齒輪

齒輪加工的齒形和模數(shù)的關(guān)系

“模數(shù)”是指相鄰兩輪齒同側(cè)齒廓間的齒距t與圓周率π的比值(m＝t/π)，以毫米為單位。模數(shù)是模數(shù)制輪齒的一個基本參數(shù)。模數(shù)越大，輪齒越高也越厚，如果齒輪的齒數(shù)一定，則輪的徑向尺寸也越大。模數(shù)系列標準是根據(jù)設(shè)計、制造和檢驗等要求制訂的。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。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。

對於錐齒輪，模數(shù)有大端模數(shù)me、平均模數(shù)mm和小端模數(shù)m1之分。對於刀具，則有相應(yīng)的刀具模數(shù)mo等。標準模數(shù)的應(yīng)用很廣。在公制的齒輪傳動、蝸桿傳動、同步齒形帶傳動和棘輪、齒輪聯(lián)軸器、花鍵等零件中，標準模數(shù)都是一項基本的參數(shù)。齒輪加工技術(shù)與裝備的發(fā)展趨勢分析為適應(yīng)齒輪加工行業(yè)對制造精度、生產(chǎn)效率、清潔生產(chǎn)、提高質(zhì)量的要求，制齒機床及制齒技術(shù)出現(xiàn)了以下發(fā)展趨勢。它對上述零件的設(shè)計、制造、維修等都起著基本參數(shù)的作用(見圓柱齒輪傳動、蝸桿傳動等)。

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。本文從齒輪制造在工業(yè)中重要意義出發(fā)，著重介紹了齒輪加工工藝、潤滑技術(shù)的新發(fā)展情況，以及齒輪加工用潤滑介質(zhì)的技術(shù)要求和選擇方法。

  眾所周知，齒輪傳動是近代機器中常見的一種機械傳動，是機械產(chǎn)品的重要基礎(chǔ)零部件。它與其他機械傳動形式（鏈傳動、帶傳動、液壓傳動等）傳動相比，具有功率范圍大、傳動、傳動準確、使用壽命長等特點。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(yīng)措施，排除或減弱。因此，它已成為許多機械產(chǎn)品不可缺少的傳動部件，也是機器中所占比重大的傳動形式。

  齒輪的設(shè)計與制造水平將直接影響到機械產(chǎn)品的性能和質(zhì)量，例如，在現(xiàn)代蓬勃的汽車工業(yè)中，通常每輛汽車中有18~30個齒部，齒輪的質(zhì)量直接影響汽車的噪聲、平穩(wěn)性及使用壽命。齒輪的加工技術(shù)和設(shè)備通常極大的影響了工業(yè)領(lǐng)域中所能達到的高制造水平，現(xiàn)代工業(yè)發(fā)達的先進如美國、德國和日本等也是齒輪加工技術(shù)和設(shè)備的制造強國。因此，齒輪在工業(yè)發(fā)展中的地位一直比較突出，被公認為是工業(yè)化的一種象征。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(zhuǎn)速高為32r/min。從這個角度來看，關(guān)注齒輪的先進加工技術(shù)和發(fā)展趨勢具有極其重要意義。

     近年來，齒輪磨削加工的周期逐步縮小，齒輪磨削加工的成本也隨之大幅降。有些產(chǎn)業(yè)對齒輪質(zhì)量的要求很高，而有的產(chǎn)業(yè)需要實現(xiàn)特殊的齒形，所以要經(jīng)過磨削來完成。例如，重卡車工業(yè)、航空工程以及用于發(fā)電、變電的減速器工業(yè)，都依靠磨削去做精齒輪加工。磨齒加工曾被認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。所以，齒輪磨削占據(jù)很大優(yōu)勢。

     對于汽車工業(yè)的齒輪，我們可以將剃齒加工后熱處理造成的變形控制在幾個微米；(4)齒頂高系數(shù)和頂隙系數(shù)—h*a、C*兩齒輪嚙合時，總是一個齒輪的齒頂進入另一個齒輪的齒根，為了防止熱膨脹頂死和具有儲成潤滑油的空間，要求齒根高大于齒頂高。另外，通過齒形和齒向的修正有助于補償變形。由于現(xiàn)代剃刀刃磨機的出現(xiàn)，如齒形、齒向兩個參數(shù)可快速簡單修形；批量生產(chǎn)的時候，剃齒加工比磨削的好處多許多，相比較而言，剃齒既能保證品質(zhì)，價格又合理。

    近年來制造的剃刀還沒顯示出緩慢增產(chǎn)的兆頭。與此同時，齒輪磨削機床生產(chǎn)數(shù)量也在不斷上升。齒輪加工工藝的飛速發(fā)展，齒輪機床所的操作快速，齒輪磨輪也有了迅速發(fā)展。這主要表現(xiàn)在陶瓷磨具、CBN砂輪、電鍍磨輪等方面。6、冷卻性好：這不只能夠帶走磨削區(qū)域的大量熱量，降低磨削區(qū)域溫度，避免工件shao傷和產(chǎn)生裂紋，并且能夠減少磨削區(qū)域的化學(xué)作用，改善切屑對砂輪的粘結(jié)現(xiàn)象。用上述磨具來進行齒輪磨削加工，使加工周期縮短，所以齒輪磨削就發(fā)展起來。

    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；低速重載的齒輪傳動，輪齒容易折斷，齒面易磨損，應(yīng)選擇機械強度大，齒面硬度高的材料。然后進行粗加工，按照大齒輪設(shè)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(xué)性能，按照使用要求和所用材料的不同，有調(diào)質(zhì)、滲碳淬火、齒面高頻感應(yīng)加熱淬火等；然后對齒輪進行精加工，精修基準、精加工齒形。

    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(nèi)應(yīng)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(shè)備，生產(chǎn)率較高，因此生產(chǎn)中盡可能采用正火來代替退火。2、檢查齒輪加工設(shè)備各手輪、手柄位置應(yīng)正確，且轉(zhuǎn)動輕快無阻滯。采用等溫正火使產(chǎn)品質(zhì)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(shù)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(diào)質(zhì)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(jīng)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(xué)性能，經(jīng)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。從這個角度來看，關(guān)注齒輪的先進加工技術(shù)和發(fā)展趨勢具有極其重要意義。

    5、制齒：常采用插齒機或者滾齒機加工齒面，雖然調(diào)整維護方便，但如果大批量生產(chǎn)就會出現(xiàn)效率低的問題，之后隨著涂層技術(shù)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，一般能提高百分之九十以上，有效地減少了換刀次數(shù)和刃磨時間，效益顯著。齒輪加工生產(chǎn)的形式齒輪生產(chǎn)的形式按照齒面按硬度可區(qū)分為硬齒面和軟齒面兩種：1）硬齒面：齒面硬度HB＞350。