齒輪

齒輪加工時(shí)出現(xiàn)齒輪變形的問題

關(guān)于齒輪熱處理畸變的情況很復(fù)雜，是全部冷、熱加工工序影響因素的綜合反映。機(jī)械加工產(chǎn)生的殘留應(yīng)力，熱處理過程的熱應(yīng)力、組織應(yīng)力都會(huì)對(duì)變形產(chǎn)生一定的影響。而它們的影響因素較多，涉及原材料、工件結(jié)構(gòu)形狀設(shè)計(jì)、整個(gè)工藝過程、技術(shù)要求、機(jī)加工方法、加工條件、熱處理工藝（加熱、冷卻）、工裝等。機(jī)械加工產(chǎn)生的殘留應(yīng)力，熱處理過程的熱應(yīng)力、組織應(yīng)力都會(huì)對(duì)變形產(chǎn)生一定的影響。有時(shí)單從熱處理方面采取措施來解決齒輪的變形有一定的困難，要從冷、熱加工全過程的各種因素來考慮，具體情況具體分析，采取相應(yīng)措施，排除或減弱。

齒輪作為機(jī)械傳動(dòng)裝置中的主要零件，其應(yīng)用十分廣泛。塑料齒輪因其質(zhì)量輕、成本低、惰性好等優(yōu)點(diǎn)在很多領(lǐng)域已經(jīng)逐步替代了金屬齒輪。模具是影響塑料齒輪注射成形質(zhì)量的關(guān)鍵因素，如何提高模具設(shè)計(jì)的質(zhì)量與效率是齒輪模具行業(yè)面臨的關(guān)鍵共性問題。同時(shí)，由于塑料齒輪在注射成形過程中會(huì)發(fā)生收縮，如何對(duì)模具的型腔進(jìn)行修正，以保證齒輪的成形精度，更是模具設(shè)計(jì)中的難點(diǎn)。因此，本文對(duì)塑料齒輪注射模CAD系統(tǒng)進(jìn)行了研究與開發(fā)。本文首先分析了漸開線齒輪齒廓的形成原理及其相關(guān)特性，結(jié)合注射成形塑料制品收縮的一般規(guī)律，對(duì)塑料齒輪注射模型腔修正規(guī)則進(jìn)行了研究，提出了一種快速有效的齒輪型腔修正方法。齒輪加工加工工藝流程塑料齒輪同時(shí)也是一種滿足低靜音運(yùn)行要求的重要材料，這就要求有高精度、新型齒形和潤(rùn)滑性或柔韌性優(yōu)異的材料出現(xiàn)。然后本文對(duì)參數(shù)化建模技術(shù)進(jìn)行了研究，采用關(guān)系表達(dá)式法建立了漸開線直齒圓柱齒輪和漸開線斜齒圓柱齒輪的參數(shù)化模板，通過人機(jī)交互實(shí)現(xiàn)了塑料齒輪的參數(shù)化建模，用戶只需輸入的齒輪的關(guān)鍵參數(shù)就可以自動(dòng)創(chuàng)建相應(yīng)類型的齒輪?；谏鲜龌A(chǔ)，本文在UG NX平臺(tái)上開發(fā)出一套塑料齒輪注射模CAD系統(tǒng)，包括型腔設(shè)計(jì)、模架/標(biāo)準(zhǔn)件設(shè)計(jì)、澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)、冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)等。通過該系統(tǒng)的應(yīng)用，用戶不但可以快速有序的進(jìn)行塑料齒輪注射模設(shè)計(jì)，還能自動(dòng)獲得型腔修正結(jié)果，極大的提高了模具設(shè)計(jì)的效率和質(zhì)量，縮短了模具設(shè)計(jì)周期。

齒輪的加工誤差有哪些

齒輪的基本參數(shù)

   齒輪是機(jī)器、儀器中使用多的傳動(dòng)零件，齒輪是一個(gè)較復(fù)雜的幾何體，對(duì)單個(gè)齒輪的齒廓加工誤差標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了17種控制參數(shù)，根據(jù)齒輪使用要求的不同，對(duì) 以上17個(gè)參數(shù)控制的要求也不同。如何確定齒輪的精度等級(jí)以及依據(jù)其精度等級(jí)確定相關(guān)控制參數(shù)的公差值，是齒輪設(shè)計(jì)的關(guān)鍵所在。對(duì)於錐齒輪，模數(shù)有大端模數(shù)me、平均模數(shù)mm和小端模數(shù)m1之分。

   齒輪的組成結(jié)構(gòu)一般有輪齒、齒槽、端面、法面、齒頂圓、齒根圓、基圓和分度圓。

（1）齒數(shù)：一個(gè)齒輪的輪齒總數(shù)叫齒數(shù)，用Z表示。小齒輪的齒數(shù)可取為z1=20~40。開式（半開式）齒輪傳動(dòng)，

   由于輪齒主要為磨損失效，為使齒輪不致過小，故小齒輪不亦選用過多的齒數(shù)，一般可取z1=17~20。

（2）模數(shù) 由于齒輪的分度圓直徑 d 可由其周長(zhǎng) zp 確定，即d = zp/π。為便于設(shè)計(jì)、計(jì)算、制造和檢驗(yàn)，令p/π= m ，m 稱為齒輪的模數(shù)，并已標(biāo)準(zhǔn)化。它是決定齒輪大小的主要參數(shù)。分度圓直徑d=mZ，所以m=d/z。

(3)壓力角α 即分度圓壓力角，并規(guī)定其標(biāo)準(zhǔn)值為α=200。它是決定齒輪齒廓形狀的主要參數(shù)。分度圓直徑 d=mZ/cosβ ，  壓力角 rb=rcosα=1/2mzcosα 在兩齒輪節(jié)圓相切點(diǎn)P處，兩齒廓曲線的公法線（即齒廓的受力方向）與兩節(jié)圓的公切線（即P點(diǎn)處的瞬時(shí)運(yùn)動(dòng)方向）所夾的銳角稱為壓力角，也稱嚙合角。對(duì)單個(gè)齒輪即為齒形角。塑料齒輪比金屬齒輪輕、惰性好，可用在金屬齒輪易腐蝕、退化的環(huán)境中，例如水表和化學(xué)設(shè)備的控制。標(biāo)準(zhǔn)齒輪的壓力角一般為20”。在某些場(chǎng)合也有采用α＝14.5° 、15° 、22.50°及25°等情況。  

(4)齒頂高系數(shù)和頂隙系數(shù)—h*a 、C*  兩齒輪嚙合時(shí)，總是一個(gè)齒輪的齒頂進(jìn)入另一個(gè)齒輪的齒根，為了防止熱膨脹頂死和具有儲(chǔ)成潤(rùn)滑油的空間，要求齒根高大于齒頂高。為次引入了齒頂高系數(shù)和頂隙系數(shù)。

    正常齒：h*a =1； C*=0.25        

   短齒：h*a =0.8； C*=0.3  一對(duì)相互嚙合的齒輪，模數(shù)、壓力角必須相等。標(biāo)準(zhǔn)齒輪的壓力角（對(duì)單個(gè)齒輪而言即為齒形角）為20°。留磨余量可縮小到0.1 mm左右，以提高磨齒效率。

　　齒輪加工廠家如何退火和齒輪大小之分

　　齒輪加工廠家在生產(chǎn)齒輪的時(shí)候如何選用退火、正火工藝，應(yīng)結(jié)合齒輪鋼的種類，加工工藝及使用性能等綜合考慮。那么如何選擇退火和正火呢？然后本文對(duì)參數(shù)化建模技術(shù)進(jìn)行了研究，采用關(guān)系表達(dá)式法建立了漸開線直齒圓柱齒輪和漸開線斜齒圓柱齒輪的參數(shù)化模板，通過人機(jī)交互實(shí)現(xiàn)了塑料齒輪的參數(shù)化建模，用戶只需輸入的齒輪的關(guān)鍵參數(shù)就可以自動(dòng)創(chuàng)建相應(yīng)類型的齒輪。通常我們根據(jù)齒輪鋼的含碳量去選擇。首先對(duì)于含碳量小于0.25%的齒輪鋼，在沒有其他熱處理時(shí)，采用正火處理來提高強(qiáng)度，對(duì)于滲碳鋼，用正火消除鍛造缺陷，提高切屑加工性能，并為滲碳淬火處理做好準(zhǔn)備，當(dāng)含碳量小于0.20%時(shí)，應(yīng)采用高溫正火，對(duì)于大型齒輪加工鑄件，一般采用退火消除鑄造應(yīng)力；

　　齒輪加工其次含碳量0.25%-0.50%的齒輪鋼，一般采用正火。其中含碳量0.25%-0.35%的鋼，正火后其硬度是佳切削硬度；對(duì)于含碳量較高的齒輪鋼，正火后其硬度雖然高于佳切屑硬度，但由于正火生產(chǎn)，成本低，仍采用正火處理；漸開線齒輪比較容易制造，因此現(xiàn)代使用的齒輪中，漸開線齒輪占多數(shù)，而擺線齒輪和圓弧齒輪應(yīng)用較少。對(duì)于含碳量0.50%-0.75%的齒輪鋼，一般采用完全退火工藝。因?yàn)楹剂枯^高，正火后硬度不利于切屑加工，而退火后硬度適宜切削加工，此外，對(duì)于調(diào)質(zhì)處理的齒輪鋼，一般是退火來降低硬度，然后進(jìn)行切削加工，終進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理。