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制造齒輪常用的鋼有調(diào)質(zhì)鋼、淬火鋼、滲碳淬火鋼和滲氮鋼。鑄鋼的強度比鍛鋼稍低
軟齒面的齒輪承載能力較低,但制造比較容易,跑合性好, 多用于傳動尺寸和重量無嚴格限制,以及小量生產(chǎn)的一般機械中。因為配對的齒輪中,小輪負擔較重,因此為使大小齒輪工作壽命大致相等,小輪齒面硬度一般要比大輪的高。
硬齒面齒輪的承載能力高,它是在齒輪精切之后 ,再進行淬火、表面淬火或滲碳淬火處理,以提高硬度。但在熱處理中,齒輪不可避免地會產(chǎn)生變形,因此在熱處理之后須進行磨削、研磨或精切 ,以消除因變形產(chǎn)生的誤差,提高齒輪的精度。
材料
制造齒輪常用的鋼有調(diào)質(zhì)鋼、淬火鋼、滲碳淬火鋼和滲氮鋼。鑄鋼的強度比鍛鋼稍低,常用于尺寸較大的齒輪;灰鑄鐵的機械性能較差,可用于輕載的開式齒輪傳動中;球墨鑄鐵可部分地代替鋼制造齒輪 ;塑料齒輪多用于輕載和要求噪聲低的地方,與其配對的齒輪一般用導熱性好的鋼齒輪。隨著現(xiàn)代機械工業(yè)的發(fā)展,齒輪修形的意義愈來愈受到廣大學者和機械制造業(yè)的廣泛關(guān)注與重視。
未來齒輪正向重載、高速、和率
等方向發(fā)展,并力求尺寸小、重量輕、壽命長和經(jīng)濟可靠。
而齒輪理論和制造工藝的發(fā)展將是進一步研究輪齒損傷的機理,這是建立可靠的強度計算方法的依據(jù),是提高齒輪承載能力,延長齒輪壽命的理論基礎(chǔ);對由于齒輪制造、輪齒受載后產(chǎn)生的彈性變形及高速運轉(zhuǎn)熱變形的綜合結(jié)果產(chǎn)生的齒距和齒形誤差的修整稱為齒形修形,對所產(chǎn)生的螺旋線誤差的修整稱為齒向修形。發(fā)展以圓弧齒廓為代表的新齒形;研究新型的齒輪材料和制造齒輪的新工藝; 研究齒輪的彈性變形、制造和安裝誤差以及溫度場的分布,進行輪齒修形,以改善齒輪運轉(zhuǎn)的平穩(wěn)性,并在滿載時增大輪齒的接觸面積,從而提高齒輪的承載能力。
摩擦、潤滑理論和潤滑技術(shù)是 齒輪研究中的基礎(chǔ)性工作,研究彈性流體動壓潤滑理論,推廣采用合成潤滑油和在油中適當?shù)丶尤霕O壓添加劑,不僅可提高齒面的承載能力,而且也能提高傳動效率。
。大勢所趨截止到2012年底,齒輪行業(yè)年銷售收入約1600億元,生產(chǎn)企業(yè)1000余家,規(guī)模以上企業(yè)約400余家,從業(yè)人員約30萬人,是基礎(chǔ)零部件行業(yè)規(guī)模大的分行業(yè)。齒輪減速機的軸齒精度主要和運動精度、平穩(wěn)性精度、接觸精度有關(guān)。經(jīng)過20多年的不懈努力,我國已經(jīng)成為齒輪強國?!笆濉逼陂g我國齒輪行業(yè)面臨調(diào)整振興、由大變強的歷史發(fā)展機遇,國內(nèi)外市場競爭加劇,國內(nèi)深層次矛盾不可避免地會影響行業(yè)前進步伐,但推動行業(yè)技術(shù)進步創(chuàng)新發(fā)展的基本力量不可逆轉(zhuǎn),全行業(yè)在轉(zhuǎn)型升級的進程中將以年均30%左右的增速實現(xiàn)穩(wěn)定發(fā)展。
預計至“十二五”期末,行業(yè)收入有望突破2600億元。報告通過齒輪行業(yè)下游需求潛力,進一步說明行業(yè)發(fā)展前景看好。它的缺點是砂輪修整困難,不易達到高的精度,磨削不同模數(shù)的齒輪時需要更換砂輪,聯(lián)系砂輪與工件的傳動鏈中的各個傳動環(huán)節(jié)轉(zhuǎn)速很高,用機械傳動易產(chǎn)生噪聲,磨損較快。隨著全球一體化的到來,關(guān)聯(lián)度越來越高的產(chǎn)業(yè)需要面對越來越多的共同課題,需要建立廣泛的合作。而這種合作已不再僅是提供產(chǎn)品這么簡單。將從源頭上打破產(chǎn)業(yè)之間壁壘,以行業(yè)需求為導向成為產(chǎn)業(yè)之間融合發(fā)展的新趨勢。為達成通過產(chǎn)業(yè)融合推動技術(shù)創(chuàng)新的目的,行業(yè)間應從技術(shù)、標準和法規(guī)、信息服務與軟科學研究、品牌推廣等方面合作,合理利用雙方的資源,進行前瞻性產(chǎn)品的設(shè)計與開發(fā),確保我國自主創(chuàng)新技術(shù)的適用性和
齒輪減速機的齒輪質(zhì)量如何提升
齒輪及齒輪副規(guī)定了12個精度等級,級的精度,2級的精度。齒輪副中兩個齒輪的精度等級一般取成相同,也允許取成不相同。
齒輪減速機的軸齒精度主要和運動精度、平穩(wěn)性精度、接觸精度有關(guān)。齒輪減速機的滾齒加工中用控制公法線長度和齒圈徑跳來保證運動精度,用控制齒形誤差和基節(jié)偏差來保證工作平穩(wěn)性精度,用控制齒向誤差來保證接觸精度。
目前齒輪減速機的齒輪加工方法是滾齒、剃齒法,要求比較嚴格,只有將這種工藝水平發(fā)揮出色才能制造出齒輪,而且剃齒精度能在很大的程度上校準齒輪減速機的滾齒精度,所以滾齒中的一些誤差項目一定要嚴格控制,才能制造出高質(zhì)量齒輪。
齒輪減速機的齒圈徑向跳動是指在齒輪一轉(zhuǎn)范圍內(nèi),測頭在齒槽內(nèi)或輪齒上,與齒高中部雙面接觸,測頭相對于輪齒軸線的變動量。
也就是齒輪減速機的輪齒齒圈相對于軸中心線的偏心,這種偏心是由于在安裝齒輪減速機的零件時,零件的兩中心孔與工作臺的回轉(zhuǎn)中心安裝不重合或偏差太大而引起。
或者因為齒輪減速機的孔制造不良,使定位面接觸不好造成的偏心,所以減少齒輪減速機的齒圈徑向跳動誤差才能有效提升齒輪的質(zhì)量和精度。
平面嚙合齒輪極軸與兩輪的中心連線正好重合
現(xiàn)提出一種環(huán)形漸開面球形齒輪機構(gòu),從根本上解決了球形齒輪傳動存在的兩大難題。球形齒輪組成的機構(gòu)中,極軸通過球心且垂直于齒環(huán)平面的一條直線,它又是加工球形齒輪時的旋轉(zhuǎn)軸。
齒廓形成:平面嚙合齒輪極軸與兩輪的中心連線正好重合,將一對平面齒輪繞極軸旋轉(zhuǎn)360度,便得到一對球形齒輪。平面齒輪中有關(guān)的圓,全都演變成為球。若將齒輪分別安裝在一組二白由度的萬向框架上,保持齒輪作定點運動,就可實現(xiàn)對節(jié)球作純滾運動。
當發(fā)生線在基圓上作純滾動,并隨基圓平面一起繞極軸作回轉(zhuǎn)運動時潛孔鉆,發(fā)生線任一點的軌跡便形成了球形齒輪的齒廓曲面,基圓上所有點的軌跡的集合稱為基球。顯然,在過極軸的任意剖面內(nèi)的齒廓曲線均為漸開線,所有漸開線的集合構(gòu)成一個環(huán)狀面。
小模數(shù)螺旋錐齒輪的加工方法與加工機床的選用
在傳遞兩相交軸的錐齒輪傳動中,螺旋錐齒輪具有重合較大、傳動平穩(wěn)、對安裝誤差的敏感性小、在高速傳動中噪聲較小等優(yōu)點,因此在工程中應用較為廣泛。當前小模數(shù)螺旋錐齒輪的齒輪加工中,應用較為廣泛的是格里森齒制和奧利康齒制。通過齒向修形可以改善載荷沿輪齒接觸線的不均勻分布,提高齒輪承載能力。格里森齒制為雙面圓弧收縮齒,采用單齒分度法加工;奧利康齒制為延伸外擺線等高齒,采用連續(xù)分度法加工。隨著工業(yè)縫紉機、電動工具、園林機械行業(yè)的不斷發(fā)展,小模數(shù)螺旋錐齒輪的應用和需求逐年增加。
螺旋錐齒輪加工是通過機床上模擬一個假想齒輪,刀盤切削面是假想齒輪的一個輪齒。當搖臺上的被加工齒輪與假想齒輪繞各自的軸旋轉(zhuǎn)時,刀盤就會在輪坯上切出一個齒槽。加工格里森齒制時,都采用這種切齒原理。通過增加法向截面的數(shù)目,可以得到近似連續(xù)磨削蝸桿通過比較模擬的關(guān)鍵數(shù)值和解析的計算值,通過所需的截面數(shù),可以確定其他參數(shù)的為模擬磨削數(shù)值。根據(jù)使用行業(yè)的要求,當前小模數(shù)螺旋錐齒輪加工正逐漸以格里森齒制為主,常見切削加工方法采用雙重雙面切削法。雙面切削法是指一個被加工齒輪,由內(nèi)切刀齒和外切刀齒交錯的成形刀盤,在一個齒槽的兩面同時進行切削的加工工藝過程,齒槽的寬度是由刀盤的刀尖距(也稱錯刀量或點寬)所控制。通常小模數(shù)螺旋錐齒輪(模數(shù)2.5 mm以內(nèi))一把刀可以加工一對大小齒輪,能得到較理想的加工效果,此方法加工小模數(shù)螺旋錐齒輪生產(chǎn),適應批量生產(chǎn)。當然一對大小齒輪用一把刀加工,會產(chǎn)生刀號修正的問題,這就要求刀具的規(guī)格要比較多,通常小模數(shù)螺旋錐齒輪加工采用整體式銑刀,銑刀的規(guī)格由刀徑、刀號、刀尖距決定。實際操作時為了避免選擇過多的銑刀規(guī)格,小范圍的刀號修正可改變機床刀軸的傾角(俗稱刀傾角)來加以解決。
齒輪由于傳遞力的需要,回轉(zhuǎn)支承其中一個套圈上通常制有齒。齒輪的熱處理狀態(tài)一般為正火或調(diào)質(zhì)狀態(tài)。齒輪傳動為了實現(xiàn)降低振動噪聲、避免干涉、改善載荷分布、減少應力集中等目的,通常要對齒輪進行修形,包括齒廓修形和齒向修形。齒表面也可按照用戶的要求淬火處理,淬火硬度在HRC50~60,并且能夠保證足夠的深度。根據(jù)應用場合的不同,齒輪淬火可分為全齒淬火和單齒感應淬火。單齒感應淬火又可分為齒面齒根淬火和齒面淬火。
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一般兩邊呈對稱形狀。鼓形修整雖然可以改善輪齒接觸線上載荷的不均勻分布,但是由于齒的兩端載荷分布并非完全相同,誤差也不完全按鼓形分布,因此修形效果也不理想。齒條插刀加工齒輪時,刀具的節(jié)線與被加工齒輪齒坯節(jié)圓的分度圓相切并作純滾動運動,齒輪插刀加工齒輪時,刀具的節(jié)圓與齒坯節(jié)圓相切并作純滾動運動,該運動稱為范成運動。曲面修整是按實際偏載誤差進行齒向修形??紤]實際偏載誤差,特別是考慮熱變形,則修整以后的齒面不一定總是鼓起的,而通常呈凹凸相連的曲面。曲面修整效果較好,是較理想的修形方法,但計算比較麻煩,工藝比較復雜。