航空齒輪箱的工況是高速、重載,其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)之一是輕量化,因此工作時(shí)的航空齒輪箱,其軸、軸承和箱體軸孔會因受力發(fā)生較大變形,同時(shí),輪齒也會因?yàn)辇X面摩擦生熱產(chǎn)生熱變形。齒輪箱作為一個(gè)系統(tǒng),各主要組件的變形和輪齒的變形都會對齒輪嚙合傳動(dòng)質(zhì)量有較大的影響。為了保證和改善航空齒輪箱的工作狀態(tài),延長齒輪的疲勞壽命和提高齒輪的摩擦磨損特性,需要對齒輪進(jìn)行修形。本文以某航空齒輪為研究對象,依據(jù)其幾何參數(shù)進(jìn)行修形設(shè)計(jì)。模擬其工況對輪齒熱彈性變形、齒輪箱各個(gè)組件和綜合變形進(jìn)行分析,針對不同類型的變形特點(diǎn)確定了不同的修形方法,并通過試驗(yàn)對修形效果進(jìn)行驗(yàn)證,得出本文的修形方法可以有效延長齒輪疲勞壽命和改善齒輪摩擦磨損特性,為航空圓柱齒輪修形設(shè)計(jì)提供參考。金屬齒輪是切削或磨削而成的，是回轉(zhuǎn)加工，因此具有很高的同軸度，直徑精度也較易保證，在制造中不需考慮收縮補(bǔ)償。首先基于熱分析理論對齒輪進(jìn)行了熱邊界條件計(jì)算,結(jié)合有限元分析軟件Workbench來得出齒輪穩(wěn)態(tài)溫度場分布,并分析齒輪熱變形和熱彈耦合變形對齒輪嚙合傳動(dòng)的影響。然后建立齒輪箱整體模型,對齒輪箱進(jìn)行綜合受力分析和各組件受力變形分析,對比綜合變形和單一組件變形對齒輪嚙合的影響。之后,根據(jù)不同類型的變形特點(diǎn),以齒輪載荷均布和減小齒輪應(yīng)力為修形目標(biāo),確定了齒廓修形和齒向修形方法,并進(jìn)行齒輪修形和初步驗(yàn)證。

1、機(jī)械強(qiáng)度高，韌性好，有較高的抗拉、抗壓強(qiáng)度。比拉伸強(qiáng)度高于金屬，比壓縮強(qiáng)度與金屬不相上下，但它的剛性不及金屬?？估瓘?qiáng)度接近于屈服強(qiáng)度，比ABS高一倍多。對沖擊、應(yīng)力振動(dòng)的吸收能力強(qiáng)，沖擊強(qiáng)度比一般塑料高了許多，并優(yōu)于縮醛樹脂?！　?/span>

2、耐疲勞性能突出，制件經(jīng)多次反復(fù)屈折仍能保持原有機(jī)械強(qiáng)度。常見的自動(dòng)扶梯扶手、新型的自行車塑料輪圈等周期性疲勞作用極明顯的場合經(jīng)常應(yīng)用PA?！　?/span>

3、軟化點(diǎn)高，耐熱(如尼龍46等，高結(jié)晶性尼龍制品的熱變形溫度高，可在150度下長期使用.PA66經(jīng)過玻璃纖維增強(qiáng)以后，其熱變形溫度達(dá)到250度以上)?！　?/span>

4、表面光滑，摩擦系數(shù)小，耐磨。作活動(dòng)機(jī)械構(gòu)件時(shí)有自潤滑性，噪聲低，九筋有洞電梯尼龍輪在摩擦作用不太高時(shí)可不加潤滑劑使用;如果確實(shí)需要用潤滑劑以減輕摩擦或幫助散熱，則水油、油脂等都可選擇。從而，做為傳動(dòng)部件其使用壽命長。

塑料齒輪具有傳動(dòng)噪聲塑膠外殼低、能夠吸振、自潤滑、模具加工生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)，近年來被廣泛應(yīng)用于齒輪行業(yè)。但是目前，國內(nèi)主要生產(chǎn)的是中低檔的齒輪模具，的齒輪模具多依靠進(jìn)口。這樣就是為了集中探討并解決小模數(shù)齒輪生產(chǎn)中存在的問題，從而促進(jìn)國內(nèi)精密齒輪模具行業(yè)的發(fā)展。在齒輪行業(yè)尤其是塑料齒輪行業(yè)大發(fā)展的趨勢下，國內(nèi)對市場變化的反應(yīng)還不夠敏銳，配套研究難以跟上市場需求，國內(nèi)的精密齒輪模具仍需向世界齒輪模具發(fā)展水平看齊。

國內(nèi)專門做齒輪模具的工廠不多，大都由齒輪廠自己做齒輪模具。在齒輪模具的應(yīng)用范圍中塑料齒輪用模具的需求量比較大，市場潛力巨大。未來，業(yè)內(nèi)相關(guān)專家提出了發(fā)展的三大策略：，加快產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整;在今后的發(fā)展中，齒輪模具行業(yè)首先要更加注意其產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的戰(zhàn)略性調(diào)整，使結(jié)構(gòu)復(fù)雜、精密度高的模具得到更快的發(fā)展。同時(shí)，模具行業(yè)還應(yīng)該要緊緊地跟著市場的需求來發(fā)展。沒有產(chǎn)品的需求、產(chǎn)品的更新?lián)Q代，就沒有模具行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步，也就沒有模具產(chǎn)品的上規(guī)模、上檔次。而模具技術(shù)水平的高低，在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力。第二，加速行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施力度;目前，齒輪模具的加工既沒有國家標(biāo)準(zhǔn)，也沒有現(xiàn)成的產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，特別是在塑料齒輪模具方面。因?yàn)辇X面加工和檢測所用的基準(zhǔn)必須在此階段加工出來，同時(shí)齒坯加工所占工時(shí)的比例較大，無論從提高生產(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。技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)是一種較為公開的標(biāo)準(zhǔn)，而產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)做起來卻很困難，要考慮齒輪模具的實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)、精度標(biāo)準(zhǔn)、試驗(yàn)裝置的標(biāo)準(zhǔn)等多個(gè)方面。第三，加強(qiáng)行業(yè)之間合作密度;現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展是一個(gè)相互協(xié)作的關(guān)系，對于齒輪模具行業(yè)來說同樣重要。這種合作首先是行業(yè)研究直接的合作，如幾所大學(xué)在研究齒輪模具，集中齒輪行業(yè)以及一些大學(xué)研究機(jī)構(gòu)的力量，做些工藝裝備、塑料內(nèi)在變形規(guī)律等方面的集成研究及合作。同時(shí)，華夏模具網(wǎng)指出，從整個(gè)行業(yè)來講，齒輪模具的聲音很小，而且處于自發(fā)狀態(tài)，而相關(guān)專業(yè)協(xié)會的成立正是為改變這種狀況。這樣就是為了集中探討并解決小模數(shù)齒輪生產(chǎn)中存在的問題，從而促進(jìn)國內(nèi)精密齒輪模具行業(yè)的發(fā)展。

日前，位于美國伊利諾斯州Peoria的布拉德利大學(xué)提出了一項(xiàng)城市超輕車輛方案，該方案表明乙縮醛齒輪，特別是由杜邦的Delrin牌POM制成的齒輪能提供傳動(dòng)系變速箱系統(tǒng)負(fù)載壓力必需具備的強(qiáng)度、韌性和低摩擦力，同時(shí)又大大降低噪音和減輕金屬齒輪的重量。心軸上的螺紋須在兩定位下，由螺紋磨床磨削加工，要保證垂直度≤0。

   總部位于美國特拉華州Wilmington的杜邦聚合物事業(yè)部的項(xiàng)目開發(fā)人員TimBrogla說：“這類新材質(zhì)齒輪在割草機(jī)和高爾夫球車等搭載的小型發(fā)動(dòng)機(jī)變速箱中應(yīng)用較容易被接受?！?/span>