齒輪

齒輪加工和裝配時嚙合沖擊性

一對齒輪加工完成時，齒輪在嚙合過程中，由于輪齒受力后必將產生一定程度的彈性變形，故每當一只輪齒嚙合上時，原來嚙合的輪齒的載荷就會相對減少，它們就會立即向著載荷位置恢復變形，從而給齒輪體一個切向加速度，再加上原有嚙合輪齒在受載下的彎曲變形和齒輪制造誤差，使輪齒從嚙入到嚙出的整個過程中不能得到理論齒廓的平滑接觸而發(fā)生碰撞，形成所謂的嚙合沖擊力，齒輪在這種激勵作用下，也將激發(fā)起齒輪的圓周振動，徑向振動，軸向振動，從而產生出噪聲并通過空氣及固體媒介傳播出去，因而齒輪嚙合過程中所產生的接線沖擊力和嚙合沖擊力使一對傳動齒輪產生的振動，稱為輻射出噪聲的主要原因。數控化由于通過將機床的各運動軸進行CNC控制及部分軸間進行聯動后，具有以下優(yōu)點：（1）增加了機床的功能，如滾削小錐度及鼓形齒輪等變得極為簡單。

      在描述產生齒輪振動和噪聲的機理時，可以把齒輪視為一個彈簧-質量塊振動系統(tǒng)，把輪齒視為彈簧，而把齒輪提當作質量，節(jié)線沖擊力和嚙合沖擊力可視為外力，從而導致齒輪產生圓周方向的振動，又通過軸系，軸承誘使齒輪產生徑向和軸向振動，這三個方向的振動通過軸，軸承及軸承座傳至齒輪箱，引起箱壁振動，甚至誘發(fā)整個裝置產生振動，輻射到空氣中成為齒輪箱噪聲。磨齒加工曾被認為是一種用于航空或其它高技術領域的昂貴齒輪加工手段。

    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。對毛坯件首先進行正火處理，改善其切削加工型，便于切削；然后進行粗加工，按照大齒輪設計要求，先將毛坯加工成大致形狀，保留較多余量。再進行半精加工，車、滾、插齒，使大齒輪基本成型；之后對大齒輪進行熱處理，改善大齒輪的力學性能，按照使用要求和所用材料的不同，有調質、滲碳淬火、齒面高頻感應加熱淬火等；然后對齒輪進行精加工，精修基準、精加工齒形。滾齒和切齒前，應注意先將限位擋塊調整到適當位置，禁止在切齒中移動限位擋塊，滾切傘齒輪時，應配平衡鐵。

    1、正火：鍛造毛坯之后部分工廠會選擇正火，也有公司選擇退火，正火和退火的目的都是為了使晶粒細化和碳化物分布均勻化，去除材料的內應力，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一些，其機械性能也有所提高。另外，正火爐外冷卻不占用設備，生產率較高，因此生產中盡可能采用正火來代替退火。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。采用等溫正火使產品質量穩(wěn)定可靠。

    2、粗車加工：粗加工齒輪外圓，端面，可選擇普通車床和數控車床，由于粗車之后還有對工件進行熱處理，所以一般會留有3-5毫米的余量，方便之后的精車加工到zhi定尺寸。

    3、精車加工：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、調質熱處理：由于大齒輪的工作條件不同，熱處理出來的表面硬度也不同，但大齒輪經過淬火后的硬度一般都在HRC45以上，例如：汽車齒輪由于受力較大,受沖擊較頻繁的原因常采用20CrMnTi鋼作為齒輪材料，20CrMnTi鋼具有較高的力學性能，經過淬火后表面硬度可達HRC58～62,心部硬度HRC30～45，以提高耐磨性和疲勞抗力。對某些合金調質鋼的高溫回火，要注意防止出現回火脆性，以保證鋼的使用性能。

    5、制齒：常采用插齒機或者滾齒機加工齒面，雖然調整維護方便，但如果大批量生產就會出現效率低的問題，之后隨著涂層技術的發(fā)展，滾刀、插刀刃磨后的再次涂鍍非常方便地進行，經過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和刃磨時間，效益顯著。高速高效齒輪加工機床如滾齒機、插齒機及磨齒機的高速化主要是指機床擁有高的刀具主軸轉速和高的工作臺轉速，它們是提高切削效率的主要指標。

　　齒輪的潤滑方式有哪些？

　　齒輪不同于普通的輪子，它是帶齒的，如果沒有潤滑油，齒輪在使用的過程中就會出現很嚴重的摩擦，可能使用不到多少時間，就會出現嚴重的問題。齒輪潤滑對于齒輪來說是十分重要的，只有選擇正確的潤滑方式才能保證齒輪的正常工作。

　　浸油潤滑

　　浸油潤滑只適用于低速齒輪箱。潤滑油的加注量直接影響著齒輪的工作結果。傳統(tǒng)機械滾齒機的滾刀主軸速度通常高為500r/min,工作臺轉速高為32r/min。通常浸沒在油中的齒輪分度圓周切向速度ν<10/s的臥式齒輪箱，齒輪浸沒油中的高度為1到2倍齒全高，錐齒輪的為齒寬高度，立式齒輪箱的浸沒油中的高度為齒寬的1到1/3。

　　精銑齒輪

　　當潤滑油黏度與浸沒油中的齒輪切向速度和本體溫度不協調時油將被離心力甩掉，輪齒進入嚙合時沒有足夠的潤滑油膜，齒面將處于邊界潤滑或干摩擦狀態(tài)，齒輪將發(fā)生振動，當齒面發(fā)生擦傷膠合時就會出現噪聲和雜音。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。因此潤滑油不僅要有合適的黏度而且還要具有不受外來剪切作用的影響，保持一定黏度，而且必須具有良好的黏附性能和與溫度變化的適應性，保證在齒面形成一定的潤滑油膜。

　　強制潤滑

　　強制潤滑是將潤滑劑以0.05到0.2MP的壓力噴入需要潤滑的部位，提供充足的供油量，及時地將嚙合產生的熱量帶走的潤滑方式。