變速箱齒輪

采用磨齒加工的齒輪具有低傳動(dòng)噪音、高傳動(dòng)效率和長(zhǎng)使用壽命的優(yōu)點(diǎn)。磨齒加工曾被認(rèn)為是一種用于航空或其它高技術(shù)領(lǐng)域的昂貴齒輪加工手段。但現(xiàn)在，觀念已經(jīng)改變：

磨齒機(jī)的效率提高了，砂輪性能也更好，高額成本得以大幅下降。我公司齒條在機(jī)械手，桁架機(jī)械手，六軸機(jī)器人，龍門式9軸機(jī)器人行業(yè)均有良好業(yè)績(jī)，齒條傳動(dòng)平穩(wěn)，齒頂修緣處理，非常適合高速運(yùn)行。由此，磨齒加工已開始大規(guī)模應(yīng)用于齒輪加工中，如汽車、摩托車齒輪的制造，而且已達(dá)到普遍應(yīng)用的程度。事實(shí)上，所有一級(jí)汽車齒輪供應(yīng)商為保持競(jìng)爭(zhēng)力，已普遍擁有磨齒機(jī)。汽車工業(yè)在未來2～5年內(nèi)將逐漸成為

修形齒輪范成法

根據(jù)動(dòng)瞬心線法形成共軛齒廓的原理，當(dāng)直線齒廓的齒條與動(dòng)瞬心線(直線)S相固結(jié)并沿齒輪作純滾動(dòng)時(shí)，可以包絡(luò)出漸開線齒廓來。碟形砂輪磨齒法的加工精度較高，其主要原因是砂輪工作棱邊很窄，磨削接觸面積小，磨削力和磨削熱也很小，機(jī)床具有砂輪自動(dòng)修整與補(bǔ)償裝置，使砂輪能始終保持銳利和良好的工作精度，因而磨齒精度較高，可達(dá)4級(jí)，是各類磨齒機(jī)中磨齒精度的一種。這種方法還可以看成是利用齒輪與齒條相嚙合或齒輪與齒輪相嚙合時(shí)，其齒廓互為包絡(luò)的原理來加工齒輪齒廓的，這種齒輪加工方法稱為范成法。

滾齒加工法的特點(diǎn)：

為了克服齒條插刀插齒的切削不連續(xù)和齒條刀齒數(shù)一定與被加工齒輪齒數(shù)為任意的矛盾，避免機(jī)床復(fù)雜化，提出滾齒加工。滾刀相當(dāng)于軸截面為直線齒形的螺桿，滾刀旋轉(zhuǎn)時(shí)，相當(dāng)于直線齒廓的齒條沿其軸線方向連續(xù)不斷移動(dòng)，從而可以加工任意齒數(shù)的齒輪。

磨齒加工齒輪加工工藝

鍛造制坯

熱模鍛仍然是汽車齒輪件廣泛使用的毛坯鍛造工藝。近年來，楔橫軋技術(shù)在軸類加工上大范圍推廣。這項(xiàng)技術(shù)特別適合為比較復(fù)雜的階梯軸類制坯，它不僅精度較高、后序加工余量小，而且生產(chǎn)。

正火

這一工藝的目的是獲得適合后序齒輪切削加工的硬度和為熱處理做組織準(zhǔn)備，以有效減少熱處理變形。所用齒輪鋼的材料通常為20CrMnTi,一般的正火由于受人員、設(shè)備和環(huán)境的影響比較大，使得工件冷卻速度和冷卻的均勻性難以控制，造成硬度散差大，金相組織不均勻，直接影響金屬切削加工和熱處理，使得熱變形大而無規(guī)律，零件質(zhì)量無法控制。齒向修形通常一對(duì)齒輪只修正其中的一個(gè)齒輪的齒向，對(duì)于汽車變速器齒輪，一般修正中間軸上的齒輪。為此，采用等溫正火工藝。實(shí)踐證明，采用等溫正火有效改變了一般正火的弊端，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定可靠。

平面嚙合齒輪極軸與兩輪的中心連線正好重合

現(xiàn)提出一種環(huán)形漸開面球形齒輪機(jī)構(gòu)，從根本上解決了球形齒輪傳動(dòng)存在的兩大難題。球形齒輪組成的機(jī)構(gòu)中，極軸通過球心且垂直于齒環(huán)平面的一條直線，它又是加工球形齒輪時(shí)的旋轉(zhuǎn)軸。

齒廓形成：平面嚙合齒輪極軸與兩輪的中心連線正好重合，將一對(duì)平面齒輪繞極軸旋轉(zhuǎn)360度，便得到一對(duì)球形齒輪。平面齒輪中有關(guān)的圓，全都演變成為球。若將齒輪分別安裝在一組二白由度的萬向框架上，保持齒輪作運(yùn)動(dòng)，就可實(shí)現(xiàn)對(duì)節(jié)球作純滾運(yùn)動(dòng)。

當(dāng)發(fā)生線在基圓上作純滾動(dòng)，并隨基圓平面一起繞極軸作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)潛孔鉆，發(fā)生線任一點(diǎn)的軌跡便形成了球形齒輪的齒廓曲面，基圓上所有點(diǎn)的軌跡的集合稱為基球。顯然，在過極軸的任意剖面內(nèi)的齒廓曲線均為漸開線，所有漸開線的集合構(gòu)成一個(gè)環(huán)狀面。

小模數(shù)螺旋錐齒輪的加工方法與加工機(jī)床的選用

在傳遞兩相交軸的錐齒輪傳動(dòng)中，螺旋錐齒輪具有重合較大、傳動(dòng)平穩(wěn)、對(duì)安裝誤差的敏感性小、在高速傳動(dòng)中噪聲較小等優(yōu)點(diǎn)，因此在工程中應(yīng)用較為廣泛。當(dāng)前小模數(shù)螺旋錐齒輪的齒輪加工中，應(yīng)用較為廣泛的是格里森齒制和奧利康齒制。而大壓力角齒輪，雖然承載能力較高，但在傳遞轉(zhuǎn)矩相同的情況下軸承的負(fù)荷增大，因此僅用于特殊情況。格里森齒制為雙面圓弧收縮齒，采用單齒分度法加工；奧利康齒制為延伸外擺線等高齒，采用連續(xù)分度法加工。隨著工業(yè)縫紉機(jī)、電動(dòng)工具、園林機(jī)械行業(yè)的不斷發(fā)展，小模數(shù)螺旋錐齒輪的應(yīng)用和需求逐年增加。

螺旋錐齒輪加工是通過機(jī)床上模擬一個(gè)假想齒輪，刀盤切削面是假想齒輪的一個(gè)輪齒。當(dāng)搖臺(tái)上的被加工齒輪與假想齒輪繞各自的軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，刀盤就會(huì)在輪坯上切出一個(gè)齒槽。加工格里森齒制時(shí)，都采用這種切齒原理。利用砂輪作為磨具加工圓柱齒輪或某些齒輪加工刀具齒面的齒輪加工機(jī)床。根據(jù)使用行業(yè)的要求，當(dāng)前小模數(shù)螺旋錐齒輪加工正逐漸以格里森齒制為主，常見切削加工方法采用雙重雙面切削法。雙面切削法是指一個(gè)被加工齒輪，由內(nèi)切刀齒和外切刀齒交錯(cuò)的成形刀盤，在一個(gè)齒槽的兩面同時(shí)進(jìn)行切削的加工工藝過程，齒槽的寬度是由刀盤的刀尖距(也稱錯(cuò)刀量或點(diǎn)寬)所控制。通常小模數(shù)螺旋錐齒輪(模數(shù)2.5 mm以內(nèi))一把刀可以加工一對(duì)大小齒輪，能得到較理想的加工效果，此方法加工小模數(shù)螺旋錐齒輪生產(chǎn)，適應(yīng)批量生產(chǎn)。當(dāng)然一對(duì)大小齒輪用一把刀加工，會(huì)產(chǎn)生刀號(hào)修正的問題，這就要求刀具的規(guī)格要比較多，通常小模數(shù)螺旋錐齒輪加工采用整體式銑刀，銑刀的規(guī)格由刀徑、刀號(hào)、刀尖距決定。實(shí)際操作時(shí)為了避免選擇過多的銑刀規(guī)格，小范圍的刀號(hào)修正可改變機(jī)床刀軸的傾角(俗稱刀傾角)來加以解決。

齒輪由于傳遞力的需要，回轉(zhuǎn)支承其中一個(gè)套圈上通常制有齒。齒輪的熱處理狀態(tài)一般為正火或調(diào)質(zhì)狀態(tài)。主要用于消除熱處理后的變形和提高齒輪精度，磨削后齒的精度可達(dá)6～3級(jí)(JB179-83)或更高。齒表面也可按照用戶的要求淬火處理，淬火硬度在HRC50～60，并且能夠保證足夠的深度。根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)合的不同，齒輪淬火可分為全齒淬火和單齒感應(yīng)淬火。單齒感應(yīng)淬火又可分為齒面齒根淬火和齒面淬火。

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一般兩邊呈對(duì)稱形狀。鼓形修整雖然可以改善輪齒接觸線上載荷的不均勻分布，但是由于齒的兩端載荷分布并非完全相同，誤差也不完全按鼓形分布，因此修形效果也不理想。曲面修整是按實(shí)際偏載誤差進(jìn)行齒向修形。鼓形修整是采用齒向修形使輪齒在齒寬中央鼓起，一般兩邊呈對(duì)稱形狀?？紤]實(shí)際偏載誤差，特別是考慮熱變形，則修整以后的齒面不一定總是鼓起的，而通常呈凹凸相連的曲面。曲面修整效果較好，是較理想的修形方法，但計(jì)算比較麻煩，工藝比較復(fù)雜。　

齒廓修形是相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)齒廓所進(jìn)行的微量修整

冶金齒輪箱的種類與應(yīng)用非常廣泛，主要通過齒輪間的嚙合與傳動(dòng)作用來實(shí)現(xiàn)加速、減速、改變傳動(dòng)方向、改變轉(zhuǎn)動(dòng)力矩或分配動(dòng)力，以滿足各種冶金設(shè)備動(dòng)力傳動(dòng)的需求。冶金齒輪箱不僅用于各種主機(jī)設(shè)備，如棒線材、型材或板材的粗扎、精軋和立輥等主傳動(dòng)齒輪箱，而且也用于眾多輔機(jī)設(shè)備傳動(dòng)系統(tǒng)，如飛剪、卷取機(jī)、穿孔機(jī)、縱切機(jī)以及輸送滾道等。剃齒的修形剃齒是齒輪的一種精加工方法，它的主要工作原理是根據(jù)交錯(cuò)軸斜齒輪副作無側(cè)隙的嚙合時(shí)，在齒面上產(chǎn)生相對(duì)滑動(dòng)的原理。作為關(guān)鍵的冶金設(shè)備之一，修形齒輪冶金齒輪箱能否穩(wěn)定可靠地運(yùn)行關(guān)系到整條生產(chǎn)線能否正常工作，一旦其出現(xiàn)故障將導(dǎo)致嚴(yán)重后果。冶金齒輪箱通常處于重負(fù)載、沖擊載荷、高或低轉(zhuǎn)速、高溫或高污染等苛刻運(yùn)行環(huán)境，正是由于工作環(huán)境的特殊性及連續(xù)可靠的工作需求，冶金齒輪箱對(duì)配用的軸承提出了更為嚴(yán)格的要求。采用的軸承，正確選擇軸承選型、公差配合、初始游隙以及安裝尺寸是確保齒輪箱連續(xù)可靠工作的前提條件

齒廓修形是相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)齒廓所進(jìn)行的微量修整，使其偏離理論齒廓。齒廓修形包括修緣、修根和挖根等。

①修緣：有意識(shí)的修削齒頂?shù)凝X形，當(dāng)齒輪齒面受外力產(chǎn)生變形時(shí)，可以避免對(duì)與之嚙合的齒輪產(chǎn)生干涉，減輕輪齒的沖擊振動(dòng)和噪聲，減小動(dòng)載荷，改善齒面的潤(rùn)滑狀態(tài)，減緩或防止膠合破壞；

②修根：其原理緣一樣，是把齒根部位的齒形略作修整。但修根使齒根彎曲強(qiáng)度削弱。因此使用的情況較修緣少，采用磨削工藝修形時(shí)，有時(shí)為提高工效會(huì)以小齒輪修根代替配對(duì)大齒輪修緣；

③挖根：經(jīng)淬火和滲碳的硬齒面齒輪，在熱處理后需要磨齒，為避免齒根部磨削和保持殘余壓應(yīng)力的有利作用，齒根部不應(yīng)磨削，為此在切制時(shí)可進(jìn)行挖根。此外，通過挖根可增大齒根過渡曲線的曲率半徑，以減小齒根圓角處的應(yīng)力集中。