齒輪

齒輪加工技術(shù)與裝備的發(fā)展趨勢(shì)分析

為適應(yīng)齒輪加工行業(yè)對(duì)制造精度、生產(chǎn)效率、清潔生產(chǎn)、提高質(zhì)量的要求，制齒機(jī)床及制齒技術(shù)出現(xiàn)了以下發(fā)展趨勢(shì)。

1.數(shù)控化

   由于通過(guò)將機(jī)床的各運(yùn)動(dòng)軸進(jìn)行CNC控制及部分軸間進(jìn)行聯(lián)動(dòng)后，具有以下優(yōu)點(diǎn)：

   （1）增加了機(jī)床的功能，如滾削小錐度及鼓形齒輪等變得極為簡(jiǎn)單。

   （2）縮短了傳動(dòng)鏈，同時(shí)采用半閉環(huán)或全閉環(huán)控制后，通過(guò)數(shù)控補(bǔ)償可以提高各軸的定位精度和重復(fù)定位精度，從而提高了機(jī)床的加工精度及Cp值，增加了機(jī)床的可靠性。

   （3）換品種時(shí)由于省去了計(jì)算及換分齒掛輪及差動(dòng)掛輪、進(jìn)給及主軸換擋的時(shí)間，插齒機(jī)還省去了換斜導(dǎo)軌的時(shí)間，從而減少了輔助加工時(shí)間，增加了機(jī)床的柔性。

   （4）由于機(jī)械結(jié)構(gòu)變得簡(jiǎn)單了，可以設(shè)計(jì)得更有利于提高機(jī)床的剛性及把熱變形降到底。

   （5）各軸間沒(méi)有機(jī)械聯(lián)系，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)變得典型化，更利于實(shí)施模塊化設(shè)計(jì)及制造。

2.高速

   齒輪加工機(jī)床如滾齒機(jī)、插齒機(jī)及磨齒機(jī)的高速化主要是指機(jī)床擁有高的刀具主軸轉(zhuǎn)速和高的工作臺(tái)轉(zhuǎn)速，它們是提高切削效率的主要指標(biāo)。

   傳統(tǒng)機(jī)械滾齒機(jī)的滾刀主軸速度通常高為500r/min,工作臺(tái)轉(zhuǎn)速高為32r/min.隨著齒輪加工刀具性能的提高，齒輪加工機(jī)床的高速、切削得到了飛速發(fā)展和成熟，齒輪滾齒切削速度由100m/min,發(fā)展到可達(dá)500~600m/min,切削進(jìn)給速度由3~4mm/r發(fā)展到20mm/r,這使?jié)L齒機(jī)主軸的高轉(zhuǎn)速可達(dá)5500r/min,工作臺(tái)高轉(zhuǎn)速可達(dá)800r/min,機(jī)床部件移動(dòng)速度也高達(dá)10m/min;大功率主軸系統(tǒng)使機(jī)床可運(yùn)用直徑和長(zhǎng)度均較大的砂輪進(jìn)行磨削，有利于增加砂輪壽命，也有利于操作者選擇優(yōu)的磨削參數(shù)來(lái)完成磨削加工。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。

   加工是機(jī)床從各個(gè)方面采用了技術(shù)來(lái)得以保證：具有佳吸振效果的鑄造床身；以修整過(guò)的基準(zhǔn)面定位進(jìn)行齒形精加工，可以使定位準(zhǔn)確可靠，余量分布也比較均勻，以便達(dá)到精加工的目的。使機(jī)床具有佳熱穩(wěn)定性的集成冷卻介質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)；切削區(qū)保護(hù)隔板大傾角及光滑設(shè)計(jì)使干式切削產(chǎn)生的切屑迅速有效排出；具有用預(yù)載的、無(wú)隙滾珠絲桿驅(qū)動(dòng)的進(jìn)給系統(tǒng)；具有耐磨損直線導(dǎo)軌或采用PLC控制的定量潤(rùn)滑鑄鐵導(dǎo)軌等。電主軸的應(yīng)用使刀具主軸得到提高，而工作臺(tái)轉(zhuǎn)速的提高則是采用了斜齒輪副或力矩電動(dòng)機(jī)。電主軸及力矩電動(dòng)機(jī)具有回轉(zhuǎn)精度高、無(wú)反向間隙和不用維修等優(yōu)點(diǎn)。

　　一般有輪齒、齒槽、端面、法面、齒頂圓、齒根圓、基圓、分度圓。

　　輪齒

　　簡(jiǎn)稱(chēng)齒，是齒輪上 每一個(gè)用于嚙合的凸起部分，這些凸起部分一般呈輻射狀排列，配對(duì)齒輪上的輪齒互相接觸，可使齒輪持續(xù)嚙合運(yùn)轉(zhuǎn)。

　　齒槽

　　是齒輪上兩相鄰輪齒之間的空間；端面是圓柱齒輪或圓柱蝸桿上 ，垂直于齒輪或蝸桿軸線的平面。

　　端面

　　是齒輪兩端的平面。

　　法面

　　指的是垂直于輪齒齒線的平面。

　　齒頂圓

　　是指齒頂端所在的圓。

　　齒根圓

　　是指槽底所在的圓。

　　基圓

　　形成漸開(kāi)線的發(fā)生線作純滾動(dòng)的圓。

　　分度圓

　　是在端面內(nèi)計(jì)算齒輪幾何尺寸的基準(zhǔn)圓。

     鏈輪是齒輪中的一種，它不是輪與輪直接嚙合，而是輪與鏈條嚙合，所以加工要求要低的多。

     一、齒輪是通過(guò)互相嚙合來(lái)傳動(dòng)的，型號(hào)單位多為公制，用模數(shù)表示。傳動(dòng)的功率和速度范圍較大。結(jié)構(gòu)緊湊可實(shí)現(xiàn)較大的傳動(dòng)比，、使用壽命長(zhǎng)。鏈輪是用鏈條來(lái)傳動(dòng)的，型號(hào)單位一般是英制的。切齒時(shí)希望滾刀的安裝角小些(滾刀螺線與被切齒輪螺線同向，其安裝角就小)，因?yàn)檫@樣，滾刀沿被切齒輪切線方向分力與機(jī)床工作臺(tái)轉(zhuǎn)向相反，也就是滾齒機(jī)分度蝸桿對(duì)蝸輪的軸向力方向相反，這樣可消除蝸輪副的間隙，不易引起振動(dòng)，從而提高切齒精度。有單排、雙排和多排的。適用于低速、重載和高溫條件下。和齒輪相比，可以用在兩軸中心較遠(yuǎn)的場(chǎng)合。

     二、一般來(lái)說(shuō)鏈輪是用懸掛鏈條來(lái)傳動(dòng)的，型號(hào)單位一般是英制的。有單排、雙排和多排的。適用于低速、重載和高溫條件下。和齒輪相比，可以用在兩軸中心較遠(yuǎn)的場(chǎng)合。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。齒輪是通過(guò)互相嚙合來(lái)傳動(dòng)的，型號(hào)單位多為公制，用模數(shù)表示。傳動(dòng)的功率和速度范圍較大。結(jié)構(gòu)緊湊可實(shí)現(xiàn)較大的傳動(dòng)比，、使用壽命長(zhǎng)。

     三、它們的主要區(qū)別：

     1、齒輪是漸開(kāi)線齒形，而鏈輪是“三圓弧一直線”齒形。

     2、齒輪可實(shí)現(xiàn)平行軸、任意交錯(cuò)軸間的傳動(dòng)，而鏈輪只能實(shí)現(xiàn)平行軸間的傳動(dòng)。

     3、齒輪是通過(guò)兩齒輪的輪齒相互嚙合實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)，而兩鏈輪間要通過(guò)鏈條實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)。

     4、齒輪傳動(dòng)結(jié)構(gòu)緊湊，而鏈輪可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離傳遞。

　　5、在通常情況下，鏈傳動(dòng)有較高的鏈輪輪齒與鏈條同時(shí)參加嚙合且鏈輪齒槽圓弧大、齒輪應(yīng)力集中小的特點(diǎn)，因此，鏈傳動(dòng)有較大的承載能力，輪齒表面磨損也相對(duì)輕;

　　6、由于鏈條具有較好的彈性，加上鏈條的每個(gè)鉸鏈部位能貯存潤(rùn)滑油，因此，與剛性接觸的輪齒來(lái)比較，具有較好的緩沖能力和吸振能力;

　　7、在傳動(dòng)能力受到空間限制，要求中心距小，瞬時(shí)傳動(dòng)比要求恒定，或者傳動(dòng)比要求太大、轉(zhuǎn)速極高、噪聲要求很小的情況下，鏈條傳動(dòng)的性能不如齒輪傳動(dòng)。