齿轮
齿轮加工时出现齿轮变形的问题
关于齿轮热处理畸变的情况很复杂，是全部冷、热加工工序影响因素的综合反映。机械加工产生的残留应力，热处理过程的热应力、组织应力都会对变形产生一定的影响。而它们的影响因素较多，涉及原材料、工件结构形状设计、整个工艺过程、技术要求、机加工方法、加工条件、热处理工艺（加热、冷却）、工装等。各种钢力学性能随回火温度变化的曲线，又称为钢的回火曲线
磨齿齿轮厂
齿轮
齿轮加工时出现齿轮变形的问题
关于齿轮热处理畸变的情况很复杂，是全部冷、热加工工序影响因素的综合反映。机械加工产生的残留应力，热处理过程的热应力、组织应力都会对变形产生一定的影响。而它们的影响因素较多，涉及原材料、工件结构形状设计、整个工艺过程、技术要求、机加工方法、加工条件、热处理工艺（加热、冷却）、工装等。各种钢力学性能随回火温度变化的曲线，又称为钢的回火曲线，可以作为选择回火温度的依据。有时单从热处理方面采取措施来解决齿轮的变形有一定的困难，要从冷、热加工全过程的各种因素来考虑，具体情况具体分析，采取相应措施，排除或减弱。
齿轮作为机械传动装置中的主要零件，其应用十分广泛。塑料齿轮因其质量轻、成本低、惰性好等优点在很多领域已经逐步替代了金属齿轮。模具是影响塑料齿轮注射成形质量的关键因素，如何提高模具设计的质量与效率是齿轮模具行业面临的关键共性问题。同时，由于塑料齿轮在注射成形过程中会发生收缩，如何对模具的型腔进行修正，以保证齿轮的成形精度，更是模具设计中的难点。因此，本文对塑料齿轮注射模CAD系统进行了研究与开发。本文首先分析了渐开线齿轮齿廓的形成原理及其相关特性，结合注射成形塑料制品收缩的一般规律，对塑料齿轮注射模型腔修正规则进行了研究，提出了一种有效的齿轮型腔修正方法。然后本文对参数化建模技术进行了研究，采用关系表达式法建立了渐开线直齿圆柱齿轮和渐开线斜齿圆柱齿轮的参数化模板，通过人机交互实现了塑料齿轮的参数化建模，用户只需输入的齿轮的关键参数就可以自动创建相应类型的齿轮。因此，它已成为许多机械产品不可缺少的传动部件，也是机器中所占比重大的传动形式。基于上述基础，本文在UG NX平台上开发出一套塑料齿轮注射模CAD系统，包括型腔设计、模架/标准件设计、浇注系统设计、冷却系统的设计等。通过该系统的应用，用户不但可以有序的进行塑料齿轮注射模设计，还能自动获得型腔修正结果，极大的提高了模具设计的效率和质量，缩短了模具设计周期。
齿轮加工技术与装备的发展趋势分析
为适应齿轮加工行业对制造精度、生产效率、清洁生产、提高质量的要求，制齿机床及制齿技术出现了以下发展趋势。
1.数控化
由于通过将机床的各运动轴进行CNC控制及部分轴间进行联动后，具有以下优点：
（1）增加了机床的功能，如滚削小锥度及鼓形齿轮等变得极为简单。
（2）缩短了传动链，同时采用半闭环或全闭环控制后，通过数控补偿可以提高各轴的定位精度和重复定位精度，从而提高了机床的加工精度及Cp值，增加了机床的可靠性。
（3）换品种时由于省去了计算及换分齿挂轮及差动挂轮、进给及主轴换挡的时间，插齿机还省去了换斜导轨的时间，从而减少了辅助加工时间，增加了机床的柔性。
（4）由于机械结构变得简单了，可以设计得更有利于提高机床的刚性及把热变形降到底。
（5）各轴间没有机械联系，结构设计变得典型化，更利于实施模块化设计及制造。
2.高速
齿轮加工机床如滚齿机、插齿机及磨齿机的高速化主要是指机床拥有高的刀具主轴转速和高的工作台转速，它们是提高切削效率的主要指标。
传统机械滚齿机的滚刀主轴速度通常高为500r/min,工作台转速高为32r/min.随着齿轮加工刀具性能的提高，齿轮加工机床的高速、切削得到了飞速发展和成熟，齿轮滚齿切削速度由100m/min,发展到可达500~600m/min,切削进给速度由3~4mm/r发展到20mm/r,这使滚齿机主轴的高转速可达5500r/min,工作台高转速可达800r/min,机床部件移动速度也高达10m/min;大功率主轴系统使机床可运用直径和长度均较大的砂轮进行磨削，有利于增加砂轮寿命，也有利于操作者选择优的磨削参数来完成磨削加工。（5）各轴间没有机械联系，结构设计变得典型化，更利于实施模块化设计及制造。
加工是机床从各个方面采用了技术来得以保证：具有佳吸振效果的铸造床身；使机床具有佳热稳定性的集成冷却介质循环系统；正火是将大型齿轮铸件加热到一定温度，保温一定时间，然后出炉在空气中冷却的热处理工艺。切削区保护隔板大倾角及光滑设计使干式切削产生的切屑迅速有效排出；具有用预载的、无隙滚珠丝杆驱动的进给系统；具有损直线导轨或采用PLC控制的定量润滑铸铁导轨等。电主轴的应用使刀具主轴得到提高，而工作台转速的提高则是采用了斜齿轮副或力矩电动机。电主轴及力矩电动机具有回转精度高、无反向间隙和不用维修等优点。
齿轮加工和装配时啮合冲击性
一对齿轮加工完成时，齿轮在啮合过程中，由于轮齿受力后必将产生一定程度的弹性变形，故每当一只轮齿啮合上时，原来啮合的轮齿的载荷就会相对减少，它们就会立即向着载荷位置恢复变形，从而给齿轮体一个切向加速度，再加上原有啮合轮齿在受载下的弯曲变形和齿轮制造误差，使轮齿从啮入到啮出的整个过程中不能得到理论齿廓的平滑接触而发生碰撞，形成所谓的啮合冲击力，齿轮在这种激励作用下，也将激发起齿轮的圆周振动，径向振动，轴向振动，从而产生出噪声并通过空气及固体媒介传播出去，因而齿轮啮合过程中所产生的接线冲击力和啮合冲击力使一对传动齿轮产生的振动，称为辐射出噪声的主要原因。2、如果以上这些设计要求比较高，则齿轮精度也就要定得稍高一点，反之可以定得底一点。
在描述产生齿轮振动和噪声的机理时，可以把齿轮视为一个弹簧-质量块振动系统，把轮齿视为弹簧，而把齿轮提当作质量，节线冲击力和啮合冲击力可视为外力，从而导致齿轮产生圆周方向的振动，又通过轴系，轴承诱使齿轮产生径向和轴向振动，这三个方向的振动通过轴，轴承及轴承座传至齿轮箱，引起箱壁振动，甚至诱发整个装置产生振动，辐射到空气中成为齿轮箱噪声。当两个或者跟多个单向斜齿轮在同一轴上时，齿轮的齿向应作选择，以便产生小的轴向推力。
（作者： 来源：）
