輪齒廓修形機理

在一對齒的嚙合過程中，由于參與嚙合的齒輪對數(shù)變化引起了嚙合剛度變化，在極短的時間內，嚙合剛度急劇變化將引起嚴重的激振，為使嚙合剛度變化比較和緩；為減小由于基節(jié)誤差和受載變形所引起的嚙入和嚙出沖擊；或為了改善齒面潤滑狀態(tài)防止膠合發(fā)生，而把原來的漸開線齒廓在齒頂或接近齒根圓角的部位修去一部分，使該處的齒廓不再是漸開線形狀，這種措施或方法就是所謂的齒廓修形。對於具有非直齒的齒輪，模數(shù)有法向模數(shù)mn、端面模數(shù)ms與軸向模數(shù)mx的區(qū)別，它們都是以各自的齒距(法向齒距、端面齒距與軸向齒距)與圓周率的比值，也都以毫米為單位。

經過齒頂、齒根修緣后在單對齒和雙對齒嚙合交替過程中，沖擊載荷降低，使運轉趨于平穩(wěn)，減小了噪聲和振動。

磨齒加工已開始大規(guī)模應用于齒輪加工中，如汽車、摩托車齒輪的制造，而且已達到普遍應用的程度。磨齒是進行硬齒面齒形加工的工藝方法之一，加工精度高，但磨齒存在著設備昂貴、生產率低和調整困難等缺點。加工時，砂輪除了作旋轉的主運動B1外，還作縱向直線運動A2，以便磨出整個齒寬。傳統(tǒng)的研磨齒只能使齒面粗糙度有所好轉，能少量修整齒形和齒向誤差，對其他誤差修整作用很小。因為研磨齒時，兩輪處于自由嚙合狀態(tài)，滾滑量在整個齒面上不均勻，在節(jié)圓附近滑動小，在齒根、齒頂滑動大，因此研磨時間長會由于不均勻滑動而使齒形質量降低。齒輪齒數(shù)的選擇要使兩互研齒輪的精度同時提高，使兩輪的齒數(shù)互研時有相同的概率。

變速器噪音主要是在齒輪嚙合運轉時產生的，由于不可避免的制造和安裝誤差、齒輪輪齒的彈性變形、扭轉變形及熱變形等因素，使齒輪在嚙合過程中會產生沖擊、振動和偏載，如僅僅考慮借助提高齒輪制造和安裝精度來改善齒輪的運轉質量，必然會增加齒輪的制造成本。齒輪零件加工主要工藝流程采用的是鍛造制坯→正火→精車加工→插齒→倒尖角→滾齒→剃齒→（焊接）→熱處理→磨加工→對嚙修整。我廠是汽車變速器專業(yè)制造廠，主要生產東風五噸級變速器及三噸級變速器。我廠為提高產品質量，降低齒輪噪音，特別是帶變速器進行了不斷的探索和試驗，對齒輪的修形方面做了大量工作，并通過對齒輪輪齒的齒頂和齒根的修緣，有效地改善了齒輪的嚙合性能，使變速器齒輪的噪音有效的控制。隨著現(xiàn)代機械工業(yè)的發(fā)展，齒輪修形的意義愈來愈受到廣大學者和機械制造業(yè)的廣泛關注與重視。

磨齒加工廠家?guī)懔私饽X工藝

磨齒通常作為齒輪硬齒面精加工的后一道工序，以糾正齒輪磨前的各項誤差，獲得高的齒輪精度。主要的齒輪磨削加工分為展成磨合成型磨兩大類，展成法磨削又分為大平面砂輪磨齒，錐面砂輪磨齒，雙碟面砂輪磨齒和蝸桿砂輪磨齒等。

為了提高齒輪的承載能力和噪聲性能，齒輪通常在熱后進行精加工。磨齒工藝作為熱后精加工的一種形式，由于加工，已取代中小型齒輪批量生產中其它的研齒工藝。

盡管這一工藝在工業(yè)上得到了廣泛的應用，但僅有少數(shù)幾種科學分析方法存在。雖然嚙合結束后恢復原狀，但嚙合時的變形會發(fā)生基節(jié)誤差那樣的影響，使下一對齒的齒頂和齒根發(fā)生干涉，能產生很大的沖擊而引起嚙合噪音?；诳茖W的齒輪磨削分析需要大量的試驗和時間，其中一個原因是刀具與齒面之間復雜的接觸條件改變了在磨削過程中齒面的連續(xù)性。這使得其他磨削工藝的現(xiàn)有知識在齒輪的展成中的應用變得更加復雜。復雜的接觸條件導致了用于機床設計、控制工程和工藝設計的較高的工藝動力學過程，這是一個較大的挑戰(zhàn)。

齒輪滾齒和齒輪磨齒是基于相同的運動學原理。通過增加法向截面的數(shù)目，可以得到近似連續(xù)磨削蝸桿通過比較模擬的關鍵數(shù)值和解析的計算值，通過所需的截面數(shù)，可以確定其他參數(shù)的為模擬磨削數(shù)值。這個數(shù)值依賴于工件和刀具的幾何形狀。

齒根部分的切屑體積比齒頂附近更大。這種不均勻的刀具輪廓磨損會由于不同的刀具局部負荷，導致工件的輪廓偏差。

在齒輪磨削過程中，蝸桿與齒輪之間的接觸條件是復雜的，一方面是侵徹的不斷變化，另一方面是接觸次數(shù)的變化。齒輪與刀具之間的接觸點在一次刀具旋轉過程中是可變的。

磨齒是齒形加工中精度的一種方法。適用于淬硬齒輪的精加工，其加工精度可達到4～6級，3級，齒面粗糙度值Ra為0.8～0.2um。傳統(tǒng)的研磨齒只能使齒面粗糙度有所好轉，能少量修整齒形和齒向誤差，對其他誤差修整作用很小。磨齒對磨前齒輪誤差或熱處理變形有較強的修正能力，故多用于的硬齒面齒輪、插齒刀和剃齒刀等的精加工，但生產率低，機床結構復雜，調整困難，加工成本高。

磨齒方法有仿形法和展成法兩大類。生產中常用展成法。展成法可分為錐面砂輪磨齒、蝶形砂輪磨齒、蝸桿砂輪磨齒等。

齒廓修形是相對于標準齒廓所進行的微量修整

冶金齒輪箱的種類與應用非常廣泛，主要通過齒輪間的嚙合與傳動作用來實現(xiàn)加速、減速、改變傳動方向、改變轉動力矩或分配動力，以滿足各種冶金設備動力傳動的需求。冶金齒輪箱不僅用于各種主機設備，如棒線材、型材或板材的粗扎、精軋和立輥等主傳動齒輪箱，而且也用于眾多輔機設備傳動系統(tǒng)，如飛剪、卷取機、穿孔機、縱切機以及輸送滾道等。這些變形將會使輪齒的螺旋線發(fā)生畸變，導致輪齒沿一端接觸，造成載荷分布不均勻，出現(xiàn)偏載現(xiàn)象。作為關鍵的冶金設備之一，修形齒輪冶金齒輪箱能否穩(wěn)定可靠地運行關系到整條生產線能否正常工作，一旦其出現(xiàn)故障將導致嚴重后果。冶金齒輪箱通常處于重負載、沖擊載荷、高或低轉速、高溫或高污染等苛刻運行環(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，冶金齒輪箱對配用的軸承提出了更為嚴格的要求。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

齒廓修形是相對于標準齒廓所進行的微量修整，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：有意識的修削齒頂?shù)凝X形，當齒輪齒面受外力產生變形時，可以避免對與之嚙合的齒輪產生干涉，減輕輪齒的沖擊振動和噪聲，減小動載荷，改善齒面的潤滑狀態(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度削弱。因此使用的情況較修緣少，采用磨削工藝修形時，有時為提高工效會以小齒輪修根代替配對大齒輪修緣；

③挖根：經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力的有利作用，齒根部不應磨削，為此在切制時可進行挖根。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力集中。