輪齒廓修形機(jī)理

在一對齒的嚙合過程中，由于參與嚙合的齒輪對數(shù)變化引起了嚙合剛度變化，在極短的時(shí)間內(nèi)，嚙合剛度急劇變化將引起嚴(yán)重的激振，為使嚙合剛度變化比較和緩；為減小由于基節(jié)誤差和受載變形所引起的嚙入和嚙出沖擊；或?yàn)榱烁纳讫X面潤滑狀態(tài)防止膠合發(fā)生，而把原來的漸開線齒廓在齒頂或接近齒根圓角的部位修去一部分，使該處的齒廓不再是漸開線形狀，這種措施或方法就是所謂的齒廓修形。對於具有非直齒的齒輪，模數(shù)有法向模數(shù)mn、端面模數(shù)ms與軸向模數(shù)mx的區(qū)別，它們都是以各自的齒距(法向齒距、端面齒距與軸向齒距)與圓周率的比值，也都以毫米為單位。

經(jīng)過齒頂、齒根修緣后在單對齒和雙對齒嚙合交替過程中，沖擊載荷降低，使運(yùn)轉(zhuǎn)趨于平穩(wěn)，減小了噪聲和振動(dòng)。

磨齒加工已開始大規(guī)模應(yīng)用于齒輪加工中，如汽車、摩托車齒輪的制造，而且已達(dá)到普遍應(yīng)用的程度。磨齒是進(jìn)行硬齒面齒形加工的工藝方法之一，加工精度高，但磨齒存在著設(shè)備昂貴、生產(chǎn)率低和調(diào)整困難等缺點(diǎn)。加工時(shí)，砂輪除了作旋轉(zhuǎn)的主運(yùn)動(dòng)B1外，還作縱向直線運(yùn)動(dòng)A2，以便磨出整個(gè)齒寬。傳統(tǒng)的研磨齒只能使齒面粗糙度有所好轉(zhuǎn)，能少量修整齒形和齒向誤差，對其他誤差修整作用很小。因?yàn)檠心X時(shí)，兩輪處于自由嚙合狀態(tài)，滾滑量在整個(gè)齒面上不均勻，在節(jié)圓附近滑動(dòng)小，在齒根、齒頂滑動(dòng)大，因此研磨時(shí)間長會(huì)由于不均勻滑動(dòng)而使齒形質(zhì)量降低。齒輪齒數(shù)的選擇要使兩互研齒輪的精度同時(shí)提高，使兩輪的齒數(shù)互研時(shí)有相同的概率。

變速器噪音主要是在齒輪嚙合運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的，由于不可避免的制造和安裝誤差、齒輪輪齒的彈性變形、扭轉(zhuǎn)變形及熱變形等因素，使齒輪在嚙合過程中會(huì)產(chǎn)生沖擊、振動(dòng)和偏載，如僅僅考慮借助提高齒輪制造和安裝精度來改善齒輪的運(yùn)轉(zhuǎn)質(zhì)量，必然會(huì)增加齒輪的制造成本。齒輪零件加工主要工藝流程采用的是鍛造制坯→正火→精車加工→插齒→倒尖角→滾齒→剃齒→（焊接）→熱處理→磨加工→對嚙修整。我廠是汽車變速器專業(yè)制造廠，主要生產(chǎn)東風(fēng)五噸級變速器及三噸級變速器。我廠為提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低齒輪噪音，特別是帶變速器進(jìn)行了不斷的探索和試驗(yàn)，對齒輪的修形方面做了大量工作，并通過對齒輪輪齒的齒頂和齒根的修緣，有效地改善了齒輪的嚙合性能，使變速器齒輪的噪音有效的控制。隨著現(xiàn)代機(jī)械工業(yè)的發(fā)展，齒輪修形的意義愈來愈受到廣大學(xué)者和機(jī)械制造業(yè)的廣泛關(guān)注與重視。

磨齒加工廠家?guī)懔私饽X工藝

磨齒通常作為齒輪硬齒面精加工的后一道工序，以糾正齒輪磨前的各項(xiàng)誤差，獲得高的齒輪精度。主要的齒輪磨削加工分為展成磨合成型磨兩大類，展成法磨削又分為大平面砂輪磨齒，錐面砂輪磨齒，雙碟面砂輪磨齒和蝸桿砂輪磨齒等。

為了提高齒輪的承載能力和噪聲性能，齒輪通常在熱后進(jìn)行精加工。磨齒工藝作為熱后精加工的一種形式，由于加工，已取代中小型齒輪批量生產(chǎn)中其它的研齒工藝。

盡管這一工藝在工業(yè)上得到了廣泛的應(yīng)用，但僅有少數(shù)幾種科學(xué)分析方法存在。雖然嚙合結(jié)束后恢復(fù)原狀，但嚙合時(shí)的變形會(huì)發(fā)生基節(jié)誤差那樣的影響，使下一對齒的齒頂和齒根發(fā)生干涉，能產(chǎn)生很大的沖擊而引起嚙合噪音?；诳茖W(xué)的齒輪磨削分析需要大量的試驗(yàn)和時(shí)間，其中一個(gè)原因是刀具與齒面之間復(fù)雜的接觸條件改變了在磨削過程中齒面的連續(xù)性。這使得其他磨削工藝的現(xiàn)有知識(shí)在齒輪的展成中的應(yīng)用變得更加復(fù)雜。復(fù)雜的接觸條件導(dǎo)致了用于機(jī)床設(shè)計(jì)、控制工程和工藝設(shè)計(jì)的較高的工藝動(dòng)力學(xué)過程，這是一個(gè)較大的挑戰(zhàn)。

齒輪滾齒和齒輪磨齒是基于相同的運(yùn)動(dòng)學(xué)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(jì)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。這個(gè)數(shù)值依賴于工件和刀具的幾何形狀。

齒根部分的切屑體積比齒頂附近更大。這種不均勻的刀具輪廓磨損會(huì)由于不同的刀具局部負(fù)荷，導(dǎo)致工件的輪廓偏差。

在齒輪磨削過程中，蝸桿與齒輪之間的接觸條件是復(fù)雜的，一方面是侵徹的不斷變化，另一方面是接觸次數(shù)的變化。齒輪與刀具之間的接觸點(diǎn)在一次刀具旋轉(zhuǎn)過程中是可變的。

磨齒是齒形加工中精度的一種方法。適用于淬硬齒輪的精加工，其加工精度可達(dá)到4～6級，3級，齒面粗糙度值Ra為0.8～0.2um。傳統(tǒng)的研磨齒只能使齒面粗糙度有所好轉(zhuǎn)，能少量修整齒形和齒向誤差，對其他誤差修整作用很小。磨齒對磨前齒輪誤差或熱處理變形有較強(qiáng)的修正能力，故多用于的硬齒面齒輪、插齒刀和剃齒刀等的精加工，但生產(chǎn)率低，機(jī)床結(jié)構(gòu)復(fù)雜，調(diào)整困難，加工成本高。

磨齒方法有仿形法和展成法兩大類。生產(chǎn)中常用展成法。展成法可分為錐面砂輪磨齒、蝶形砂輪磨齒、蝸桿砂輪磨齒等。

齒廓修形是相對于標(biāo)準(zhǔn)齒廓所進(jìn)行的微量修整

冶金齒輪箱的種類與應(yīng)用非常廣泛，主要通過齒輪間的嚙合與傳動(dòng)作用來實(shí)現(xiàn)加速、減速、改變傳動(dòng)方向、改變轉(zhuǎn)動(dòng)力矩或分配動(dòng)力，以滿足各種冶金設(shè)備動(dòng)力傳動(dòng)的需求。冶金齒輪箱不僅用于各種主機(jī)設(shè)備，如棒線材、型材或板材的粗扎、精軋和立輥等主傳動(dòng)齒輪箱，而且也用于眾多輔機(jī)設(shè)備傳動(dòng)系統(tǒng)，如飛剪、卷取機(jī)、穿孔機(jī)、縱切機(jī)以及輸送滾道等。這些變形將會(huì)使輪齒的螺旋線發(fā)生畸變，導(dǎo)致輪齒沿一端接觸，造成載荷分布不均勻，出現(xiàn)偏載現(xiàn)象。作為關(guān)鍵的冶金設(shè)備之一，修形齒輪冶金齒輪箱能否穩(wěn)定可靠地運(yùn)行關(guān)系到整條生產(chǎn)線能否正常工作，一旦其出現(xiàn)故障將導(dǎo)致嚴(yán)重后果。冶金齒輪箱通常處于重負(fù)載、沖擊載荷、高或低轉(zhuǎn)速、高溫或高污染等苛刻運(yùn)行環(huán)境，正是由于工作環(huán)境的特殊性及連續(xù)可靠的工作需求，冶金齒輪箱對配用的軸承提出了更為嚴(yán)格的要求。采用的軸承，正確選擇軸承選型、公差配合、初始游隙以及安裝尺寸是確保齒輪箱連續(xù)可靠工作的前提條件

齒廓修形是相對于標(biāo)準(zhǔn)齒廓所進(jìn)行的微量修整，使其偏離理論齒廓。齒廓修形包括修緣、修根和挖根等。

①修緣：有意識(shí)的修削齒頂?shù)凝X形，當(dāng)齒輪齒面受外力產(chǎn)生變形時(shí)，可以避免對與之嚙合的齒輪產(chǎn)生干涉，減輕輪齒的沖擊振動(dòng)和噪聲，減小動(dòng)載荷，改善齒面的潤滑狀態(tài)，減緩或防止膠合破壞；

②修根：其原理緣一樣，是把齒根部位的齒形略作修整。但修根使齒根彎曲強(qiáng)度削弱。因此使用的情況較修緣少，采用磨削工藝修形時(shí)，有時(shí)為提高工效會(huì)以小齒輪修根代替配對大齒輪修緣；

③挖根：經(jīng)淬火和滲碳的硬齒面齒輪，在熱處理后需要磨齒，為避免齒根部磨削和保持殘余壓應(yīng)力的有利作用，齒根部不應(yīng)磨削，為此在切制時(shí)可進(jìn)行挖根。此外，通過挖根可增大齒根過渡曲線的曲率半徑，以減小齒根圓角處的應(yīng)力集中。