齒輪

齒輪加工的四個(gè)階段介紹

　　一階段：齒坯初進(jìn)入機(jī)械加工的階

　　由于齒輪的傳動(dòng)精度主要決定于齒形精度和齒距分布均勻性，而這與切齒時(shí)采用的定位基準(zhǔn)(孔和端面)的精度有著直接的關(guān)系，所以，這個(gè)階段的齒輪加工主要是為下一階段加工齒形準(zhǔn)備精基準(zhǔn)，使齒的內(nèi)孔和端面的精度基本達(dá)到規(guī)定的技術(shù)要求。齒輪精度等級(jí)的選擇，應(yīng)根據(jù)傳動(dòng)的用途、使用條件、傳動(dòng)功率、圓周速度、性能指標(biāo)或其他技術(shù)要求來(lái)確定。在這個(gè)階段中除了加工出基準(zhǔn)外，對(duì)于齒形以外的次要表面的加工，也應(yīng)盡量在這一階段的后期加以完成。

　　二階段：齒形的加工

　　對(duì)于不需要淬火的齒輪，一般來(lái)說(shuō)這個(gè)階段也就是齒輪加工的后階段，經(jīng)過(guò)這個(gè)階段就應(yīng)當(dāng)加工出完全符合圖樣要求的齒輪來(lái)。因?yàn)榕鋵?duì)的齒輪中，小輪負(fù)擔(dān)較重，因此為使大小齒輪工作壽命大致相等，小輪齒面硬度一般要比大輪的高。對(duì)于需要淬硬的齒輪，必須在這個(gè)階段中加工出能滿足齒形的后精加工所要求的齒形精度，所以這個(gè)階段的加工是保證齒輪加工精度的關(guān)鍵階段。應(yīng)予以特別注意。

　三階段：熱處理階段

　　在齒輪加工的這個(gè)階段中主要對(duì)齒面的淬火處理，使齒面達(dá)到規(guī)定的硬度要求。

　　四階段：齒形的精加工階段

　　這個(gè)階段的目的，在于修正齒輪經(jīng)過(guò)淬火后所引起的齒形變形，進(jìn)一步提高齒形精度和降低表面粗糙度，使之達(dá)到終的精度要求。通過(guò)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。在齒輪加工的這個(gè)階段中，首先應(yīng)對(duì)定位基準(zhǔn)面(孔和端面)進(jìn)行修整，因淬火以后齒輪的內(nèi)孔和端面均會(huì)產(chǎn)生變形，如果在淬火后直接采用這樣的孔和端面作為基準(zhǔn)進(jìn)行齒形精加工，是很難達(dá)到齒輪精度的要求的。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。

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(kāi)線，法面齒廓為jing確的漸開(kāi)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)

齒輪加工工藝過(guò)程分析

對(duì)于齒輪加工基準(zhǔn)的選擇常因齒輪的結(jié)構(gòu)形狀不同而有所差異。分度圓直徑d=mZ/cosβ，壓力角rb=rcosα=1/2mzcosα在兩齒輪節(jié)圓相切點(diǎn)P處，兩齒廓曲線的公法線（即齒廓的受力方向）與兩節(jié)圓的公切線（即P點(diǎn)處的瞬時(shí)運(yùn)動(dòng)方向）所夾的銳角稱為壓力角，也稱嚙合角。帶軸齒輪（軸輪）主要采用頂點(diǎn)孔定位；對(duì)于空心軸，則在中心內(nèi)孔鉆出后，用兩端孔口的斜面定位；孔徑大時(shí)則采用錐堵。頂點(diǎn)定位的精度高，且能作到基準(zhǔn)重合和統(tǒng)一。對(duì)帶孔齒輪在齒面加工時(shí)常采用以下兩種定位、夾緊方式。

所以，為減少定位誤差，提高齒輪加工精度，在加工時(shí)應(yīng)滿足以下要求：

1）、應(yīng)選擇基準(zhǔn)重合、統(tǒng)一的定位方式；

2）、內(nèi)孔定位時(shí)，配合間隙應(yīng)近可能減少；

3）、定位端面與定位孔或外圓應(yīng)在一次裝夾中加工出來(lái)，以保證直度要求。

2、齒輪毛坯的加工

齒面：加工前的齒輪毛坯加工，在整個(gè)齒輪加工過(guò)程中占有很重要的低位，因?yàn)辇X面加工和檢測(cè)所用的基準(zhǔn)必須在此階段加工出來(lái)，同時(shí)齒坯加工所占工時(shí)的比列較大，無(wú)論從提高生產(chǎn)率，還是從保證齒輪的加工質(zhì)量，都必須重視齒輪毛坯的加工。

發(fā)展建議

1、調(diào)整齒輪產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，加速推進(jìn)齒輪產(chǎn)業(yè)升級(jí)。提高行業(yè)集中度，形成一大批的大、中、小規(guī)模企業(yè);通過(guò)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)產(chǎn)品設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)，形成一批車輛傳動(dòng)系牽頭企業(yè)，用牽頭企業(yè)的配套能力整合齒輪行業(yè)市場(chǎng)，提升整體市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

2、信息化與機(jī)電一體化相結(jié)合，中國(guó)齒輪行業(yè)呈現(xiàn)出設(shè)計(jì)信息化、裝備智能化、流程自動(dòng)化、管理現(xiàn)代化的發(fā)展趨勢(shì)。2、檢查齒輪加工設(shè)備各手輪、手柄位置應(yīng)正確，且轉(zhuǎn)動(dòng)輕快無(wú)阻滯。產(chǎn)業(yè)化升級(jí)必然要求新的生產(chǎn)方式--精益生產(chǎn)、敏捷制造、虛擬制造、網(wǎng)絡(luò)化制造等廣泛普及。中國(guó)齒輪企業(yè)正在從規(guī)模速度型轉(zhuǎn)變?yōu)樾б嫘?，轉(zhuǎn)入科學(xué)發(fā)展的新階段。

3、加大力度和產(chǎn)品定位宣傳力度，提升市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。加大能力與資源的投入，實(shí)現(xiàn)專業(yè)化、網(wǎng)絡(luò)化配套，形成大批有特色的工藝、有特色的產(chǎn)品和有快速反應(yīng)能力的ming牌企業(yè);通過(guò)技改，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化齒輪制造企業(yè)轉(zhuǎn)型。

國(guó)際齒輪產(chǎn)品的發(fā)展趨勢(shì)主要有以下幾方面，首先，動(dòng)力傳動(dòng)齒輪裝置正沿著小型化、高速化、標(biāo)準(zhǔn)化方向發(fā)展，于是特殊齒輪的應(yīng)用、行星齒輪裝置的發(fā)展、低振動(dòng)、低噪聲齒輪裝置的研制成了齒輪設(shè)計(jì)方面的一些特點(diǎn)；其二，由于機(jī)械設(shè)備向大型化發(fā)展，齒輪的工作參數(shù)提高了，如高速齒輪的傳遞功率為1000-30000kw；第三，由于硬齒面齒輪廣泛應(yīng)用，以及高速、要求的齒輪日益增多，因此要求磨齒加工，在效率和質(zhì)量上都要提高；此外，關(guān)于齒輪材料與熱處理隨著便自面齒輪的發(fā)展，也逐漸受到人們的重視。(二)高精度齒輪加工工藝特點(diǎn)(1)定位基準(zhǔn)的精度要求較高由圖9-21可見(jiàn)，作為定位基準(zhǔn)的內(nèi)孔其尺寸精度標(biāo)注為φ85H5，基準(zhǔn)端面的粗糙度較細(xì)，為Ra1。據(jù)中國(guó)齒輪專業(yè)協(xié)會(huì)副會(huì)長(zhǎng)王聲堂表示，目前我國(guó)齒輪生產(chǎn)企業(yè)的產(chǎn)品在疲勞壽命與噪聲指標(biāo)上與國(guó)外先進(jìn)水平表現(xiàn)出來(lái)很大的差距，主要與材料和熱處理水平有很大關(guān)系。