制造齿轮常用的钢有调质钢、淬火钢、渗碳淬火钢和渗氮钢。铸钢的强度比锻钢稍低
软齿面的齿轮承载能力较低,但制造比较容易,跑合性好, 多用于传动尺寸和重量无严格限制,以及小量生产的一般机械中。因为配对的齿轮中,小轮负担较重,因此为使大小齿轮工作寿命大致相等,小轮齿面硬度一般要比大轮的高。
硬齿面齿轮的承载能力高,它是在齿轮精切之后 ,再进行淬火、表面淬火或渗碳淬火处理,以提高硬度。但在热处理中
齿轮加工
制造齿轮常用的钢有调质钢、淬火钢、渗碳淬火钢和渗氮钢。铸钢的强度比锻钢稍低
软齿面的齿轮承载能力较低,但制造比较容易,跑合性好, 多用于传动尺寸和重量无严格限制,以及小量生产的一般机械中。因为配对的齿轮中,小轮负担较重,因此为使大小齿轮工作寿命大致相等,小轮齿面硬度一般要比大轮的高。
硬齿面齿轮的承载能力高,它是在齿轮精切之后 ,再进行淬火、表面淬火或渗碳淬火处理,以提高硬度。但在热处理中,齿轮不可避免地会产生变形,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。
材料
制造齿轮常用的钢有调质钢、淬火钢、渗碳淬火钢和渗氮钢。铸钢的强度比锻钢稍低,常用于尺寸较大的齿轮;灰铸铁的机械性能较差,可用于轻载的开式齿轮传动中;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。球墨铸铁可部分地代替钢制造齿轮 ;塑料齿轮多用于轻载和要求噪声低的地方,与其配对的齿轮一般用导热性好的钢齿轮。
未来齿轮正向重载、高速、和


等方向发展,并力求尺寸小、重量轻、寿命长和经济可靠。
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;发展以圆弧齿廓为代表的新齿形;将从源头上打破产业之间壁垒,以行业需求为导向成为产业之间融合发展的新趋势。研究新型的齿轮材料和制造齿轮的新工艺; 研究齿轮的弹性变形、制造和安装误差以及温度场的分布,进行轮齿修形,以改善齿轮运转的平稳性,并在满载时增大轮齿的接触面积,从而提高齿轮的承载能力。
摩擦、润滑理论和润滑技术是 齿轮研究中的基础性工作,研究弹性流体动压润滑理论,推广采用合成润滑油和在油中适当地加入极压添加剂,不仅可提高齿面的承载能力,而且也能提高传动效率。
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;20CrMnMo不同材料对应齿面硬度:45钢-HRC45(中频表淬)42CrMo-HRC50(中频表淬)20CrMnMo-HRC58-60(渗碳淬火)。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。


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。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。复杂的接触条件导致了用于机床设计、控制工程和工艺设计的较高的工艺动力学过程,这是一个较大的挑战。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。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。齿廓修形原理齿轮啮合传动过程中主、被动齿轮的基节处处相等,从理论上讲,渐开线刚性齿轮是完全能够实现上述目标的。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。
行星齿轮系统的传动有双自由度的特性
为了准确地传递动力并保证齿轮运转协调,要求主、被动齿轮在转动过程中的转角要准确,也就是齿轮转一周的实际转角与理论转角的误差应在要求的精度之内,该精度称为齿轮的运动精度。齿轮在啮合运转的传动瞬间会产生附加动载荷,并发生冲击和噪声。评定齿轮传动瞬间变化的指标称为工作平稳性。齿面接触区的位置、形状及大小对齿轮能否正常传递载荷、是否平稳、有无噪声等影响极大,齿面的这种精度称为接触精度。主要用于消除热处理后的变形和提高齿轮精度,磨削后齿的精度可达6~3级(JB179-83)或更高。两齿轮啮合齿非工作齿面的间隙称为齿侧间隙,或者说一个齿轮在相配齿轮不动的条件下的转动量(空量)称为齿轮啮合齿隙。



传动齿轮,尤其是圆锥齿轮,其运动精度、接触精度、啮合齿隙及齿轮工作的平稳性等,是评定一对齿轮运转是否可靠和能否发挥性能的主要指标,也是齿轮使用寿命的主要依据。以.上各精度中的任何一种达不到时,就可能使啮合齿轮的工作面受到损伤或破坏,齿面出现点蚀、剥落、烧蚀,甚至轮齿折断等。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。
所有的行星轮一般固定在一个行星架上。行星齿轮系统的传动有双自由度的特性,即在三个传动部件中,固定任意一个部件,另外两个就可传动。在电动执行机构中,常常固定齿圈,太阳轮与电机主轴相联,行星架与蜗杆相联。这样,在电机转动时,太阳轮会驱动行星轮带着行星架围绕太阳轮旋转,从而带动蜗杆转动,输出动力。行星齿轮传动的特性:行星齿轮传动相对蜗轮蜗杆传动有许多的优点,恰好弥补克服上述蜗轮蜗杆传动的缺点:1)机构紧凑:占用空间小,无轴向力。根据动瞬心线法形成共轭齿廓的原理,当直线齿廓的齿条与动瞬心线(直线)S相固结并沿齿轮作纯滚动时,可以包络出渐开线齿廓来。2)工作平稳:震荡及噪音小。3)滑动摩擦小:摩擦损耗小,传动。
热模锻仍然是汽车齿轮件广泛使用的毛坯锻造工艺。近年来,楔横轧技术在轴类加工上得到了大范围推广。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。
为了满足齿轮加工的定位要求,齿坯的加工全部采用数控车床,使用机械夹紧不重磨车刀,实现了在一次装夹下孔径、端面及外径加工同步完成,既保证了内孔与端面的垂直度要求,又保证了大批量齿坯生产的尺寸离散小。从而提高了齿坯精度,确保了后序齿轮的加工质量。齿廓修形齿轮传递动力时,轮齿部犹如承受动载荷的悬臂梁,这种动载荷是由以下原因引起的:同时啮合齿数不同,轮齿啮合刚性周期性地变化,从而导致轮齿弹性变形量的变化。另外,数控车床加工的还大大减少了设备数量,经济性好。
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