齒輪泵的設(shè)計(jì)及加工.

1、-大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目： 齒輪泵的設(shè)計(jì)及加工 函 授 站： 專業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師： 20 年 月日摘 要計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）和計(jì)算機(jī)輔助工程（CAE）是實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新設(shè)計(jì)的關(guān)鍵手段，它在工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用大大提高了設(shè)計(jì)質(zhì)量，縮短了設(shè)計(jì)周期，減少了設(shè)計(jì)費(fèi)用。本課題以廣泛應(yīng)用于各種行業(yè)中的液壓動(dòng)力元件外嚙合齒輪泵為研究對(duì)象，在新產(chǎn)品的設(shè)計(jì)過程中，通過分析國(guó)內(nèi)外現(xiàn)階段的研究成果，以solidworks繪圖為主要繪圖手段，解決以前手工繪圖及二維CAD繪圖難以解決的問題。本文應(yīng)用三維軟件（solidworks）的繪圖技術(shù)對(duì)產(chǎn)品的各零部件進(jìn)行三維繪圖，并對(duì)各零部件進(jìn)行裝配，使

2、齒輪泵更直觀的展現(xiàn)出來(lái)。并通過圖形分析和擬出加工工序，制作工序卡。關(guān)鍵詞：CAD；solidworks；齒輪泵；工藝目 錄1 緒論11.1課題的來(lái)源及意義11.2以常規(guī)方法為基礎(chǔ)研究的工作11.3采用優(yōu)化設(shè)計(jì)理論選擇出齒輪泵的最佳參數(shù)22 外嚙合齒輪泵的運(yùn)動(dòng)和幾何尺寸設(shè)計(jì)32.1設(shè)計(jì)依據(jù)32.1.1齒輪泵的工作原理及主要結(jié)構(gòu)特點(diǎn)32.1.2設(shè)計(jì)參數(shù)32.2主要零件的幾何尺寸設(shè)計(jì)42.2.1齒輪的幾何尺寸設(shè)計(jì)42.2.2軸的設(shè)計(jì)42.2.3軸承的選擇及潤(rùn)滑52.4 齒輪泵的常見問題及解決措施62.4.1困油問題及解決措施62.4.2 徑向不平衡問題及解決措施82.4.3泄漏油問題及解決措施82.

3、4.4齒輪泵的噪聲及降低的措施82.5 齒輪泵的噪聲及其解決措施82.5.1 齒輪泵的噪聲82.5.2 降低齒輪泵噪聲的措施93 外嚙合齒輪泵的泵體及端蓋的設(shè)計(jì)及排量、流量的計(jì)算103.1泵體的設(shè)計(jì)103.2前端蓋的設(shè)計(jì)103.3后端蓋的設(shè)計(jì)113.4 排量和流量的計(jì)算124 外嚙合齒輪泵的主要零部件加工工藝的設(shè)計(jì)144.1數(shù)控加工工藝簡(jiǎn)介144.1.1工件的裝夾：154.1.2 加工要求154.2齒輪的加工工藝164.2.1圓柱齒輪加工工藝過程的內(nèi)容和要求164.2.2 齒輪加工工藝過程分析164.3軸的加工工藝184.3.1軸類零件的功用、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及技術(shù)要求184.3.3軸的加工204.4

4、泵體的加工工藝204.4.1 泵體的加工設(shè)備及裝夾簡(jiǎn)介204.4.2 外嚙合齒輪泵泵體孔的加工工藝規(guī)程214.5泵蓋的加工工藝224.4.1泵蓋簡(jiǎn)介224.4.2泵蓋的工藝性分析234.4.3選擇刀具和工藝卡片23小 結(jié)26參考文獻(xiàn)27致 謝28附 錄29291 緒論1.1課題的來(lái)源及意義齒輪泵作為一種典型的液壓元件，被廣泛運(yùn)用于機(jī)床工藝、農(nóng)用機(jī)械、工程機(jī)械、航空航天和船舶工藝等眾多工藝領(lǐng)域。其中外嚙合齒輪泵是開發(fā)的比較早，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，應(yīng)用廣泛，主要工作部件只有主被動(dòng)齒輪，較之葉片泵（葉子、轉(zhuǎn)子及其它附件）及各種型式的柱塞泵（斜盤、柱塞、缸體和回程盤等部件），在原始設(shè)計(jì)、制造工藝和加工手段等方面

5、有著無(wú)法比擬的優(yōu)越性。同時(shí)齒輪泵的工作部件是軸對(duì)稱的旋轉(zhuǎn)體，故其高速性能很好（一般高轉(zhuǎn)速可達(dá)3000r/min，飛機(jī)用齒輪泵的最高轉(zhuǎn)速達(dá)到8000r/min）。它具有良好的自吸性能齒輪對(duì)油液污染的敏感性遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于葉片及柱塞等部件，在齒輪泵的運(yùn)行故障中很少是由于液壓油污染所致。但是我們也知道齒輪泵具有流量脈動(dòng)率較大、噪聲高、效率相對(duì)較低以及個(gè)別零件受力情況惡劣等特點(diǎn)?，F(xiàn)在大多的設(shè)計(jì)圖都還是二維的CAD繪制，甚至還有手工繪制圖紙，這導(dǎo)致設(shè)計(jì)的時(shí)間增加，而利用三維設(shè)計(jì)，更直觀的體現(xiàn)了產(chǎn)品的形狀，并且有利于加工工藝的編寫。外嚙合齒輪泵是一種開發(fā)早，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，應(yīng)用十分廣泛的液壓元件。早期的齒輪泵效率低，壓

6、力低，隨著研究的深入，齒輪泵的一些新技術(shù)和結(jié)構(gòu)形式的發(fā)展，外嚙合齒輪泵也朝著高壓、高轉(zhuǎn)速、低噪音的方向發(fā)展。齒輪泵的發(fā)展現(xiàn)狀在提高齒輪泵工作性能、優(yōu)化零部件結(jié)構(gòu)、延長(zhǎng)使用壽命方面，國(guó)內(nèi)外的專家學(xué)者及企業(yè)中的設(shè)計(jì)人員做了大量的研究工作，對(duì)于減小影響齒輪泵性能的幾個(gè)特點(diǎn)，在實(shí)際應(yīng)用中，起到了一定的效果。歸納起來(lái)，這些工作主要分一下幾個(gè)方面：1.2以常規(guī)方法為基礎(chǔ)研究的工作以齒輪泵的各零件結(jié)構(gòu)改進(jìn)為開展研究的出發(fā)點(diǎn)，針對(duì)關(guān)鍵部件做結(jié)構(gòu)上的調(diào)整，從部分著手到整體性能的提高。這是傳統(tǒng)常規(guī)機(jī)械設(shè)計(jì)的思路，這方面的研究可大體概括為以下幾點(diǎn)：1.對(duì)非對(duì)稱齒形的研究和應(yīng)用。非對(duì)稱齒形齒輪具有雙模數(shù)、雙壓力角漸開

7、線非對(duì)稱齒形，其齒頂圓和分度圓較一般對(duì)稱齒輪大，且齒頂圓弧齒厚較短，從而增大了齒輪與殼體間的工作腔容積，提高了泵的排量及功率，相同外形尺寸情況下，此兩項(xiàng)指標(biāo)增大約20%。這種齒輪的齒輪兩側(cè)重合度不等，以重合度較小一側(cè)作為工作側(cè)，可減小困油現(xiàn)象、降低噪聲、改善齒輪受力及延長(zhǎng)齒輪泵的壽命。另外其輪齒兩側(cè)壓力角不等，以壓力角大的一側(cè)承載，改善了齒輪受力狀況。但非對(duì)稱齒輪齒形需用不同的刀具加工，而且由于工作側(cè)和非工作側(cè)之間工精度也不同，加工起來(lái)不方便，工藝性差。2.齒輪的設(shè)計(jì)也可結(jié)合CAD三維造型技術(shù)通過參數(shù)化設(shè)計(jì)能力，找出適合于實(shí)際工作的理想齒形參數(shù)。卸荷槽的結(jié)構(gòu)形式與參數(shù)的合理與否對(duì)困油引起的液壓

8、沖擊振動(dòng)影響很大，設(shè)計(jì)要求卸荷槽在高轉(zhuǎn)速下能泄油通暢，不會(huì)因困油產(chǎn)生高壓和氣穴的現(xiàn)象。合肥工業(yè)大學(xué)與原機(jī)械部通用研究所聯(lián)合研制的齒輪泵卸荷槽面積計(jì)算程序?qū)侠碓O(shè)計(jì)齒輪泵卸荷槽提供很好的參考。另外，武漢冶金科技大學(xué)研究的一種同時(shí)適用于無(wú)齒側(cè)間隙和有齒側(cè)間隙的通用阻尼槽式卸荷槽，結(jié)構(gòu)新穎，很好地解決了因卸荷槽的存在容積效率隨齒側(cè)間隙增大而降低的問題。改善體內(nèi)流場(chǎng)邊界條件，使流道壁面盡量圓滑，采用高阻尼材料或采取附加阻尼等辦法會(huì)對(duì)泵的降低噪聲有所幫助。也有些廠家通過改進(jìn)泵體材料。采用經(jīng)擠壓工藝形成的拉伸形材，可使泵體在強(qiáng)度、剛度都有一定改善。3.高壓齒輪泵中的滑動(dòng)軸承往往是決定泵的壽命的重要環(huán)節(jié)。浙

9、江大學(xué)通過對(duì)齒輪泵的軸撓曲變形對(duì)其軸承承載能力的研究，提出了一個(gè)近似公式計(jì)算撓曲變形軸的滑動(dòng)軸承的方法，為軸承設(shè)計(jì)提供了有價(jià)值的借鑒。較新的齒輪檔次一般采用鋼背塑料復(fù)合滑動(dòng)軸承，其自潤(rùn)滑功能好，摩擦系數(shù)低。在此基礎(chǔ)上適當(dāng)加大軸徑尺寸，改善潤(rùn)滑槽結(jié)構(gòu)，可有效延長(zhǎng)軸承壽命。通過合理設(shè)計(jì)摩擦副的油膜厚度使其形成功壓平衡，也可提高軸承的壽命。4.從密封方面考慮，采用在齒輪泵的軸端部和軸徑處真空密封的方法，從二次壓力密封腔經(jīng)泄漏孔引到吸油腔，有效根治了軸向泄漏，降低了軸徑處旋轉(zhuǎn)摩擦力，減少了泵體和兩端蓋間軸端和軸徑處的軸向推力。5.通過對(duì)外嚙合齒輪泵軸套兩端受力的精確計(jì)算，給出一套切實(shí)可行的補(bǔ)償計(jì)算機(jī)輔

10、助設(shè)計(jì)方法，以提高泵的機(jī)械效率、容積率和機(jī)械平穩(wěn)性。1.3采用優(yōu)化設(shè)計(jì)理論選擇出齒輪泵的最佳參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)是 60年代開始發(fā)展起來(lái)的一門新的學(xué)科。這種設(shè)計(jì)方法是數(shù)學(xué)劃和現(xiàn)代電子計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。我們知道對(duì)于一種工程設(shè)計(jì)問題可能有許多解決方案，如何確定最優(yōu)方案，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)參數(shù)的最優(yōu)化是優(yōu)化設(shè)計(jì)要解決的問題。優(yōu)化設(shè)計(jì)的原理的不同分為數(shù)學(xué)規(guī)劃法和推測(cè)法。數(shù)學(xué)規(guī)劃法以嚴(yán)格的數(shù)學(xué)規(guī)劃理論為基礎(chǔ)，保證結(jié)果收斂到問題的最優(yōu)解。其算法平穩(wěn)、成熟，但迭代次數(shù)多、收斂時(shí)間長(zhǎng)，對(duì)于大型復(fù)雜的設(shè)計(jì)問題有一定的缺陷。但現(xiàn)在計(jì)算機(jī)硬件的發(fā)展十分驚人，以前許多計(jì)算速度和容量約束的問題現(xiàn)在已受到越來(lái)越少的限制。準(zhǔn)則法是以一

11、些基本概念出發(fā)，建立一些準(zhǔn)則的可行方案，即為最優(yōu)或金絲最優(yōu)方案。與前一方法相比缺乏嚴(yán)格數(shù)學(xué)理論依據(jù)，有時(shí)還需要憑直覺做近視處理，結(jié)果比較粗糙。但這種方法能較快的出優(yōu)化結(jié)果，往往用于較復(fù)雜的工程設(shè)計(jì)問題，然而其應(yīng)用面較窄。目前一般只能作工程結(jié)構(gòu)的最小體積或最輕重量的優(yōu)化設(shè)計(jì)。根據(jù)占有的文獻(xiàn)資料，國(guó)內(nèi)外在齒輪優(yōu)化設(shè)計(jì)方面有一些研究先例，傳動(dòng)裝置的齒輪優(yōu)化有些可借鑒的資料，例如關(guān)于齒面接觸強(qiáng)度最佳齒廓的設(shè)計(jì)；最佳油膜或其它條件下齒輪幾何參數(shù)的最優(yōu)化設(shè)計(jì)；傳動(dòng)參數(shù)的最優(yōu)化及滿足強(qiáng)度要求等約束條件下單位功率或體積最小的變速器的優(yōu)化；齒輪副及其傳動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能的最優(yōu)化等。對(duì)于齒輪泵中的齒輪做專業(yè)上要求的

12、優(yōu)化設(shè)計(jì)很少，只有一些文章簡(jiǎn)單地提出以等排量下體積最小為目標(biāo)函數(shù)的優(yōu)化思路。波蘭的W.kollek在這方面有過論述，他通過窮舉的方法求的最優(yōu)變向量，提出可借鑒的思路和模型。2 外嚙合齒輪泵的運(yùn)動(dòng)和幾何尺寸設(shè)計(jì)2.1設(shè)計(jì)依據(jù)2.1.1齒輪泵的工作原理及主要結(jié)構(gòu)特點(diǎn)外嚙合齒輪泵如圖（2.1）所示。結(jié)構(gòu)上主要由泵體、一對(duì)嚙合齒輪、傳動(dòng)軸、前蓋和后蓋組成。工作腔是由齒槽、泵體、前后蓋密閉而成。有Z個(gè)齒，就有2Z個(gè)工作腔。配油機(jī)構(gòu)是由齒頂和泵體內(nèi)表面、齒輪端面和前后蓋兩齒輪嚙合而自然形成的。一般情況下，外嚙合齒輪泵的兩個(gè)齒輪具有相同的參數(shù)。兩齒輪齒廓與泵體和前后蓋板形成若干密封容積，密封線（嚙合線）把吸

13、油腔隔開。當(dāng)齒輪按照?qǐng)D示方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，嚙合點(diǎn)下側(cè)的輪齒逐漸退出嚙合，密封體積增大，形成局部真空，液體在大氣壓力的作用下進(jìn)入密封容積，形成吸油腔。嚙合點(diǎn)上側(cè)的輪齒逐漸進(jìn)入嚙合，容積減小，壓力升高，液體被擠壓出去形成排油腔。這就是齒輪泵的吸、排油過程。齒輪不停的旋轉(zhuǎn)，齒輪泵就可以連續(xù)不斷的吸油和排油圖（2.1） 2.1.2設(shè)計(jì)參數(shù)目前齒輪泵的流量范圍為=2.5Lmin-750 Lmin,最高工作壓力=31.5MPa,齒輪工作壓力為P=12MPa20MPa,=0.80.95,總效率=0.750.92。 n=1450r/min為了使齒輪流量均勻性最好，即流量脈動(dòng)系數(shù)最小，并且流量脈動(dòng)頻率最高，齒數(shù)可選為

14、偶齒數(shù)，可選主、從動(dòng)齒輪均為Z=14。確定齒輪的模數(shù)m和齒寬B2.2主要零件的幾何尺寸設(shè)計(jì)2.2.1齒輪的幾何尺寸設(shè)計(jì)考慮到綜合因素的作用，可選m=3（標(biāo)準(zhǔn)數(shù)），則d=mz=14齒寬b=0.5742=24（硬齒面時(shí)可取=0.57）確定齒輪的其他參數(shù) 齒輪少時(shí)會(huì)產(chǎn)生根切現(xiàn)象,對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)齒輪(齒頂高系數(shù)=1),在壓力角=時(shí),不產(chǎn)生根切的最小齒數(shù)=17.若產(chǎn)生根切,將會(huì)使1,其結(jié)果是(1)破壞了傳動(dòng)的連續(xù)性,產(chǎn)生撞擊和噪聲.(2)在出現(xiàn)不連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)的瞬時(shí),還會(huì)使高壓區(qū)的油液流回到低壓區(qū)去,使泵的容積效率下降.(3)削弱了齒根的強(qiáng)度,為了避免根切,對(duì)齒輪進(jìn)行修正.目前國(guó)內(nèi)外廣泛采用“增一齒修正法”來(lái)修正.

15、1) 理論中心距:=m(+)=422) 齒輪節(jié)圓直徑:=m(Z+1)=453) 齒輪齒頂圓的直徑:=mz+2m=484)齒根圓直徑=d-2.5m=34.52.2.2軸的設(shè)計(jì)軸的結(jié)構(gòu)和形狀取決于下面幾個(gè)因素：（1）軸的毛坯種類；（2）軸上作用力的大小及其分布情況；（3）軸上零件的位置、配合性質(zhì)以及連接固定的方法；（4）軸承的類型、尺寸和位置；（5）軸的加工方法、裝配方法及其他特殊要求?？梢娪绊戄S的結(jié)構(gòu)與尺寸的因素很多，設(shè)計(jì)軸時(shí)要全面綜合地考慮各種因素。對(duì)軸的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)主要是確定軸的結(jié)構(gòu)形狀和尺寸。一般在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)的已知條件有：機(jī)器的裝配簡(jiǎn)圖，軸的轉(zhuǎn)速，傳遞的功率，軸上零件的主要參數(shù)和尺寸等

16、。軸直徑的計(jì)算公式：dC=16(為標(biāo)準(zhǔn)直徑系列)，考慮到齒輪寬b=24，也即是鍵槽的長(zhǎng)度L=24，同時(shí)軸上需安裝軸承，故可取短軸長(zhǎng)度為64，長(zhǎng)軸長(zhǎng)度為112。軸上開有鍵槽，鍵槽兩邊開有卡簧槽。鍵的設(shè)計(jì) 由齒輪寬b=24,可知鍵的長(zhǎng)度為24，再由軸徑查鍵的深度和寬度，可知為55。pm。齒輪泵的設(shè)計(jì)過程如4軸承的設(shè)計(jì)由軸徑d=16可查軸承的數(shù)據(jù)為內(nèi)圈直徑d=16,外圈直徑D=20，寬度為12軸承的選擇及潤(rùn)滑2.2.3軸承的選擇及潤(rùn)滑1.采用滾針軸承，滑動(dòng)軸承還是滾動(dòng)軸承 滾針軸承的優(yōu)點(diǎn)是:工作時(shí)一摩擦系數(shù)小，起動(dòng)摩擦力矩小，機(jī)械效率高:既適用低轉(zhuǎn)速也適合高轉(zhuǎn)速;能在較大的溫度范圍內(nèi)工作;抗雜質(zhì)和污

17、染能力強(qiáng);但由于滾針軸承在工作時(shí)噪聲大且軸承尺寸較大，結(jié)構(gòu)布置不便等缺點(diǎn)，不宜選用滾針軸承。滾動(dòng)軸承的優(yōu)點(diǎn)：1）滾動(dòng)軸承的摩擦系數(shù)比滑動(dòng)軸承小,傳動(dòng)效率高。一般滑動(dòng)軸承的摩擦系數(shù)為0.08-0.12,而滾動(dòng)軸承的摩擦系數(shù)僅為0.001-0.005; 2）滾動(dòng)軸承已實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化,適于大批量生產(chǎn)和供應(yīng)，使用和維修十分方便； 3）滾動(dòng)軸承用軸承鋼制造,并經(jīng)過熱處理,因此,滾動(dòng)軸承不僅具有較高的機(jī)械性能和較長(zhǎng)的使用壽命,而且可以節(jié)省制造滑動(dòng)軸承所用的價(jià)格較為昂貴的有色金屬; 4）滾動(dòng)軸承內(nèi)部間隙很小,各零件的加工精度較高,因此,運(yùn)轉(zhuǎn)精度較高。同時(shí),可以通過預(yù)加負(fù)荷的方法使軸承的剛性增加。

18、這對(duì)于精密機(jī)械是非常重要的; 5）某些滾動(dòng)軸承可同時(shí)承受徑向負(fù)荷和軸向負(fù)荷,因此,可以簡(jiǎn)化軸承支座的結(jié)構(gòu); 6）由于滾動(dòng)軸承傳動(dòng)效率高,發(fā)熱量少,因此,可以減少潤(rùn)滑油的消耗,潤(rùn)滑維護(hù)較為省事; 7）滾動(dòng)軸承可以方便地應(yīng)用于空間任何方位的鈾上。 故本設(shè)計(jì)中選用滾動(dòng)軸承。2.軸承的潤(rùn)滑軸承的潤(rùn)滑方式有高壓潤(rùn)滑和低壓潤(rùn)滑兩種。一.高壓潤(rùn)滑方式有：1）利用泄漏高壓油進(jìn)行潤(rùn)滑用于滾動(dòng)軸承中；2）向軸承連續(xù)供給高壓油；3）由壓油腔向軸承脈沖供油；4）利用困油容積縮小時(shí)向軸承脈沖供油；5）將高壓油直接引入軸承孔內(nèi)承載處進(jìn)行潤(rùn)滑。由于高壓油溫度較高，粘度較低，使軸承的承載能力降低，并損耗一部分高壓油，而使容積

19、效率下降，故一般不宜采用高壓潤(rùn)滑。二.低壓潤(rùn)滑方式有：1）利用泵的內(nèi)泄漏進(jìn)行低壓潤(rùn)滑；2）利用困油容積擴(kuò)大時(shí)形成的真空實(shí)現(xiàn)低壓油的自吸潤(rùn)滑；3）螺旋排油式低壓潤(rùn)滑；4）螺旋吸油式低壓潤(rùn)滑；5）利用輔助泵供油進(jìn)行低壓潤(rùn)滑。低壓潤(rùn)滑方式使用較普遍，以利用泵的內(nèi)泄漏進(jìn)行低壓潤(rùn)滑應(yīng)用較多。對(duì)于滑動(dòng)軸承來(lái)說，推薦采用螺旋吸油式低壓潤(rùn)滑，如圖3-3所示。其特點(diǎn)是可以獲得充足的潤(rùn)滑油流量，進(jìn)入軸承的油液溫度較低，對(duì)軸承起到良好潤(rùn)滑和冷卻作用；能改善泵的自吸性能，避免吸空現(xiàn)象。利用困油容積擴(kuò)大時(shí)形成的真空實(shí)現(xiàn)低壓油的自吸潤(rùn)滑，用于滑動(dòng)軸承和滾動(dòng)軸承都很理想。這種低壓潤(rùn)滑方式值得注意的卸荷槽，應(yīng)采用理想的特殊形

20、狀的卸荷槽，圖3-4所示的三種卸荷槽形狀可供參考。這種卸荷槽的特點(diǎn)是不但能保證困油在消除過程中有最大的通流面積，而且能保證當(dāng)困油容積在擴(kuò)張過程中，困油腔始終不與低壓腔直接溝通。因此軸承能獲得充分的潤(rùn)滑與冷卻。圖3-5所示是一種齒輪泵采用的軸承低壓潤(rùn)滑系統(tǒng)，其原理與上述利用困油容積擴(kuò)大時(shí)形成真空實(shí)現(xiàn)低壓油的低壓潤(rùn)滑相通。吸油腔的油液從通過孔道，從軸承底部空隙進(jìn)入軸承油槽，然后經(jīng)過齒輪端面環(huán)形槽、低壓卸荷槽吸入困油容積。由于每對(duì)齒輪嚙合時(shí)均有困油過程，使軸承不斷補(bǔ)充脈沖的潤(rùn)滑油，改善了軸承的潤(rùn)滑與冷卻條件，提高了軸承的承載能力。2.4 齒輪泵的常見問題及解決措施2.4.1困油問題及解決措施為了使外

21、嚙合齒輪泵連續(xù)平穩(wěn)工作要求齒輪嚙合系數(shù)1。也就是至少要有兩對(duì)齒在嚙合，這樣兩對(duì)齒間就形成了封閉的小容腔。這個(gè)封閉的容腔被稱為困油區(qū)見圖（2.2）圖（2.2）圖（2.2）為齒輪泵困油現(xiàn)象原理圖為嚙合線長(zhǎng)度，=CD=E為周節(jié)。圖（2.2）a為一對(duì)齒在開始進(jìn)入嚙合前一對(duì)齒在B點(diǎn)仍處于（未退出）嚙合狀態(tài)。形成閉死容積V=，并為最大值。當(dāng)齒輪按圖示方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)V逐漸減?。ㄗ冃?，變大），當(dāng)齒輪轉(zhuǎn)至嚙合點(diǎn)C和D與節(jié)點(diǎn)P對(duì)稱時(shí)，V為最小值，（圖b，=），當(dāng)前一對(duì)即將脫離嚙合時(shí)，V達(dá)到最大值（圖c，）。由于油液的可壓縮性很小，當(dāng)困油容積內(nèi)的油液受到擠壓，油液壓力急劇升高，會(huì)大大超過泵的工作壓力。同時(shí)，困油容積內(nèi)的

22、油液會(huì)從一切可泄露的縫隙中被強(qiáng)行擠出，產(chǎn)生沖擊和功率損失，并使油液發(fā)熱，產(chǎn)生噪聲和震動(dòng)，而當(dāng)困油容積由小變大時(shí)，其間會(huì)形成真空，使溶于油液中的空氣分離出來(lái)，產(chǎn)生氣泡，帶來(lái)氣蝕、噪聲、震動(dòng)、流量（壓力）脈動(dòng)等危害。齒輪泵的困油現(xiàn)象是不可避免的。一般采用在齒輪斷面的端蓋（或側(cè)板、軸套、軸承座圈）上開卸荷槽的方法來(lái)消除困油現(xiàn)象。卸荷槽的結(jié)構(gòu)形式多種多樣，但卸荷的原則是相同的，即：在保證、高低壓腔互不相通的前提下，設(shè)法使困油容積與壓油腔或吸油腔相通。卸荷槽的形式一般有三大類：1. 相對(duì)兩齒輪中心線對(duì)稱布置的雙卸荷槽；2. 相對(duì)兩齒輪中心連線不對(duì)稱布置的雙卸荷槽；3. 單個(gè)卸荷槽（僅吸油腔有或僅排油腔有

23、）2.4.2 徑向不平衡問題及解決措施齒輪泵工作時(shí)從排油區(qū)到吸油區(qū)的壓力是逐漸減小的。其原因是頂隙（縫隙流）的阻尼效應(yīng)。這樣，齒輪及其傳動(dòng)軸會(huì)受到排油區(qū)徑向力不平衡力的作用，使齒輪及其傳動(dòng)軸被推向吸油區(qū)一側(cè)。負(fù)載越大，作用效果越大。嚴(yán)重時(shí)，泵體的吸油區(qū)一側(cè)會(huì)被齒刮傷，降低容積效益，同時(shí)產(chǎn)生較大的摩擦力影響機(jī)械效益，也減小泵的壽命。解決此問題的措施很多。最多采用的措施是通過減小排油口通徑來(lái)減小徑向不平衡。有的高壓齒輪泵還采用了徑向壓力補(bǔ)償措施。2.4.3泄漏油問題及解決措施齒輪泵工作壓力難以提高的主要因素泄漏途徑多，而且不易通過密封措施解決。主要的泄漏途徑有：一是齒頂與泵體內(nèi)表面之間的徑向間隙泄

24、漏（占總泄漏的12%左右）；二是齒輪端面與泵蓋之間的軸向間隙泄漏（占總泄漏的70%80%以上）；三是齒輪嚙合面的間隙泄漏。解決泄漏問題的措施是選用合適的來(lái)控制。通常徑向間隙控制在0.130.16mm；軸向間隙控制在0.030.04mm。高壓級(jí)以上的齒輪泵還采用軸向壓力補(bǔ)償，或軸向、徑向聯(lián)合壓力補(bǔ)償措施控制間隙。2.4.4齒輪泵的噪聲及降低的措施2.5 齒輪泵的噪聲及其解決措施2.5.1 齒輪泵的噪聲齒輪泵的噪聲與其他液壓泵相比是較高的。在額定工況下，低壓齒輪泵約在75dB（A）左右，中高壓及高壓齒輪泵約有7888dB(A)。齒輪泵噪聲的產(chǎn)生，原因是多方面的，除去外界因素的影響，如吸油管及系統(tǒng)吸

25、入空氣、與原動(dòng)機(jī)安裝連接不良等，泵本身噪聲的產(chǎn)生，主要原因有以下幾點(diǎn)：1）泵的固定噪聲，即齒輪泵幾何學(xué)上的周期性變化引起的噪聲，這是由于齒輪泵在一轉(zhuǎn)中流量及壓力的周期性變化所造成的。2）齒輪泵吸入空氣或在吸油腔形成真空溶解在油液中的空氣析出等形成氣穴現(xiàn)象而引起的強(qiáng)烈噪聲。3）由于卸荷槽設(shè)計(jì)不合理或制造誤差，困油現(xiàn)象未很好消除而產(chǎn)生噪聲。4）泵中油液流經(jīng)齒谷及進(jìn)、出油口時(shí)，高速留底偶那個(gè)產(chǎn)生的紊流聲。5）齒輪嚙合不正確產(chǎn)生的噪聲，這也是齒輪泵比其他液壓泵噪聲高的主要原因。由于齒形不正確，齒輪表面粗糙度較高，因齒輪的基節(jié)誤差在旋轉(zhuǎn)中產(chǎn)生沖擊，因軸線不平行齒面接觸不良，吃側(cè)間隙過小等，均可造成較強(qiáng)的

26、噪聲。兩嚙合齒接觸斑點(diǎn)的位置，對(duì)噪聲的影響亦很大，接觸斑點(diǎn)在中部較好，若在兩端或僅有兩個(gè)接觸點(diǎn)，都將引起強(qiáng)烈的噪聲。6）泵中機(jī)械振動(dòng)引起的噪聲。產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng)有兩個(gè)原因：一是壓力波動(dòng)引起的；二是純機(jī)械原因造成的。如軸承在工作過程中周期受力產(chǎn)生彈性變形，齒輪嚙合等造成的機(jī)械振動(dòng)，2.5.2 降低齒輪泵噪聲的措施降低齒輪泵噪聲是一項(xiàng)綜合性的研究工作，可以從以下幾方面采取措施：1）正確設(shè)計(jì)、制造卸荷槽， 困油現(xiàn)象。2）適當(dāng)增加齒輪齒數(shù)（一般增加到12個(gè)齒），可以增加流動(dòng)量脈動(dòng)頻率，減小脈動(dòng)幅度。3）從齒輪泵結(jié)構(gòu)上改進(jìn)，減小徑向力及齒輪嚙合時(shí)的壓力波動(dòng)，如擴(kuò)大低壓區(qū)等。4）提高零件制造精度及裝配質(zhì)量，特

27、別是齒輪及軸頸的精度。齒輪運(yùn)動(dòng)精度及工作平穩(wěn)性精度應(yīng)提高到6級(jí)。5）正確安裝吸油管及密封，防止漏氣及吸空現(xiàn)象的發(fā)生。液壓泵噪聲的測(cè)定，可參閱國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO4412/1“空氣傳聲噪聲級(jí)測(cè)定試驗(yàn)范圍第一部分：泵”的規(guī)定進(jìn)行，其中比較難解決的是實(shí)驗(yàn)環(huán)境，采用的測(cè)試方法不同，實(shí)驗(yàn)環(huán)境的要求也不同。測(cè)試方法分工程法和精確法兩種，工程法要求在“在反射平面上的自由場(chǎng)”或“特殊混響”條件下進(jìn)行試驗(yàn)，其環(huán)境鑒定應(yīng)符合ISO3743和ISO3744的要求；精確法要求在“消聲”和“混響”環(huán)境下進(jìn)行試驗(yàn)，要求采用ISO3742和ISO3745所規(guī)定的更為嚴(yán)格的環(huán)境鑒定程序和測(cè)試技術(shù)。目前，國(guó)內(nèi)大多用“工程法”測(cè)試噪聲

28、。試驗(yàn)環(huán)境采用有一個(gè)反射面的半消聲室，這種半消聲室投資較省，又能滿足ISO3744的要求。3 外嚙合齒輪泵的泵體及端蓋的設(shè)計(jì)及排量、流量的計(jì)算3.1泵體的設(shè)計(jì)由齒輪的尺寸可確定泵體的長(zhǎng)度為129，寬度為87，由齒輪的寬度可知泵體的厚度為24。內(nèi)部挖槽，可容下兩個(gè)齒輪，泵體的兩個(gè)端面均開有回油槽。泵體上開有6個(gè)直徑為8，完全貫穿的螺絲孔，開有2個(gè)直徑為10，完全貫穿的銷孔通過8個(gè)孔與泵蓋相連，對(duì)泵體進(jìn)行約束。3.2前端蓋的設(shè)計(jì)1.對(duì)稱布置的雙矩形卸荷槽如圖所示為有齒側(cè)間隙的對(duì)稱雙矩形卸荷槽結(jié)構(gòu)圖。圖中困油容積正處于最小位置，兩個(gè)卸荷槽的邊緣正好 和嚙合點(diǎn)D、E相接。兩卸荷槽之間的距離a應(yīng)保證困油

29、容積在到達(dá)最小位置前始終和壓油腔相通，在最小位置時(shí)，困油容積既不和壓油腔相通，也不和吸油腔相通，過了最小位置后又始終和吸油腔相通。因此對(duì)a的尺寸要求很嚴(yán)，若a太大，困油想象不能徹底消除；若a太小，又會(huì)使吸油腔和壓油腔相通，引起泄漏，降低齒輪泵的容積效率。這種卸荷槽的主要尺寸計(jì)算公式如下：兩卸荷槽的間距a a=28.7mm 式中 齒輪嚙合角，A兩個(gè)齒輪的實(shí)際中心距圖有齒側(cè)間隙的對(duì)稱雙矩形卸荷槽卸荷槽的最佳長(zhǎng)度c卸荷槽的最小長(zhǎng)度應(yīng)等于實(shí)際嚙合線長(zhǎng)度l（=）在中心線上的投影。卸荷槽的最佳長(zhǎng)度c應(yīng)大于，使卸荷槽兩端剛好與兩個(gè)齒輪的齒根圓相接。即 = 式中 齒根圓半徑3)卸荷槽深度hh的大小影響困油容積

30、排油的速度，它與模數(shù)有關(guān)，可產(chǎn)考下表選?。?（mm）模數(shù)m2 3 4 5 6 7 8深度h1 1.5 2.5 4 5.5 7.5 10實(shí)際應(yīng)用中，根據(jù)齒輪泵結(jié)構(gòu)不同，h可在較大范圍內(nèi)變化，例如有側(cè)板的齒輪泵，h可以較小。有的資料推薦h0.8m，亦可供參考。即h=1.5mm3.3后端蓋的設(shè)計(jì)后泵蓋的長(zhǎng)度為129，寬度為87，厚度為24。開有凸臺(tái)，臺(tái)內(nèi)有密封圈。后端蓋上開有6個(gè)直徑為8，完全貫穿的螺絲孔，開有2個(gè)直徑為10，完全貫穿的銷孔。中間開有對(duì)稱的卸荷槽齒輪泵進(jìn)、出油口尺寸如圖所示。壓出角的大小，根據(jù)壓力高低，是否逆轉(zhuǎn)而定。壓力高時(shí)為了減小軸承負(fù)載，希望盡可能小，但受流速限制，出口流速不應(yīng)超

31、過8m/s，也不能過小。需要逆轉(zhuǎn)時(shí)，壓出角和吸入角不需逆轉(zhuǎn)時(shí)，則。為了改善吸入性能，避免吸空，進(jìn)口流速不應(yīng)超過4m/s,希望應(yīng)盡可能大些。一般地，在之間選擇，在之間選取。為了提高高速泵的吸入性能，也可將擴(kuò)大到。進(jìn)、出油口流速計(jì)算公式為 （m/s） 式中 F進(jìn)出油口面積（mm2）； n齒輪泵轉(zhuǎn)速（r/min）。3.4 排量和流量的計(jì)算影響排量變化因素 1）齒數(shù)的影響 排量q與齒數(shù)Z成正比，齒數(shù)多，排量大。但齒數(shù)多，泵的體積增大，如果保持體積不變，Z增大時(shí)，排量減小。因此齒數(shù)不能太多，一般取Z=820為宜。要求流量脈動(dòng)小的低壓泵，可取Z=1430。 2）模數(shù)的影響 排量q與模數(shù)m的平方成正比，模數(shù)

32、大，排量大。因此若要增加排量，適當(dāng)增大模數(shù)比增加齒數(shù)更好。 3）齒形修正的影響 齒輪泵的齒輪由于齒數(shù)小，大多采用修正齒。 齒形修正不僅可以避免齒數(shù)Z17的產(chǎn)生根切，而且對(duì)排量也有一定的影響。當(dāng)變位系數(shù)=00.3時(shí)，變位齒輪泵比標(biāo)準(zhǔn)齒輪泵的排量大；當(dāng)0.3時(shí)，其排量比標(biāo)準(zhǔn)齒輪泵小。 若采用雙模數(shù)非對(duì)稱漸開線齒形修正法，在齒數(shù)、齒頂圓外徑不變的情況下，排量比采用一般修正法的齒輪泵為大。 4）齒斜角的影響 根據(jù)法相變位斜齒輪即變位直齒圓柱齒輪泵的理論排量計(jì)算結(jié)果比較，可知當(dāng)齒輪小時(shí)，增大，排量增加；反之，當(dāng)齒寬大時(shí)，隨著的增大，排量減小。 5）側(cè)隙的影響 齒輪泵有無(wú)間隙，排量的計(jì)算公式也不同。由有側(cè)

33、隙時(shí)的排量計(jì)算公式可見，隨著側(cè)隙的增大，排量增加。假想將齒輪展開成齒條，計(jì)算各齒槽的容積之和即為所求排量Vp。Vp=2Vz=2Abz=htbz=2bz（2.1）V任意工作腔容積（）；A齒槽端面積（）；b齒寬（m）；z齒數(shù)；h齒高，h=2m（m）；t齒距t=m（m）；m模數(shù)（m）?？紤]到簡(jiǎn)化的誤差，以3.33-3.5代替，齒數(shù)少的取大值，通常按下式計(jì)算Vp=6.66bz即Vp=20.1L/min理論流量=6.66bz =29/h4 外嚙合齒輪泵的主要零部件加工工藝的設(shè)計(jì)4.1數(shù)控加工工藝簡(jiǎn)介 數(shù)控機(jī)床加工工藝是以機(jī)械制造中的工藝基本理論為基礎(chǔ)，結(jié)合數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)，綜合運(yùn)用多方面的知識(shí)解決數(shù)控機(jī)床

34、加工過程中面臨的工藝問題，其內(nèi)容包括金屬切削原理與刀具、加工工藝、典型零件加工及工藝性分析等方面的基礎(chǔ)知識(shí)和基本理論。本章的宗旨在于從工程實(shí)際應(yīng)用的角度。通過齒輪泵的一些零件加工，合理設(shè)計(jì)加工工藝，充分發(fā)揮機(jī)床特點(diǎn)實(shí)現(xiàn)數(shù)控加工中的優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低耗。工藝制訂原則主要是：抓住關(guān)鍵準(zhǔn)確選擇基準(zhǔn)；把握重點(diǎn)采用合理工裝保證；決定方法正確的工藝路線。依靠工藝人員的周密編制，結(jié)合操作者的現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)集思廣益，使齒輪泵零件的制造達(dá)到設(shè)計(jì)要求，實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)是完全可能的。 優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品來(lái)源于優(yōu)秀的設(shè)計(jì)，更是依賴于優(yōu)良制造的可靠保證，而優(yōu)良制造取決于完善的加工工藝。只有選擇了正確的加工工藝，才能制造出高精度產(chǎn)品，降低生產(chǎn)成

35、本，提高生產(chǎn)效率，為企業(yè)創(chuàng)造良好的效益。水泵零件的制造因品種多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、用料廣泛，以致加工難度大，工藝質(zhì)量不易控制。尤以單件、小批量，品種多變的生產(chǎn)模式，工序相對(duì)較為集中，更加要求操作者掌握較全面的機(jī)械制造專業(yè)知識(shí)，具有良好的綜合素質(zhì)。齒輪泵零件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，鑄件占80%以上，主要為鑄鐵件、鑄鋼件和鑄造不銹鋼件；軸類零件較少，主要為優(yōu)質(zhì)碳鋼、鉻鋼或不銹鋼件。水泵零件的加工，因其具有進(jìn)出油孔，在考慮定位裝夾基準(zhǔn)時(shí)必須找正孔的正確位置。避免裝配后造成齒輪偏斜、錯(cuò)位、間隙不均甚至碰擦，影響產(chǎn)品質(zhì)量。為了保證零件制造精度，需要設(shè)計(jì)相應(yīng)的工裝，并合理安排工藝流程控制工藝因素?，F(xiàn)針對(duì)生產(chǎn)中容易出現(xiàn)的問題將工

36、件裝夾、加工要求、典型零件加工工藝淺析如下：4.1.1工件的裝夾：1、操作者必須在熟悉產(chǎn)品圖樣、工藝文件和工藝裝備的基礎(chǔ)上從事作業(yè)生產(chǎn)，避免盲目生產(chǎn)造成零件報(bào)廢；2、在機(jī)床工作臺(tái)面上安裝夾具時(shí)，要擦凈其定位基準(zhǔn)面，并找正加工要求的相對(duì)位置；3、工件裝夾前應(yīng)將其定位面、夾緊面，夾具的定位面擦拭干凈，不得有毛刺，保證定位精度；4、按工藝規(guī)定的定位基準(zhǔn)裝夾，定位基準(zhǔn)符合以下原則：（1）、盡可能使設(shè)計(jì)基準(zhǔn)、加工基準(zhǔn)、檢驗(yàn)基準(zhǔn)重合，便于加工尺寸鏈的換算和測(cè)量；（2）、盡可能使各加工面采用同一定位基準(zhǔn)，容易保證形位公差，如平行度、同心度、垂直度等；（3）、粗加工基準(zhǔn)選取應(yīng)結(jié)合后續(xù)工序的定位要求，有利于提高

37、加工精度；（4）、精加工工序定位基準(zhǔn)應(yīng)是巳加工表面，使定位準(zhǔn)確、加工精度高；（5）、選擇的定位基準(zhǔn)必須使工件定位、夾緊方便，加工時(shí)穩(wěn)定可靠。5、夾緊工件夾緊力的大小適當(dāng)，夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)通過支承面，盡可能靠近加工面；對(duì)剛性較差或是懸空的工件，應(yīng)增加輔助支承以增強(qiáng)剛性；6、夾緊精加工面應(yīng)以銅皮作軟墊保護(hù)，不損壞巳加工表面；7、加工面應(yīng)盡可能靠近床頭箱，選取適當(dāng)?shù)毒咴鰪?qiáng)系統(tǒng)剛性，提高加工表面粗糙度。4.1.2 加工要求1、操作者應(yīng)根據(jù)圖樣技術(shù)要求和工藝文件的規(guī)定，及工件材質(zhì)、精度要求、機(jī)床、刀具、夾具等情況，正確選擇工藝路線，合理選擇切削用量；2、對(duì)有公差要求的尺寸在加工時(shí)應(yīng)盡量按中間公差加工；3

38、、工藝規(guī)程未規(guī)定的粗加工表面粗糙度應(yīng)不大于Ra25;下道工序需淬火的表面粗糙度不大于Ra6.3;鉸孔前的表面粗糙度不大于Ra12.5;磨削前的表面粗糙度應(yīng)不大于Ra6.3;4、粗加工的倒角、倒圓、槽深應(yīng)按精加工余量加大或加深，保證精加工后達(dá)到設(shè)計(jì)要求；退刀槽切忌過深和銳角，以避免應(yīng)力集中；5、圖樣或工藝中未規(guī)定的倒角和自由尺寸應(yīng)按相關(guān)規(guī)定制作；6、本道工序產(chǎn)生的毛刺應(yīng)在本工序去除；7、在大件加工過程中，應(yīng)時(shí)常檢查工件是否松動(dòng)，以防影響加工質(zhì)量或發(fā)生事故；8、粗、精加工在同一工序進(jìn)行時(shí)，應(yīng)考慮熱脹冷縮、加工應(yīng)力等因素影響最后尺寸精度；9、切削過程中，若加工系統(tǒng)發(fā)出不正常聲音或粗糙度突然變壞，應(yīng)立

39、即退刀停車檢查；10、正確使用量具，測(cè)量前注意校準(zhǔn)，檢驗(yàn)時(shí)切忌用力過大造成量具損壞或增大測(cè)量誤差；11、加工后的工件應(yīng)在規(guī)定的工位器具上擺放，以免損傷加工表面；12、加工后的工件應(yīng)經(jīng)專職檢驗(yàn)員檢驗(yàn)合格后轉(zhuǎn)入下道工序。4.2齒輪的加工工藝4.2.1圓柱齒輪加工工藝過程的內(nèi)容和要求 圓柱齒輪的加工工藝過程一般應(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

40、：車、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4.2.2 齒輪加工工藝過程分析 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）以內(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

41、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)齒輪加工過程中占有很重要的地位。因?yàn)辇X面

42、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，在這一加工過程中應(yīng)注意以下三個(gè)問題： 圖（4-1）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

43、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4-1所示。經(jīng)倒圓、倒尖后的齒輪容易進(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4-2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。 圖（4-2）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、輪加工過程中的熱處理要求在齒輪加工工藝過程中，熱處理工序的位置安排十分

44、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。加工出的齒輪如圖（4-3）圖（4-3）4.3軸的加工工藝4.3.1軸類零件的功用、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及技術(shù)要求軸類零件是機(jī)器中經(jīng)常遇到的典型零件之一。它主要用來(lái)支承傳動(dòng)零部件傳遞扭矩和承受載荷。軸類零件是旋轉(zhuǎn)體零件，其長(zhǎng)度大于直徑，一般由同心軸的外圓柱面、圓錐面、內(nèi)孔和螺紋及相應(yīng)的端面所組成。根據(jù)結(jié)構(gòu)形狀的不同，軸類零件可分為光軸、階梯軸、空心軸和曲軸等。 軸的長(zhǎng)徑比小于5的稱為短軸，大于20的稱為細(xì)長(zhǎng)軸，大多數(shù)軸介于兩者之間。 軸用軸承支承，與軸承配合的軸段稱為軸頸。軸頸是軸的裝配基準(zhǔn)，它們的精度

45、和表面質(zhì)量一般要求較高，其技術(shù)要求一般根據(jù)軸的主要功用和工作條件制定，通常有以下幾項(xiàng)： 1.尺寸精度 起支承作用的軸頸為了確定軸的位置，通常對(duì)其尺寸精度要求較高（IT5IT7）。裝配傳動(dòng)件的軸頸尺寸精度一般要求較低（IT6IT9）。2.幾何形狀精度 軸類零件的幾何形狀精度主要是指軸頸、外錐面、莫氏錐孔等的圓度、圓柱度等，一般應(yīng)將其公差限制在尺寸公差范圍內(nèi)。對(duì)精度要求較高的內(nèi)外圓表面，應(yīng)在圖紙上標(biāo)注其允許偏差。 3.相互位置精度 軸類零件的位置精度要求主要是由軸在機(jī)械中的位置和功用決定的。通常應(yīng)保證裝配傳動(dòng)件的軸頸對(duì)支承軸頸的同軸度要求，否則會(huì)影響傳動(dòng)件（齒輪等）的傳動(dòng)精度，并產(chǎn)生噪聲。普通精度

46、的軸，其配合軸段對(duì)支承軸頸的徑向跳動(dòng)一般為0.010.03mm，高精度軸（如主軸）通常為0.0010.005mm。 4.表面粗糙度 一般與傳動(dòng)件相配合的軸徑表面粗糙度為Ra2.50.63m，與軸承相配合的支承軸徑的表面粗糙度為Ra0.630.16m。4.3.2 軸類零件的毛坯和材料1.軸類零件的毛坯 軸類零件可根據(jù)使用要求、生產(chǎn)類型、設(shè)備條件及結(jié)構(gòu)，選用棒料、鍛件等毛坯形式。對(duì)于外圓直徑相差不大的軸，一般以棒料為主；而對(duì)于外圓直徑相差大的階梯軸或重要的軸，常選用鍛件，這樣既節(jié)約材料又減少機(jī)械加工的工作量，還可改善機(jī)械性能。 根據(jù)生產(chǎn)規(guī)模的不同，毛坯的鍛造方式有自由鍛和模鍛兩種。中小批生產(chǎn)多采用

47、自由鍛，大批大量生產(chǎn)時(shí)采用模鍛。2.軸類零件的材料 軸類零件應(yīng)根據(jù)不同的工作條件和使用要求選用不同的材料并采用不同的熱處理規(guī)范（如調(diào)質(zhì)、正火、淬火等），以獲得一定的強(qiáng)度、韌性和耐磨性。 45鋼是軸類零件的常用材料，它價(jià)格便宜經(jīng)過調(diào)質(zhì)（或正火）后，可得到較好的切削性能，而且能獲得較高的強(qiáng)度和韌性等綜合機(jī)械性能，淬火后表面硬度可達(dá)4552HRC。 40Cr等合金結(jié)構(gòu)鋼適用于中等精度而轉(zhuǎn)速較高的軸類零件，這類鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)和淬火后，具有較好的綜合機(jī)械性能。 軸承鋼GCr15和彈簧鋼65Mn，經(jīng)調(diào)質(zhì)和表面高頻淬火后，表面硬度可達(dá)5058HRC，并具有較高的耐疲勞性能和較好的耐磨性能，可制造較高精度的軸。 精

48、密機(jī)床的主軸（例如磨床砂輪軸、坐標(biāo)鏜床主軸）可選用38CrMoAIA氮化鋼。這種鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)和表面氮化后，不僅能獲得很高的表面硬度，而且能保持較軟的芯部，因此耐沖擊韌性好。與滲碳淬火鋼比較，它有熱處理變形很小，硬度更高的特性。 圖（4-5）4.3.3軸的加工1.軸類零件的加工有幾種方式軸類要分精度高的，和一般的，精度高的要用中心孔兩頭頂起加工，這樣可以保正軸的每檔尺寸的同心度。也有利下道工序磨床加工。長(zhǎng)軸要用中心架，細(xì)軸要用根刀架。對(duì)于一般要求的可一頭用三爪卡盤夾。一頭項(xiàng)的加工方法。 盤類零件用三爪卡盤，或用工裝夾具安裝加工。套類零件如同心度要求高的粗加工后。先精加工內(nèi)孔后用芯軸套上在加工外圓。異

49、形要用專用夾具裝夾來(lái)完成加工 。2.齒輪泵齒輪軸的工藝流程制做過程首先鍛件毛坯兩端鉆中心孔,粗車外圓;2,進(jìn)行調(diào)質(zhì);3,半精車,外圓和長(zhǎng)度放余量,然后搭中心架車對(duì)總長(zhǎng);5,搪兩端錐孔,兩端鑲悶頭,鉆中心孔,為磨削做準(zhǔn)備;6,精車外圓及臺(tái)階平面,放磨削余量,并且車外圓上鍵槽和齒輪卡簧槽,倒角;7,磨削兩端面及軸表外圓達(dá)到要求的尺寸。加工零件如圖（4-5）4.4泵體的加工工藝4.4.1 泵體的加工設(shè)備及裝夾簡(jiǎn)介泵體加工工藝重點(diǎn)是保證裝配基準(zhǔn)孔面與進(jìn)出油口的正確位置。泵體加工的設(shè)備主要為車床、立車、鏜床等，其中臥式車床適合小泵體的加工，生產(chǎn)效率雖高，但不便找正加工面與流道的相對(duì)位置，常造成裝配基準(zhǔn)孔

50、與流道中心面不垂直及相對(duì)位置不準(zhǔn)確。所以大泵體多在立車和鏜床上加工，工件裝夾在工作臺(tái)面上，可用墊鐵校正流道位置，壓緊方便；并且鏜床工作臺(tái)可旋轉(zhuǎn)，能在一次裝夾中加工多個(gè)側(cè)面。4.4.2 外嚙合齒輪泵泵體孔的加工工藝規(guī)程1.工藝性分析 通過研究零件的圖樣和技術(shù)要求，確定主要加工表面是兩孔的內(nèi)圓柱面。齒輪泵泵體上由于泵體孔較大，因此毛坯選用有鑄造底孔的鑄件。2. 定位基準(zhǔn)的選擇 首先，為保證泵體的寬度，粗基準(zhǔn)取小孔對(duì)應(yīng)的端面。其次，由于孔的位置度公差要求較高，大孔和對(duì)應(yīng)的端面G還有垂直度的要求，因此在大孔的加工中應(yīng)有精基準(zhǔn)端面G。還有，精度上大孔和小孔有同軸度要求，因此選擇端面G和28mm光孔作為精

51、基準(zhǔn)。3.加工工序 由干兩孔同軸度的要求，又是單件中、小批量生產(chǎn)，因此適合工序集中。關(guān)鍵為泵體大小兩孔的加工，因此只對(duì)大小兩孔的加工制定工序。在加工兩孔前已對(duì)2個(gè)緊固用的光孔和6M6緊固螺釘和兩端面加工，并將一對(duì)角孔精度提高到H8，用干定位。最后確定加工工序?yàn)? 第一道工序：銑平面，用立銑刀進(jìn)行精銑和粗銑 第二道工序：銑外輪廓， 用立銑刀進(jìn)行精銑和粗銑 第三道工序：銑內(nèi)輪廓，用立銑刀進(jìn)行精銑和粗銑 第四道工序：挖槽，用鍵槽銑刀挖回油槽4.5泵蓋的加工工藝4.4.1泵蓋簡(jiǎn)介 泵蓋零件結(jié)構(gòu)通常一端止口連接電機(jī)，另一端臺(tái)階連接泵體。兩端安裝配合孔面無(wú)法在一次裝夾中同時(shí)加工完成，如不同心將會(huì)出現(xiàn)質(zhì)量問

52、題。常見加工工藝為：（1）用四爪夾住一端（如泵體連接端）找正、把另一端粗精車好；（2）在車床上安裝校準(zhǔn)車胎尺寸，將巳車一端（電機(jī)安裝止口）配合孔裝入車胎內(nèi)找正壓緊、粗精車泵體連接端尺寸，這樣兩端的同側(cè)。齒輪泵前端蓋簡(jiǎn)圖圖（4-41）精鏜孔夾具簡(jiǎn)圖圖（4-42）4.4.2泵蓋的工藝性分析圖（4-41）所示為齒輪泵前蓋的零件簡(jiǎn)圖。從圖中看出，其加工精度要求高的是2個(gè)16mm和44的孔徑、孔深，其尺寸精度為7級(jí);兩孔的中心距由位置度控制，要求高，加工難度大;還有同軸度、垂直度公差要求。經(jīng)試驗(yàn)得知:產(chǎn)生泵壓力偏低的主要因素是孔徑、孔深的誤差，使泵軸轉(zhuǎn)動(dòng)不靈活的主要因素是同軸度、垂直度、位置度等誤差。因此，對(duì)它們的加工是泵體加工的關(guān)鍵工序，工藝中需采取特別措施。其它的表面用一般加工方法就能達(dá)到要求。泵蓋加工的工藝方案分析 為