齒輪

齒輪加工時出現(xiàn)齒輪變形的問題

關于齒輪熱處理畸變的情況很復雜，是全部冷、熱加工工序影響因素的綜合反映。機械加工產(chǎn)生的殘留應力，熱處理過程的熱應力、組織應力都會對變形產(chǎn)生一定的影響。而它們的影響因素較多，涉及原材料、工件結構形狀設計、整個工藝過程、技術要求、機加工方法、加工條件、熱處理工藝（加熱、冷卻）、工裝等。因為45鋼淬透性差整體淬火后材料變脆，變形也大，所以一般采用齒面表面淬火，硬度可達HRC52-58。有時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，采取相應措施，排除或減弱。

齒輪作為機械傳動裝置中的主要零件，其應用十分廣泛。塑料齒輪因其質(zhì)量輕、成本低、惰性好等優(yōu)點在很多領域已經(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)量的關鍵因素，如何提高模具設計的質(zhì)量與效率是齒輪模具行業(yè)面臨的關鍵共性問題。同時，由于塑料齒輪在注射成形過程中會發(fā)生收縮，如何對模具的型腔進行修正，以保證齒輪的成形精度，更是模具設計中的難點。因此，本文對塑料齒輪注射模CAD系統(tǒng)進行了研究與開發(fā)。本文首先分析了漸開線齒輪齒廓的形成原理及其相關特性，結合注射成形塑料制品收縮的一般規(guī)律，對塑料齒輪注射模型腔修正規(guī)則進行了研究，提出了一種快速有效的齒輪型腔修正方法。然后本文對參數(shù)化建模技術進行了研究，采用關系表達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，通過人機交互實現(xiàn)了塑料齒輪的參數(shù)化建模，用戶只需輸入的齒輪的關鍵參數(shù)就可以自動創(chuàng)建相應類型的齒輪。(一)高精度齒輪加工工藝路線高精度齒輪，材料為40Cr，精度為6-5-5級，其工藝路線見表9-7?；谏鲜龌A，本文在UG NX平臺上開發(fā)出一套塑料齒輪注射模CAD系統(tǒng)，包括型腔設計、模架/標準件設計、澆注系統(tǒng)設計、冷卻系統(tǒng)的設計等。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。

　　我們通常所說的調(diào)質(zhì)指的是淬火和高溫回火的綜合熱處理工藝，調(diào)質(zhì)可以使鋼的性能，材質(zhì)得到很大程度的調(diào)整，具有良好的綜合機械性能，調(diào)質(zhì)處理后得到回火索氏體。我們在調(diào)質(zhì)大齒輪的時候容易產(chǎn)生心部組織不良及淬裂的現(xiàn)象，調(diào)質(zhì)大齒輪時有些問題我們需要格外注意。另外，齒輪還可按其外形分為圓柱齒輪、錐齒輪、非圓齒輪、齒條、蝸桿蝸輪。

　　1.淬火時，加熱溫度依鋼的成分而定，淬火介質(zhì)則根據(jù)鋼淬透性和鋼件尺寸選擇。鋼淬火后內(nèi)應力大，很脆，要進行回火，以便消除應力，增加韌性，調(diào)整強度。為了防止淬裂，我們應該采取減小淬火應力的措施。淬火介質(zhì)盡量選用水淬。

　　2.對某些合金調(diào)質(zhì)鋼的高溫回火，要注意防止出現(xiàn)回火脆性，以保證鋼的使用性能?；鼗鹗鞘拐{(diào)質(zhì)鋼力學性能定型化的重要工序。各種鋼力學性能隨回火溫度變化的曲線，又稱為鋼的回火曲線，可以作為選擇回火溫度的依據(jù)。簡述齒輪加工工藝齒輪，被公認為是工業(yè)化的一種象征，齒輪制造水平直接影響到機械產(chǎn)品的性能和質(zhì)量。對回火脆性min感的齒輪材質(zhì)，回火時要油冷并且增加一次消除應力的回火。

　　齒輪加工工藝流程？

　　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，楔橫軋技術在軸類加工上得到了 大范圍推廣。這項技術特別適合為比較復雜的階梯軸類制坯，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終熱處理做組織準備，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 削加工和終熱處理，使得熱變形大而無規(guī)律，零件質(zhì)量無法控制。為此，采用等溫正火工藝。然后本文對參數(shù)化建模技術進行了研究，采用關系表達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，通過人機交互實現(xiàn)了塑料齒輪的參數(shù)化建模，用戶只需輸入的齒輪的關鍵參數(shù)就可以自動創(chuàng)建相應類型的齒輪。實 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。

　　車削加工

　　為了滿足齒輪加工的定位要求，齒坯的加工全部采用數(shù)控車床，使用機械夾緊不重磨車 刀，實現(xiàn)了在一次裝夾下孔徑、端面及外徑加工同步完成，既保證了內(nèi)孔與端面的垂直度要求，又 保證了大批量齒坯生產(chǎn)的尺寸離散小。從而提高了齒坯精度，確保了后序齒輪的加工質(zhì)量。另外， 數(shù)控車床加工的率還大大減少了設備數(shù)量，經(jīng)濟性好。（2）空間齒輪傳動的類型：空間齒輪傳動是用于兩相交軸或兩交錯軸之間的傳動，常見的類型有圓錐齒輪傳動、交錯軸斜齒輪（螺旋齒輪）傳動等。

　　滾齒插齒

　　加工齒部所用設備仍大量采用普通滾齒機和插齒機，雖然調(diào)整維護方便，但生產(chǎn)效率較低，若 完成較大產(chǎn)能多機同時生產(chǎn)。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(jīng)過涂鍍的刀具能夠明顯地提高使用壽命，一般能提高90%以上，有效地減少了換刀次數(shù)和刃 磨時間，效益顯著。齒輪加工的精度是按以下方法計算的：1、齒輪精度主要是控制齒輪在運轉時齒輪之間傳遞的精度。

　　剃齒

　　徑向剃齒技術以其，設計齒形、齒向的修形要求易于實現(xiàn)等優(yōu)勢被廣泛應用于大批量汽 車齒輪生產(chǎn)中。

　　熱處理

　　汽車齒輪要求滲碳淬火，以保證其良好的力學性能。對于熱后不再進行磨齒加工的產(chǎn)品，穩(wěn)定 可靠的熱處理設備是必不可少的。

　　磨削加工

　　主要是對經(jīng)過熱處理的齒輪內(nèi)孔、端面、軸的外徑等部分進行精加工，以提高尺寸精度和減小 形位公差。

　　預防齒輪噪音的產(chǎn)生，你可以這樣做！

　　1.載荷

　　針對載荷主要是依舊齒輪的承受的生產(chǎn)重量而言，因此，在對相應生產(chǎn)產(chǎn)品進行齒輪選擇時，要依舊產(chǎn)品所能承受的生產(chǎn)重量而定，即根據(jù)不同產(chǎn)品所重量對齒輪進行適當?shù)恼{(diào)換，避免部分齒輪傳動過程中不能承受相應的重量產(chǎn)生噪音。

　　精銑齒輪

　　2.振動的頻率

　　部分齒輪之間由于摩擦大，速度快，造成振動速度過快而產(chǎn)生噪音，在對齒輪進行設計中，應當注意齒輪的運動速度，即在一定時間內(nèi)規(guī)定其應當運行的周數(shù)，而不是任其過快轉動。

　　3.齒輪摩擦

　　正如上面說到的，齒輪之間摩擦過大，振動過大，相應產(chǎn)生的噪音也會很大，為減少齒輪之間的摩擦，在選擇齒輪時盡量應當選擇外表平滑的齒輪，切記不能選擇外表粗糙，摩擦力大的齒輪，此外，也可以在齒輪中注入潤滑劑，提升齒輪件的有效運轉。

　　4.軸承運動

　　不僅要求設計這對齒輪軸承的設計，也包括了檢驗者對齒輪軸承周數(shù)的監(jiān)管，要求，設計者對設計的試論軸承保證期能夠承受齒輪傳動中應該能承受的額誤差，以及設計齒輪中出的可能存在一定合理范圍內(nèi)的設計缺陷。