機械科普：齒輪是如何被加工生產(chǎn)出來的？

提到行星齒輪減速機，就少不了提及行星齒輪減速機中的核心部件：齒輪。齒輪的材料選取，質(zhì)量優(yōu)劣，也會在一定程度上影響行星齒輪減速機的性能。

在上一篇推文中，小合帶領(lǐng)大家一起了解了齒輪的基礎(chǔ)知識，齒輪的產(chǎn)生、發(fā)展與現(xiàn)狀。那么，齒輪生產(chǎn)時一般選用哪些材料呢？齒輪又是如何被生產(chǎn)加工出來的？

這篇文章中，小合繼續(xù)帶領(lǐng)大家深入了解齒輪的材料選取與加工工藝。

（1） 生產(chǎn)齒輪時，一般選用哪些材料？

齒輪材料的選用，一般有特定的要求，具體來說，齒輪的齒體應(yīng)有較高的抗折斷能力，齒面應(yīng)有較強的抗點蝕、抗磨損和較高的抗膠合能力，即滿足齒面硬、芯部韌的特點。

齒輪材料一般可分為兩大類，金屬材料和非金屬材料。金屬材料包括：鍛鋼、鑄鋼和鑄鐵，非金屬材料包括塑料、夾布膠木等。在鍛鋼選用上，45鋼是最常用，經(jīng)濟、貨源充足的材料；中碳合金鋼一般選取35SiMn、40MnB、40Cr等；低碳合金一般選取20Cr、20CrMn Ti等。

總的來說，在齒輪選材上，一般應(yīng)考慮工作條件、載荷性質(zhì)、經(jīng)濟性、制造方法等，選取最合適的材料。

（2） 齒輪生產(chǎn)的加工工藝包括哪些？

當頂圓直徑d≤500mm時，一般采用鍛造齒輪，比如常見的實體式圓柱齒輪，就是采用該工藝；當頂圓直徑＞500mm時，一般采用鑄造齒輪，比如常見的腹板式圓柱齒輪和輪輻式圓柱齒輪，都是采用鑄造工藝。

齒輪生產(chǎn)加工工藝主要包括：齒胚鍛造——平面鉆中心孔——精車齒胚——滾齒——插齒——剃齒——磨齒——花鍵軋齒——熱處理。但是，并非所有的齒輪生產(chǎn)加工，都會完整采用這九大工藝，大多數(shù)齒輪的加工工藝僅涉及其中的某幾項工藝。

（3）每一項加工工藝的核心是什么？

齒胚鍛造的基本過程為：鑄鋼錠——加熱——鍛造——正火；平面鉆中心孔是后續(xù)各工序加工的定位基準，應(yīng)主要控制：中心孔深度、表面粗糙度、中心孔維度、兩端同心度；精車齒胚屬于典型的軸類零件車削加工，主要控制：徑向尺寸（直徑）、軸向尺寸、外圓及端面跳動、表面粗糙度這些因素。

滾齒是齒形加工中生產(chǎn)效率較高、精度較高、應(yīng)用最廣泛的一種加工方法，是展成法的一種，一般用于齒輪的粗加工和精加工，能加工直齒、斜齒圓柱齒輪、直齒錐齒輪；插齒是常用的齒形加工方法，用來粗、精加工內(nèi)、外圓柱齒輪。插齒加工的齒面粗糙度比滾齒高，但齒距累積誤差較大，且效率比滾齒低。

剃齒是一種高效齒輪精加工 方法，用于熱前加工；相對于磨齒，剃齒具有效率高、成本低、齒面無燒傷和裂紋等優(yōu)點，剃齒精度可達5級；磨齒指的是利用砂輪作為磨具對齒輪進行磨削加工，主要用于消除熱處理后變形的精度提高，磨削后齒的精度可達3-6級。

花鍵軋齒是機械傳動的一種，主要作用為傳遞機械扭矩，在軸的外表有縱向的鍵槽，套在軸上的旋轉(zhuǎn)件也有對應(yīng)的鍵槽，可保持跟軸同步旋轉(zhuǎn)。較直就是將熱處理過程中產(chǎn)生的彎曲校正，分手工較直和設(shè)備自動較直。