齒輪

齒輪加工時(shí)出現(xiàn)齒輪變形的問題

關(guān)于齒輪熱處理畸變的情況很復(fù)雜，是全部冷、熱加工工序影響因素的綜合反映。機(jī)械加工產(chǎn)生的殘留應(yīng)力，熱處理過程的熱應(yīng)力、組織應(yīng)力都會(huì)對(duì)變形產(chǎn)生一定的影響。而它們的影響因素較多，涉及原材料、工件結(jié)構(gòu)形狀設(shè)計(jì)、整個(gè)工藝過程、技術(shù)要求、機(jī)加工方法、加工條件、熱處理工藝（加熱、冷卻）、工裝等。并不是越高也好，下面我們整理了一些不同機(jī)械傳動(dòng)中齒輪加工采用的精度等級(jí)當(dāng)然，以上是常見的精度等級(jí)要求，具體還是不同檔次的機(jī)械的要求不同。有時(shí)單從熱處理方面采取措施來解決齒輪的變形有一定的困難，要從冷、熱加工全過程的各種因素來考慮，具體情況具體分析，采取相應(yīng)措施，排除或減弱。

齒輪作為機(jī)械傳動(dòng)裝置中的主要零件，其應(yīng)用十分廣泛。塑料齒輪因其質(zhì)量輕、成本低、惰性好等優(yōu)點(diǎn)在很多領(lǐng)域已經(jīng)逐步替代了金屬齒輪。模具是影響塑料齒輪注射成形質(zhì)量的關(guān)鍵因素，如何提高模具設(shè)計(jì)的質(zhì)量與效率是齒輪模具行業(yè)面臨的關(guān)鍵共性問題。同時(shí)，由于塑料齒輪在注射成形過程中會(huì)發(fā)生收縮，如何對(duì)模具的型腔進(jìn)行修正，以保證齒輪的成形精度，更是模具設(shè)計(jì)中的難點(diǎn)。因此，本文對(duì)塑料齒輪注射模CAD系統(tǒng)進(jìn)行了研究與開發(fā)。本文首先分析了漸開線齒輪齒廓的形成原理及其相關(guān)特性，結(jié)合注射成形塑料制品收縮的一般規(guī)律，對(duì)塑料齒輪注射模型腔修正規(guī)則進(jìn)行了研究，提出了一種快速有效的齒輪型腔修正方法。①傳動(dòng)側(cè)隙的合理性要求嚙合輪齒的非工作齒面間留有一定的側(cè)隙，方便于存儲(chǔ)潤滑油，補(bǔ)償彈性變形和熱變形及齒輪的制造安裝誤差。然后本文對(duì)參數(shù)化建模技術(shù)進(jìn)行了研究，采用關(guān)系表達(dá)式法建立了漸開線直齒圓柱齒輪和漸開線斜齒圓柱齒輪的參數(shù)化模板，通過人機(jī)交互實(shí)現(xiàn)了塑料齒輪的參數(shù)化建模，用戶只需輸入的齒輪的關(guān)鍵參數(shù)就可以自動(dòng)創(chuàng)建相應(yīng)類型的齒輪?；谏鲜龌A(chǔ)，本文在UG NX平臺(tái)上開發(fā)出一套塑料齒輪注射模CAD系統(tǒng)，包括型腔設(shè)計(jì)、模架/標(biāo)準(zhǔn)件設(shè)計(jì)、澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)、冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)等。通過該系統(tǒng)的應(yīng)用，用戶不但可以快速有序的進(jìn)行塑料齒輪注射模設(shè)計(jì)，還能自動(dòng)獲得型腔修正結(jié)果，極大的提高了模具設(shè)計(jì)的效率和質(zhì)量，縮短了模具設(shè)計(jì)周期。

齒輪加工的精度要求

齒輪加工精度是加工后零件表面的實(shí)際尺寸、形狀、位置三種幾何參數(shù)與圖紙要求的理想幾何參數(shù)的符合程度。理想的幾何參數(shù)，對(duì)尺寸而言，就是平均尺寸；5按制造方法齒輪分為鑄造齒輪、切制齒輪、軋制齒輪、燒結(jié)齒輪等。對(duì)表面幾何形狀而言，就是的圓、圓柱、平面、錐面和直線等；對(duì)表面之間的相互位置而言，就是的平行、垂直、同軸、對(duì)稱等。零件實(shí)際幾何參數(shù)與理想幾何參數(shù)的偏離數(shù)值稱為加工誤差。

齒輪加工的精度是按以下方法計(jì)算的：

1、齒輪精度主要是控制齒輪在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)齒輪之間傳遞的精度；

2、如果以上這些設(shè)計(jì)要求比較高，則齒輪精度也就要定得稍高一點(diǎn)，反之可以定得底一點(diǎn)；

3、但是，齒輪精度定得過高，會(huì)上升加工成本，需要綜合平衡；

4、你上面的參數(shù)基本上屬于比較常用的齒輪，其精度可以定為：7FL，或者7-6-6GM；

5、對(duì)于齒輪精度是沒有什么計(jì)算公式的，因?yàn)椴恍枰?jì)算，是查手冊(cè)得來的；

6、精度等級(jí)的確定是工程師綜合分析的結(jié)果，傳動(dòng)要求精密、或者是高負(fù)載、交變負(fù)載……就將精度等級(jí)定高一點(diǎn)；

7、精度等級(jí)有5、6、7、8、9、10級(jí)，數(shù)值越小精度越高。

   影響齒輪傳動(dòng)精度的主要因素包括：齒輪的加工精度，齒輪的精度等級(jí)，齒輪副的側(cè)隙要求及齒輪副的接觸斑點(diǎn)要求。

斜齒圓柱齒輪齒面的形成原理

當(dāng)角βb＝0時(shí)，形成直齒圓柱齒輪的齒廓曲面。

8.9.2 斜齒圓柱齒輪的幾何參數(shù)

斜齒圓柱齒輪的端面齒廓為準(zhǔn)確的漸開線，法面齒廓為jing確的漸開線，如圖8.27 所示。它的端面與法面參數(shù)不相同。

(1)　基圓柱面上的螺旋角與分度圓上的螺旋角

(2)　斜齒圓柱齒輪的法面模數(shù)mn與端面模數(shù)mt

(3)　斜齒圓柱齒輪的法面壓力角與端面壓力角

(4)　斜齒輪的齒頂高系數(shù)與齒根高系數(shù)

(5)　基圓柱面上的螺旋角與分度圓上的螺旋角

(6)　斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)的正確嚙合條件

一對(duì)斜齒圓柱齒輪的模數(shù)、壓力角與螺旋角之關(guān)系為

8.9.3　斜齒圓柱齒輪的當(dāng)量齒輪

8.9.4 斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)的重合度

左上圖為直齒輪傳動(dòng)的嚙合面，左下圖為斜齒輪傳動(dòng)的嚙合面，圖中B2B2 表示一對(duì)輪齒進(jìn)入嚙合的位置， B1B1表示輪齒脫離嚙合的位置.

8.9.5　斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)：1) 嚙合特性好、2) 重合度大、3) 不產(chǎn)生根切的小齒數(shù)較直齒少。

缺點(diǎn)：工作時(shí)產(chǎn)生軸向力。

8.9.6 交錯(cuò)軸斜齒輪傳動(dòng)

當(dāng)兩個(gè)斜齒輪的法面模數(shù)相等，法面壓力角相等，螺旋角不相等時(shí)，它們組成交錯(cuò)軸傳動(dòng)。它們的工作齒面為點(diǎn)接觸。

(1) 中心距 a= (d1 d2) / 2 = mn(Z1 / cosβ1 Z2 / cosβ2) / 2

(2) 傳動(dòng)比 i12=ω1/ω2=Z2 / Z1= (d2 / mt2 ) / (d1 / mt1)= d2cos β2 / mn2/(d1cos β1 / mn1) =d2 cos β2 / (d1 cos β1)

　　預(yù)防齒輪噪音的產(chǎn)生，你可以這樣做！

　　1.載荷

　　針對(duì)載荷主要是依舊齒輪的承受的生產(chǎn)重量而言，因此，在對(duì)相應(yīng)生產(chǎn)產(chǎn)品進(jìn)行齒輪選擇時(shí)，要依舊產(chǎn)品所能承受的生產(chǎn)重量而定，即根據(jù)不同產(chǎn)品所重量對(duì)齒輪進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)換，避免部分齒輪傳動(dòng)過程中不能承受相應(yīng)的重量產(chǎn)生噪音。

　　精銑齒輪

　　2.振動(dòng)的頻率

　　部分齒輪之間由于摩擦大，速度快，造成振動(dòng)速度過快而產(chǎn)生噪音，在對(duì)齒輪進(jìn)行設(shè)計(jì)中，應(yīng)當(dāng)注意齒輪的運(yùn)動(dòng)速度，即在一定時(shí)間內(nèi)規(guī)定其應(yīng)當(dāng)運(yùn)行的周數(shù)，而不是任其過快轉(zhuǎn)動(dòng)。

　　3.齒輪摩擦

　　正如上面說到的，齒輪之間摩擦過大，振動(dòng)過大，相應(yīng)產(chǎn)生的噪音也會(huì)很大，為減少齒輪之間的摩擦，在選擇齒輪時(shí)盡量應(yīng)當(dāng)選擇外表平滑的齒輪，切記不能選擇外表粗糙，摩擦力大的齒輪，此外，也可以在齒輪中注入潤滑劑，提升齒輪件的有效運(yùn)轉(zhuǎn)。

　　4.軸承運(yùn)動(dòng)

　　不僅要求設(shè)計(jì)這對(duì)齒輪軸承的設(shè)計(jì)，也包括了檢驗(yàn)者對(duì)齒輪軸承周數(shù)的監(jiān)管，要求，設(shè)計(jì)者對(duì)設(shè)計(jì)的試論軸承保證期能夠承受齒輪傳動(dòng)中應(yīng)該能承受的額誤差，以及設(shè)計(jì)齒輪中出的可能存在一定合理范圍內(nèi)的設(shè)計(jì)缺陷。