齿坯

       齿形加工之前的齿轮加工称为齿坯加工，齿坯的内孔(或轴颈)、端面或外圆经常是齿轮加工、测量和装配的基准，齿坯的精度对齿轮的加工精度有着重要的影响。因此，齿坯加工在整个齿轮加工中占有重要的地位。

（一）齿坯加工精度

齿坯加工中，主要要求保证的是基准孔(或轴颈)的尺寸精度和形状精度、基准端面相对于基准孔(或轴颈)的位置精度。不同精度的孔(或轴颈)的齿坯公差以及表面粗糙度等要求分别列于表9—2、表9—3和表9—4中。

表9—2齿坯公差 

齿轮精度等级①	5	6	7	8	9
孔尺寸公差 形状公差	IT5	IT6	IT7		IT8
轴尺寸公差 形状公差	IT5		IT6		IT7
顶圆直径②	IT7	IT8			IT8

①当三个公差组的精度等级不同时，按最高精度等级确定公差值。②当顶圆不作为测量齿厚基准时，尺寸公差按IT11给定，但应小于0．1mm。

表9—3齿轮基准面径向和端面圆跳动公差(μm)

分度圆直径(mm)		精度等级
大于	到	1和2	3 和4	5 和6	7 和8	9 和12
0	125	2．8	7	11	18	28
125	400	3．6	9	14	22	36
400	800	5．0	12	20	32	50

表9—4齿坯基准面的表面粗糙度参数Ra(μm)

精度等级	3	4	5	6	7	8	9	10
孔 颈端 端面 顶圆	≤0.2 ≤0.1 0.2~0.1	≤0.2 0.2~0.1 0.4~0.2	0.4~0.2 ≤0.2 0.6~0.4	≤0.8 ≤0.4 0.6~0.3	1.6~0.8 ≤0.8 1.6~0.8	≤1.6 ≤1.6 3.2~1.6	≤3.2 ≤1.6 ≤3.2	≤3.2 ≤1.6 ≤3.2

（二）齿坯加工方案

       齿坯加工方案的选择主要与齿轮的轮体结构、技术要求和生产批量等因素有关。对轴、套筒类齿轮的齿坯，其加工工艺与一般轴、套筒零件的加工工艺相类同。下面主要对盘齿轮的齿坯加工方案作一介绍。

1.中、小批生产的齿坯加工中小批生产尽量采用通用机床加工。对于圆柱孔齿坯，可采用粗车—精车的加工方案：

（1）在卧式车床上粗车齿轮各部分；

（2）在一次安装中精车内孔和基准端面，以保证基准端面对内孔的跳动要求；

（3）以内孔在心轴上定位，精车外圆、端面及其它部分。

对于花键孔齿坯，采用粗车—拉—精车的加工方案。

2.大批量生产的齿坯加工大批量生产中，无论花键孔或圆柱孔，均采用高生产率的机床(如拉床、多轴自动或多刀半自动车床等)，其加工方案如下：

（1）以外圆定位加工端面和孔(留拉削余量)；

（2）以端面支承拉孔；

（3）以孔在芯轴上定位，在多刀半自动车床上粗车外圆、端面和切槽；

（4）不卸下芯轴，在另一台车床上续精车外圆、端面、切槽和倒角。

螺旋角：β > 0为左旋，
反之为右旋 齿距：pn = ptcosβ
下标n和t分别表示法向和端面 
模数：mn = mtcosβ
齿宽：b=\frac{B}{\cos \beta} 
分度圆直径：d = mtz 
中心距：a=\frac{m_n(z_1+z_2)}{2\cos \beta} 
正确啮合条件：m1 = m2,α1 = α2,β1 = − β2 
重合度：\epsilon_\gamma =\epsilon_\alpha +\frac{B\sin \beta}{\pi m_n} 
当量齿数：z_v=\frac{z}{\cos ^3 \beta}  

 

        材料和热处理对齿轮的承载能力和尺寸、重量有很大的影响。20世纪50年代前多用碳钢，60年代改用合金钢，而70年代多用表面硬化钢。齿面按硬度可区分为软齿面和硬齿面两种。 
1）软齿面：齿面硬度HB≤350,在调质或正火热处理之后进行精切齿。这种齿轮承载能力较低，但制造比较容易，跑合性好，用于传动尺寸和重量无严格限制以及小量生产的一般机械中。因为配对的齿轮中小轮负担较重，为使大小齿轮工作寿命大致相等，小轮齿面硬度比大轮的高HB20～50。
2）硬齿面:齿面硬度HB＞350。这种齿轮承载能力高,在齿轮精切之后进行淬火、表面淬火或 渗碳淬火,一般齿面硬度HRC45～65。但在热处理中,齿轮不可避免地产生变形，因此在热处理之后须进行磨削、研磨或精切，以消除因变形产生的误差，提高齿轮的精度。如果硬齿面齿轮精度不够，其承载能力往往不如软齿面的。经渗氮处理的齿面硬度HV≥600,抗胶合能力较高。由于渗氮时温度较低，齿轮的变形很小,可不再进行机械加工,但渗氮层较薄，适于制造小尺寸的齿轮，但不能承受冲击载荷或磨料磨损。