轮齿廓修形机理
在一对齿的啮合过程中,由于参与啮合的齿轮对数变化引起了啮合刚度变化,在极短的时间内,啮合刚度急剧变化将引起严重的激振,为使啮合刚度变化比较和缓;为减小由于基节误差和受载变形所引起的啮入和啮出冲击;或为了改善齿面润滑状态防止胶合发生,而把原来的渐开线齿廓在齿顶或接近齿根圆角的部位修去一部分,使该处的齿廓不再是渐开线形状,这种措施或方法就是所谓的齿廓修形。国外企业越来越重视元素,
齿轮传动
轮齿廓修形机理
在一对齿的啮合过程中,由于参与啮合的齿轮对数变化引起了啮合刚度变化,在极短的时间内,啮合刚度急剧变化将引起严重的激振,为使啮合刚度变化比较和缓;为减小由于基节误差和受载变形所引起的啮入和啮出冲击;或为了改善齿面润滑状态防止胶合发生,而把原来的渐开线齿廓在齿顶或接近齿根圆角的部位修去一部分,使该处的齿廓不再是渐开线形状,这种措施或方法就是所谓的齿廓修形。国外企业越来越重视元素,未来将专门研发针对市场的产品。


经过齿顶、齿根修缘后在单对齿和双对齿啮合交替过程中,冲击载荷降低,使运转趋于平稳,减小了噪声和振动。
磨齿加工已开始大规模应用于齿轮加工中,如汽车、摩托车齿轮的制造,而且已达到普遍应用的程度。如果一个齿轮的齿向修形不能满足使用要求,可在两个齿轮上进行修正。磨齿是进行硬齿面齿形加工的工艺方法之一,加工精度高,但磨齿存在着设备昂贵、生产率低和调整困难等缺点。传统的研磨齿只能使齿面粗糙度有所好转,能少量修整齿形和齿向误差,对其他误差修整作用很小。因为研磨齿时,两轮处于自由啮合状态,滚滑量在整个齿面上不均匀,在节圆附近滑动小,在齿根、齿顶滑动大,因此研磨时间长会由于不均匀滑动而使齿形质量降低。齿轮齿数的选择要使两互研齿轮的精度同时提高,使两轮的齿数互研时有相同的概率。
变速器噪音主要是在齿轮啮合运转时产生的,由于不可避免的制造和安装误差、齿轮轮齿的弹性变形、扭转变形及热变形等因素,使齿轮在啮合过程中会产生冲击、振动和偏载,如仅仅考虑借助提高齿轮制造和安装精度来改善齿轮的运转质量,必然会增加齿轮的制造成本。而齿轮理论和制造工艺的发展将是进一步研究轮齿损伤的机理,这是建立可靠的强度计算方法的依据,是提高齿轮承载能力,延长齿轮寿命的理论基础。我厂是汽车变速器制造厂,主要生产东风五吨级变速器及三吨级变速器。我厂为提高产量,降低齿轮噪音,特别是带变速器进行了不断的探索和试验,对齿轮的修形方面做了大量工作,并通过对齿轮轮齿的齿顶和齿根的修缘,有效地改善了齿轮的啮合性能,使变速器齿轮的噪音有效的控制。随着现代机械工业的发展,齿轮修形的意义愈来愈受到广大学者和机械制造业的广泛关注与重视。
磨齿加工的发法与修复焊接
近年来,利用具有流动性的压力传递介质,致使薄壁套产生弹性变形对工件进行定位夹紧的液压胀套式夹具,在机加工及测量方面的应用正在日益增多。考虑实际偏载误差,特别是考虑热变形,则修整以后的齿面不一定总是鼓起的,而通常呈凹凸相连的曲面。这是因为这种根据液体静压力传递原理设计的夹具具有结构简单,定心准确,夹紧湿度均匀,使用方便以及节省辅助时间等优点。
一液胀夹具类型
磨齿加工夹头结构式夹具薄壁套内表面对工件进行定位与夹紧,适用于或软性金属薄壁零件环的加工。
在对薄壁形轴套磨削时,常用的弹簧胀套式心轴往往由于自身误差很大而满足不了加工要求。而通过夹具薄壁套外表面对工件定位夹紧的心轴式液压胀套却可以达到很高的定心精度。
二运用案例
液胀夹具广泛应用在齿轮行业(磨齿、剃齿、插齿等齿轮加工及检测)与刀具行业(滚刀、剃齿刀、铣刀等刀具加工及检测)。
1.齿轮加工工艺流程
根据不同结构要求,齿轮零件加工主要工艺流程采用的是锻造制坯→正火→精车加工→插齿→倒尖角→滚齿→剃齿→(焊接)→热处理→磨加工→对啮修整。
热后齿部一般不再加工,除了主减从齿或顾客要求磨齿的零件。
2.轴类工艺流程
输入轴:锻造制坯→正火→精车加工→搓齿→钻孔→插齿→倒尖角→滚齿→剃齿→热处理→磨加工→对啮修整。
输出轴:锻造制坯→正火→精车加工→搓齿滚齿→剃齿→热处理→磨加工→对啮修整。
3.具体工艺流程
(1)锻造制坯:热模锻是汽车齿轮件广泛使用的毛坯锻造工艺。以前较广泛采用的是热锻和冷挤压的毛坯,近年来,楔横轧技术在轴类加工上得到了大量推广。这项技术特别适合为比较复杂的阶梯轴类制坯,它不仅精度较高、后序加工余量小而且生产。
(2)正火:这一工艺的目的是获得适合后序齿轮切削加工的硬度和为终热处理做组织准备,以有效地减少热处理变形。齿轮直径增大后,热处理后由于工件容积效应,齿面从齿顶到齿根各部位硬度不均,硬度差达20HB。一般的正火由于受人员、设备和环境的影响比较大,使得工件冷却速度和冷却的均匀性难以控制,造成硬度散差大,金相组织不均匀,直接影响机加工和终热处理;使得热变形大而无规律,零件质量无法控制,对刀具的磨损也较大,尤其对搓齿这种受力大的工序更是明显。为此,采用等温正火工艺。实践证明,采用这种等温正火有效地改变了一般正火的弊端,产量稳定可靠。


随着工业发展水平不断提高,定制的大批量生产齿轮很多都使用非标的模数,使其意义被弱化。
如果齿轮的齿数一定,模、端面模数ms与轴向模数mx的区别,它们都是以各自的齿距(法向齿距、端面齿距与轴向齿距)与圆周率的比值,也都以毫米为单位。这意味着进出口格局将产生新的变化,更多的国际产品将进入与国产直接竞争。对於锥齿轮,模数有大端模数me、平均模数mm和小端模数m1之分。对于刀具,则有相应的刀具模数mo等。标准模数的应用很广。在公制的数越大则轮的径向尺寸也越大。模数系列标准是根据设计、制造和检验等要求制订的。对於具有非直齿的齿轮,模数有法向模数mn齿轮传动、蜗杆传动、同步齿形带传动和棘轮、齿轮联轴器、花键等零件中,标准模数都是一项基本的参数。它对上述零件的设计、制造、维修等都起着基本参数的作用(见圆柱齿轮传动、蜗杆传动等)。
平面啮合齿轮极轴与两轮的中心连线正好重合
现提出一种环形渐开面球形齿轮机构,从根本上解决了球形齿轮传动存在的两大难题。球形齿轮组成的机构中,极轴通过球心且垂直于齿环平面的一条直线,它又是加工球形齿轮时的旋转轴。
齿廓形成:平面啮合齿轮极轴与两轮的中心连线正好重合,将一对平面齿轮绕极轴旋转360度,便得到一对球形齿轮。平面齿轮中有关的圆,全都演变成为球。若将齿轮分别安装在一组二白由度的万向框架上,保持齿轮作运动,就可实现对节球作纯滚运动。
当发生线在基圆上作纯滚动,并随基圆平面一起绕极轴作回转运动时潜孔钻,发生线任一点的轨迹便形成了球形齿轮的齿廓曲面,基圆上所有点的轨迹的集合称为基球。显然,在过极轴的任意剖面内的齿廓曲线均为渐开线,所有渐开线的集合构成一个环状面。
小模数螺旋锥齿轮的加工方法与加工机床的选用
在传递两相交轴的锥齿轮传动中,螺旋锥齿轮具有重合较大、传动平稳、对安装误差的敏感性小、在高速传动中噪声较小等优点,因此在工程中应用较为广泛。在国内,如秦川发展股份有限公司的YK75100型成型砂轮磨齿机,配以成都工具研究所的CEP1000型上置式齿轮测量系统,已成功尝试了开环式在机测量(实测数据的反馈与控制还需人工完成)。当前小模数螺旋锥齿轮的齿轮加工中,应用较为广泛的是格里森齿制和奥利康齿制。格里森齿制为双面圆弧收缩齿,采用单齿分度法加工;奥利康齿制为延伸外摆线等高齿,采用连续分度法加工。随着工业缝纫机、电动工具、园林机械行业的不断发展,小模数螺旋锥齿轮的应用和需求逐年增加。
螺旋锥齿轮加工是