齿轮加工及热处理缺陷及防止措施.ppt

,一、概述 1、齿轮传动的特点和应用 2、渐开线齿轮基本参数 3、标准渐开线齿轮的啮合条件,中国机械工程师联盟,1、齿轮传动的特点和应用齿轮传动是应用极为广泛的传动形式之一。1）主要优点是能够传递任意两轴间的运动和动力，传动平稳、可靠，效率高，寿命长，结构紧凑，传动速度和功率范围广；2）缺点是需要专门设备制造，加工精度和安装精度较高，且不适宜远距离传动。,中国机械工程师联盟,2、渐开线齿轮基本参数：,中国机械工程师联盟,中国机械工程师联盟,中国机械工程师联盟,中国机械工程师联盟,压力角越大，其传动效率越低,中国机械工程师联盟,中国机械工程师联盟,中国机械工程师联盟,3、标准渐开线齿轮的啮合条件,中国机械工程师联盟,因此，要使两轮正确啮合，必须满足pb1=pb2，且pb=m cos，故可得m1 cos1=m2 cos2由于模数m和压力角都已标准化，所以要满足上式，则应有,中国机械工程师联盟,二、齿轮加工方法及热处理工艺 1、齿轮加工方法 2、热处理缺陷,中国机械工程师联盟,1、齿轮加工方法,1.1 成型表面加工, 齿形加工,圆柱齿轮的加工工艺过程一般为：,热处理,齿部热处理,齿形加工,定位面精加工,齿坯加工,毛坯制造,齿形精加工,中国机械工程师联盟, 齿形加工主要成形方法,齿形加工,齿轮运动精度：要求齿轮在一转内，最大转角误差不超过一定限度，保证从动件与主动件运动协调准确。齿轮工作平稳性：要求齿轮传动瞬时传动比的变化不能过大。齿面的接触精度：啮合齿的接触部位占齿面的比例大小。 传动侧隙：齿轮啮合时，非工作齿面间应具有一定间隙。,.齿轮的技术要求,级以下精度的齿轮不淬硬齿轮：滚齿（或插齿）（图片）；淬硬齿轮：滚齿（或插齿） 齿端加工 齿面热处理 修正内孔 67级精度的齿轮 滚齿 齿端加工 剃齿 表面淬火 修正基准 珩齿。（图片） 滚齿 齿端加工 渗碳淬火 修正基准 磨齿。（图片）5级精度以上的齿轮：一般采用磨齿。,.齿形加工方案选择,加工方案的选择取决于齿轮的精度等级、生产批量和热处理方法。,成形法 用与被切齿轮齿槽形状相符的成形刀具切出齿形；如铣齿、拉齿和成型磨齿等； 展成法 齿轮刀具与工件按齿轮副的啮合关系作展成运动，工件的齿形由刀具的切削刃包络而成； 如插齿、滚齿、剃齿、磨齿和珩齿等。,3.齿形加工方法,齿形加工方法,成 形 法,展 成 法,1.插齿 插齿就是用插齿刀在插齿机上加工齿轮的齿形。,插齿的工作原理,插齿加工相当于把一对啮合的直齿圆柱齿轮中的一个齿轮的齿磨制成具有前、后角的刀刃，然后，以该齿,齿轮作为插齿刀进行加工，当插齿刀与相啮合的齿轮毛坯之间强制保持一对齿轮啮合的传动比关系时，就能切削出齿形来。,插齿的运动,主运动：插齿刀的往复直线运动 分齿（展成）运动：插齿刀与工件间保持一对齿轮传动的啮合关系的运动。插齿刀的齿数为,z刀,工件齿数为z工,插齿刀转速为n刀,工件转速为n工,两者的啮合关系：n工/ n刀 z刀/ z工径向进给运动：为逐步切至全齿深，插齿刀应有径向进给运动。让刀运动：在插齿刀向上运动时，工作台带动工件从径向退离切削区一段距离；当插齿刀在工作行程时，工件又恢复原位。,中国机械工程师联盟,插 齿 加 工,中国机械工程师联盟,滚齿相当于一对螺旋圆柱齿轮传动（a），一个齿轮的齿数减少到12个齿，螺旋升角减小而螺旋角加大到接近90°，该齿轮就转变为蜗杆（b），在蜗杆纵向切若干槽并加工出前后角等，该蜗杆就成为滚刀（c）。,2.滚齿,滚齿的工作原理,中国机械工程师联盟,滚齿的运动 主运动：滚刀的旋转运动； 分齿（展成）运动：即保持滚刀与被切齿轮之间啮合关系的运动。如果滚刀的头数为k(一般k=14)，被切齿轮的齿数为z，则滚刀转速n刀与被切齿轮转速n工之间，应严格保证如下关系：n工/n刀k/z轴向进给运动：滚刀沿工件轴向作进给运动,滚齿加工,滚齿与插齿的比较用滚齿法加工齿轮，可以获得较高的运动精度 ； 用插齿法加工齿轮的齿形精度比滚齿高；滚齿的生产率一般比插齿高，但对于模数较小、齿圈较薄的小齿轮，以及扇形齿轮，插齿的生产率比滚齿高；滚齿的通用性比插齿好，用一把滚刀可以加工模数和压力角相同的直齿轮和任意螺旋角的斜齿轮，还可以加工蜗轮；而插齿则不能。但是按展成法加工齿轮距离较近的多联齿轮，以及加工内齿轮、人字齿轮、齿条、带凸台的齿轮等，只能用插齿法加工；,3.齿形的精加工,剃齿剃齿是利用一对交错轴螺旋齿轮啮合的原理，盘形剃齿刀实质上是一个高精度的螺旋齿轮，加工时工件2装在工作台上的顶尖间，由装在,机床主轴上的剃齿刀1带动自由转动，剃齿刀与工件的轴线在空间交叉一个角度。当剃齿刀回转时，其圆周速度可分解为两个分速度：与轮齿方向垂直的法向分速度n，带动工件旋转；与轮齿方向平行的齿向分速度t，使两啮合齿面产生相对滑移。剃齿刀在t和一定压力的作用下，从工件的齿面上剃下很薄的切屑。,中国机械工程师联盟,剃齿加工,珩齿 珩齿原理与剃齿相似，珩轮与工件呈一对螺旋齿轮无侧隙的紧密啮合，珩轮回转时的圆周速度，可分解为法向分速度n，,以带动工件回转；齿向分速度t，使珩轮与 工件产生相对滑移。珩轮上的磨料借助珩轮齿面与工件齿面间的相对滑动速度(t)磨去工件齿面上的微薄金属。 两者的主要区别就是刀具不同，以及珩磨轮的转速比剃齿刀要高。,中国机械工程师联盟,珩齿加工,中国机械工程师联盟,剃齿与珩齿的比较1、剃齿：IT7IT6，Ra：0.80.4m。(1)剃齿刀：相当于斜齿圆柱齿轮。(2)剃齿原理和剃齿运动原理：展成法剃齿运动：剃齿刀旋转带动工件正转、反转转动，工作台带动工件往复运动，往复一次剃齿刀径向进给0.020.04mm/str，剃齿余量0.080.12mm。(3)剃齿的特点：可提高渐开线齿形精度和齿向精度，降低表面粗糙度，不能修正被切齿轮的分齿误差。,中国机械工程师联盟,2、珩齿：(1)原理：剃齿相同(展成法)。(2)作用：去除齿轮淬火后的氧化皮、齿面毛刺和压痕。(3)珩磨轮：磨料和环氧树脂合成后浇铸而成，相当于斜齿轮。(4)珩齿运动：剃齿相同。 转速比剃齿高，为1000 2000r/min，余量为0.010.02mm，或不留加工余量，径向进给一次完成，实现磨削、剃削和抛光的综合作用。(5)珩齿特点：对修正齿形精度和齿向精度作用不大，不能修正被切齿轮的分齿误差，生产率高，改善表面质量。常用工序：滚齿剃齿淬火珩齿。,磨齿：磨齿有仿形法和展成法两类。,碟形砂轮磨齿：两片碟形砂轮倾斜安装，构成假想齿条的两个齿面。见图(a)。锥形砂轮磨齿：砂轮截面修整成假想齿条的一个齿廓。见图(b)。蜗杆砂轮磨齿：用蜗杆砂轮磨齿时的运动与滚齿相同。见图(c)。,中国机械工程师联盟,双面磨齿,中国机械工程师联盟,2、齿轮热处理缺陷及防止措施,坯料 热(正) 切齿 表面硬化处理(淬火、氰化、氮化） 精加工（磨齿）,1.齿轮加工工艺过程,2、常用材料及热处理方法,1. 调质齿轮的常见缺陷及防止措施,热处理常见问题及对策,2渗碳和碳氮共渗齿轮的常见缺陷及防止措施,中国机械工程师联盟,一般针对低碳钢和低碳合金钢,增加工件表面含碳量,以提高淬火强度和硬度.渗碳层深度与渗碳温度的选择,渗碳处理,