齿轮
齿轮加工传动的四个精度要求
为了传递动力,我们需要使用齿轮。根据动力的传递方向不同需要选择不同种类的齿轮,所以请在理解了齿轮的使用方法后再选择适合其用途的齿轮。
齿轮加工的四个精度要求:
齿轮制造精度的高低直接影响到机器的工作性能、承载能力、噪声和使用寿命,因此根据齿轮的使用要求,对齿轮传动提出四个方面的精度要求。
①传动侧隙的合理
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齿轮
齿轮加工传动的四个精度要求
为了传递动力,我们需要使用齿轮。根据动力的传递方向不同需要选择不同种类的齿轮,所以请在理解了齿轮的使用方法后再选择适合其用途的齿轮。
齿轮加工的四个精度要求:
齿轮制造精度的高低直接影响到机器的工作性能、承载能力、噪声和使用寿命,因此根据齿轮的使用要求,对齿轮传动提出四个方面的精度要求。
①传动侧隙的合理性要求啮合轮齿的非工作齿面间留有一定的侧隙,方便于存储润滑油,补偿弹性变形和热变形及齿轮的制造安装误差。
②载荷分布的均匀性要求齿轮工作时齿面接触良好,并保证有一定的接触面积和符合要求的接触位置,以保证载荷分布均匀。不至于齿面应力集中,引起齿面 过早磨损,从而降低使用寿命。
③传递运动的平稳性即要求齿轮在一齿转角内的大转角误差在规定范围内。使齿轮副的瞬时传动比变化小,以保证传动的平稳性,减少振动、冲击和噪声。
④传递运动的准确性即要求齿轮在一转中的转角误差不超过一定范围。使齿轮副传动比变化小,以保证传递运动准确。
齿轮加工齿轮传动装置是由多个齿轮组成的传动机构,利用齿轮的啮合原理,将原动机的转速转换到所需要的转速,并得到相应扭矩。齿轮传动装置是机械装备的重要基础件,因此决定了它在通用机械装备领域中的性,而正本齿轮使用寿命长、结构紧凑;其安全、可靠、性价比优越的特点体现了这一点。③传递运动的平稳性即要求齿轮在一齿转角内的大转角误差在规定范围内。
齿轮加工生产的形式
齿轮生产的形式按照齿面按硬度可区分为硬齿面和软齿面两种:
1)硬齿面:齿面硬度HB>350。这种齿轮生产的承载能力高,在齿轮精切之后进行淬火、表面淬火或渗碳淬火,一般齿面硬度HRC45~65。但在热处理中,齿轮生产时不可避免地产生变形,因此在热处理之后须进行磨削、研磨或精切,以消除因变形产生的误差,提高齿轮的精度。齿轮可按齿形、齿轮外形、齿线形状、轮齿所在的表面和制造方法等分类。如果硬齿面齿轮精度不够,其承载能力往往不如软齿面的。经渗氮处理的齿面硬度HV≥600,抗胶合能力较高。由于渗氮时温度较低,齿轮的变形很小,可不再进行机械加工,但渗氮层较薄,适于制造小尺寸的齿轮,但不能承受冲击载荷或磨料磨损。
齿条分为斜齿齿条和直齿齿条两种,分别和斜齿圆柱齿轮和直齿圆柱齿轮两种齿轮相互配合使用,齿条的齿廓为直线而不是渐开线,相当于一个无穷大的圆柱齿轮一样。齿轮磨齿加工过程中所用的材料比较常见的是钢,而钢有调质钢、淬火钢、渗碳淬火钢和渗氮钢等类型。齿条加工的方法有很多种,每一种都是根据材料以及对齿条精度的要求不一样才选择正确的加工方式。
齿条加工的方式主要是有两种,针对一些精度比较高的、硬度非常大的齿条进行加工,包括对材料进行热处理、加工齿形等,采用的是两次线切割齿形以及两次齿形热处理的方式。在这其中次热处理是用来消除一下齿条材料的内应力,然后再进行次线切割齿形,齿形留2mm的余量就行;第二次采用热处理的方式使齿形的硬度能够达到使用的要求,再对齿条的两端进行堆焊铜层,在车线和消磨外圆之后,进行第二次线切割齿形,达到齿条与外圆同轴的水平。它是齿轮逐渐进行啮合并平稳的从一个齿到另一个齿传递运动,那样就使斜齿轮具有高速重载下平稳传递运动的能力。
齿条经过这两次热处理和两次线切割齿形的循环交替进行,使得制成的齿条既克服热处理后材料容易出现淬透性的问题,还能够达到硬度的要求,又保证了齿形的要求,同时又能够提高了齿形与外圆的同轴度。由于渗氮时温度较低,齿轮的变形很小,可不再进行机械加工,但渗氮层较薄,适于制造小尺寸的齿轮,但不能承受冲击载荷或磨料磨损。所以这种方法有很大的优势,就是在保证齿形整体的硬度能够达到要求的同时,使得齿形的精度又能够符合设计的要求,这样就大大提高了齿条的加工质量。
齿轮的模数是什么意思?
模数是齿轮的主要参数之一,模数大轮齿就粗大,同样齿数的两个齿轮,模数大的齿轮外圆就大。所以象手表里的齿轮其模数就很小,机械冲床上的飞轮兼传动的齿轮模数就大。铣齿采用盘形模数铣刀或指状铣刀铣齿属于成形法加工,铣刀刀齿截面形状与齿轮齿间形状相对应。两个相啮合的齿轮模数一定要相同。模数是齿轮设计的基本参数,很多齿轮设计的计算都要用到它。
分度圆直径除以齿数得的商叫做齿轮的模数。朴素地说,模数的大小就是齿的大小。 齿轮计算公式:
分度圆直径 d=mz m 模数 z 齿数
齿顶高为: ha=ha* m
齿根高为: hf=(ha*+c*)m
齿全高为: h=ha+hf=(z ha*+c*)m
ha*=1 c*=0.25
大齿轮的毛坯件主要是锻件、棒料或铸件,其中锻件使用较多。对毛坯件首行正火处理,改善其切削加工型,便于切削;然后进行粗加工,按照大齿轮设计要求,先将毛坯加工成大致形状,保留较多余量。再进行半精加工,车、滚、插齿,使大齿轮基本成型;之后对大齿轮进行热处理,改善大齿轮的力学性能,按照使用要求和所用材料的不同,有调质、渗碳淬火、齿面高频感应加热淬火等;然后对齿轮进行精加工,精修基准、精加工齿形。选择那种齿轮传动要根据设计要求,两种齿轮传动各有利弊,但有于硬齿面传动载荷大,使用寿命长,备广泛的应用。
1、正火:锻造毛坯之后部分工厂会选择正火,也有公司选择退火,正火和退火的目的都是为了使晶粒细化和碳化物分布均匀化,去除材料的内应力,但由于正火冷却速度比退火冷却速度稍快,因而正火组织要比退火组织更细一些,其机械性能也有所提高。大型齿轮加工正火的应用大型齿轮加工厂家平时经常遇到客户问大型齿轮需要经过什么热处理工艺,正火处理是大型齿轮热处理的一种,那么什么是正火处理呢。另外,正火炉外冷却不占用设备,生产率较高,因此生产中尽可能采用正火来代替退火。采用等温正火使产量稳定可靠。
2、粗车加工:粗加工齿轮外圆,端面,可选择普通车床和数控车床,由于粗车之后还有对工件进行热处理,所以一般会留有3-5毫米的余量,方便之后的精车加工到zhi定尺寸。
3、精车加工:精加工齿轮外圆,端面,将尺寸加工到图纸规定的尺寸要求,如后续还需要磨削,那么需留0.2-0.3毫米的余量,以方便磨削获得更高的精度要求。
4、调质热处理:由于大齿轮的工作条件不同,热处理出来的表面硬度也不同,但大齿轮经过淬火后的硬度一般都在HRC45以上,例如:汽车齿轮由于受力较大,受冲击较频繁的原因常采用20CrMnTi钢作为齿轮材料,20CrMnTi