齒輪

齒輪加工時(shí)出現(xiàn)齒輪變形的問(wèn)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(guò)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。20CrNiH等可以采用滲碳淬火，如38CrMnAl則可以用氮化工藝達(dá)到較高的硬度，一些特殊的材料要用特殊的熱處理方法。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(guò)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。有時(shí)單從熱處理方面采取措施來(lái)解決齒輪的變形有一定的困難，要從冷、熱加工全過(guò)程的各種因素來(lái)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(wèn)題。同時(shí)，由于塑料齒輪在注射成形過(guò)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(kāi)發(fā)。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)。本文首先分析了漸開(kāi)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。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(kāi)線直齒圓柱齒輪和漸開(kāi)線斜齒圓柱齒輪的參數(shù)化模板，通過(guò)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(kāi)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(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。

齒輪加工方法與準(zhǔn)則

1.磨齒：IT6～I(xiàn)T4→IT3， Ra：0.8～0.2μm 原理：成形法和展成法。

⑴成形法磨齒 IT6～I(xiàn)T5， Ra：0.8～0.4 μm，用成形砂輪磨削，生

齒輪傳動(dòng)

產(chǎn)率較高，加工精度較低，應(yīng)用較少。

⑵展成法磨齒

錐面砂輪磨齒：砂輪截面齒形為假想齒條的齒形，工件向右滾動(dòng)，利用砂輪右側(cè)面磨削齒槽的右側(cè)面，從根部 磨至頂部；然后工件向左滾動(dòng)，以砂輪左側(cè)面磨削第l齒槽的左側(cè)面，也從根部磨至 頂部，當(dāng)?shù)趌齒槽兩側(cè)面全部磨削完畢時(shí)，砂輪自動(dòng)退離工件，工件作分度轉(zhuǎn)動(dòng)，然后再向右滾動(dòng)，磨削第2齒槽，這樣反復(fù)循環(huán)，直至磨完全部輪齒。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。

2.研齒：

IT7～I(xiàn)T6， Ra：1.6～0.2μm 設(shè)備：研齒機(jī)。研具：精密的鑄鐵齒輪。研磨劑：磨粒：220#～240#，活性潤(rùn)滑油特點(diǎn)：與珩齒相同，只能降低表面粗糙度，不能提高齒形精度。

平行軸線研磨法：

1.過(guò)程：研磨輪與被研齒輪的軸線平行，研磨時(shí)被研齒輪帶動(dòng)研磨輪作無(wú)側(cè)隙的自由嚙合運(yùn)動(dòng)，被研齒輪還作軸向往復(fù)運(yùn)動(dòng)，研磨輪被輕微制動(dòng)。經(jīng)一段時(shí)間后，研磨輪 和被研磨輪作反向旋轉(zhuǎn)，使齒的兩個(gè)側(cè)面被均勻研磨。

2.特點(diǎn)：由于齒面的滑動(dòng)速度不均勻，研磨量也不均勻，在齒頂及齒根部分的滑動(dòng)速度大，研磨量也大。

具有動(dòng)軸線的齒輪傳動(dòng)

行星齒輪傳動(dòng)類型很多，不同類型的性能相差很大，根據(jù)工作條件合理地選擇類型是非常重要的。常用的是由太陽(yáng)輪、行星輪、內(nèi)齒輪和行星架組成的普通行星傳動(dòng)，少齒差行星齒輪傳動(dòng)，擺線針輪傳動(dòng)和諧波傳動(dòng)等。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。行星齒輪傳動(dòng)一般是由平行軸齒輪組合而成，具有尺寸小、重量輕的特點(diǎn)，輸入軸和輸出軸可在同一直線上。其應(yīng)用愈來(lái)愈廣泛。

    大齒輪的毛坯件主要是鍛件、棒料或鑄件，其中鍛件使用較多。對(duì)毛坯件首先進(jìn)行正火處理，改善其切削加工型，便于切削；然后進(jìn)行粗加工，按照大齒輪設(shè)計(jì)要求，先將毛坯加工成大致形狀，保留較多余量。再進(jìn)行半精加工，車(chē)、滾、插齒，使大齒輪基本成型；之后對(duì)大齒輪進(jìn)行熱處理，改善大齒輪的力學(xué)性能，按照使用要求和所用材料的不同，有調(diào)質(zhì)、滲碳淬火、齒面高頻感應(yīng)加熱淬火等；然后對(duì)齒輪進(jìn)行精加工，精修基準(zhǔn)、精加工齒形。齒輪加工的四個(gè)精度要求：齒輪制造精度的高低直接影響到機(jī)器的工作性能、承載能力、噪聲和使用壽命，因此根據(jù)齒輪的使用要求，對(duì)齒輪傳動(dòng)提出四個(gè)方面的精度要求。

    1、正火：鍛造毛坯之后部分工廠會(huì)選擇正火，也有公司選擇退火，正火和退火的目的都是為了使晶粒細(xì)化和碳化物分布均勻化，去除材料的內(nèi)應(yīng)力，但由于正火冷卻速度比退火冷卻速度稍快，因而正火組織要比退火組織更細(xì)一些，其機(jī)械性能也有所提高。另外，正火爐外冷卻不占用設(shè)備，生產(chǎn)率較高，因此生產(chǎn)中盡可能采用正火來(lái)代替退火。機(jī)械加工產(chǎn)生的殘留應(yīng)力，熱處理過(guò)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。采用等溫正火使產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定可靠。

    2、粗車(chē)加工：粗加工齒輪外圓，端面，可選擇普通車(chē)床和數(shù)控車(chē)床，由于粗車(chē)之后還有對(duì)工件進(jìn)行熱處理，所以一般會(huì)留有3-5毫米的余量，方便之后的精車(chē)加工到zhi定尺寸。

    3、精車(chē)加工：精加工齒輪外圓，端面，將尺寸加工到圖紙規(guī)定的尺寸要求，如后續(xù)還需要磨削，那么需留0.2-0.3毫米的余量，以方便磨削獲得更高的精度要求。

    4、調(diào)質(zhì)熱處理：由于大齒輪的工作條件不同，熱處理出來(lái)的表面硬度也不同，但大齒輪經(jīng)過(guò)淬火后的硬度一般都在HRC45以上，例如：汽車(chē)齒輪由于受力較大,受沖擊較頻繁的原因常采用20CrMnTi鋼作為齒輪材料，20CrMnTi鋼具有較高的力學(xué)性能，經(jīng)過(guò)淬火后表面硬度可達(dá)HRC58～62,心部硬度HRC30～45，以提高耐磨性和疲勞抗力。對(duì)某些合金調(diào)質(zhì)鋼的高溫回火，要注意防止出現(xiàn)回火脆性，以保證鋼的使用性能。

    5、制齒：常采用插齒機(jī)或者滾齒機(jī)加工齒面，雖然調(diào)整維護(hù)方便，但如果大批量生產(chǎn)就會(huì)出現(xiàn)效率低的問(wèn)題，之后隨著涂層技術(shù)的發(fā)展，滾刀、插刀刃磨后的再次涂鍍非常方便地進(jìn)行，經(jīng)過(guò)涂鍍的刀具能夠明顯地提高使用壽命，一般能提高百分之九十以上，有效地減少了換刀次數(shù)和刃磨時(shí)間，效益顯著。塑料齒輪比金屬齒輪輕、惰性好，可用在金屬齒輪易腐蝕、退化的環(huán)境中，例如水表和化學(xué)設(shè)備的控制。

     大齒圈是回轉(zhuǎn)窯的主要部件設(shè)備，帶動(dòng)整個(gè)筒體長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)，在回轉(zhuǎn)窯運(yùn)轉(zhuǎn)中扮演非常重要的作用。鑄鋼件是大型機(jī)器的重要組成部分，因此對(duì)質(zhì)量的要求十分嚴(yán)格，在選擇加工商時(shí)，一定要選擇有客hu口碑的大品牌。在確定加工齒圈時(shí)，一定要實(shí)地考察一番，憑借對(duì)其場(chǎng)地的了解和案例的介紹，才能確保選擇的正確性。淬火時(shí)，加熱溫度依鋼的成分而定，淬火介質(zhì)則根據(jù)鋼淬透性和鋼件尺寸選擇。而要生產(chǎn)出質(zhì)優(yōu)的大齒圈，要有先進(jìn)的設(shè)備和完善的工藝體系，因此在選購(gòu)采購(gòu)商時(shí)，一定要對(duì)其工藝進(jìn)行查看。通常大齒圈加工廠在加工前都會(huì)有一定準(zhǔn)備，那大齒圈加工前應(yīng)準(zhǔn)備些什么呢？

    1.產(chǎn)品的材質(zhì)與性能要求：是否需要調(diào)質(zhì)或者齒面表面淬火處理，硬度要求標(biāo)準(zhǔn)。

    2.技術(shù)要求與檢驗(yàn)方法：是委托第三方 TUV 檢驗(yàn)，還是用戶直接現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)。

    3.加工要求及加工精度等級(jí)：?jiǎn)锡X銑或者滾刀滾齒，精度等級(jí)執(zhí)行的具體標(biāo)準(zhǔn)，檢驗(yàn)公法線或者檢驗(yàn)固定弦齒厚。