齒輪精密鍛造的諸多優(yōu)點(diǎn)齒輪精密鍛造在近幾十年來(lái)有很大的發(fā)展，越來(lái)越多的制造廠家和用戶(hù)重視用鍛造的方法制造齒輪。普遍認(rèn)為，用鍛造的方法，可以提高材料的利用率，提高生產(chǎn)率，提高齒輪的機(jī)械性能，降低成本和增強(qiáng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。尤其對(duì)用于汽車(chē)工業(yè)的大規(guī)模生產(chǎn)，齒輪精密鍛造具有更大的效益和潛力。盡管齒輪精密鍛造有諸多優(yōu)點(diǎn)，并已用于錐齒輪的規(guī)模生產(chǎn)，但距應(yīng)用于一定尺寸的圓柱直齒輪和斜齒輪的規(guī)模生產(chǎn)還有一段距離。特別是應(yīng)用于汽車(chē)動(dòng)力傳動(dòng)的齒輪，還需要建立一套實(shí)用和可靠的生產(chǎn)工藝流程，才能為廠家所接受。齒輪精密鍛造技術(shù)源于德國(guó)。早在50年代，由于缺乏足夠的齒輪加工機(jī)床德國(guó)人開(kāi)始用閉式熱模鍛的方法試制錐齒輪。其中的主要特征是使用了當(dāng)時(shí)很新的電火花加工工藝來(lái)制造鍛模的型腔。另外還對(duì)鍛造工藝過(guò)程進(jìn)行了嚴(yán)格地控制。此基礎(chǔ)上，齒輪鍛造技術(shù)進(jìn)一步應(yīng)用到螺旋錐齒輪和圓柱齒輪的生產(chǎn)。但是圓柱齒輪鍛造中，由于金屬材料的塑性流動(dòng)方向與其受力方向垂直，所以其齒形比錐齒輪更難形成。60年代開(kāi)始圓柱齒輪的鍛造研究，70年代有較大的發(fā)展，這主要是受到來(lái)自汽車(chē)工業(yè)降低成本的壓力。80年代，鍛造技術(shù)更加成熟，能達(dá)到更高的精度和一致性，使鍛造生產(chǎn)齒輪能在流水生產(chǎn)線上準(zhǔn)確定位，適合于批量生產(chǎn)。齒輪精密鍛造的目的直接生產(chǎn)出不需要后續(xù)切削加工的齒輪。如果能在室溫下進(jìn)行鍛造，則齒輪的形狀和尺寸較易控制，也可避免高溫帶來(lái)的誤差。目前已有較多的錐齒輪和小尺寸的圓柱齒輪用這種方法制成。當(dāng)整體尺寸適合時(shí)，還可以用冷擠壓的工藝來(lái)制造圓柱直、斜齒輪。但大部分用于汽車(chē)傳動(dòng)的齒輪，其直徑、高度比較大，不適合采用擠壓工藝。如用閉式模鍛，則需要很高的壓力才能使金屬材料流動(dòng)并充滿(mǎn)模具型腔，因而此類(lèi)齒輪需要采用熱鍛或溫鍛工藝。而高溫將帶來(lái)材料的氧化，模具畸變，影響鍛件的精度和表面質(zhì)量。用附加的切削加工來(lái)修正這些誤差難度較大，還要增加成本。特別是當(dāng)使用后續(xù)磨削工藝來(lái)修正齒形上的誤差，除增加成本和延長(zhǎng)工時(shí)外，還存在磨削工藝中齒輪的定位問(wèn)題。目前，比較一致認(rèn)同的工藝途徑為熱鍛、溫鍛和冷鍛的結(jié)合。熱鍛、溫鍛可實(shí)現(xiàn)高效能和材料的高利用率，冷鍛過(guò)程則修正熱、溫鍛過(guò)程的誤差和提高表面質(zhì)量。同時(shí)，冷處理工藝還能使輪齒表面獲得殘余壓應(yīng)力，提高齒輪的壽命。機(jī)械工程學(xué)院完成了一項(xiàng)由英國(guó)工程科學(xué)研究協(xié)會(huì)(EPSRC資助)，與英國(guó)的7家企業(yè)(齒輪制造，模具制造，齒輪用戶(hù)，鍛造廠以及鋼鐵公司)合作的3年研究課題：圓柱直齒輪和斜齒輪精密鍛造。該項(xiàng)目在多年研究和實(shí)踐的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步探討齒輪鍛造的機(jī)理，利用現(xiàn)代的分析手段，如計(jì)算機(jī)模擬和設(shè)計(jì)技術(shù)，旨在開(kāi)發(fā)一種生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)上可行的鍛造加工技術(shù)，制造出在齒形上不再需要后續(xù)加工的精密齒輪。該項(xiàng)目研究和試驗(yàn)了圓柱直齒輪、圓柱斜齒輪和同步齒輪等3種齒輪。考慮到整個(gè)過(guò)程的經(jīng)濟(jì)性，精密鍛造只限于輪廓部分，而齒端和內(nèi)孔等部分，則采用切削加工。制造工藝為溫鍛加冷處理，由溫鍛獲得滿(mǎn)足形狀要求的齒輪，并在輪廓部分留有011mm左右的余量。冷處理過(guò)程中，把溫鍛后的齒輪擠壓通過(guò)一精密設(shè)計(jì)和制造的模具，從而修正輪廓部分的誤差，獲得高精度的齒形表面。研究過(guò)程中，有限元方法被用來(lái)分析鍛造過(guò)程，設(shè)計(jì)模具，從而保證齒輪的精度。經(jīng)過(guò)3年的研究，已經(jīng)掌握其基本技術(shù)，下一步將進(jìn)行工廠現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)。同時(shí)正在準(zhǔn)備申報(bào)該項(xiàng)目的第二階段研究。2溫鍛工藝由于項(xiàng)目要求尋求一適合工廠實(shí)用的生產(chǎn)途徑，該研究選用一高速率、單動(dòng)單曲柄機(jī)械壓機(jī)。由于鍛件被加熱，必須考慮材料的熱膨脹和冷收縮以及模具的變形，為此采用有限元作精確計(jì)算。此外還用有限元對(duì)鍛造過(guò)程模擬，以保證鍛件精度。實(shí)驗(yàn)表明，850℃～950℃之間鍛造鋼齒輪，誤差可控制在0105mm鍛造過(guò)程中保持靜止，鍛造后把齒輪頂出型腔。芯棒此處與沖頭連成一體，用來(lái)幫助毛坯的定位。由于型腔在鍛造過(guò)程中與鍛件一起運(yùn)動(dòng)，型腔與鍛件之間的摩擦力將有助于金屬流動(dòng)，所需載荷也比型腔固定時(shí)低。|齒輪加工機(jī)床用齒輪加工工具加工齒輪齒面或齒條齒面的機(jī)床。齒輪加工機(jī)床齒輪加工機(jī)床是加工各種圓柱齒輪、錐齒輪和其他帶齒零件齒部的機(jī)床。齒輪加工機(jī)床的品種規(guī)格繁多，有加工幾毫米直徑齒輪的小型機(jī)床，加工十幾米直徑齒輪的大型機(jī)床，還有大量生產(chǎn)用的高效機(jī)床和加工精密齒輪的高精度機(jī)床。齒輪加工機(jī)床廣泛應(yīng)用在汽車(chē)、拖拉機(jī)、機(jī)床、工程機(jī)械、礦山機(jī)械、冶金機(jī)械、石油、儀表、飛機(jī)和航天器等各種機(jī)械制造業(yè)中。發(fā)展沿革古代的齒輪是用手工修銼成形的。1540年，意大利的托里亞諾在制造鐘表時(shí)，制成一臺(tái)使用旋轉(zhuǎn)銼刀的切齒裝置；1783年，法國(guó)的勒內(nèi)制成了使用銑刀的齒輪加工機(jī)床，并有切削齒條和內(nèi)齒輪的附件；1820年前后，英國(guó)的懷特制造出第一臺(tái)既能加工圓柱齒輪又能加工圓錐齒輪的機(jī)床。具有這一性能的機(jī)床到19世紀(jì)后半葉又有發(fā)展。齒輪加工機(jī)床1835年，英國(guó)的惠特沃思獲得蝸輪滾齒機(jī)的專(zhuān)利；1858年，席勒取得圓柱齒輪滾齒機(jī)的專(zhuān)利；以后經(jīng)多次改進(jìn)，至1897年德國(guó)的普福特制成帶差動(dòng)機(jī)構(gòu)的滾齒機(jī)，才圓滿(mǎn)解決了加工斜齒輪的問(wèn)題。在制成齒輪形插齒刀后，美國(guó)的費(fèi)洛斯于1897年制成了插齒機(jī)。二十世紀(jì)初，由于汽車(chē)工業(yè)的需要，各種磨齒機(jī)相繼問(wèn)世。1930年左右在美國(guó)制成剃齒機(jī)；1956年制成珩齒機(jī)。60年代以后，現(xiàn)代技術(shù)在一些先進(jìn)的圓柱齒輪加工機(jī)床上獲得應(yīng)用，比如在大型機(jī)床上采用數(shù)字顯示指示移動(dòng)量和切齒深度；在滾齒機(jī)、插齒機(jī)和磨齒機(jī)上采用電子伺服系統(tǒng)和數(shù)控系統(tǒng)代替機(jī)械傳動(dòng)鏈和交換齒輪；用設(shè)有故障診斷功能的可編程序控制器，控制工作循環(huán)和變換切削參數(shù)；發(fā)展了數(shù)字控制非圓齒輪插齒機(jī)和適應(yīng)控制滾齒機(jī)；在滾齒機(jī)上用電子傳感器檢測(cè)傳動(dòng)鏈運(yùn)動(dòng)誤差，并自動(dòng)反饋補(bǔ)償誤差等。1884年，美國(guó)的比爾格拉姆發(fā)明了采用單刨刀按展成法加工的直齒錐齒輪刨齒機(jī)；1900年，美國(guó)的比爾設(shè)計(jì)了雙刀盤(pán)銑削直齒錐齒輪的機(jī)床。40年代，為適應(yīng)航空工業(yè)的需要，發(fā)展了弧齒錐齒輪磨齒機(jī)。1944年，瑞士厄利康公司制成延長(zhǎng)外擺線齒錐齒輪銑齒機(jī)；從50年代起，又發(fā)展了用雙刀體組合式端面銑刀盤(pán)，加工延長(zhǎng)外擺線齒錐齒輪的銑齒機(jī)。齒輪加工機(jī)床主要分為圓柱齒輪加工機(jī)床和錐齒輪加工機(jī)床兩大類(lèi)。圓柱齒輪加工機(jī)床主要用于加工各種圓柱齒輪、齒條、蝸輪。常用的有滾齒機(jī)，插齒機(jī)、銑齒機(jī)、剃齒機(jī)等。工作原理齒輪加工機(jī)床的種類(lèi)繁多，構(gòu)造各異：成形法范成法成形法要求：刀具的切削刃形狀與被切齒輪的齒槽形狀相吻合。優(yōu)點(diǎn)：機(jī)床較簡(jiǎn)單，可利用通用機(jī)床加工。缺點(diǎn)：1.對(duì)于同一模數(shù)的齒輪，只要齒數(shù)不同，齒廓形狀就不相同，需采用不同的成形刀具；2.加工出來(lái)的齒形是近似的，加工精度較低；3.每加工完一個(gè)齒槽后，工件需要周期地分度一次，生產(chǎn)率也較低。1）滾齒法母線（漸開(kāi)線）:采用成形法，機(jī)床不需要表面成形運(yùn)動(dòng)。形成導(dǎo)線（直線）:相切法。機(jī)床需要兩個(gè)成形運(yùn)動(dòng)。一個(gè)是銑刀的旋轉(zhuǎn)B1，一個(gè)銑刀沿齒坯的軸向移動(dòng)A。兩個(gè)都是簡(jiǎn)單運(yùn)動(dòng)。銑完一個(gè)齒后，銑刀返回原位，齒坯作分度運(yùn)動(dòng)——轉(zhuǎn)過(guò)360º/z（z是被加工齒輪的齒數(shù)），然后再銑下一個(gè)齒槽，直至全部齒被銑削完畢。用單齒廓成形刀具加工齒輪——用于修配行業(yè)中加工精度要求不高的齒輪；用于重型機(jī)器制造業(yè)中，以解決缺乏大型齒輪加工機(jī)床的問(wèn)題。2）銑齒法采用多齒廓成形刀具時(shí)，在一個(gè)工作循環(huán)中即可加工出全部齒槽，生產(chǎn)率很高，但刀具制造復(fù)雜，僅用于大量生產(chǎn)中。范成法范成法:利用齒輪的嚙合原理把齒輪嚙合副（齒條——齒輪、齒輪——齒輪）中的一個(gè)轉(zhuǎn)化為刀具；另一個(gè)轉(zhuǎn)化為工件，并強(qiáng)制刀具和工件作嚴(yán)格的嚙合運(yùn)動(dòng)而范成切出齒廓。范成法切齒所用刀具切削刃的形狀相當(dāng)于齒條或齒輪的齒廓，它與被切齒輪的齒數(shù)無(wú)關(guān)。每一種模數(shù)，只需用一把刀具就可以加工各種不同齒數(shù)的齒輪；加工時(shí)能連續(xù)分度，加工精度和生產(chǎn)率一般比較高，應(yīng)用廣泛。此法必須在專(zhuān)門(mén)的齒輪機(jī)床上加工，而且機(jī)床的調(diào)整、刀具的制造和刃磨都比較復(fù)雜，一般用于成批大量生產(chǎn)類(lèi)型按照被加工齒輪種類(lèi)不同，齒輪加工機(jī)床可分為兩大類(lèi)：圓柱齒輪加工機(jī)床—滾齒機(jī)、插齒機(jī)、車(chē)齒機(jī)等錐齒輪加工機(jī)床——加工直齒錐齒輪：刨齒機(jī)、銑齒機(jī)、拉齒機(jī)。加工弧齒錐齒輪：銑齒機(jī)。加工齒線形狀為延伸漸開(kāi)線：錐齒輪銑齒機(jī)。精加工齒輪齒面：珩齒機(jī)、剃齒機(jī)和磨齒機(jī)。滾齒機(jī)是用滾刀按展成法粗、精加工直齒、斜齒、人字齒輪和蝸輪等，加工范圍廣，可達(dá)到高精度或高生產(chǎn)率；插齒機(jī)是用插齒刀按展成法加工直齒、斜齒齒輪和其他齒形件，主要用于加工多聯(lián)齒輪和內(nèi)齒輪；銑齒機(jī)是用成形銑刀按分度法加工，主要用于加工特殊齒形的儀表齒輪；剃齒機(jī)是用齒輪式剃齒刀精加工齒輪的一種高效機(jī)床；磨齒機(jī)是用砂輪，精加工淬硬圓柱齒輪或齒輪刀具齒面的高精度機(jī)床；珩齒機(jī)是利用珩輪與被加工齒輪的自由嚙合，消除淬硬齒輪毛刺和其他齒面缺陷的機(jī)床；擠齒機(jī)是利用高硬度無(wú)切削刃的擠輪與工件的自由嚙合，將齒面上的微小不平碾光，以提高精度和光潔程度的機(jī)床；齒輪倒角機(jī)是對(duì)內(nèi)外嚙合的滑移齒輪的齒端部倒圓的機(jī)床，是生產(chǎn)齒輪變速箱和其他齒輪移換機(jī)構(gòu)不可缺少的加工設(shè)備。圓柱齒輪加工機(jī)床還包括齒輪熱軋機(jī)和齒輪冷軋機(jī)等。錐齒加工機(jī)床主要用于加工直齒、斜齒、弧齒和延長(zhǎng)外擺線齒等錐齒輪的齒部。直齒錐齒輪刨齒機(jī)是以成對(duì)刨齒刀按展成法粗、精加工直齒錐齒輪的機(jī)床，有的機(jī)床還能刨制斜齒錐齒輪，在中小批量生產(chǎn)中應(yīng)用最廣。雙刀盤(pán)直齒錐齒輪銑齒機(jī)使用兩把刀齒交錯(cuò)的銑刀盤(pán)，按展成法銑削同一齒槽中的左右兩齒面，生產(chǎn)效率較高，適用于成批生產(chǎn)。由于銑刀盤(pán)與工件無(wú)齒長(zhǎng)方向的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，銑出的齒槽底部呈圓弧形，加工模數(shù)和齒寬均受到限制。這種機(jī)床也可配以自動(dòng)上下料裝置，實(shí)現(xiàn)單機(jī)自動(dòng)化。直齒錐齒輪拉銑機(jī)是在一把大直徑的拉銑刀盤(pán)的一轉(zhuǎn)中，從實(shí)體輪坯上用成形法切出一個(gè)齒槽的機(jī)床。它是錐齒輪切削加工機(jī)床中生產(chǎn)率最高的機(jī)床，由于刀具復(fù)雜，價(jià)格昂貴，而且每種工件都需要專(zhuān)用刀盤(pán)，只適用于大批大量生產(chǎn)。機(jī)床一般都帶有自動(dòng)上下料裝置?；↓X錐齒輪銑齒機(jī)以弧齒錐齒輪銑刀盤(pán)，按展成法粗、精加工弧齒錐齒輪和準(zhǔn)雙曲面齒輪的機(jī)床，有精切機(jī)、粗切機(jī)和拉齒機(jī)等變型。弧齒錐齒輪磨齒機(jī)是用于磨削淬硬的弧齒錐齒輪，以提高精度和光潔程度的機(jī)床，其結(jié)構(gòu)與弧齒錐齒輪銑齒機(jī)相似，但以砂輪代替銑刀盤(pán)，并裝有砂輪修整器，也可磨削準(zhǔn)雙曲面齒輪。延長(zhǎng)外擺線齒錐齒輪銑齒機(jī)利用延長(zhǎng)外擺線齒錐齒輪銑刀盤(pán)，或雙刀體組合式端面銑刀盤(pán)，按展成法連續(xù)分度切齒的機(jī)床。切齒時(shí)，搖臺(tái)銑刀盤(pán)和工件均作連續(xù)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)搖臺(tái)作進(jìn)給運(yùn)動(dòng)加工一個(gè)工件搖臺(tái)往復(fù)一次。銑刀盤(pán)和工件的連續(xù)旋轉(zhuǎn)使工件獲得一定齒數(shù)的連續(xù)分度，并形成齒長(zhǎng)曲線。搖臺(tái)的旋轉(zhuǎn)和工件的附加運(yùn)動(dòng)結(jié)合起來(lái)，產(chǎn)生展成運(yùn)動(dòng)，使工件獲得齒形曲線。準(zhǔn)漸開(kāi)線齒錐齒輪銑齒機(jī)用錐度滾刀，按展成法連續(xù)分度切齒的機(jī)床。切齒時(shí)，錐度滾刀首先以大端切削，然后以它較小直徑的一端切削，為保證整個(gè)切削過(guò)程中切削速度一致，機(jī)床靠無(wú)級(jí)變速裝置控制滾刀轉(zhuǎn)速在切齒時(shí)，搖臺(tái)、滾刀和工件均作連續(xù)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，加工一個(gè)工件，搖臺(tái)往復(fù)一次。搖臺(tái)和工件的旋轉(zhuǎn)通過(guò)差動(dòng)機(jī)構(gòu)產(chǎn)生展成運(yùn)動(dòng)，使工件獲得沿齒長(zhǎng)為等高的齒形曲線。錐齒輪加工機(jī)床的配套設(shè)備有磨削銑刀盤(pán)和拉刀盤(pán)刀刃的磨刀機(jī)，配研成對(duì)錐齒輪的研齒機(jī)，檢驗(yàn)成對(duì)錐齒輪嚙合接觸情況的錐齒輪滾動(dòng)檢查機(jī)和防止齒部熱處理變形的淬火壓床等。滾齒機(jī)的運(yùn)動(dòng)分析應(yīng)用最廣泛的齒輪加工機(jī)床，多數(shù)是立式。加工：直齒、斜齒的外嚙合圓柱齒輪、蝸輪臥式滾齒機(jī)，用于儀表工業(yè)中加工小模數(shù)齒輪和在一般機(jī)械制造業(yè)中加工軸齒輪、花鍵軸等。滾齒原理由一對(duì)交錯(cuò)軸斜齒輪嚙合傳動(dòng)原理演變而來(lái)將這對(duì)嚙合傳動(dòng)副中的一個(gè)齒輪的齒數(shù)減少到幾個(gè)或一個(gè)，螺旋角β增大到很大（即螺旋升角ω很小），它就成了蝸桿。再將蝸桿開(kāi)槽并鏟背，就成為齒輪滾刀。滾齒原理齒輪加工機(jī)床的應(yīng)用齒輪加工機(jī)床主要分為圓柱齒輪加工機(jī)床和錐齒輪加工機(jī)床兩大類(lèi)。圓柱齒輪加工機(jī)床主要用于加工各種圓柱齒輪、齒條、蝸輪。常用的有滾齒機(jī)，插齒機(jī)、銑齒機(jī)、剃齒機(jī)等。齒輪加工機(jī)床廣泛應(yīng)用在汽車(chē)、拖拉機(jī)、機(jī)床、工程機(jī)械、礦山機(jī)械、冶金機(jī)械、石油、儀表、飛機(jī)和航天器等各種機(jī)械制造業(yè)中。齒輪加工機(jī)床是加工各種圓柱齒輪、錐齒輪和其他帶齒零件齒部的機(jī)床。齒輪加工機(jī)床的品種規(guī)格繁多，有加工幾毫米直徑齒輪的小型機(jī)床，加工十幾米直徑齒輪的大型機(jī)床，還有大量生產(chǎn)用的高效機(jī)床和加工精密齒輪的高精度機(jī)床。古代的齒輪是用手工修銼成形的。1540年，意大利的托里亞諾在制造鐘表時(shí)，制成一臺(tái)使用旋轉(zhuǎn)銼刀的切齒裝置；1783年，法國(guó)的勒內(nèi)制成了使用銑刀的齒輪加工機(jī)床，并有切削齒條和內(nèi)齒輪的附件；1820年前后，英國(guó)的懷特制造出第一臺(tái)既能加工圓柱齒輪又能加工圓錐齒輪的機(jī)床。具有這一性能的機(jī)床到19世紀(jì)后半葉又有發(fā)展。40年代，為適應(yīng)航空工業(yè)的需要，發(fā)展了弧齒錐齒輪磨齒機(jī)。1944年，瑞士厄利康公司制成延長(zhǎng)外擺線齒錐齒輪銑齒機(jī)；從50年代起，又發(fā)展了用雙刀體組合式端面銑刀盤(pán)，加工延長(zhǎng)外擺線齒錐齒輪的銑齒機(jī)。滾齒機(jī)是用滾刀按展成法粗、精加工直齒、斜齒、人字齒輪和蝸輪等，加工范圍廣，可達(dá)到高精度或高生產(chǎn)率；插齒機(jī)是用插齒刀按展成法加工直齒、斜齒齒輪和其他齒形件，主要用于加工多聯(lián)齒輪和內(nèi)齒輪；銑齒機(jī)是用成形銑刀按分度法加工，主要用于加工特殊齒形的儀表齒輪；剃齒機(jī)是用齒輪式剃齒刀精加工齒輪的一種高效機(jī)床；磨齒機(jī)是用砂輪，精加工淬硬圓柱齒輪或齒輪刀具齒面的高精度機(jī)床；珩齒機(jī)是利用珩輪與被加工齒輪的自由嚙合，消除淬硬齒輪毛刺和其他齒面缺陷的機(jī)床；擠齒機(jī)是利用高硬度無(wú)切削刃的擠輪與工件的自由嚙合，將齒面上的微小不平碾光，以提高精度和光潔程度的機(jī)床；齒輪倒角機(jī)是對(duì)內(nèi)外嚙合的滑移齒輪的齒端部倒圓齒輪加工機(jī)床主要分為圓柱齒輪加工機(jī)床和錐齒輪加工機(jī)床兩大類(lèi)。圓柱齒輪加工機(jī)床主要用于加工各種圓柱齒輪、齒條、蝸輪。常用的有滾齒機(jī)，插齒機(jī)、銑齒機(jī)、剃齒機(jī)等。齒輪刀具簡(jiǎn)介用切削加工方法制造齒輪，可以分為成形法和展成法。展成法使用的是齒輪形和齒條形刀具，如插齒刀、齒輪滾刀、剃齒刀等。成形法使用的是成形齒輪刀具，如模數(shù)盤(pán)銑刀和指狀銑刀，如圖9－22所示。

一、盤(pán)形齒輪銑刀用模數(shù)盤(pán)形齒輪銑刀銑削直齒圓柱齒輪時(shí)，刀具廓形應(yīng)與工件端剖面內(nèi)的齒槽的漸開(kāi)線廓形相同，如圖9－22所示。當(dāng)被銑削齒輪的模數(shù)、壓力角相等，而齒數(shù)不同時(shí)，其基圓直徑也不同，因而漸開(kāi)線的形狀（彎曲程度）也不同。因此銑削不同的齒數(shù)，應(yīng)采用不同齒形的銑刀，即不能用一把銑刀銑制同一模數(shù)中所有齒數(shù)的齒輪齒形，如圖9－23所示。但為了避免制造數(shù)量過(guò)多的盤(pán)形銑刀，生產(chǎn)上采用刀號(hào)的辦法，如表9－8所示。即用某一刀號(hào)的銑刀銑制模數(shù)和壓力角相同而齒數(shù)不同的一組齒輪。每號(hào)銑刀的齒形均按所銑制齒輪范圍中最小齒數(shù)的齒形設(shè)計(jì)的。表9-8盤(pán)形銑刀刀號(hào)與所加工齒輪的齒數(shù)用盤(pán)形銑刀銑制斜齒輪時(shí)，銑刀是在齒輪法剖面中進(jìn)行成形銑削的。選擇刀號(hào)時(shí)，銑刀模數(shù)應(yīng)依照被切齒輪的法向模數(shù)mn和法剖面中的當(dāng)量齒輪的當(dāng)量齒數(shù)Zv選擇。Zv=Z/（cos3β）式中β－斜齒輪螺旋角（°）；Zv－當(dāng)量齒數(shù)；Z－斜齒輪齒數(shù)。二、齒輪滾刀（一）齒輪滾刀的形成齒輪滾刀是依照螺旋齒輪副嚙合原理，用展成法切削齒輪的刀具，齒輪滾刀相當(dāng)于小齒輪，被切齒輪相當(dāng)于一個(gè)大齒輪，如圖9－24所示。齒輪滾刀是一個(gè)螺旋角β0很大而螺紋頭數(shù)很少（1～3個(gè)齒），齒很長(zhǎng)，并能繞滾刀分度圓柱很多圈的螺旋齒輪，這樣就象螺旋升角γz很小的蝸桿了。為了形成刀刃，在蝸桿端面沿著軸線銑出幾條容屑槽，以形成前面及前角；經(jīng)鏟齒和鏟磨，形成后刀面及后角，如圖9－25所示。

（二）齒輪滾刀的基本蝸桿齒輪滾刀的兩側(cè)刀刃是前面與側(cè)鏟表面的交線，它應(yīng)當(dāng)分布在蝸桿螺旋表面上，這個(gè)蝸桿稱(chēng)為滾刀的基本蝸桿?；疚仐U有以下三種:1．漸開(kāi)線蝸桿漸開(kāi)線蝸桿的螺紋齒側(cè)面是漸開(kāi)螺旋面，在與基圓柱相切的任意平面和漸開(kāi)螺旋面的交線是一條直線，其端剖面是漸開(kāi)線。漸開(kāi)線蝸桿軸向剖面與漸開(kāi)螺旋面的交線是曲線。用這種基本螺桿制造的滾刀，沒(méi)有齒形設(shè)計(jì)誤差，切削的齒輪精度高。然而制造滾刀困難。2．阿基米德蝸桿阿基米德蝸桿的螺旋齒側(cè)面是阿基米德螺旋面。通過(guò)蝸桿軸線剖面與阿基米德蝸螺旋面的交線是直線，其它剖面都是曲線，其端剖面是阿基米德螺旋線。用這種基本蝸桿制成的滾刀，制造與檢驗(yàn)滾刀齒形均比漸開(kāi)線蝸桿簡(jiǎn)單和方便。但有微量的齒形誤差。不過(guò)這種誤差是在允許的范圍之內(nèi)，為此，生產(chǎn)中大多數(shù)精加工滾刀的基本蝸桿均用阿基米德蝸桿代替漸開(kāi)線蝸桿。3．法向直廓蝸桿法向直廓蝸桿法剖面內(nèi)的齒形是直線，端剖面為延長(zhǎng)漸開(kāi)線。用這種基本蝸桿代替漸開(kāi)線基本蝸桿作滾刀，其齒形設(shè)計(jì)誤差大，故一般作為大模數(shù)、多頭和粗加工滾刀用。（三）滾刀的齒形誤差用阿基米德蝸桿代替漸開(kāi)線基本蝸桿作滾刀，切制的齒輪齒形存在著一定誤差，這種誤差稱(chēng)為齒形誤差。由基本蝸桿的性質(zhì)可知，漸開(kāi)線基本蝸桿軸向剖面是曲線齒形，而阿基米德基本蝸桿軸向剖面是直線齒形。為了減少造型誤差，應(yīng)使基本蝸桿的軸向剖面直線齒形與漸開(kāi)線基本蝸桿軸向剖面的理論齒形在分度圓處相切。阿基米德滾刀基本蝸桿軸向剖面齒形角αx0，應(yīng)等于漸開(kāi)線蝸桿軸向剖面齒形的分度圓壓力角，如圖9－26所示。由斜齒輪法向剖面與軸向剖面齒形角換算關(guān)系可得αx0＝αn/cosγz式中αx0－軸向剖面齒形角αn－漸開(kāi)線蝸桿法向剖面分度圓壓力角；γz－滾刀基本蝸桿分度圓上螺旋升角。由圖9－27可知，造型誤差隨著螺旋升角γz的減小而減小。此外造型誤差還隨著滾刀分度圓直徑的增加以及滾刀頭數(shù)的減少而減小。一般造型誤差的誤差值很小，不會(huì)影響滾齒的加工精度。例如m=15mm的零前角齒輪滾刀，當(dāng)γz＝3°時(shí)，造型誤差約為7μm，而且誤差方向是正，會(huì)使被切齒輪的齒頂和齒根多切去一些，相當(dāng)于對(duì)齒輪起了修緣的作用，如圖9－26所示。四、齒輪滾刀的合理使用1.合理使用按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《高精度齒輪滾刀通用技術(shù)條件》的規(guī)定，Ⅰ型適用于JB3327－83規(guī)定的AAA級(jí)滾刀、GB6084－85規(guī)定的AA級(jí)滾刀；Ⅱ型適用于GB6084－85所規(guī)定的AA、A、B、C級(jí)四種精度的滾刀。一般情況下，AA級(jí)滾刀可加工6～7級(jí)齒輪，A級(jí)可加工7～8級(jí)齒輪，B級(jí)可加工8～9級(jí)齒輪，C級(jí)可加工9～10齒輪。2.正確安裝滾刀安裝在滾齒機(jī)的心軸上，需要用千分表檢驗(yàn)滾刀兩端凸臺(tái)的徑向圓跳動(dòng)不大于0.005mm。如圖9－28所示。

3.適時(shí)竄位滾刀在滾切齒輪時(shí)，通常情況下只有中間幾個(gè)刀齒切削工件，因此這幾個(gè)刀齒容易磨損。為使各刀齒磨損均勻，延長(zhǎng)滾刀耐用度，可采取當(dāng)滾刀切削一定數(shù)量的齒輪后，用手動(dòng)或機(jī)動(dòng)方法沿滾刀軸線移動(dòng)一個(gè)或幾個(gè)齒距，以提高滾刀壽命。4.及時(shí)重磨滾齒時(shí)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)齒面粗糙度大于Ra3.2μm以上，或有光斑、聲音不正常，或在精切齒時(shí)滾刀刀齒后刀面磨損超過(guò)0.2～0.5mm，粗切齒超過(guò)0.8～1.0mm時(shí)，就應(yīng)重磨滾刀。對(duì)滾刀的重磨必須予以重視，使切削刃仍處于基本蝸桿螺旋面上，如果滾刀重磨不正確，會(huì)使?jié)L刀失去原有的精度。滾刀的刃磨應(yīng)在專(zhuān)用滾刀刃磨機(jī)床上進(jìn)行。若沒(méi)有專(zhuān)用刃磨機(jī)床時(shí)，可在萬(wàn)能工具磨床上裝一專(zhuān)用夾具來(lái)重磨滾刀。專(zhuān)用夾具使?jié)L刀作螺旋運(yùn)動(dòng)，并精密分度。注意不能徒手刃磨。

三、插齒刀（一）插齒刀的產(chǎn)生齒輪插齒刀的形狀很像齒輪，它的模數(shù)和名義齒形角等于被加工齒輪的模數(shù)和齒形角，不同的是插齒刀有切削刃和前后角。圖9－10所示為直齒插齒刀加工直齒圓柱齒輪的情形。用螺母緊固在機(jī)床主軸上的插齒刀隨主軸一起往復(fù)運(yùn)動(dòng)，它的切削刃便在空間形成一個(gè)假想齒輪，稱(chēng)為產(chǎn)生齒輪，如圖9－29a所示。加工斜齒圓柱齒輪時(shí)用的是斜齒插齒刀，如圖9－29b所示，除了它的模數(shù)和齒形角應(yīng)和被加工齒輪的相等外，其螺旋角還應(yīng)和被加工齒輪的螺旋角大小相等，旋向相反。插齒時(shí)，插齒刀作主運(yùn)動(dòng)和展成運(yùn)動(dòng)的同時(shí)，還有一個(gè)附加的轉(zhuǎn)插齒與滾齒插齒與滾齒的區(qū)別:

一個(gè)齒輪的加工過(guò)程是由若干工序組成的。為了獲得符合精度要求的齒輪，整個(gè)加工過(guò)程都是圍繞著齒形加工工序服務(wù)的。齒形加工方法很多，按加工中有無(wú)切削，可分為無(wú)切削加工和有切削加工兩大類(lèi)。

無(wú)切削加工包括熱軋齒輪、冷軋齒輪、精鍛、粉末冶金等新工藝。無(wú)切削加工具有生產(chǎn)率高，材料消耗少、成本低等一系列的優(yōu)點(diǎn)，目前已推廣使用。但因其加工精度較低，工藝不夠穩(wěn)定，特別是生產(chǎn)批量小時(shí)難以采用，這些缺點(diǎn)限制了它的使用。齒形的有切削加工，具有良好的加工精度，目前仍是齒形的主要加工方法。按其加工原理可分為成形法和展成法兩種。成形法的特點(diǎn)是所用刀具的切削刃形狀與被切齒輪輪槽的形狀相同，如圖9-3所示。用成形原理加工齒形的方法有：用齒輪銑刀在銑床上銑齒、用成形砂輪磨齒、用齒輪拉刀拉齒等方法。這些方法由于存在分度誤差及刀具的安裝誤差，所以加工精度較低，一般只能加工出9~10級(jí)精度的齒輪。此外，加工過(guò)程中需作多次不連續(xù)分齒，生產(chǎn)率也很低。因此，主要用于單件小批量生產(chǎn)和修配工作中加工精度不高的齒輪。展成法是應(yīng)用齒輪嚙合的原理來(lái)進(jìn)行加工的，用這種方法加工出來(lái)的齒形輪廓是刀具切削刃運(yùn)動(dòng)軌跡的包絡(luò)線。齒數(shù)不同的齒輪，只要模數(shù)和齒形角相同，都可以用同一把刀具來(lái)加工。用展成原理加工齒形的方法有：滾齒、插齒、剃齒、珩齒和磨齒等方法。其中剃齒、珩齒和磨齒屬于齒形的精加工方法。展成法的加工精度和生產(chǎn)率都較高，刀具通用性好，所以在生產(chǎn)中應(yīng)用十分廣泛。一、滾齒（一）滾齒的原理及工藝特點(diǎn)滾齒是齒形加工方法中生產(chǎn)率較高、應(yīng)用最廣的一種加工方法。在滾齒機(jī)上用齒輪滾刀加工齒輪的原理，相當(dāng)于一對(duì)螺旋齒輪作無(wú)側(cè)隙強(qiáng)制性的嚙合，見(jiàn)圖9-24所示。滾齒加工的通用性較好,既可加工圓柱齒輪，又能加工蝸輪；既可加工漸開(kāi)線齒形，又可加工圓弧、擺線等齒形；既可加工大模數(shù)齒輪，大直徑齒輪。滾齒可直接加工8~9級(jí)精度齒輪，也可用作7級(jí)以上齒輪的粗加工及半精加工。滾齒可以獲得較高的運(yùn)動(dòng)精度，但因滾齒時(shí)齒面是由滾刀的刀齒包絡(luò)而成，參加切削的刀齒數(shù)有限，因而齒面的表面粗糙度較粗。為了提高滾齒的加工精度和齒面質(zhì)量，宜將粗精滾齒分開(kāi)。（二）滾齒加工質(zhì)量分析1.影響傳動(dòng)精度的加工誤差分析影響齒輪傳動(dòng)精度的主要原因是在加工中滾刀和被切齒輪的相對(duì)位置和相對(duì)運(yùn)動(dòng)發(fā)生了變化。相對(duì)位置的變化(幾何偏心)產(chǎn)生齒輪的徑向誤差；相對(duì)運(yùn)動(dòng)的變化(運(yùn)動(dòng)偏心)產(chǎn)生齒輪的切向誤差。(1)齒輪的徑向誤差齒輪徑向誤差是指滾齒時(shí)，由于齒坯的實(shí)際回轉(zhuǎn)中心與其基準(zhǔn)孔中心不重合，使所切齒輪的輪齒發(fā)生徑向位移而引起的周節(jié)累積公差，如圖9—4所示。齒輪的徑向誤差一般可通過(guò)測(cè)量齒圈徑向跳動(dòng)△Fr反映出來(lái)。切齒時(shí)產(chǎn)生齒輪徑向誤差的主要原因如下：①調(diào)整夾具時(shí)，心軸和機(jī)床工作臺(tái)回轉(zhuǎn)中心不重合。②齒坯基準(zhǔn)孔與心軸間有間隙，裝夾時(shí)偏向一邊。③基準(zhǔn)端面定位不好，夾緊后內(nèi)孔相對(duì)工作臺(tái)回轉(zhuǎn)中心產(chǎn)生偏心。(2)齒輪的切向誤差齒輪的切向誤差是指滾齒時(shí)，實(shí)際齒廓相對(duì)理論位置沿圓周方向(切向)發(fā)生位移，如圖9-5所示。當(dāng)齒輪出現(xiàn)切向位移時(shí)，可通過(guò)測(cè)量公法線長(zhǎng)度變動(dòng)公差△Fw來(lái)反映。切齒時(shí)產(chǎn)生齒輪切向誤差的主要原因是傳動(dòng)鏈的傳動(dòng)誤差造成的。在分齒傳動(dòng)鏈的各傳動(dòng)元件中，對(duì)傳動(dòng)誤差影響最大的是工作臺(tái)下的分度蝸輪。分度蝸輪在制造和安裝中與工作臺(tái)回轉(zhuǎn)中心不重合（運(yùn)動(dòng)偏心），使工作臺(tái)回轉(zhuǎn)中發(fā)生轉(zhuǎn)角誤差，并復(fù)映給齒輪。其次，影響傳動(dòng)誤差的另一重要因素是分齒掛輪的制造和安裝誤差，這些誤差也以較大的比例傳遞到工作臺(tái)上。

2插齒與滾齒的區(qū)別2.影響齒輪工作平穩(wěn)性的加工誤差分析影響齒輪傳動(dòng)工作平穩(wěn)性的主要因素是齒輪的齒形誤差△ff和基節(jié)偏差△fpb。齒形誤差會(huì)引起每對(duì)齒輪嚙合過(guò)程中傳動(dòng)比的瞬時(shí)變化；基節(jié)偏差會(huì)引起一對(duì)齒過(guò)渡到另一對(duì)齒嚙合時(shí)傳動(dòng)比的突變。齒輪傳動(dòng)由于傳動(dòng)比瞬時(shí)變化和突變而產(chǎn)生噪聲和振動(dòng)，從而影響工作平穩(wěn)性精度。滾齒時(shí)，產(chǎn)生齒輪的基節(jié)偏差較小，而齒形誤差通常較大。下面分別進(jìn)行討論。(1)齒形誤差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(huì)反映到齒面上。常見(jiàn)的齒形誤差有如圖9-6所示的各種形式。圖a為齒面出棱、圖b為齒形不對(duì)稱(chēng)、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。由于齒輪的齒面偏離了正確的漸開(kāi)線，使齒輪傳動(dòng)中瞬時(shí)傳動(dòng)比不穩(wěn)定，影響齒輪的工作平穩(wěn)性。(2)基節(jié)極限偏差滾齒時(shí)，齒輪的基節(jié)極限偏差主要受滾刀基節(jié)偏差的影響。滾刀基節(jié)的計(jì)算式為：

pb0=pn0cosα0=pt0cosλ0cosα0≈pt0cosα0式中：pb0――滾刀基節(jié)；pn0――滾刀法向齒距；pt0――滾刀軸向齒距；α0――滾刀法向齒形角；λ0――滾刀分度圓螺旋升角，一般很小，因此cosλ0≈1。由上式可見(jiàn)，為減少基節(jié)偏差，滾刀制造時(shí)應(yīng)嚴(yán)格控制軸向齒距及齒形角誤差，同時(shí)對(duì)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。3.影響齒輪接觸精度的加工誤差分析齒輪齒面的接觸狀況直接影響齒輪傳動(dòng)中載荷分布的均勻性。滾齒時(shí)，影響齒高方向的接觸精度的主要原因是齒形公差△ff和基節(jié)極限偏差△fpb。影響齒寬方向的接觸精度的主要原因是齒向公差△Fβ。產(chǎn)生齒向公差的主要原因：（1）滾齒機(jī)刀架導(dǎo)軌相對(duì)于工作臺(tái)回轉(zhuǎn)軸線存在平行度誤差，如9―7所示。

（2）齒坯裝夾歪斜由于心軸、齒坯基準(zhǔn)端面跳動(dòng)及墊圈兩端面不平行等引起的齒坯安裝歪斜，會(huì)產(chǎn)生齒向誤差，如圖9－8所示。（3）滾切斜齒輪時(shí)，除上述影響因素外，機(jī)床差動(dòng)掛輪計(jì)算的誤差，也會(huì)影響齒輪的齒向誤差。4.提高滾齒生產(chǎn)率的途徑（1）高速滾齒近年來(lái)，我國(guó)已開(kāi)始設(shè)計(jì)和制造高速滾齒機(jī)，同時(shí)生產(chǎn)出鋁高速鋼（MO5Al）滾刀。滾齒速度由一般v=30m/min提高到v=100m/min以上，軸向進(jìn)給量f=1.38mm/r～2.6mm/r，使生產(chǎn)率提高25%。國(guó)外用高速鋼滾刀滾齒速度已提高到100m/min～150m/min；硬質(zhì)合金滾刀已試驗(yàn)到400m/min以上?？傊?，高速滾齒具有一定的發(fā)展前途。（2）采用多頭滾刀可明顯提高生產(chǎn)率，但加工精度較低，齒面粗糙，因而多用于粗加工中。當(dāng)齒輪加工精度要求較高時(shí)，可采用大直徑滾刀，使參加展成運(yùn)動(dòng)的刀齒數(shù)增加，加工齒面粗糙度較細(xì)。（3）改進(jìn)滾齒加工方法a．多件加工將幾個(gè)齒坯串裝在心軸上加工，可以減少滾刀對(duì)每個(gè)齒坯的切入切出時(shí)間及裝卸時(shí)間。b.采用徑向切入滾齒時(shí)滾刀切入齒坯的方法有兩種：徑向切入和軸向切入。徑向切入比軸向切入行程短，可節(jié)省切入時(shí)間，對(duì)大直徑滾刀滾齒時(shí)尤為突出。c.采用軸向竄刀和對(duì)角滾齒滾刀參與切削的刀齒負(fù)荷不等，磨損不均，當(dāng)負(fù)荷最重的刀齒磨損到一定程度時(shí)，應(yīng)將滾刀沿其軸向移動(dòng)一段距離（即軸向竄刀）后繼續(xù)切削，以提高刀具的使用壽命。對(duì)角滾齒是滾刀在沿齒坯軸向進(jìn)給的同時(shí)，還沿滾刀刀桿軸向連續(xù)移動(dòng)，兩種運(yùn)動(dòng)的合成，使齒面形成對(duì)角線刀痕，不僅降低了齒面粗糙度，而且使刀齒磨損均勻，提高了刀具的使用壽命和耐用度，如圖9－9所示。

3插齒與滾齒的區(qū)別

二、插齒（一）插齒原理及運(yùn)動(dòng)1．插齒原理從插齒過(guò)程的原理上分析，如圖9－10所示，插齒刀相當(dāng)于一對(duì)軸線相互平行的圓柱齒輪相嚙合。插齒刀實(shí)質(zhì)上就是一個(gè)磨有前后角并具有切削刃的齒輪。

2．插齒的主要運(yùn)動(dòng)有：（1）切削運(yùn)動(dòng)插齒刀的上、下往復(fù)運(yùn)動(dòng)。（2）分齒展成運(yùn)動(dòng)插齒刀與工件之間應(yīng)保持正確的嚙合關(guān)系。插齒刀往復(fù)一次，工件相對(duì)刀具在分度圓上轉(zhuǎn)過(guò)的弧長(zhǎng)為加工時(shí)的圓周進(jìn)給量，故刀具與工件的嚙合過(guò)程也就是圓周進(jìn)給過(guò)程。（3）徑向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)插齒時(shí)，為逐步切至全齒深，插齒刀應(yīng)有徑向進(jìn)給量fr。（4）讓刀運(yùn)動(dòng)插齒刀作上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，向下是切削行程。為了避免刀具擦傷已加工的齒面并減少刀齒的磨損，在插齒刀向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，工作臺(tái)帶動(dòng)工件退出切削區(qū)一段距離（徑向）。插齒刀工作行程時(shí)，工作臺(tái)再恢復(fù)原位。(二)插齒的工藝特點(diǎn)插齒和滾齒相比，在加工質(zhì)量，生產(chǎn)率和應(yīng)用范圍等方面都有其特點(diǎn)。1.插齒的加工質(zhì)量（1）插齒的齒形精度比滾齒高滾齒時(shí)，形成齒形包絡(luò)線的切線數(shù)量只與滾刀容屑槽的數(shù)目和基本蝸桿的頭數(shù)有關(guān)，它不能通過(guò)改變加工條件而增減；但插齒時(shí)，形成齒形包絡(luò)線的切線數(shù)量由圓周進(jìn)給量的大小決定，并可以選擇。此外，制造齒輪滾刀時(shí)是近似造型的蝸桿來(lái)替代漸開(kāi)線基本蝸桿，這就有造形誤差。而插齒刀的齒形比較簡(jiǎn)單，可通過(guò)高精度磨齒獲得精確的漸開(kāi)線齒形。所以插齒可以得到較高的齒形精度。

（2）插齒后齒面的粗糙度比滾齒細(xì)這是因?yàn)闈L齒時(shí)，滾刀在齒向方向上作間斷切削，形成如圖9－11a所示的魚(yú)鱗狀波紋；而插齒時(shí)插齒刀沿齒向方向的切削是連續(xù)的，如圖9－11b所示。所以插齒時(shí)齒面粗糙度較細(xì)。

（3）插齒的運(yùn)動(dòng)精度比滾齒差這是因?yàn)椴妪X機(jī)的傳動(dòng)鏈比滾齒機(jī)多了一個(gè)刀具蝸輪副，即多了一部分傳動(dòng)誤差。另外，插齒刀的一個(gè)刀齒相應(yīng)切削工件的一個(gè)齒槽，因此，插齒刀本身的周節(jié)累積誤差必然會(huì)反映到工件上。而滾齒時(shí)，因?yàn)楣ぜ拿恳粋€(gè)齒槽都是由滾刀相同的2～3圈刀齒加工出來(lái)，故滾刀的齒距累積誤差不影響被加工齒輪的齒距精度，所以滾齒的運(yùn)動(dòng)精度比插齒高。（4）插齒的齒向誤差比滾齒大插齒時(shí)的齒向誤差主要決定于插齒機(jī)主軸回轉(zhuǎn)軸線與工作臺(tái)回轉(zhuǎn)軸線的平行度誤差。由于插齒刀工作時(shí)往復(fù)運(yùn)動(dòng)的頻率高，使得主軸與套筒之間的磨損大，因此插齒的齒向誤差比滾齒大。所以就加工精度來(lái)說(shuō)，對(duì)運(yùn)動(dòng)精度要求不高的齒輪，可直接用插齒來(lái)進(jìn)行齒形精加工，而對(duì)于運(yùn)動(dòng)精度要求較高的齒輪和剃前齒輪（剃齒不能提高運(yùn)動(dòng)精度），則用滾齒較為有利。

2．插齒的生產(chǎn)率切制模數(shù)較大的齒輪時(shí)，插齒速度要受到插齒刀主軸往復(fù)運(yùn)動(dòng)慣性和機(jī)床剛性的制約；切削過(guò)程又有空程的時(shí)間損失，故生產(chǎn)率不如滾齒高。只有在加工小模數(shù)、多齒數(shù)并且齒寬較窄的齒輪時(shí)，插齒的生產(chǎn)率才比滾齒高。.3．滾插齒的應(yīng)用范圍：（1）加工帶有臺(tái)肩的齒輪以及空刀槽很窄的雙聯(lián)或多聯(lián)齒輪，只能用插齒。這是因?yàn)椋翰妪X刀“切出”時(shí)只需要很小的空間，而滾齒則滾刀會(huì)與大直徑部位發(fā)生干涉。（2）加工無(wú)空刀槽的人字齒輪，只能用插齒；（3）加工內(nèi)齒輪，只能用插齒。（4）加工蝸輪，只能用滾齒。（5）加工斜齒圓柱齒輪，兩者都可用。但滾齒比較方便。插制斜齒輪時(shí)，插齒機(jī)的刀具主軸上須設(shè)有螺旋導(dǎo)軌，來(lái)提供插齒刀的螺旋運(yùn)動(dòng)，并且要使用專(zhuān)門(mén)的斜齒插齒刀，所以很不方便。

4插齒與滾齒的區(qū)別

（三）提高插齒生產(chǎn)率的途徑1.提高圓周進(jìn)給量可減少機(jī)動(dòng)時(shí)間，但圓周進(jìn)給量和空行程時(shí)的讓刀量成正比，因此，必須解決好刀具的讓刀問(wèn)題。2.挖掘機(jī)床潛力增加往復(fù)行程次數(shù)，采用高速插齒。有的插齒機(jī)每分鐘往復(fù)行程次數(shù)可達(dá)1200～1500次/min，最高的可達(dá)到2500次/min。比常用的提高了3～4倍，使切削速度大大提高，同時(shí)也能減少插齒所需的機(jī)動(dòng)時(shí)間。3.改進(jìn)刀具參數(shù)，提高插齒刀的耐用度，充分發(fā)揮插齒刀的切削性能。如采用W18Cr4V插齒刀，切削速度可達(dá)到60m/min；加大前角至15°，后角至9°，可提高耐用度3倍；在前刀面磨出1～1.5mm寬的平臺(tái)，也可提高耐用度30%左右。三、剃齒(一)剃齒原理剃齒加工是根據(jù)一對(duì)螺旋角不等的螺旋齒輪嚙合的原理，剃齒刀與被切齒輪的軸線空間交叉一個(gè)角度，如圖9－12a所示，剃齒刀為主動(dòng)輪1，被切齒輪為從動(dòng)輪2，它們的嚙合為無(wú)側(cè)隙雙面嚙合的自由展成運(yùn)動(dòng)。在嚙合傳動(dòng)中，由于軸線交叉角“φ”的存在，齒面間沿齒向產(chǎn)生相對(duì)滑移，此滑移速度v切=(vt2-vt1)即為剃齒加工的切削速度。剃齒刀的齒面開(kāi)槽而形成刀刃，通過(guò)滑移速度將齒輪齒面上的加工余量切除。由于是雙面嚙合，剃齒刀的兩側(cè)面都能進(jìn)行切削加工，但由于兩側(cè)面的切削角度不同，一側(cè)為銳角，切削能力強(qiáng)；另一側(cè)為鈍角，切削能力弱，以擠壓擦光為主，故對(duì)剃齒質(zhì)量有較大影響。為使齒輪兩側(cè)獲得同樣的剃削條件，則在剃削過(guò)程中，剃齒刀做交替正反轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。剃齒加工需要有以下幾種運(yùn)動(dòng)：1.剃齒刀帶動(dòng)工件的高速正、反轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)―基本運(yùn)動(dòng)。2.工件沿軸向往復(fù)運(yùn)動(dòng)－使齒輪全齒寬均能剃出3.工件每往復(fù)一次做徑向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)－以切除全部余量。

綜上所述，剃齒加工的過(guò)程是剃齒刀與被切齒輪在輪齒雙面緊密?chē)Ш系淖杂烧钩蛇\(yùn)動(dòng)中，實(shí)現(xiàn)微細(xì)切削過(guò)程，而實(shí)現(xiàn)剃齒的基本條件是軸線存在一個(gè)交叉角，當(dāng)交叉角為零時(shí)，切削速度為零，剃齒刀對(duì)工件沒(méi)有切削作用。（二）剃齒特點(diǎn)1.剃齒加工精度一般為6～7級(jí)，表面粗糙度Ra為0.8～0.4μm，用于未淬火齒輪的精加工。2.剃齒加工的生產(chǎn)率高，加工一個(gè)中等尺寸的齒輪一般只需2～4min，與磨齒相比較，可提高生產(chǎn)率10倍以上。3.由于剃齒加工是自由嚙合，機(jī)床無(wú)展成運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈，故機(jī)床結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，機(jī)床調(diào)整容易。表9－5剃齒余量(mm)模數(shù)剃齒余量1～1.750.072～30.083.25～40.094～50.105.5～60.11

四、珩齒淬火后的齒輪輪齒表面有氧化皮，影響齒面粗糙度，熱處理的變形也影響齒輪的精度。由于工件已淬硬，除可用磨削加工外，但也可以采用珩齒進(jìn)行精加工。珩齒原理與剃齒相似，珩輪與工件類(lèi)似于一對(duì)螺旋齒輪呈無(wú)側(cè)隙嚙合，利用嚙合處的相對(duì)滑動(dòng)，并在齒面間施加一定的壓力來(lái)進(jìn)行珩齒。珩齒時(shí)的運(yùn)動(dòng)和剃齒相同。即珩輪帶動(dòng)工件高速正、反向轉(zhuǎn)動(dòng)，工件沿軸向往復(fù)運(yùn)動(dòng)及工件徑向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。與剃齒不同的是開(kāi)車(chē)后一次徑向進(jìn)給到預(yù)定位置，故開(kāi)始時(shí)齒面壓力較大，隨后逐漸減小，直到壓力消失時(shí)珩齒便結(jié)束。珩輪由磨料（通常80＃～180＃粒度的電剛玉）和環(huán)氧樹(shù)脂等原料混合后在鐵芯澆鑄而成。珩齒是齒輪熱處理后的一種精加工方法。與剃齒相比較，珩齒具有以下工藝特點(diǎn)：（1）珩輪結(jié)構(gòu)和磨輪相似，但珩齒速度甚低（通常為1～3m/s），加之磨粒粒度較細(xì)，珩輪彈性較大，故珩齒過(guò)程實(shí)際上是一種低速磨削、研磨和拋光的綜合過(guò)程。

5插齒與滾齒的區(qū)別（2）珩齒時(shí)，齒面間隙沿齒向有相對(duì)滑動(dòng)外，沿齒形方向也存在滑動(dòng)，因而齒面形成復(fù)雜的網(wǎng)紋，提高了齒面質(zhì)量，其粗糙度可從Ra1.6μm降到Ra0.8～0.4μm。（3）珩輪彈性較大，對(duì)珩前齒輪的各項(xiàng)誤差修正作用不強(qiáng)。因此，對(duì)珩輪本身的精度要求不高，珩輪誤差一般不會(huì)反映到被珩齒輪上。（4）珩輪主要用于去除熱處理后齒面上的氧化皮和毛刺。珩齒余量一般不超過(guò)0.025mm，珩輪轉(zhuǎn)速達(dá)到1000r/min以上，縱向進(jìn)給量為0.05～0.065mm/r。（5）珩輪生產(chǎn)率甚高，一般一分鐘珩一個(gè)，通過(guò)3～5次往復(fù)即可完成。五、磨齒磨齒是目前齒形加工中精度最高的一種方法。它既可磨削未淬硬齒輪，也可磨削淬硬的齒輪。磨齒精度4～6級(jí)，齒面粗糙度為Ra0.8～0.2μm。對(duì)齒輪誤差及熱處理變形有較強(qiáng)的修正能力。多用于硬齒面高精度齒輪及插齒刀、剃齒刀等齒輪刀具的精加工。其缺點(diǎn)是生產(chǎn)率低，加工成本高，故適用于單件小批生產(chǎn)。（一）磨齒原理及方法根據(jù)齒面漸開(kāi)線的形成原理，磨齒方法分為仿形法和展成法兩類(lèi)。仿形法磨齒是用成形砂輪直接磨出漸開(kāi)線齒形，目前應(yīng)用甚少；展成法磨齒是將砂輪工作面制成假想齒條的兩側(cè)面，通過(guò)與工件的嚙合運(yùn)動(dòng)包絡(luò)出齒輪的漸開(kāi)線齒面。下面介紹幾種常用的磨齒方法：1.錐面砂輪磨齒采用這類(lèi)磨齒方法的有Y7131和Y7132型磨齒機(jī)。它們是利用假想齒條與齒輪的強(qiáng)制嚙合關(guān)系進(jìn)行展成加工，如圖9－14所示由于齒輪有一定的寬度，為了磨出全部齒面，砂輪還必須沿齒輪軸向作往復(fù)運(yùn)動(dòng)。軸向往復(fù)運(yùn)動(dòng)和展成運(yùn)動(dòng)結(jié)合起來(lái)使磨粒在齒面上的磨削軌跡，如圖9－15所示。

2.雙片蝶形砂輪磨齒

圖9－16所示雙片蝶形砂輪磨齒。兩片蝶形砂輪磨齒構(gòu)成假想齒條的兩個(gè)側(cè)面。磨齒時(shí)砂輪只在原位回轉(zhuǎn)（n0）；工件作相應(yīng)的正反轉(zhuǎn)動(dòng)(n)和往復(fù)移動(dòng)（v），形成展成運(yùn)動(dòng)。為了磨出工件全齒寬，工件還必須沿其軸線方向作慢速進(jìn)給運(yùn)動(dòng)（f）。當(dāng)一個(gè)齒槽的兩側(cè)面磨完后，工件快速退出砂輪，經(jīng)分度后再進(jìn)入下一個(gè)齒槽位置的齒面加工。上述展成運(yùn)動(dòng)可通過(guò)圖9－16b所示的機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。通過(guò)圖中滑座7和框架2、滾圓盤(pán)3及鋼帶4所組成的滾圓盤(pán)鋼帶機(jī)構(gòu)，以實(shí)現(xiàn)工件正反轉(zhuǎn)動(dòng)(n)與往復(fù)移動(dòng)（v）的配合運(yùn)動(dòng)。工件慢速進(jìn)給（f）由工作臺(tái)1的移動(dòng)完成。這種磨齒方法由于產(chǎn)生展成運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)環(huán)節(jié)少、傳動(dòng)鏈誤差?。ㄉ拜喣p后有自動(dòng)補(bǔ)償裝置予以補(bǔ)償）和分齒精度高，故加工精度可達(dá)4級(jí)。但由于碟形砂輪剛性差，切削深度較小，生產(chǎn)率低，故加工成本較高，適用于單件小批生產(chǎn)中外嚙合直齒和斜齒輪的高精度加工。六、齒輪加工方案選擇齒輪加工方案的選擇，主要取決于齒輪的精度等級(jí)、生產(chǎn)批量和熱處理方法等。下面提出齒輪加工方案選擇時(shí)的幾條原則，以供參考：1.對(duì)于8級(jí)及8級(jí)以下精度的不淬硬齒輪，可用銑齒、滾齒或插齒直接達(dá)到加工精度要求。2.對(duì)于8級(jí)及8級(jí)以下精度的淬硬齒輪，需在淬火前將精度提高一級(jí)，其加工方案可采用：滾（插）齒－齒端加工－齒面淬硬－修正內(nèi)孔。3.對(duì)于6～7級(jí)精度的不淬硬齒輪，其齒輪加工方案：滾齒－剃齒。4.對(duì)于6～7級(jí)精度的淬硬齒輪，其齒形加工一般有兩種方案：（1）剃－珩磨方案滾（插）齒－齒端加工－剃齒－齒面淬硬－修正內(nèi)孔－珩齒。（2）磨齒方案滾（插）齒－齒端加工－齒面淬硬－修正內(nèi)孔－磨齒。剃－珩方案生產(chǎn)率高，廣泛用于7級(jí)精度齒輪的成批生產(chǎn)中。磨齒方案生產(chǎn)率低，一般用于6級(jí)精度以上的齒輪。5.對(duì)于5級(jí)及5級(jí)精度以上的齒輪，一般采用磨齒方案。6.對(duì)于大批量生產(chǎn)，用滾（插）齒－冷擠齒的加工方案，可穩(wěn)定地獲得7級(jí)精度齒輪

雙聯(lián)齒輪的加工工藝過(guò)程分析(一)圖9－17所示為一雙聯(lián)齒輪，材料為40Cr，精度為7－6－6級(jí)，其加工工藝過(guò)程見(jiàn)表9－6。從表中可見(jiàn)，齒輪加工工藝過(guò)程大致要經(jīng)過(guò)如下幾個(gè)階段：毛坯熱處理、齒坯加工、齒形加工、齒端加工、齒面熱處理、精基準(zhǔn)修正及齒形精加工等。齒號(hào)ⅠⅡ齒號(hào)ⅠⅡ模數(shù)22基節(jié)偏差±0.016±0.016齒數(shù)2842齒形公差0.0170.018精度等級(jí)7GK7JL齒向公差0.0170.017公法線長(zhǎng)度變動(dòng)量0.0390.024公法線平均長(zhǎng)度21.360－0.0527.60－0.05齒圈徑向跳動(dòng)0.0500.042跨齒數(shù)45（一）工藝過(guò)程分析圖9－17所示為一雙聯(lián)齒輪，材料為40Cr，精度為7－6－6級(jí)，其加工工藝過(guò)程見(jiàn)表9－6。從表中可見(jiàn)，齒輪加工工藝過(guò)程大致要經(jīng)過(guò)如下幾個(gè)階段：毛坯熱處理、齒坯加工、齒形加工、齒端加工、齒面熱處理、精基準(zhǔn)修正及齒形精加工等。

加工的第一階段是齒坯最初進(jìn)入機(jī)械加工的階段。由于齒輪的傳動(dòng)精度主要決定于齒形精度和齒距分布均勻性，而這與切齒時(shí)采用的定位基準(zhǔn)（孔和端面）的精度有著直接的關(guān)系，所以，這個(gè)階段主要是為下一階段加工齒形準(zhǔn)備精基準(zhǔn)，使齒的內(nèi)孔和端面的精度基本達(dá)到規(guī)定的技術(shù)要求。在這個(gè)階段中除了加工出基準(zhǔn)外，對(duì)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。第二階段是齒形的加工。對(duì)于不需要淬火的齒輪，一般來(lái)說(shuō)這個(gè)階段也就是齒輪的最后加工階段，經(jīng)過(guò)這個(gè)階段就應(yīng)當(dāng)加工出完全符合圖樣要求的齒輪來(lái)。對(duì)于需要淬硬的齒輪，必須在這個(gè)階段中加工出能滿(mǎn)足齒形的最后精加工所要求的齒形精度，所以這個(gè)階段的加工是保證齒輪加工精度的關(guān)鍵階段。應(yīng)予以特別注意。加工的第三階段是熱處理階段。在這個(gè)階段中主要對(duì)齒面的淬火處理，使齒面達(dá)到規(guī)定的硬度要求。加工的最后階段是齒形的精加工階段。這個(gè)階段的目的，在于修正齒輪經(jīng)過(guò)淬火后所引起的齒形變形，進(jìn)一步提高齒形精度和降低表面粗糙度，使之達(dá)到最終的精度要求。在這個(gè)階段中首先應(yīng)對(duì)定位基準(zhǔn)面（孔和端面）進(jìn)行修整，因淬火以后齒輪的內(nèi)孔和端面均會(huì)產(chǎn)生變形，如果在淬火后直接采用這樣的孔和端面作為基準(zhǔn)進(jìn)行齒形精加工，是很難達(dá)到齒輪精度的要求的。以修整過(guò)的基準(zhǔn)面定位進(jìn)行齒形精加工，可以使定位準(zhǔn)確可靠，余量分布也比較均勻，以便達(dá)到精加工的目的。（二）定位基準(zhǔn)的確定定位基準(zhǔn)的精度對(duì)齒形加工精度有直接的影響。軸類(lèi)齒輪的齒形加工一般選擇頂尖孔定位，某些大模數(shù)的軸類(lèi)齒輪多選擇齒輪軸頸和一端面定位。盤(pán)套類(lèi)齒輪的齒形加工常采用兩種定位基準(zhǔn)。1）內(nèi)孔和端面定位選擇既是設(shè)計(jì)基準(zhǔn)又是測(cè)量和裝配基準(zhǔn)的內(nèi)孔作為定位基準(zhǔn)，既符合“基準(zhǔn)重合”原則，又能使齒形加工等工序基準(zhǔn)統(tǒng)一，只要嚴(yán)格控制內(nèi)孔精度，在專(zhuān)用芯軸上定位時(shí)不需要找正。故生產(chǎn)率高，廣泛用于成批生產(chǎn)中。2）外圓和端面定位齒坯內(nèi)孔在通用芯軸上安裝，用找正外圓來(lái)決定孔中心位置，故要求齒坯外圓對(duì)內(nèi)孔的徑向跳動(dòng)要小。因找正效率低，一般用于單件小批生產(chǎn)。（三）齒端加工如圖9－18所示，齒輪的齒端加工有倒圓、倒尖、倒棱，和去毛刺等。倒圓、倒尖后的齒輪，沿軸向滑動(dòng)時(shí)容易進(jìn)入嚙合。倒棱可去除齒端的銳邊，這些銳邊經(jīng)滲碳淬火后很脆，在齒輪傳動(dòng)中易崩裂。用銑刀進(jìn)行齒端倒圓，倒圓時(shí)，銑刀在高速旋轉(zhuǎn)的同時(shí)沿圓弧作往復(fù)擺動(dòng)（每加工一齒往復(fù)擺動(dòng)一次）。加工完一個(gè)齒后工件沿徑向退出，分度后再送進(jìn)加工下一個(gè)齒端。齒端加工必須安排在齒輪淬火之前，通常多在滾（插）齒之后。齒輪淬火后基準(zhǔn)孔產(chǎn)生變形，為保證齒形精加工質(zhì)量，對(duì)基準(zhǔn)孔必須給予修正。對(duì)外徑定心的花鍵孔齒輪，通常用花鍵推刀修正。推孔時(shí)要防止歪斜，有的工廠采用加長(zhǎng)推刀前引導(dǎo)來(lái)防止歪斜，已取得較好效果。對(duì)圓柱孔齒輪的修正，可采用推孔或磨孔，推孔生產(chǎn)率高，常用于未淬硬齒輪；磨孔精度高，但生產(chǎn)率低，對(duì)于整體淬火后內(nèi)孔變形大硬度高的齒輪，或內(nèi)孔較大、厚度較薄的齒輪，則以磨孔為宜磨孔時(shí)一般以齒輪分度圓定心，如圖9－20所示，這樣可使磨孔后的齒圈徑向跳動(dòng)較小，對(duì)以后磨齒或珩齒有利。為提高生產(chǎn)率，有的工廠以金剛鏜代替磨孔也取得了較好的效果表9－6雙聯(lián)齒輪加工工藝過(guò)程123456789101112131415毛坯鍛造正火粗車(chē)外圓及端面，留余量1.5～2mm，鉆鏜花鍵底孔至尺寸φ30H12拉花鍵孔鉗工去毛刺上芯軸，精車(chē)外圓，端面及槽至要求檢驗(yàn)滾齒（z＝42），留剃余量0.07～0.10mm插齒（z＝28），留剃余量0.0,4～0.06mm倒角（Ⅰ、Ⅱ齒12°牙角）鉗工去毛刺剃齒（z＝42），公法線長(zhǎng)度至尺寸上限剃齒（z＝28），采用螺旋角度為5°的剃齒刀，剃齒后公法線長(zhǎng)度至尺寸上限齒部高頻淬火：G52珩齒總檢入庫(kù)外圓及端面φ30H12孔及A面花鍵孔及A面花鍵孔及B面花鍵孔及A面花鍵孔及端面花鍵孔及A面花鍵孔及A面花鍵孔及A面花鍵孔及A面圓柱齒輪加工工藝程的內(nèi)容和要求圓柱齒輪的加工工藝程一般應(yīng)包括以下內(nèi)容：齒輪毛坯加工、齒面加工、熱處理工藝及齒面的的精加工。在編制工藝過(guò)程中，常因齒輪結(jié)構(gòu)、精度等級(jí)、生產(chǎn)批量和生產(chǎn)環(huán)境的不同，而采取各種不同的工藝方案。編制齒輪加工工藝過(guò)程大致可以劃分如下幾個(gè)階段：1)齒輪毛坯的形成：鍛件、棒料或鑄件；2)粗加工：切除較多的余量；3)半精加工：車(chē)、滾、插齒；4)熱處理：調(diào)質(zhì)、滲碳淬火、齒面高頻感應(yīng)加熱淬火等5)精加工：精修基準(zhǔn)、精加工齒形9.7.2齒輪加工工藝過(guò)程分析1、基準(zhǔn)的選擇對(duì)于齒輪加工基準(zhǔn)的選擇常因齒輪的結(jié)構(gòu)形狀不同而有所差異。帶軸齒輪主要采用頂點(diǎn)孔定位；對(duì)于空心軸，則在中心內(nèi)孔鉆出后，用兩端孔口的斜面定位；孔徑大時(shí)則采用錐堵。頂點(diǎn)定位的精度高，且能作到基準(zhǔn)重合和統(tǒng)一。對(duì)帶孔齒輪在齒面加工時(shí)常采用以下兩種定位、夾緊方式。（1）以?xún)?nèi)孔和端面定位這種定位方式是以工件內(nèi)孔定位，確定定位位置，再以端面作為軸向定位基準(zhǔn)，并對(duì)著端面夾緊。這樣可使定位基準(zhǔn)、設(shè)計(jì)基準(zhǔn)、裝配基準(zhǔn)和測(cè)量基準(zhǔn)重合，定位精度高，適合于批量生產(chǎn)。但對(duì)于夾具的制造精度要求較高。（2）以外圓和端面定位當(dāng)工件和加劇心軸的配合間隙較大時(shí)，采用千分表校正外圓以確定中心的位置，并以端面進(jìn)行軸向定位，從另一端面夾緊。這種定位方式因每個(gè)工件都要校正，故生產(chǎn)率低；同時(shí)對(duì)齒坯的內(nèi)、外圓同軸要求高，而對(duì)夾具精度要求不高，故適用于單件、小批生產(chǎn)。綜上所述，為了減少定位誤差，提高齒輪加工精度，在加工時(shí)應(yīng)滿(mǎn)足以下要求：1)應(yīng)選擇基準(zhǔn)重合、統(tǒng)一的定位方式；2)內(nèi)孔定位時(shí)，配合間隙應(yīng)近可能減少；3)定位端面與定位孔或外圓應(yīng)在一次裝夾中加工出來(lái)，以保證垂直度要求。2、齒輪毛坯的加工齒面加工前的齒輪毛坯加工，在整個(gè)齒輪加工過(guò)程中占有很重要的地位。因?yàn)辇X面加工和檢測(cè)所用的基準(zhǔn)必須在此階段加工出來(lái)，同時(shí)齒坯加工所占工時(shí)的比例較大，無(wú)論從提高生產(chǎn)率，還是從保證齒輪的加工質(zhì)量，都必須重視齒輪毛坯的加工。在齒輪圖樣的技術(shù)部要求中，如果規(guī)定以分度圓選齒厚的減薄量來(lái)測(cè)定齒側(cè)間隙時(shí)，應(yīng)注意齒頂圓的精度要求，因?yàn)辇X厚的檢測(cè)是以齒頂圓為測(cè)量基準(zhǔn)的。齒頂圓精度太低，必然使測(cè)量出的齒厚無(wú)法正確反映出齒側(cè)間隙的大小，所以，在這一加工過(guò)程中應(yīng)注意以下三個(gè)問(wèn)題：1)當(dāng)以齒頂圓作為測(cè)量基準(zhǔn)時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格控制齒頂圓的尺寸精度；2)保證定位端面和定位孔或外圓間的垂直度；3)提高齒輪內(nèi)孔的制造精度，減少與夾具心軸的配合間隙；3、齒形及齒端加工齒形加工是齒輪加工的關(guān)鍵，其方案的選擇取決于多方面的因素，如設(shè)備條件、齒輪精度等級(jí)、表面粗糙度、硬度等。常用的齒形加工方案在上節(jié)已有講解，在此不再敘述。齒輪的齒端加工有倒圓、倒尖、倒棱和去毛刺等方式。如圖9-13所示。經(jīng)倒圓、倒尖后的齒輪在換檔時(shí)容易進(jìn)入嚙合狀態(tài)，減少撞擊現(xiàn)象。倒棱可除去齒端尖角和毛刺。圖9-14是用指狀銑刀對(duì)齒端進(jìn)行倒圓的加工示意圖。倒圓時(shí)，銑刀告訴旋轉(zhuǎn)，并沿圓弧作擺動(dòng)，加工完一個(gè)齒后，工件退離銑刀，經(jīng)分度再快速向銑刀靠近加工下一個(gè)齒的齒端。齒端加工必須在淬火之前進(jìn)行，通常都在滾（插）齒之后，剃齒之前安排齒端加工。4、輪加工過(guò)程中的熱處理要求在齒輪加工工藝過(guò)程中，熱處理工序的位置安排十分重要，它直接影響齒輪的力學(xué)性能及切削加工性。一般在齒輪加工中進(jìn)行兩種熱處理工序，即毛坯熱處理和齒形熱處理齒輪材料的合理選擇及熱處理齒輪是現(xiàn)代機(jī)械中應(yīng)用最廣泛的一種機(jī)械傳動(dòng)零件。齒輪傳動(dòng)通過(guò)輪齒互相嚙合來(lái)傳遞空間任意兩軸間的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力，并可以改變運(yùn)動(dòng)的形式和速度。齒輪傳動(dòng)使用范圍廣，傳動(dòng)比恒定，效率較高，使用壽命長(zhǎng)。在機(jī)械零件產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與制造過(guò)程中，不僅要考慮材料的性能能夠適應(yīng)零件的工作條件，使零件經(jīng)久耐用，而且要求材料有較好的加工工藝性能和經(jīng)濟(jì)性，以便提高零件的生產(chǎn)率，降低成本，減少消耗。如果齒輪材料選擇不當(dāng)，則會(huì)出現(xiàn)零件的過(guò)早損傷，甚至失效。因此如何合理地選擇和使用金屬材料是一項(xiàng)十分重要的工作。齒輪材料的選擇和齒輪的工作可靠性、使用壽命、工作效率、潤(rùn)滑要求等密切相關(guān)。在齒輪傳遞動(dòng)力和改變速度的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，嚙合齒面之間同時(shí)存在滾動(dòng)和滑動(dòng)摩擦，齒面還受到脈動(dòng)或交變彎曲應(yīng)力的作用，還有齒面可能發(fā)生磨損、膠合及疲勞破壞，因此要求齒輪具有優(yōu)良的耐磨性能、抗接觸疲勞性能和抗彎曲疲勞性能，即要求齒輪材料表面硬度高、強(qiáng)度高、芯部韌性好且硬化層分布合理。在實(shí)際選用中還應(yīng)根據(jù)需要和使用條件如負(fù)荷、速度、溫度、可靠性、質(zhì)量、精度、價(jià)格等因素來(lái)確定齒輪選材。目前，工業(yè)制造領(lǐng)域的齒輪選材主要以鋼為主，包括各種低碳鋼、中碳鋼、高碳鋼和合金鋼。而鋁、鎂、鈦、銅合金、鑄鐵，甚至塑料和木材等都可用于制作齒輪。通常，為了改善和提高齒輪材料的性能或降低成本，可以采用化學(xué)處理、表面強(qiáng)化處理以及復(fù)合處理等表面改性技術(shù)。

選取齒輪材料要充分考慮材料的經(jīng)濟(jì)性、強(qiáng)度和齒輪精度等，不同設(shè)備的需求自然也大為不同。就儀器設(shè)備、家用器具、玩具等小負(fù)荷齒輪而言，可以選擇造價(jià)低、生產(chǎn)率高的復(fù)合塑料齒輪。

而坦克、冷軋機(jī)等重負(fù)荷執(zhí)行機(jī)械，則需要材料及加工要求更高的各種金屬和合金材料。如果在航空航天工業(yè)中應(yīng)用，則要求更高的可靠性、精度和輕重量，制造成本放在次要位置。下面就主要幾類(lèi)齒輪材料一一進(jìn)行分析：1、鋼材齒輪用鋼多為合金鋼，少數(shù)為碳鋼。通常為降低成本，可以對(duì)中碳鋼和低合金鋼進(jìn)行各種熱處理以提高其強(qiáng)度和硬度。表面硬化處理亦可提高合金鋼齒輪材料的強(qiáng)度，使其適用于高負(fù)載和中等溫度使用的工況。而當(dāng)齒輪的使用條件進(jìn)一步提高時(shí)，往往需要對(duì)齒輪進(jìn)行淬火以提高其強(qiáng)度和硬度。或通過(guò)表面滲碳及表面氧化處理事齒輪表面硬化，以提高其抗疲勞性能，改善其抗膠合和抗磨性能。就發(fā)展趨勢(shì)而言，應(yīng)大力推廣使用強(qiáng)度和硬度較高的硬齒面齒輪，并通過(guò)優(yōu)化齒輪選材及潤(rùn)滑方式來(lái)延長(zhǎng)齒輪的使用壽命。

2、鑄鐵常用的鑄鐵主要包括：灰鑄鐵、球墨鑄鐵、可煅鑄鐵和合金鑄鐵等4種。與鋼相比較，鑄鐵的合金成分較低，加工性能更好。鑄鐵中存在的游離石墨和多孔性結(jié)構(gòu)使齒輪的耐磨性良好、噪音小、成本低，可以廣泛應(yīng)用于各類(lèi)齒輪傳動(dòng)。由于鑄鐵具有的良好滑動(dòng)特性，在許多負(fù)荷不大、工作條件不苛刻的渦輪傳動(dòng)中可用鑄鐵渦輪替換銅合金渦輪?？偠灾?，鑄鐵是經(jīng)濟(jì)適用的齒輪材料。3、有色金屬齒輪工業(yè)中應(yīng)用最多的是有色金屬為銅和銅合金。其中常用的是錫青銅和鋁鐵青銅，大多數(shù)用于制造渦輪。但含硫添加劑對(duì)銅具有腐蝕作用，應(yīng)盡量慎用。另外，強(qiáng)度較高和機(jī)械加工性能較好的鑄造鋁合金適合制作齒輪或渦輪，但滑動(dòng)性和抗磨性能稍差，因此僅可用于輕、中負(fù)荷和中低轉(zhuǎn)速齒輪。4、非金屬材料目前，隨著材料科學(xué)的飛速發(fā)展，不少非金屬材料也越來(lái)越多的應(yīng)用在齒輪產(chǎn)品的制作上，并且某些性能接近或超過(guò)了金屬材料。比如，過(guò)去在較低負(fù)荷下使用的木材齒輪，已逐漸被部分聚合物復(fù)合材料成功替代，用于制作輕負(fù)荷、中負(fù)荷條件下運(yùn)行的中小型齒輪。高聚合物材料在制作中引入了金屬、金屬氧化物、納米微粒、增強(qiáng)纖維等，可以大幅度提高在各種潤(rùn)滑條件下的抗摩擦磨損性能。特別是某些要求無(wú)油潤(rùn)滑、可靠性高、污染小等條件的領(lǐng)域，如家用電器、醫(yī)療器械、食品機(jī)械和紡織機(jī)械等則更適合以聚合物復(fù)合材料制作的齒輪。此外，大批量的生產(chǎn)塑料或塑料金屬齒輪可以有效降低生產(chǎn)成本，并且更適用于存在污染及多粉塵的不利環(huán)境。

5、粉末燒結(jié)金屬粉末燒結(jié)金屬是指通過(guò)在燒結(jié)粉末中引入添加劑（如在鐵粉中添加銅粉），以提高其強(qiáng)度的一種制備工藝較先進(jìn)的材料形式。另外，將金屬粉末燒結(jié)預(yù)成型件加熱到鍛造溫度后還可以對(duì)零件進(jìn)行鍛造加工，從而使得相應(yīng)齒輪的強(qiáng)度和力學(xué)性能接近由鍛造材料制作的齒輪，而成本明顯低于機(jī)加工或常規(guī)鍛造工藝，是用于制作高強(qiáng)度齒輪

滿(mǎn)足材料的機(jī)械性能

材料的機(jī)械性能包括強(qiáng)度、硬度、塑性及韌性等，反映材料在使用過(guò)程中所表現(xiàn)出來(lái)的特性。齒輪在嚙合時(shí)齒面接觸處有接觸應(yīng)力，齒根部有最大彎曲應(yīng)力，可能產(chǎn)生齒面或齒體強(qiáng)度失效。齒面各點(diǎn)都有相對(duì)滑動(dòng)，會(huì)產(chǎn)生磨損。齒輪主要的失效形式有齒面點(diǎn)蝕、齒面膠合、齒面塑性變形和輪齒折斷等。因此要求齒輪材料有高的彎曲疲勞強(qiáng)度和接觸疲勞強(qiáng)度，齒面要有足夠的硬度和耐磨性，芯部要有一定的強(qiáng)度和韌性。例如，在確定大、小齒輪硬度時(shí)應(yīng)注意使小齒輪的齒面硬度比大齒輪的齒面硬度高30-50HBS，這是因?yàn)樾↓X輪受載荷次數(shù)比大齒輪多，且小齒輪齒根較薄，強(qiáng)度低于大齒輪。為使兩齒輪的輪齒接近等強(qiáng)度，小齒輪的齒面要比大齒輪的齒面硬一些。

另一方面，根據(jù)材料的使用性能確定了材料牌號(hào)后。要明確材料的機(jī)械性能或材料硬度，然后我們可以通過(guò)不同的熱處理工藝達(dá)到所要求的硬度范圍，從而賦予材料不同的機(jī)械性能。如材料為40Cr合金鋼的齒輪，當(dāng)840-860℃油淬，540-620℃回火時(shí)，調(diào)質(zhì)硬度可達(dá)28-32HRC，可改善組織、提高綜合機(jī)械性能；當(dāng)860-880℃油淬，240—280℃回火時(shí)，硬度可達(dá)46-51HRC，則鋼的表面耐磨性能好，芯部韌性好，變形??；當(dāng)500-560℃氮化處理，氮化層0.15-0.6mm時(shí)，硬度可達(dá)52-54HRC，則鋼具有高的表面硬度、高的耐磨性、高的疲勞強(qiáng)度，較高的抗蝕性和抗膠合性能且變形極?。划?dāng)通過(guò)電鍍或表面合金化處里后，則可改善齒輪工作表面摩擦性能，提高抗腐蝕性能。滿(mǎn)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。齒輪的制造要經(jīng)過(guò)鍛造、切削加工和熱處理等幾種加工，因此選材時(shí)要對(duì)材料的工藝性能加以注意。一般來(lái)說(shuō)，碳鋼的鍛造、切削加工等工藝性能較好，其機(jī)械性能可以滿(mǎn)足一般工作條件的要求。但強(qiáng)度不夠高，淬透性較差。而合金鋼淬透性好、強(qiáng)度高，但鍛造、切削加工性能較差。我們可以通過(guò)改變工藝規(guī)程、熱處理方法等途經(jīng)來(lái)改善材料的工藝性能。

例如汽車(chē)變速箱中的齒輪選擇20CrMnTi鋼，該鋼具有較高的機(jī)械性能，在滲碳淬火低溫回火后，表面硬度為58-62HRC，芯部硬度為30-45HRC。20CrMnTi的工藝性能較好，鍛造后以正火來(lái)改善其切削加工性。此外，20CrMnTi還具有較好的淬透性，由于合金元素鈦的影響，對(duì)過(guò)熱不敏感，故在滲碳后可直接降溫淬火。且滲碳速度較快，過(guò)渡層較均勻，滲碳淬火后變形小。適合于制造承受高速中載及沖擊、摩擦的重要零件，因此根據(jù)齒輪的工作條件選用20CrMnTi鋼是比較合適的。為了保證齒輪工作的可靠性，提高其使用壽命，齒輪的材料及其熱處理應(yīng)根據(jù)工作條件和材料的特點(diǎn)來(lái)選取。對(duì)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(shí)應(yīng)具有良好的冷、熱加工的工藝性，以達(dá)到齒輪的各種技術(shù)要求。常用的齒輪材料為各種牌號(hào)的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼、合金結(jié)構(gòu)鋼、鑄鋼、鑄鐵和非金屬材料等。一般多采用鍛件或軋制鋼材。當(dāng)齒輪結(jié)構(gòu)尺寸較大，輪坯不易鍛造時(shí)，可采用鑄鋼。開(kāi)式低速傳動(dòng)時(shí)，可采用灰鑄鐵或球墨鑄鐵。低速重載的齒輪易產(chǎn)生齒面塑性變形，輪齒也易折斷，宜選用綜合性能較好的鋼材。高速齒輪易產(chǎn)生齒面點(diǎn)蝕，宜選用齒面硬度高的材料。受沖擊載荷的齒輪，宜選用韌性好的材料。對(duì)高速、輕載而又要求低噪聲的齒輪傳動(dòng)，也可采用非金屬材料、如夾布膠木、尼龍等。鋼制齒輪的熱處理方法主要有以下幾種：1．表面淬火

常用于中碳鋼和中碳合金鋼，如45、40Cr鋼等。表面淬火后，齒面硬度一般為40～55HRC。特點(diǎn)是抗疲勞點(diǎn)蝕、抗膠合能力高，耐磨性好。由于齒心部末淬硬，齒輪仍有足夠的韌性，能承受不大的沖擊載荷。2．滲碳淬火

常用于低碳鋼和低碳合金鋼，如20、20Cr鋼等。滲碳淬火后齒面硬度可達(dá)56～62HRC，而齒心部仍保持較高的韌性，輪齒的執(zhí)彎強(qiáng)度和齒面接觸強(qiáng)度高，耐磨性較好，常用于受沖擊載荷的重要齒輪傳動(dòng)。齒輪經(jīng)滲碳淬火后，輪齒變形較大，應(yīng)進(jìn)行磨齒。

3．滲氮

滲氮是一種表面化學(xué)熱處理。滲氮后不需要進(jìn)行其他熱處理，齒面硬度可達(dá)700～900HV。由于滲氮處理后的齒輪硬度高，工藝溫度低，變形小，故適用于內(nèi)齒輪和難以磨削的齒輪，常用于含鉻、銅、鉛等合金元素的滲氮鋼，如38CrMoAlA。4．調(diào)質(zhì)

調(diào)質(zhì)一般用于中碳鋼和中碳合金鋼，如45、40Cr、35SiMn鋼等。調(diào)質(zhì)處理后齒面硬度一般為220～280HBS。因硬度不高，輪齒精加工可在熱處理后進(jìn)行。

5．正火

正火能消除內(nèi)應(yīng)力，細(xì)化晶粒，改善力學(xué)性能和切削性能。機(jī)械強(qiáng)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。一般要求的齒輪傳動(dòng)可采用軟齒面齒輪。為了減小膠合的可能性，并使配對(duì)的大小齒輪壽命相當(dāng)，通常使小齒輪齒面硬度比大齒輪齒面硬度高出30-50HBS。對(duì)于高速、重載或重要的齒輪傳動(dòng)，可采用硬齒面齒輪組合，齒面硬度可大致相同。材料的經(jīng)濟(jì)性要求所謂經(jīng)濟(jì)性是指最小的耗費(fèi)取得最大的經(jīng)濟(jì)效益。在滿(mǎn)足使用性能的前提下，選用齒輪材料還應(yīng)注意盡量降低零件的總成本。我們可以從以下幾方面考慮：

從材料本身價(jià)格來(lái)考慮。碳鋼和鑄鐵的價(jià)格是比較低廉的，因此在滿(mǎn)足零件機(jī)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，而且可降低成本。從金屬資源和供應(yīng)情況來(lái)看，應(yīng)盡可能減少材料的進(jìn)口量及價(jià)格昂貴材料的使用量。

從齒輪生產(chǎn)過(guò)程的耗費(fèi)來(lái)考慮。首先，采用不同的熱處理方法相對(duì)加工費(fèi)用也不一樣，如12CrNi3A鋼滲碳表面淬火的費(fèi)用要比氮化處理的費(fèi)用少得多，而碳氮共滲又具有生產(chǎn)周期短和成本低的特點(diǎn)。其次，通過(guò)改進(jìn)熱處理工藝也可以降低成本。如某齒輪工作時(shí)在高速、中載且承受中等沖擊條件下，原選用中合金高級(jí)滲碳鋼18cr2Ni4WA材料，其經(jīng)過(guò)910-940℃滲碳，850℃淬火，180-200℃回火后機(jī)械性能的抗拉強(qiáng)度≥1177Mpa、屈服強(qiáng)度≥834Mpa、延伸率≥10％、斷面收縮率≥45％，沖擊韌性≥980kJ／m2，硬度為58-62HRC。雖能滿(mǎn)足齒輪的使用性能和工藝性能，但零件的價(jià)格高?，F(xiàn)選用價(jià)格相對(duì)便宜的低碳中合金、中淬透性滲碳鋼20CrMnTi。經(jīng)過(guò)910-940℃滲碳，870℃淬火，180-200℃回火后機(jī)械性能的抗拉強(qiáng)度≥1100Mpa、屈服強(qiáng)度≥850Mpa、延伸率≥10％、斷面收縮率≥45％，沖擊韌性≥680，硬度為58-62HRC。僅此一項(xiàng)改進(jìn)，材料費(fèi)用不僅大大降低，而且滿(mǎn)足了其使用性能和工藝性能。第三，所選鋼種應(yīng)盡量少而集中，以便采購(gòu)和管理。隨著齒輪形狀、尺寸和材料向著多品種、多系列和個(gè)性化的方向發(fā)展，尤其是在型號(hào)多、產(chǎn)量小時(shí)，在齒輪鍛造、機(jī)加工和熱處理等生產(chǎn)工藝方面，存在著設(shè)計(jì)量大，生產(chǎn)周期長(zhǎng)、效率低、成本高、能耗大、管理難和質(zhì)量不易保證等不利狀況，因此在齒輪選材時(shí)精選、優(yōu)選和壓縮材料牌號(hào)和規(guī)格有利于提高選材通用化、系列化和標(biāo)準(zhǔn)化程度，提高材料的利用率，提高材料采購(gòu)的計(jì)劃性，以減少庫(kù)存積壓、加快資金流動(dòng)，方便儲(chǔ)存和保管以及降低材料的成本消耗。最后，我們還可以通過(guò)改進(jìn)工藝來(lái)提高經(jīng)濟(jì)效益。如模鍛件生產(chǎn)的模鍛工藝已突破傳統(tǒng)工藝的要求，在提供成型毛坯時(shí)，可利用少無(wú)切削工藝，模鍛與機(jī)械精加工相結(jié)合，部分或全部取代切削加工直接生產(chǎn)零件，或在生產(chǎn)中采用成組技術(shù)與工藝，也可提高產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)效率和降低成本。

結(jié)束語(yǔ)綜上所述，在選擇齒輪材料時(shí)。必須了解我國(guó)工業(yè)發(fā)展形式，結(jié)合我國(guó)資源和生產(chǎn)條件，從實(shí)際出發(fā)，全面考慮機(jī)械性能、工藝性能和經(jīng)濟(jì)性等方面的問(wèn)題，只有合理選材才能保證齒輪質(zhì)量、降低產(chǎn)品成本，從而提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。1.齒輪材料

對(duì)齒輪材料的基本要求為：齒面要有足夠的硬度，以使得齒面具有較高的抗磨損、抗點(diǎn)蝕、抗膠合、抗塑性變形的能力；齒芯材料要有較高的機(jī)械性能，高強(qiáng)度極限、疲勞極限和足夠的韌性，以使得輪齒具有足夠的抗彎曲疲勞折斷的能力；價(jià)格合理、購(gòu)買(mǎi)方便，具有良好的加工和熱處理工藝性。

齒輪材料中最常用的是各種鋼材，其次是鑄鐵，還有一些非金屬材料。齒輪的毛坯由鍛造、鑄造或焊接而成，也可以直接用棒料加工。(1)鋼鋼材的韌性好，耐沖擊，還可以通過(guò)熱處理或化學(xué)處理改善材料的機(jī)械性能及提高齒面的硬度。常用的鋼材有鍛鋼和鑄鋼兩類(lèi)。除尺寸過(guò)大或形狀復(fù)雜只宜鑄造者外，一般都用鍛鋼制造齒輪，常用的是含碳量0.15~0.6%的碳鋼或合金。鑄鋼的耐磨性及強(qiáng)度均較好，但應(yīng)經(jīng)退火及?；幚恚匾獣r(shí)也可進(jìn)行調(diào)質(zhì)。鑄鋼常用于尺寸較大的齒輪。(2)鑄鐵灰鑄鐵價(jià)廉、易切削，其中石墨能起潤(rùn)滑作用，能吸收噪音，但抗彎強(qiáng)度低，沖擊韌性差。適用于形狀復(fù)雜、尺寸較大，同時(shí)工作平穩(wěn)、速度較低、功率不大的的場(chǎng)合，尤其適用于開(kāi)式齒輪傳動(dòng)。球墨鑄鐵的力學(xué)性能和抗沖擊性能遠(yuǎn)高于灰鑄鐵，可替代某些調(diào)質(zhì)鋼的大齒輪。(3)非金屬材料

對(duì)高速、輕載及精度不高的齒輪傳動(dòng)，為了降低噪音，常采用夾布膠木、塑料、尼龍等非金屬材料。非金屬材料齒輪的優(yōu)點(diǎn)是質(zhì)量小、減振性好、噪音低、具有相應(yīng)的抗腐蝕性；缺點(diǎn)是導(dǎo)熱性差、易變形等。為了有利于散熱，與其配對(duì)嚙合的齒輪仍多用鋼或鑄鐵制造。2.齒輪熱處理

鋼制齒輪可以通過(guò)不同的熱處理方法獲得不同的表面硬度，工業(yè)中以350HB為界將齒輪傳動(dòng)分為軟齒面（布氏硬度≤350HB）和硬齒面（布氏硬度≥350HB）。(1)軟齒面軟齒面齒輪常用的熱處理方法為調(diào)質(zhì)和正火。齒輪的材料一般選用中碳鋼和中碳合金鋼以及中碳鑄鋼和中碳合金鑄鋼。調(diào)質(zhì)齒輪的強(qiáng)度、韌性和齒面硬度均高于正火齒輪，對(duì)于不宜調(diào)質(zhì)、尺寸較大或不太重要的齒輪一般采用正火。軟齒面齒輪適宜于對(duì)強(qiáng)度、速度和精度要求不高的齒輪傳動(dòng)。通常是齒輪毛坯經(jīng)過(guò)熱處理后進(jìn)行切齒，切制后即為成品。精度一般為8級(jí)，精切時(shí)可達(dá)7級(jí)。軟齒面齒輪制造簡(jiǎn)便、經(jīng)濟(jì)、生產(chǎn)率高。(2)硬齒面

硬齒面齒輪采用表面硬化處理方法，常用方法包括：表面淬火：常用材料為中碳鋼和中碳合金鋼。表面硬度可達(dá)48HRC~54HRC。心部韌性高，能用于承受中等沖擊載荷。中、小尺寸齒輪可采用中頻或高頻感應(yīng)加熱，大尺寸可采用火焰加熱。感應(yīng)加熱使輪齒變形較小，對(duì)精度要求不很高的齒輪傳動(dòng)無(wú)須進(jìn)行磨齒。火焰加熱變形大，齒面不易獲得均勻的硬度，質(zhì)量不易保證。滲碳淬火：常用材料為韌性較好的低碳鋼和低碳合金鋼。表面硬度可達(dá)58HRC~63HRC。用于承受較大沖擊載荷的齒輪。氮化：常用材料有40CrMo,38CrMoAl等。滲氮后齒輪硬度高，耐磨性好，變形小，處理后無(wú)需磨齒。但因氮化層較薄，其承載能力不及滲碳齒輪高，沖擊載荷下易破碎，故宜用于載荷平穩(wěn)、潤(rùn)滑良好的傳動(dòng)。碳氮共滲：適宜處理各種中碳鋼和中碳合金鋼。表面硬度可達(dá)表面硬度可達(dá)62HRC~67HRC。齒輪變形小，抗接觸疲勞和抗膠合的性能優(yōu)于滲碳淬火。表面激光硬化：將激光束掃射齒面，使齒面組織細(xì)硬，硬度可達(dá)HV950以上。特點(diǎn)是處理后輪齒的變形極小，便于處理大尺寸齒輪。適宜于各類(lèi)中碳鋼和中碳合金鋼。

硬齒面齒輪表面硬度高，所以承載能力較大，結(jié)構(gòu)緊湊。加工多采用先切齒，再作表面硬化處理，最后進(jìn)行精加工。精度要求較高的齒輪均需進(jìn)行磨齒，精度可達(dá)4級(jí)。這類(lèi)齒輪承載力高，加工精度高，但制造要求高，價(jià)格較貴。

在齒輪工作過(guò)程中，小齒輪的輪齒接觸次數(shù)比大齒輪多，為了使大小齒輪壽命接近，通常取小齒輪的硬度值比大齒輪的高20~40HB。傳動(dòng)比越大，硬度差也應(yīng)越大。對(duì)于硬齒面齒輪，硬度差不宜過(guò)大。實(shí)踐表明，硬度差也有利于提高抗膠合能力圓柱齒輪齒形加工方法和加工方案展成法是應(yīng)用齒輪嚙合的原理來(lái)進(jìn)行加工的，用這種方法加工出來(lái)的齒形輪廓是刀具切削刃運(yùn)動(dòng)軌跡的包絡(luò)線。齒數(shù)不同的齒輪，只要模數(shù)和齒形角相同，都可以用同一把刀具來(lái)加工。用展成原理加工齒形的方法有：滾齒、插齒、剃齒、珩齒和磨齒等方法。其中剃齒、珩齒和磨齒屬于齒形的精加工方法。展成法的加工精度和生產(chǎn)率都較高，刀具通用性好，所以在生產(chǎn)中應(yīng)用十分廣泛。一、滾齒（一）滾齒的原理及工藝特點(diǎn)滾齒是齒形加工方法中生產(chǎn)率較高、應(yīng)用最廣的一種加工方法。在滾齒機(jī)上用齒輪滾刀加工齒輪的原理，相當(dāng)于一對(duì)螺旋齒輪作無(wú)側(cè)隙強(qiáng)制性的嚙合，見(jiàn)圖9-24所示。滾齒加工的通用性較好,既可加工圓柱齒輪，又能加工蝸輪；既可加工漸開(kāi)線齒形，又可加工圓弧、擺線等齒形；既可加工大模數(shù)齒輪，大直徑齒輪。滾齒可直接加工8~9級(jí)精度齒輪，也可用作7級(jí)以上齒輪的粗加工及半精加工。滾齒可以獲得較高的運(yùn)動(dòng)精度，但因滾齒時(shí)齒面是由滾刀的刀齒包絡(luò)而成，參加切削的刀齒數(shù)有限，因而齒面的表面粗糙度較粗。為了提高滾齒的加工精度和齒面質(zhì)量，宜將粗精滾齒分開(kāi)。（二）滾齒加工質(zhì)量分析1.影響傳動(dòng)精度的加工誤差分析影響齒輪傳動(dòng)精度的主要原因是在加工中滾刀和被切齒輪的相對(duì)位置和相對(duì)運(yùn)動(dòng)發(fā)生了變化。相對(duì)位置的變化(幾何偏心)產(chǎn)生齒輪的徑向誤差；相對(duì)運(yùn)動(dòng)的變化(運(yùn)動(dòng)偏心)產(chǎn)生齒輪的切向誤差。(1)齒輪的徑向誤差齒輪徑向誤差是指滾齒時(shí)，由于齒坯的實(shí)際回轉(zhuǎn)中心與其基準(zhǔn)孔中心不重合，使所切齒輪的輪齒發(fā)生徑向位移而引起的周節(jié)累積公差，如圖9—4所示。齒輪的徑向誤差一般可通過(guò)測(cè)量齒圈徑向跳動(dòng)△Fr反映出來(lái)。切齒時(shí)產(chǎn)生齒輪徑向誤差的主要原因如下：①調(diào)整夾具時(shí)，心軸和機(jī)床工作臺(tái)回轉(zhuǎn)中心不重合。②齒坯基準(zhǔn)孔與心軸間有間隙，裝夾時(shí)偏向一邊。③基準(zhǔn)端面定位不好，夾緊后內(nèi)孔相對(duì)工作臺(tái)回轉(zhuǎn)中心產(chǎn)生偏心。(2)齒輪的切向誤差齒輪的切向誤差是指滾齒時(shí)，實(shí)際齒廓相對(duì)理論位置沿圓周方向(切向)發(fā)生位移，如圖9-5所示。當(dāng)齒輪出現(xiàn)切向位移時(shí)，可通過(guò)測(cè)量公法線長(zhǎng)度變動(dòng)公差△Fw來(lái)反映。切齒時(shí)產(chǎn)生齒輪切向誤差的主要原因是傳動(dòng)鏈的傳動(dòng)誤差造成的。在分齒傳動(dòng)鏈的各傳動(dòng)元件中，對(duì)傳動(dòng)誤差影響最大的是工作臺(tái)下的分度蝸輪。分度蝸輪在制造和安裝中與工作臺(tái)回轉(zhuǎn)中心不重合（運(yùn)動(dòng)偏心）