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(lái)。齒輪傳動(dòng)為了實(shí)現(xiàn)降低振動(dòng)噪聲、避免干涉、改善載荷分布、減少應(yīng)力集中等目的，通常要對(duì)齒輪進(jìn)行修形，包括齒廓修形和齒向修形。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(lái)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(lái)，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。大勢(shì)所趨截止到2012年底，齒輪行業(yè)年銷售收入約1600億元，生產(chǎn)企業(yè)1000余家，規(guī)模以上企業(yè)約400余家，從業(yè)人員約30萬(wàn)人，是基礎(chǔ)零部件行業(yè)規(guī)模大的分行業(yè)。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(wú)規(guī)律，零件質(zhì)量無(wú)法控制。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。

磨齒能較好地提高齒輪輪齒的幾何精度

剃齒的修形要剃齒能對(duì)輪齒進(jìn)行修形，就必須針對(duì)齒輪的嚙合狀態(tài)和熱處理變形情況設(shè)計(jì)齒形和齒向。但實(shí)際中的齒輪副均為彈性體，在一定嚙合力作用下會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的彈性變形，使處于嚙合線位置的主動(dòng)輪和被動(dòng)輪基節(jié)出現(xiàn)變化，不再相等。設(shè)計(jì)齒形是以漸開線為基礎(chǔ)并考慮制造誤差和彈性變形對(duì)噪聲、動(dòng)載荷等因素的影響加以修正的齒形。設(shè)計(jì)齒向是要求實(shí)際螺旋角與理論螺旋角有適當(dāng)?shù)脑什?，或使齒向?yàn)椴槐M相同的螺旋角以補(bǔ)償輪齒在全齒寬范圍內(nèi)多種原因造成的螺旋角畸變的齒向，從而實(shí)現(xiàn)齒寬均勻受載，提高輪齒承載能力以及降低嚙合噪音。

修形齒輪的修形眾所周知，一對(duì)齒輪嚙合時(shí)，從開始嚙合到脫離嚙合狀態(tài)，載荷是變化的，特別是輪齒工作的中部是對(duì)輪齒交替工作，工作不平穩(wěn)，因此有必要對(duì)輪齒進(jìn)行齒形修形，通過(guò)對(duì)齒頂、齒根的修緣，使輪齒的嚙合從修緣區(qū)平滑地過(guò)渡到理論的漸開線的齒形區(qū)，從而提高嚙合質(zhì)量。對(duì)由于齒輪制造、輪齒受載后產(chǎn)生的彈性變形及高速運(yùn)轉(zhuǎn)熱變形的綜合結(jié)果產(chǎn)生的齒距和齒形誤差的修整稱為齒形修形，對(duì)所產(chǎn)生的螺旋線誤差的修整稱為齒向修形。

修形的一般方法計(jì)算出齒輪的端面重合度通常說(shuō)來(lái)，齒輪輪齒修形后其重合度不應(yīng)小于，以保證齒輪嚙合的平穩(wěn)性，如果僅有一對(duì)輪齒嚙合時(shí)即重合度，就不應(yīng)進(jìn)行修緣，這是因?yàn)樵趩锡X嚙合狀態(tài)，對(duì)漸開線的偏離只會(huì)助長(zhǎng)振動(dòng)的發(fā)生。齒輪減速機(jī)的齒圈徑向跳動(dòng)是指在齒輪一轉(zhuǎn)范圍內(nèi)，測(cè)頭在齒槽內(nèi)或輪齒上，與齒高中部雙面接觸，測(cè)頭相對(duì)于輪齒軸線的變動(dòng)量。如當(dāng)重合度接近時(shí)，修緣末端可接近節(jié)圓位置，因此須計(jì)算出齒輪的端面重合度，并根據(jù)重合度大小來(lái)確定自己的設(shè)計(jì)齒形。

剃齒的原理及特點(diǎn):目前，國(guó)內(nèi)的汽車齒輪加工一般采用以下兩種工藝：滾磨和滾剃珩工藝。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(wú)側(cè)隙的嚙合時(shí)，在齒面上產(chǎn)生相對(duì)滑動(dòng)的原理。雖然磨齒能較好地提高齒輪輪齒的幾何精度，但其降低噪音的效果不很理想，且投資大、生產(chǎn)效率低。而剃齒具有成本低、、修整方便等特點(diǎn)，因此目前許多廠家仍采用剃齒工藝，我廠考慮生產(chǎn)的實(shí)際狀況，絕大多數(shù)齒輪也仍采用剃齒。主要是根據(jù)交錯(cuò)軸斜齒輪副作無(wú)側(cè)隙嚙合時(shí)在齒面上會(huì)產(chǎn)生相對(duì)滑動(dòng)這一原理。

行星齒輪系統(tǒng)的傳動(dòng)有雙自由度的特性

為了準(zhǔn)確地傳遞動(dòng)力并保證齒輪運(yùn)轉(zhuǎn)協(xié)調(diào)，要求主、被動(dòng)齒輪在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中的轉(zhuǎn)角要準(zhǔn)確，也就是齒輪轉(zhuǎn)一周的實(shí)際轉(zhuǎn)角與理論轉(zhuǎn)角的誤差應(yīng)在要求的精度之內(nèi)，該精度稱為齒輪的運(yùn)動(dòng)精度。齒輪修形包括齒廓修形和齒向修形，本文將對(duì)齒輪修行的基本原理以及應(yīng)用情況進(jìn)行介紹。齒輪在嚙合運(yùn)轉(zhuǎn)的傳動(dòng)瞬間會(huì)產(chǎn)生附加動(dòng)載荷，并發(fā)生沖擊和噪聲。評(píng)定齒輪傳動(dòng)瞬間變化的指標(biāo)稱為工作平穩(wěn)性。齒面接觸區(qū)的位置、形狀及大小對(duì)齒輪能否正常傳遞載荷、是否平穩(wěn)、有無(wú)噪聲等影響極大，齒面的這種精度稱為接觸精度。兩齒輪嚙合齒非工作齒面的間隙稱為齒側(cè)間隙，或者說(shuō)一個(gè)齒輪在相配齒輪不動(dòng)的條件下的轉(zhuǎn)動(dòng)量(空量)稱為齒輪嚙合齒隙。

傳動(dòng)齒輪，尤其是圓錐齒輪，其運(yùn)動(dòng)精度、接觸精度、嚙合齒隙及齒輪工作的平穩(wěn)性等，是評(píng)定一對(duì)齒輪運(yùn)轉(zhuǎn)是否可靠和能否發(fā)揮性能的主要指標(biāo)，也是齒輪使用壽命的主要依據(jù)。較小的壓力角由于齒輪接觸角和橫向重疊比都比較大，因此運(yùn)轉(zhuǎn)噪聲小、精度高。以.上各精度中的任何一種達(dá)不到時(shí)，就可能使嚙合齒輪的工作面受到損傷或破壞，齒面出現(xiàn)點(diǎn)蝕、剝落、燒蝕，甚至輪齒折斷等。

所有的行星輪一般固定在一個(gè)行星架上。行星齒輪系統(tǒng)的傳動(dòng)有雙自由度的特性，即在三個(gè)傳動(dòng)部件中，固定任意一個(gè)部件，另外兩個(gè)就可傳動(dòng)。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)。在電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)中，常常固定齒圈，太陽(yáng)輪與電機(jī)主軸相聯(lián)，行星架與蝸桿相聯(lián)。這樣，在電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，太陽(yáng)輪會(huì)驅(qū)動(dòng)行星輪帶著行星架圍繞太陽(yáng)輪旋轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)蝸桿轉(zhuǎn)動(dòng)，輸出動(dòng)力。行星齒輪傳動(dòng)的特性：行星齒輪傳動(dòng)相對(duì)蝸輪蝸桿傳動(dòng)有許多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，恰好彌補(bǔ)克服上述蝸輪蝸桿傳動(dòng)的缺點(diǎn)：1）機(jī)構(gòu)緊湊：占用空間小，無(wú)軸向力。2）工作平穩(wěn)：震蕩及噪音小。3）滑動(dòng)摩擦?。耗Σ翐p耗小，傳動(dòng)。

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(lái)，楔橫軋技術(shù)在軸類加工上得到了大范圍推廣。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)。

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(jī)械夾緊不重磨車刀，實(shí)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。單齒分度展成法編輯單齒分度展成法這類磨齒方法根據(jù)砂輪形狀可采用錐形砂輪磨齒機(jī)、碟形砂輪磨齒機(jī)等。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(shè)備數(shù)量，經(jīng)濟(jì)性好。