佛山塑膠尼龍齒輪誠信企業(yè)「嘉齒機(jī)械」

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。為便于設(shè)計(jì)、計(jì)算、制造和檢驗(yàn)，令p/π=m，m稱為齒輪的模數(shù)，并已標(biāo)準(zhǔn)化。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。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。(4)齒頂高系數(shù)和頂隙系數(shù)—h*a、C*兩齒輪嚙合時(shí)，總是一個(gè)齒輪的齒頂進(jìn)入另一個(gè)齒輪的齒根，為了防止熱膨脹頂死和具有儲(chǔ)成潤滑油的空間，要求齒根高大于齒頂高。基于上述基礎(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。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。開式（半開式）齒輪傳動(dòng)，由于輪齒主要為磨損失效，為使齒輪不致過小，故小齒輪不亦選用過多的齒數(shù)，一般可取z1=17~20。

　　二階段：齒形的加工

　　對(duì)于不需要淬火的齒輪，一般來說這個(gè)階段也就是齒輪加工的后階段，經(jīng)過這個(gè)階段就應(yīng)當(dāng)加工出完全符合圖樣要求的齒輪來。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。它與其他機(jī)械傳動(dòng)形式（鏈傳動(dòng)、帶傳動(dòng)、液壓傳動(dòng)等）傳動(dòng)相比，具有功率范圍大、傳動(dòng)效率高、傳動(dòng)準(zhǔn)確、使用壽命長等特點(diǎn)。

　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。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。不過精度越高齒輪的綜合能力都會(huì)有很大的提高，如壽命傳動(dòng)精度噪音等都能得到提高和改善。

　　齒輪加工余量是怎樣計(jì)算的？

　　因?yàn)榇智旋X工序有較大的過錯(cuò)，以及熱處理變形構(gòu)成的過錯(cuò)，所以為了在磨齒時(shí)能把齒面悉數(shù)磨光，磨齒加工必須有恰當(dāng)?shù)哪X余量。磨齒余量應(yīng)盡能夠小，這樣不只有利于行進(jìn)磨齒生產(chǎn)率，并且可減小從齒面上磨去的淬硬層厚度，行進(jìn)齒輪承載才華。

　　工業(yè)齒輪在嚙合時(shí)齒面接觸處有接觸應(yīng)力，齒根部有大彎曲應(yīng)力，可能產(chǎn)生齒面或齒體強(qiáng)度失效。齒面各點(diǎn)都有相對(duì)滑動(dòng)，會(huì)產(chǎn)生磨損。工業(yè)齒輪主要的失效形式有齒面點(diǎn)蝕、齒面膠合、齒面塑性變形和輪齒折斷等。因此要求工業(yè)齒輪材料有高的彎曲疲勞強(qiáng)度和接觸疲勞強(qiáng)度，齒面要有足夠的硬度和耐磨性，芯部要有一定的強(qiáng)度和韌性。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。 例如，在確定大、小工業(yè)齒輪硬度時(shí)應(yīng)注意使小工業(yè)齒輪的齒面硬度比大工業(yè)齒輪的齒面硬度高30-50HBS，這是因?yàn)樾」I(yè)齒輪受載荷次數(shù)比大工業(yè)齒輪多，且小工業(yè)齒輪齒根較薄，強(qiáng)度低于大工業(yè)齒輪。