易于跑合形，且在使用中易于跑合能消除内能消除内应力、力、细化晶粒、改善力学性能和切削性能。机械化晶粒、改善力学性能和切削性能。机械强度要求度要求不高的不高的齿轮可用中碳可用中碳钢正火正火处理。大直径的理。大直径的齿轮可用可用铸钢正火正火处理理用于中碳用于中碳钢和中碳合金和中碳合金钢，如，如45、40Cr等。表面淬火后等。表面淬火后轮齿变形小，形小，可不磨可不磨齿，硬度可达，硬度可达5256HRC，面硬芯，面硬芯软，能承受一定冲，能承受一定冲击载荷荷渗碳渗碳钢为含碳量含碳量0.15%0.25%的低碳的低碳钢和低碳合金和低碳合金钢，如，如20、20Cr等。等。齿面硬度达面硬度达5662HRC，齿面接触面接触强度高，耐磨性好，度高，耐磨性好，齿芯芯韧性性高。常用于受冲高。常用于受冲击载荷的重要荷的重要传动。通常渗碳淬火后要磨。通常渗碳淬火后要磨齿一种化学一种化学处理方法。渗氮后理方法。渗氮后齿面硬度可达面硬度可达6062HRC。氮化。氮化处理温理温度低，度低，轮齿变形小，适用于形小，适用于难以磨以磨齿的的场合，如内合，如内齿轮。材料。材料为：38CrMoAlA.7、热处理理四、齿轮加工调 质 正 火 表面淬火 渗碳淬火 表面51四、齿轮加工四、齿轮加工7、热处理、热处理p调质、正火、正火处理后的硬度低，理后的硬度低，HBS350，属，属软齿面，工面，工艺简单、用、用于一般于一般传动p表面淬火、渗碳淬火、渗氮表面淬火、渗碳淬火、渗氮处理后理后齿面硬度高，属硬面硬度高，属硬齿面。其承面。其承载能能力高，常用于力高，常用于结构构紧凑的凑的场合合变速器齿轮热处理工艺：变速器齿轮热处理工艺：四、齿轮加工7、热处理变速器齿轮热处理工艺：52四、齿轮加工四、齿轮加工7、热处理、热处理变速器齿轮热处理示意图变速器齿轮热处理示意图四、齿轮加工7、热处理53五、齿轮失效模式五、齿轮失效模式1 1、轮齿折断、轮齿折断p疲疲劳折断折断齿根受弯曲根受弯曲应力力初始疲初始疲劳裂裂纹裂裂纹不断不断扩散散轮齿折断折断p过载折断折断短短时过载或或严重冲重冲击措施：措施：（1）增大模数（主要方法）增大模数（主要方法）（2）增大）增大齿根根过渡渡圆角半径角半径（3）增加）增加刚度度（4）采用合适的）采用合适的热处理理五、齿轮失效模式1、轮齿折断措施：54五、齿轮失效模式五、齿轮失效模式2 2、疲劳点蚀、疲劳点蚀产生机理：生机理：齿面受交面受交变的接触的接触应力力 产生初始疲生初始疲劳裂裂纹 润滑油滑油进入裂入裂纹并并产生生挤压 表表层金属剥落金属剥落 麻点状凹坑麻点状凹坑 措施：措施：（1）提高）提高齿面硬度和面硬度和质量量五、齿轮失效模式2、疲劳点蚀措施：55五、齿轮失效模式五、齿轮失效模式3 3、齿面胶合、齿面胶合产生机理：生机理：高速重高速重载（热胶合）胶合）摩擦摩擦热使油膜破裂使油膜破裂齿面金属直接接触并粘接面金属直接接触并粘接齿面相面相对滑滑动较软齿面金属沿滑面金属沿滑动方向被撕落方向被撕落低速重低速重载（冷胶合）（冷胶合）不易形成油膜不易形成油膜表面膜被刺破而粘着表面膜被刺破而粘着配配对齿轮采用异种金属采用异种金属时，其抗胶合能力比同种金属，其抗胶合能力比同种金属强。五、齿轮失效模式3、齿面胶合56五、齿轮失效模式五、齿轮失效模式4 4、齿面磨损、齿面磨损磨磨损后后齿廓形状破坏，廓形状破坏，齿厚减薄，主要厚减薄，主要为开式开式齿轮的失效模式的失效模式。措施：改善措施：改善润滑和密封条件滑和密封条件5 5、齿面塑性变形齿面塑性变形产生机理：生机理：齿面材料面材料较软且且载荷及摩擦力很大荷及摩擦力很大齿面金属会沿摩擦力的方向流面金属会沿摩擦力的方向流动现象：在象：在节线附近形成凹沟、凸棱附近形成凹沟、凸棱措施：提高措施：提高齿面硬度，采用油性好的面硬度，采用油性好的润滑油滑油五、齿轮失效模式4、齿面磨损5、齿面塑性变形57六、售后常见问题六、售后常见问题 目前，长安汽车变速器齿轮问题主要表现为异响、啸叫，其次也目前，长安汽车变速器齿轮问题主要表现为异响、啸叫，其次也有脱档等情况。有脱档等情况。异响、啸叫问题一般均会在低里程就爆发出来，到中、高里程齿异响、啸叫问题一般均会在低里程就爆发出来，到中、高里程齿轮经过磨合，运行会更加平顺，直至齿轮寿命极限，会出现点蚀、轮经过磨合，运行会更加平顺，直至齿轮寿命极限，会出现点蚀、断齿等问题。断齿等问题。以下是我在工作中遇到的齿轮问题：以下是我在工作中遇到的齿轮问题：六、售后常见问题 目前，长安汽车变速器齿轮问题主要表现为异58齿轮基础知识专题培训ppt课件59