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齒輪

齒輪加工的四個階段介紹

　　一階段：齒坯初進入機械加工的階

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

　　二階段：齒形的加工

　　對于不需要淬火的齒輪，一般來說這個階段也就是齒輪加工的后階段，經(jīng)過這個階段就應當加工出完全符合圖樣要求的齒輪來。因為配對的齒輪中，小輪負擔較重，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。對于需要淬硬的齒輪，必須在這個階段中加工出能滿足齒形的后精加工所要求的齒形精度，所以這個階段的加工是保證齒輪加工精度的關鍵階段。應予以特別注意。

　三階段：熱處理階段

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

　　四階段：齒形的精加工階段

　　這個階段的目的，在于修正齒輪經(jīng)過淬火后所引起的齒形變形，進一步提高齒形精度和降低表面粗糙度，使之達到終的精度要求。通過該系統(tǒng)的應用，用戶不但可以快速有序的進行塑料齒輪注射模設計，還能自動獲得型腔修正結(jié)果，極大的提高了模具設計的效率和質(zhì)量，縮短了模具設計周期。在齒輪加工的這個階段中，首先應對定位基準面(孔和端面)進行修整，因淬火以后齒輪的內(nèi)孔和端面均會產(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進行齒形精加工，是很難達到齒輪精度的要求的。以修整過的基準面定位進行齒形精加工，可以使定位準確可靠，余量分布也比較均勻，以便達到精加工的目的。

斜齒圓柱齒輪齒面的形成原理

當角βb＝0時，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)　斜齒圓柱齒輪傳動的正確嚙合條件

一對斜齒圓柱齒輪的模數(shù)、壓力角與螺旋角之關系為

8.9.3　斜齒圓柱齒輪的當量齒輪

8.9.4 斜齒圓柱齒輪傳動的重合度

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

8.9.5　斜齒圓柱齒輪傳動的特點

優(yōu)點：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：工作時產(chǎn)生軸向力。

8.9.6 交錯軸斜齒輪傳動

當兩個斜齒輪的法面模數(shù)相等，法面壓力角相等，螺旋角不相等時，它們組成交錯軸傳動。它們的工作齒面為點接觸。

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

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

齒輪加工工藝過程分析

對于齒輪加工基準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點處的瞬時運動方向）所夾的銳角稱為壓力角，也稱嚙合角。帶軸齒輪（軸輪）主要采用頂點孔定位；對于空心軸，則在中心內(nèi)孔鉆出后，用兩端孔口的斜面定位；孔徑大時則采用錐堵。頂點定位的精度高，且能作到基準重合和統(tǒng)一。對帶孔齒輪在齒面加工時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，在加工時應滿足以下要求：

1）、應選擇基準重合、統(tǒng)一的定位方式；

2）、內(nèi)孔定位時，配合間隙應近可能減少；

3）、定位端面與定位孔或外圓應在一次裝夾中加工出來，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，在整個齒輪加工過程中占有很重要的低位，因為齒面加工和檢測所用的基準必須在此階段加工出來，同時齒坯加工所占工時的比列較大，無論從提高生產(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)，加速推進齒輪產(chǎn)業(yè)升級。提高行業(yè)集中度，形成一大批的大、中、小規(guī)模企業(yè);通過自主知識產(chǎn)權產(chǎn)品設計開發(fā)，形成一批車輛傳動系牽頭企業(yè)，用牽頭企業(yè)的配套能力整合齒輪行業(yè)市場，提升整體市場競爭力。

2、信息化與機電一體化相結(jié)合，中國齒輪行業(yè)呈現(xiàn)出設計信息化、裝備智能化、流程自動化、管理現(xiàn)代化的發(fā)展趨勢。2、檢查齒輪加工設備各手輪、手柄位置應正確，且轉(zhuǎn)動輕快無阻滯。產(chǎn)業(yè)化升級必然要求新的生產(chǎn)方式--精益生產(chǎn)、敏捷制造、虛擬制造、網(wǎng)絡化制造等廣泛普及。中國齒輪企業(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，提升市場競爭力。加大能力與資源的投入，實現(xiàn)專業(yè)化、網(wǎng)絡化配套，形成大批有特色的工藝、有特色的產(chǎn)品和有快速反應能力的ming牌企業(yè);通過技改，實現(xiàn)現(xiàn)代化齒輪制造企業(yè)轉(zhuǎn)型。

國際齒輪產(chǎn)品的發(fā)展趨勢主要有以下幾方面，首先，動力傳動齒輪裝置正沿著小型化、高速化、標準化方向發(fā)展，于是特殊齒輪的應用、行星齒輪裝置的發(fā)展、低振動、低噪聲齒輪裝置的研制成了齒輪設計方面的一些特點；其二，由于機械設備向大型化發(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(1)定位基準的精度要求較高由圖9-21可見，作為定位基準的內(nèi)孔其尺寸精度標注為φ85H5，基準端面的粗糙度較細，為Ra1。據(jù)中國齒輪專業(yè)協(xié)會副會長王聲堂表示，目前我國齒輪生產(chǎn)企業(yè)的產(chǎn)品在疲勞壽命與噪聲指標上與國外先進水平表現(xiàn)出來很大的差距，主要與材料和熱處理水平有很大關系。