齒輪

齒輪傳動(dòng)的主要類型和特點(diǎn)

齒輪傳動(dòng)：齒輪傳動(dòng)是依靠主動(dòng)齒輪依次撥動(dòng)從動(dòng)齒輪來(lái)實(shí)現(xiàn)的，其基本要求之一是其瞬時(shí)角速度之比必須保持不變。齒輪傳動(dòng)的分類：齒輪傳動(dòng)的類型較多，按照兩齒輪傳動(dòng)時(shí)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)為平面運(yùn)動(dòng)或空間運(yùn)動(dòng)，可將其分為平面齒輪傳動(dòng)和空間齒輪傳動(dòng)兩大類。

直齒圓柱齒輪輪齒的初始接觸處是跨過(guò)整個(gè)齒面而伸展開來(lái)的線。斜齒輪輪齒的初始接觸是一點(diǎn)，當(dāng)齒進(jìn)入更多的嚙合時(shí)，它就變成線。在直齒圓柱齒輪中，接觸是平行于回轉(zhuǎn)軸線的。在斜齒輪中，該線是跨過(guò)齒面的對(duì)角線。

它是齒輪逐漸進(jìn)行嚙合并平穩(wěn)的從一個(gè)齒到另一個(gè)齒傳遞運(yùn)動(dòng)，那樣就使斜齒輪具有高速重載下平穩(wěn)傳遞運(yùn)動(dòng)的能力。斜齒輪使軸的軸承承受徑向和軸向力。當(dāng)軸向力變的大了或由于別的原因而產(chǎn)生某些影響時(shí)，那就可以使人字齒輪。

雙斜齒輪（人字齒輪）是與反向的并排地裝在同一軸上的兩個(gè)斜齒輪等效。他們產(chǎn)生相反的軸向推力作用，這樣就消除了軸向推力。當(dāng)兩個(gè)或者跟多個(gè)單向斜齒輪在同一軸上時(shí)，齒輪的齒向應(yīng)作選擇，以便產(chǎn)生小的軸向推力。

　齒輪傳動(dòng)是依靠主動(dòng)齒輪依次撥動(dòng)從動(dòng)齒輪來(lái)實(shí)現(xiàn)的，其基本要求之一是其瞬時(shí)角速度之比必須保持不變。

　　齒輪傳動(dòng)的分類：齒輪傳動(dòng)用以傳遞空間任意兩軸間的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力，按照兩齒輪傳動(dòng)時(shí)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)為平面運(yùn)動(dòng)或空間運(yùn)動(dòng)，可將其分為平面齒輪傳動(dòng)和空間齒輪傳動(dòng)兩大類。

　?。?）平面齒輪傳動(dòng)的類型：平面齒輪傳動(dòng)是用于兩平行軸之間的傳動(dòng)，常見的類型有直齒圓柱齒輪傳動(dòng)、斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)和人字齒輪傳動(dòng)等三種。根據(jù)齒向，平面齒輪傳動(dòng)還可分為外嚙合、內(nèi)嚙合及齒輪與齒條的嚙合。

　　（2）空間齒輪傳動(dòng)的類型：空間齒輪傳動(dòng)是用于兩相交軸或兩交錯(cuò)軸之間的傳動(dòng)，常見的類型有圓錐齒輪傳動(dòng)、交錯(cuò)軸斜齒輪（螺旋齒輪）傳動(dòng)等。

　　齒輪傳動(dòng)的主要特點(diǎn)：適用的圓周速度和功率范圍廣；傳動(dòng)比準(zhǔn)確、穩(wěn)定，；工作可靠性高，壽命長(zhǎng)；可實(shí)現(xiàn)平行軸、任意角相交軸和任意角交錯(cuò)軸之間的傳動(dòng)；要求較高的制造和安裝精度，成本較高；不適宜于遠(yuǎn)距離兩軸之間的傳動(dòng)。

齒輪加工生產(chǎn)的形式

齒輪生產(chǎn)的形式按照齒面按硬度可區(qū)分為硬齒面和軟齒面兩種：

1）硬齒面：齒面硬度HB＞350。這種齒輪生產(chǎn)的承載能力高，在齒輪精切之后進(jìn)行淬火、表面淬火或滲碳淬火，一般齒面硬度HRC45～65。但在熱處理中，齒輪生產(chǎn)時(shí)不可避免地產(chǎn)生變形，因此在熱處理之后須進(jìn)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。如果硬齒面齒輪精度不夠，其承載能力往往不如軟齒面的。在開動(dòng)刨齒機(jī)前，應(yīng)先盤動(dòng)手輪2～3轉(zhuǎn)，觀察無(wú)誤后，方準(zhǔn)開動(dòng)機(jī)床，空運(yùn)轉(zhuǎn)15min，檢查各部位是否轉(zhuǎn)動(dòng)靈活，溫升正常，潤(rùn)滑油路暢通無(wú)阻礙后，方準(zhǔn)刨齒加工。經(jīng)滲氮處理的齒面硬度HV≥600，抗膠合能力較高。由于滲氮時(shí)溫度較低，齒輪的變形很小，可不再進(jìn)行機(jī)械加工，但滲氮層較薄，適于制造小尺寸的齒輪，但不能承受沖擊載荷或磨料磨損。

  齒條分為斜齒齒條和直齒齒條兩種，分別和斜齒圓柱齒輪和直齒圓柱齒輪兩種齒輪相互配合使用，齒條的齒廓為直線而不是漸開線，相當(dāng)于一個(gè)無(wú)窮大的圓柱齒輪一樣。齒條加工的方法有很多種，每一種都是根據(jù)材料以及對(duì)齒條精度的要求不一樣才選擇正確的加工方式。（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。

        齒條加工的方式主要是有兩種，針對(duì)一些精度比較高的、硬度非常大的齒條進(jìn)行加工，包括對(duì)材料進(jìn)行熱處理、加工齒形等，采用的是兩次線切割齒形以及兩次齒形熱處理的方式。在這其中次熱處理是用來(lái)消除一下齒條材料的內(nèi)應(yīng)力，然后再進(jìn)行次線切割齒形，齒形留2mm的余量就行；第二次采用熱處理的方式使齒形的硬度能夠達(dá)到使用的要求，再對(duì)齒條的兩端進(jìn)行堆焊銅層，在車線和消磨外圓之后，進(jìn)行第二次線切割齒形，達(dá)到齒條與外圓同軸的水平。齒輪加工機(jī)床-加工各類圓柱齒輪、錐齒輪以及其他帶齒零件齒部的機(jī)床。

        齒條經(jīng)過(guò)這兩次熱處理和兩次線切割齒形的循環(huán)交替進(jìn)行，使得制成的齒條既克服熱處理后材料容易出現(xiàn)淬透性的問(wèn)題，還能夠達(dá)到硬度的要求，又保證了齒形的要求，同時(shí)又能夠提高了齒形與外圓的同軸度。所以這種方法有很大的優(yōu)勢(shì)，就是在保證齒形整體的硬度能夠達(dá)到要求的同時(shí)，使得齒形的精度又能夠符合設(shè)計(jì)的要求，這樣就大大提高了齒條的加工質(zhì)量。014mm，這幾項(xiàng)均比一般精度的齒輪要求為高，因此，在齒坯加工中，除了要注意控制端面與內(nèi)孔的垂直度外，尚需留一定的余量進(jìn)行精加工。

六種齒輪加工的方法

齒形有多種形式，其中以漸開線齒形為常見。漸開線齒形常用的加工方法有兩大類，即成形法和展成法。

1.銑齒

      采用盤形模數(shù)銑刀或指狀銑刀銑齒屬于成形法加工，銑刀刀齒截面形狀與齒輪齒間形狀相對(duì)應(yīng)。此種方法加工效率和加工精度均較低，僅適用于單件小批生產(chǎn)。

2.成形磨齒

      也屬于成形法加工，因砂輪不易修整，使用較少。

3.滾齒

      屬于展成法加工，其工作原理相當(dāng)于一對(duì)螺旋齒輪嚙合。齒輪滾刀的原型是一個(gè)螺旋角很大的螺旋齒輪，因齒數(shù)很少（通常齒數(shù)z = 1），牙齒很長(zhǎng)，繞在軸上形成一個(gè)螺旋升角很小的蝸桿，再經(jīng)過(guò)開槽和鏟齒，便成為了具有切削刃和后角的滾刀。

4.剃齒

      在大批量生產(chǎn)中剃齒是非淬硬齒面常用的精加工方法。其工作原理是利用剃齒刀與被加工齒輪作自由嚙合運(yùn)動(dòng)，借助于兩者之間的相對(duì)滑移，從齒面上剃下很細(xì)的切屑，以提高齒面的精度。剃齒還可形成鼓形齒，用以改善齒面接觸區(qū)位置。

5.插齒

      插齒是除滾齒以外常用的一種利用展成法的切齒工藝。插齒時(shí)，插齒刀與工件相當(dāng)于一對(duì)圓柱齒輪的嚙合。插齒刀的往復(fù)運(yùn)動(dòng)是插齒的主運(yùn)動(dòng)，而插齒刀與工件按一定比例關(guān)系所作的圓周運(yùn)動(dòng)是插齒的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。

6.展成法磨齒

      展成法磨齒的切削運(yùn)動(dòng)與滾齒相似，是一種齒形精加工方法，特別是對(duì)于淬硬齒輪，往往是的精加工方法。展成法磨齒可以采用蝸桿砂輪磨削，也可以采用錐形砂輪或碟形砂輪磨削。

　　

隨著中國(guó)齒輪工業(yè)規(guī)模日趨成熟，以及齒輪下業(yè)，如汽車工業(yè)的持續(xù)發(fā)展，齒輪業(yè)在2006-2010年的產(chǎn)值將邁向1000億元，在世界排名“保三爭(zhēng)二”，2011至2015年，力爭(zhēng)世界排名“保二爭(zhēng)一”。

　　齒輪看起來(lái)并不起眼，但它卻是工業(yè)設(shè)備重要的組成。中國(guó)齒輪行業(yè)基本由三部分組成：工業(yè)齒輪、車輛齒輪和齒輪裝備。有色金屬作為齒輪材料的有黃銅HPB59-1青銅QSNP10-1和鋁合金LC4。其中，車輛齒輪其市場(chǎng)份額達(dá)到60%；工業(yè)齒輪由工業(yè)通用、、特種齒輪構(gòu)成，其市場(chǎng)份額分別為18%、12%、8%；齒輪裝備占市場(chǎng)份額的2%。