本手冊是在總結(jié)各類齒輪書籍的基礎(chǔ)上編撰的，本書中所涉及的標準盡可能采用現(xiàn)行新標準，各類數(shù)表盡可能采用編程制作，保證了數(shù)據(jù)的準確度，各類引用資料均取自成熟、實用性較高的文獻。本手冊中涵蓋了齒輪設(shè)計及加工基礎(chǔ)性內(nèi)容、常見齒輪加工工藝要點、齒輪加工中常用工藝數(shù)據(jù)等內(nèi)容，以數(shù)據(jù)、公式、圖表、簡要說明和實用價值的案例為主要特色。該手冊共分為4章，第1章主要內(nèi)容為常用基礎(chǔ)資料匯總，第2章主要內(nèi)容包括齒輪的幾何計算方法、常用參數(shù)速查表格等，第3章主要包括滾、插、磨、剃、刨等漸開線圓柱齒輪齒形加工及圓錐齒輪的刨齒及銑齒加工及刀具機床調(diào)整等內(nèi)容，第4章內(nèi)容為機械式齒輪機床加工中經(jīng)常需要使用的比值掛輪。手冊中也采納了不少企業(yè)工程技術(shù)人員和工人的實踐總結(jié)，具有較好的實用價值。
13億人口的中國,要想由機械制造大國逐漸變?yōu)闄C械制造強國,需要全國的大中型骨干企業(yè)在關(guān)鍵制造技術(shù)方面下大力氣,尤其是齒輪制造工藝,必須起到領(lǐng)跑的作用。為此,齒輪制造行業(yè)將面臨巨大的挑戰(zhàn),齒輪行業(yè)只有積極地擴大市場、提高質(zhì)量、開發(fā)新產(chǎn)品、降低成本、提高競爭力,才能在國際競爭中立足。
加入WTO后,我國與世界齒輪制造企業(yè)的交流合作更加廣泛,尤其是與國際著名齒輪制造集團進行多種形式的交流合作,是促進我國齒輪工業(yè)發(fā)展的有效途徑。
近些年來,各企業(yè)對齒輪加工工藝的制訂,齒輪加工設(shè)備的選擇,企業(yè)員工技術(shù)水平的提高極為重視,我們編寫的《齒輪制造工藝手冊》第1版,出版發(fā)行六年多來,得到了同行的呵護與認可。為了感謝朋友們的支持,緊跟世界技術(shù)進步,我們又組織編寫了《齒輪制造工藝手冊》第2版。第2版是在第1版的基礎(chǔ)上去粗取精,去偽存真,完善創(chuàng)新,力爭與世界先進技術(shù)水平接軌。
目前齒輪機床及制齒技術(shù)呈現(xiàn)出以下發(fā)展趨勢:1)數(shù)控化。通過機床的各運動軸進行CNC控制及部分軸間進行聯(lián)動,實現(xiàn)高度數(shù)控。
2)高速高效。隨著齒輪加工刀具性能的提高,齒輪加工機床的高速、高效切削得到了飛速發(fā)展,且技術(shù)趨于成熟。齒輪滾齒切削速度由100m/min提高到500~600m/min,切削進給速度由3~4mm/r提高到20mm/r,這使?jié)L齒機主軸的最高轉(zhuǎn)速可達5500r/min,工作臺最高轉(zhuǎn)速可達800r/min,機床部件移動速度也高達10m/min,大功率主軸系統(tǒng)使機床可應(yīng)用直徑和長度均較大的砂輪進行磨削。
3)高精度。這是近年來齒輪制造業(yè)不斷追求的目標,低速重載硬齒面也向國際標準5級邁進。
4)運動復合。指在一臺機床上或一次裝夾中可以完成多道工序的加工,從而提高工件的加工效率,甚至加工精度。
5)智能制造技術(shù)飛速發(fā)展。世界各國十分重視智能制造,智能檢測、機器人智能化已成為新的時代趨勢。
本書是在廣泛研究了國內(nèi)外大量技術(shù)資料的基礎(chǔ)上,消化吸收繼承前人的精華,較多地反映了近三十年來引進機床、刀具、計量檢測儀器等最新內(nèi)容,如硬齒面高效磨齒技術(shù)、內(nèi)齒輪以滾代插、齒輪修形技術(shù)、數(shù)控加工和齒輪制造過程故障處理等新技術(shù),力爭為企業(yè)開發(fā)新產(chǎn)品和推廣應(yīng)用新工藝奠定基礎(chǔ),為我國經(jīng)濟發(fā)展做出貢獻。
本書共14章。內(nèi)容包括常用基礎(chǔ)知識、齒輪材料和熱處理、齒輪的幾何尺寸計算、滾齒加工、插齒加工、飛刀展成加工蝸輪、磨齒機精加工齒輪、內(nèi)齒輪加工、錐齒輪加工、剃齒與珩齒加工、齒輪刀具的選擇、齒輪的檢測與量儀、齒輪加工的夾具及簡易的工藝路線、新型制造工藝———3D打印技術(shù)。附錄中包括一些基礎(chǔ)資料和企業(yè)介紹等內(nèi)容。
參加本書第2版編寫的人員來自中信重工機械股份有限公司、河南科技大學、鄭州機械研究所、礦山重型裝備國家重點實驗室、上海電力環(huán)保設(shè)備總廠、德昌電機(深圳)有限公司、洛陽索沃數(shù)字技術(shù)有限公司等單位。本書的主編之一張幫棟高級工程師(中信重工機械股份有限公司),是全國“五一勞動獎?wù)隆鲍@得者,技術(shù)革新能手及學科帶頭人,具有50多年現(xiàn)場實踐經(jīng)驗。
參加編寫的上海電力環(huán)保設(shè)備總廠張展高級工程師,不僅編輯了重要章節(jié)還做了大量的組織工作,在此深表謝意。
由于編輯出版時間和作者水平有限,錯誤和漏洞難免,望同行業(yè)專家、讀者多提寶貴意見!
編者
《齒輪制造工藝手冊》編委會，主要由中信重工機械股份有限公司組織專家編寫，并擔任本書主編。編委會主任委員由中信重工機械股份有限公司董事長任沁新?lián)危敝魅魏臀瘑T主要由中信重工機械股份有限公司、鄭州機械研究所、泰隆集團、武漢鍋爐廠、河南科技大學、上海水工機械廠等企事業(yè)、院校的專家組成。本書主編由曾獲全國五一勞動獎?wù)碌囊痪�老專家張幫棟和中信重工機械股份有限公司齒輪研究所所長武文輝擔任，具有較高的性和廣泛的代表性。
前 言
第1 章 常用基礎(chǔ)知識 1
1. 1 常用資料 1
1. 2 極限與配合 7
1. 3 幾何公差 42
1. 4 表面粗糙度參數(shù)及其注法 74
1. 5 齒輪基礎(chǔ)知識 88
1. 6 齒輪加工相關(guān)工藝、裝備術(shù)語 170
第2 章 齒輪材料和熱處理 183
2. 1 常用調(diào)質(zhì)、表面淬火齒輪用鋼選擇 183
2. 2 滲氮齒輪用鋼 183
2. 3 各國常用滲碳、淬火鋼種選擇及其
應(yīng)用范圍 184
2. 4 齒輪的預(yù)先熱處理工藝 186
2. 5 調(diào)質(zhì)齒輪的熱處理工藝 187
2. 6 齒輪火焰淬火 188
2. 7 齒輪感應(yīng)淬火 190
2. 8 常用齒輪鋼的氣體滲氮工藝 191
2. 9 常用滲碳鋼的滲碳淬火工藝 192
2. 10 齒輪激光表面淬火 197
2. 11 齒輪的新材料和新工藝 205
第3 章 齒輪的幾何尺寸計算 217
3. 1 漸開線直齒圓柱齒輪的幾何尺寸
計算 217
3. 2 漸開線斜齒圓柱齒輪的幾何尺寸
計算 220
3. 3 內(nèi)齒輪的幾何尺寸計算 222
3. 4 齒條的幾何尺寸計算公式 225
3. 5 變位直齒圓柱齒輪的幾何尺寸計算 225
3. 6 圓弧齒輪的幾何尺寸計算 227
3. 7 直齒錐齒輪的幾何尺寸計算 229
3. 8 蝸輪和蝸桿的幾何尺寸計算 230
3. 9 特殊齒制齒輪的幾何尺寸計算 233
第4 章 滾齒加工 250
4. 1 滾齒機規(guī)格、型號 250
4. 2 滾齒機傳動系統(tǒng) 266
4. 3 常用滾齒機連接尺寸 279
4. 4 滾齒機夾具及齒輪的安裝 280
4. 5 滾刀的選擇及使用 284
4. 6 滾刀心軸和滾刀安裝的要求 292
4. 7 滾齒加工工藝參數(shù)的選擇 296
4. 8 滾齒加工的調(diào)整 299
4. 9 切齒加工 312
4. 10 滾切齒數(shù)大于100 的質(zhì)數(shù)齒輪 336
4. 11 大模數(shù)齒輪的滾切 346
4. 12 圓弧齒輪的滾切 367
4. 13 滾齒加工常見缺陷和解決方法 375
4. 14 滾齒工藝守則 378
4. 15 展成加工蝸輪 380
第5 章 插齒加工 392
5. 1 插齒機的規(guī)格、型號、基本參數(shù)和
工作精度 392
5. 2 插齒機的傳動系統(tǒng) 401
5. 3 常用插齒機的連接尺寸 405
5. 4 插齒刀的裝夾和調(diào)整 405
5. 5 插齒用夾具及其調(diào)整 407
5. 6 常用插齒機交換齒輪計算 412
5. 7 插削余量和插削用量的選擇 413
5. 8 插削加工中常出現(xiàn)的缺陷和解決
方法 419
5. 9 大型齒輪梳齒加工實踐 422
第6 章 飛刀展成加工蝸輪 426
6. 1 切削方法 426
6. 2 交換齒輪的計算 428
6. 3 銑頭扳轉(zhuǎn)角度方向和工件旋轉(zhuǎn)方向的
確定 430
6. 4 飛刀各部分尺寸的計算 430
6. 5 飛刀加工的缺陷和解決辦法 435
第7 章 磨齒機精加工齒輪 437
7. 1 磨齒機的規(guī)格、型號 437
7. 2 磨齒機的傳動系統(tǒng) 452
7. 3 磨齒機的安裝、調(diào)試 457
7. 4 磨齒切削余量 472
7. 5 磨齒精度 478
7. 6 磨齒用夾具 481
7. 7 磨齒砂輪材料的選擇 485
7. 8 磨齒缺陷和解決方法 494
7. 9 磨齒技術(shù)的新發(fā)展 499
第8 章 內(nèi)齒輪加工 502
8. 1 切齒機床的選擇 502
8. 2 切內(nèi)齒最少齒數(shù) 507
8. 3 用標準插齒刀插制短齒 510
8. 4 插齒時齒輪最小空刀槽 512
8. 5 刃輔具有關(guān)尺寸 512
8. 6 內(nèi)齒輪加工缺陷和解決方法 514
第9 章 錐齒輪加工 517
9. 1 刨齒加工 517
9. 2 弧齒錐齒輪的銑削 547
9. 3 直齒錐齒輪齒形的數(shù)控銑削加工 561
9. 4 弧齒錐齒輪的磨削 573
9. 5 錐齒輪的精密鍛造成形 579
第10 章 剃齒與珩齒加工 590
10. 1 剃齒的原理和方法 590
10. 2 剃齒機與工具 593
10. 3 剃齒工藝守則 598
10. 4 剃齒切削用量 599
10. 5 剃齒的操作調(diào)整 600
10. 6 剃齒加工 602
10. 7 剃齒誤差分析 605
10. 8 珩齒加工 606
第11 章 齒輪刀具的選擇 614
11. 1 成形齒輪刀具的選擇 614
11. 2 展成齒輪刀具的選擇 617
第12 章 齒輪的檢測與量儀 633
12. 1 齒輪誤差檢測項目 633
12. 2 齒形偏差測量 634
12. 3 齒向偏差測量 640
12. 4 齒距偏差測量 646
12. 5 基節(jié)偏差測量 655
12. 6 齒圈徑向跳動測量 658
12. 7 齒厚和公法線長度測量 660
12. 8 接觸線偏差的檢驗 666
12. 9 齒輪的噪聲測量 667
第13 章 齒輪加工的夾具及簡易的
工藝路線 670
13. 1 機床夾具的組成 670
13. 2 定位原理和定位元件 670
13. 3 重復定位的處理和應(yīng)用 674
13. 4 常用夾具裝置 675
13. 5 常用夾具 680
13. 6 齒輪加工余量 683
13. 7 齒輪的簡易工藝路線 688
13. 8 常規(guī)加工工藝路線 707
第14 章 新型制造工藝———3D 打印
技術(shù) 730
14. 1 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 730
14. 2 3D 打印工藝流程 730
14. 3 3D 打印技術(shù)較傳統(tǒng)工藝的優(yōu)勢 735
14. 4 3D 打印技術(shù)在齒輪方面的應(yīng)用 735
附錄 736
附錄A 常用材料線脹系數(shù) 736
附錄B 法定計量單位換算 736
附錄C 常用三角計算 742
附錄D 幾
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