模數(shù)齒輪批量齒輪非標(biāo)齒輪

模數(shù)是決定齒大小的因素。齒輪模數(shù)被定義為模數(shù)制輪齒的一個(gè)基本參數(shù)，是人為抽象出來(lái)用以度量輪齒規(guī)模的數(shù)。目的是標(biāo)準(zhǔn)化齒輪刀具，減少成本。直齒、斜齒和圓錐齒齒輪的模數(shù)皆可參考標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)系列表。

隨著工業(yè)發(fā)展水平不斷提高，定制的大批量生產(chǎn)齒輪很多都使用非標(biāo)的模數(shù)，使其意義被弱化。

如果齒輪的齒數(shù)一定，模數(shù)越大則輪的徑向尺寸也越大。6新材料砂輪先進(jìn)的陶瓷結(jié)合劑砂輪和電鍍立方氮化硼(CBN)砂輪有著同樣高的生產(chǎn)效率。模數(shù)系列標(biāo)準(zhǔn)是根據(jù)設(shè)計(jì)、制造和檢驗(yàn)等要求制訂的。對(duì)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。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。對(duì)于刀具，則有相應(yīng)的刀具模數(shù)mo等。標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)的應(yīng)用很廣。在公制的齒輪傳動(dòng)、蝸桿傳動(dòng)、同步齒形帶傳動(dòng)和棘輪、齒輪聯(lián)軸器、花鍵等零件中，標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)都是一項(xiàng)基本的參數(shù)。它對(duì)上述零件的設(shè)計(jì)、制造、維修等都起著基本參數(shù)的作用(見(jiàn)圓柱齒輪傳動(dòng)、蝸桿傳動(dòng)等)。

修形齒輪范成法

根據(jù)動(dòng)瞬心線法形成共軛齒廓的原理，當(dāng)直線齒廓的齒條與動(dòng)瞬心線(直線)S相固結(jié)并沿齒輪作純滾動(dòng)時(shí)，可以包絡(luò)出漸開(kāi)線齒廓來(lái)。齒輪修形是降低齒輪傳動(dòng)裝置振動(dòng)和噪聲的一種成熟而有效的技術(shù)，近年來(lái)獲得了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。這種方法還可以看成是利用齒輪與齒條相嚙合或齒輪與齒輪相嚙合時(shí)，其齒廓互為包絡(luò)的原理來(lái)加工齒輪齒廓的，這種齒輪加工方法稱為范成法。

滾齒加工法的特點(diǎn)：

為了克服齒條插刀插齒的切削不連續(xù)和齒條刀齒數(shù)一定與被加工齒輪齒數(shù)為任意的矛盾，避免機(jī)床復(fù)雜化，提出滾齒加工。滾刀相當(dāng)于軸截面為直線齒形的螺桿，滾刀旋轉(zhuǎn)時(shí)，相當(dāng)于直線齒廓的齒條沿其軸線方向連續(xù)不斷移動(dòng)，從而可以加工任意齒數(shù)的齒輪。

磨齒加工齒輪加工工藝

鍛造制坯

熱模鍛仍然是汽車齒輪件廣泛使用的毛坯鍛造工藝。近年來(lái)，楔橫軋技術(shù)在軸類加工上大范圍推廣。這項(xiàng)技術(shù)特別適合為比較復(fù)雜的階梯軸類制坯，它不僅精度較高、后序加工余量小，而且生產(chǎn)。

正火

這一工藝的目的是獲得適合后序齒輪切削加工的硬度和為熱處理做組織準(zhǔn)備，以有效減少熱處理變形。齒輪直徑增大后，熱處理后由于工件容積效應(yīng)，齒面從齒頂?shù)烬X根各部位硬度不均，硬度差達(dá)20HB。所用齒輪鋼的材料通常為20CrMnTi,一般的正火由于受人員、設(shè)備和環(huán)境的影響比較大，使得工件冷卻速度和冷卻的均勻性難以控制，造成硬度散差大，金相組織不均勻，直接影響金屬切削加工和熱處理，使得熱變形大而無(wú)規(guī)律，零件質(zhì)量無(wú)法控制。為此，采用等溫正火工藝。實(shí)踐證明，采用等溫正火有效改變了一般正火的弊端，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定可靠。

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(kāi)面球形齒輪機(jī)構(gòu)，從根本上解決了球形齒輪傳動(dòng)存在的兩大難題。球形齒輪組成的機(jī)構(gòu)中，極軸通過(guò)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(shí)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(duì)平面齒輪繞極軸旋轉(zhuǎn)360度，便得到一對(duì)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(wàn)向框架上，保持齒輪作定點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，就可實(shí)現(xiàn)對(duì)節(jié)球作純滾運(yùn)動(dòng)。

當(dāng)發(fā)生線在基圓上作純滾動(dòng)，并隨基圓平面一起繞極軸作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)潛孔鉆，發(fā)生線任一點(diǎn)的軌跡便形成了球形齒輪的齒廓曲面，基圓上所有點(diǎn)的軌跡的集合稱為基球。顯然，在過(guò)極軸的任意剖面內(nèi)的齒廓曲線均為漸開(kāi)線，所有漸開(kāi)線的集合構(gòu)成一個(gè)環(huán)狀面。

小模數(shù)螺旋錐齒輪的加工方法與加工機(jī)床的選用

在傳遞兩相交軸的錐齒輪傳動(dòng)中，螺旋錐齒輪具有重合較大、傳動(dòng)平穩(wěn)、對(duì)安裝誤差的敏感性小、在高速傳動(dòng)中噪聲較小等優(yōu)點(diǎn)，因此在工程中應(yīng)用較為廣泛。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。當(dāng)前小模數(shù)螺旋錐齒輪的齒輪加工中，應(yīng)用較為廣泛的是格里森齒制和奧利康齒制。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(jī)、電動(dòng)工具、園林機(jī)械行業(yè)的不斷發(fā)展，小模數(shù)螺旋錐齒輪的應(yīng)用和需求逐年增加。

螺旋錐齒輪加工是通過(guò)機(jī)床上模擬一個(gè)假想齒輪，刀盤切削面是假想齒輪的一個(gè)輪齒。塑料齒輪多用于輕載和要求噪聲低的地方，與其配對(duì)的齒輪一般用導(dǎo)熱性好的鋼齒輪。當(dāng)搖臺(tái)上的被加工齒輪與假想齒輪繞各自的軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，刀盤就會(huì)在輪坯上切出一個(gè)齒槽。加工格里森齒制時(shí)，都采用這種切齒原理。根據(jù)使用行業(yè)的要求，當(dāng)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(jiàn)切削加工方法采用雙重雙面切削法。雙面切削法是指一個(gè)被加工齒輪，由內(nèi)切刀齒和外切刀齒交錯(cuò)的成形刀盤，在一個(gè)齒槽的兩面同時(shí)進(jìn)行切削的加工工藝過(guò)程，齒槽的寬度是由刀盤的刀尖距(也稱錯(cuò)刀量或點(diǎn)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(duì)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(yīng)批量生產(chǎn)。當(dāng)然一對(duì)大小齒輪用一把刀加工，會(huì)產(chǎn)生刀號(hào)修正的問(wèn)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(hào)、刀尖距決定。實(shí)際操作時(shí)為了避免選擇過(guò)多的銑刀規(guī)格，小范圍的刀號(hào)修正可改變機(jī)床刀軸的傾角(俗稱刀傾角)來(lái)加以解決。

齒輪由于傳遞力的需要，回轉(zhuǎn)支承其中一個(gè)套圈上通常制有齒。在公制的齒輪傳動(dòng)、蝸桿傳動(dòng)、同步齒形帶傳動(dòng)和棘輪、齒輪聯(lián)軸器、花鍵等零件中，標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)都是一項(xiàng)最基本的參數(shù)。齒輪的熱處理狀態(tài)一般為正火或調(diào)質(zhì)狀態(tài)。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(yīng)用場(chǎng)合的不同，齒輪淬火可分為全齒淬火和單齒感應(yīng)淬火。單齒感應(yīng)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(duì)稱形狀。齒輪減速機(jī)的軸齒精度主要和運(yùn)動(dòng)精度、平穩(wěn)性精度、接觸精度有關(guān)。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。曲面修整是按實(shí)際偏載誤差進(jìn)行齒向修形?？紤]實(shí)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(jì)算比較麻煩，工藝比較復(fù)雜?！?

行星齒輪系統(tǒng)的傳動(dòng)有雙自由度的特性

為了準(zhǔn)確地傳遞動(dòng)力并保證齒輪運(yùn)轉(zhuǎn)協(xié)調(diào)，要求主、被動(dòng)齒輪在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中的轉(zhuǎn)角要準(zhǔn)確，也就是齒輪轉(zhuǎn)一周的實(shí)際轉(zhuǎn)角與理論轉(zhuǎn)角的誤差應(yīng)在要求的精度之內(nèi)，該精度稱為齒輪的運(yùn)動(dòng)精度。由此，磨齒加工已開(kāi)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。齒輪在嚙合運(yùn)轉(zhuǎn)的傳動(dòng)瞬間會(huì)產(chǎn)生附加動(dòng)載荷，并發(fā)生沖擊和噪聲。評(píng)定齒輪傳動(dòng)瞬間變化的指標(biāo)稱為工作平穩(wěn)性。齒面接觸區(qū)的位置、形狀及大小對(duì)齒輪能否正常傳遞載荷、是否平穩(wěn)、有無(wú)噪聲等影響極大，齒面的這種精度稱為接觸精度。兩齒輪嚙合齒非工作齒面的間隙稱為齒側(cè)間隙，或者說(shuō)一個(gè)齒輪在相配齒輪不動(dòng)的條件下的轉(zhuǎn)動(dòng)量(空量)稱為齒輪嚙合齒隙。

傳動(dòng)齒輪，尤其是圓錐齒輪，其運(yùn)動(dòng)精度、接觸精度、嚙合齒隙及齒輪工作的平穩(wěn)性等，是評(píng)定一對(duì)齒輪運(yùn)轉(zhuǎn)是否可靠和能否發(fā)揮性能的主要指標(biāo)，也是齒輪使用壽命的主要依據(jù)。磨齒機(jī)的進(jìn)步今天的磨齒機(jī)比十年前的同類型機(jī)床的效率提高了許多。以.上各精度中的任何一種達(dá)不到時(shí)，就可能使嚙合齒輪的工作面受到損傷或破壞，齒面出現(xiàn)點(diǎn)蝕、剝落、燒蝕，甚至輪齒折斷等。

所有的行星輪一般固定在一個(gè)行星架上。齒輪傳動(dòng)為了實(shí)現(xiàn)降低振動(dòng)噪聲、避免干涉、改善載荷分布、減少應(yīng)力集中等目的，通常要對(duì)齒輪進(jìn)行修形，包括齒廓修形和齒向修形。行星齒輪系統(tǒng)的傳動(dòng)有雙自由度的特性，即在三個(gè)傳動(dòng)部件中，固定任意一個(gè)部件，另外兩個(gè)就可傳動(dòng)。在電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)中，常常固定齒圈，太陽(yáng)輪與電機(jī)主軸相聯(lián)，行星架與蝸桿相聯(lián)。這樣，在電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，太陽(yáng)輪會(huì)驅(qū)動(dòng)行星輪帶著行星架圍繞太陽(yáng)輪旋轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)蝸桿轉(zhuǎn)動(dòng)，輸出動(dòng)力。行星齒輪傳動(dòng)的特性：行星齒輪傳動(dòng)相對(duì)蝸輪蝸桿傳動(dòng)有許多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，恰好彌補(bǔ)克服上述蝸輪蝸桿傳動(dòng)的缺點(diǎn)：1）機(jī)構(gòu)緊湊：占用空間小，無(wú)軸向力。2）工作平穩(wěn)：震蕩及噪音小。3）滑動(dòng)摩擦?。耗Σ翐p耗小，傳動(dòng)。

熱模鍛仍然是汽車齒輪件廣泛使用的毛坯鍛造工藝。近年來(lái)，楔橫軋技術(shù)在軸類加工上得到了大范圍推廣。這項(xiàng)技術(shù)特別適合為比較復(fù)雜的階梯軸類制坯，它不僅精度較高、后序加工余量小，而且生產(chǎn)。

為了滿足齒輪加工的定位要求，齒坯的加工全部采用數(shù)控車床，使用機(jī)械夾緊不重磨車刀，實(shí)現(xiàn)了在一次裝夾下孔徑、端面及外徑加工同步完成，既保證了內(nèi)孔與端面的垂直度要求，又保證了大批量齒坯生產(chǎn)的尺寸離散小。它們的工作原理相同，都是利用齒條和齒輪的嚙合原理來(lái)磨削輪齒的，如圖所示。從而提高了齒坯精度，確保了后序齒輪的加工質(zhì)量。另外，數(shù)控車床加工的率還大大減少了設(shè)備數(shù)量，經(jīng)濟(jì)性好。