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齿轮

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---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---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---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---：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；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；(二)---齿轮加工工艺特点(1)定位基准的精度要求较高由图9-21可见，作为定位基准的内孔其尺寸精度标注为φ85h5，基准端面的粗糙度较细，为ra1。具有耐磨损直线导轨或采用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。

斜齿圆柱齿轮齿面的形成原理

当角βb＝0时，形成直齿圆柱齿轮的齿廓曲面。

8.9.2 斜齿圆柱齿轮的几何参数

斜齿圆柱齿轮的端面齿廓为准确的渐开线，法面齿廓为jing确的渐开线，如图8.27 所示。它的端面与法面参数不相同。

(1)　基圆柱面上的螺旋角与分度圆上的螺旋角

(2)　斜齿圆柱齿轮的法面模数mn与端面模数mt

(3)　斜齿圆柱齿轮的法面压力角与端面压力角

(4)　斜齿轮的齿顶高系数与齿根高系数

(5)　基圆柱面上的螺旋角与分度圆上的螺旋角

(6)　斜齿圆柱齿轮传动的正确啮合条件

一对斜齿圆柱齿轮的模数、压力角与螺旋角之关系为

8.9.3　斜齿圆柱齿轮的当量齿轮

8.9.4 斜齿圆柱齿轮传动的重合度

左上图为直齿轮传动的啮合面，左下图为斜齿轮传动的啮合面，图中b2b2 表示一对轮齿进入啮合的位置， b1b1表示轮齿脱离啮合的位置.

8.9.5　斜齿圆柱齿轮传动的特点

优点：1) 啮合特性好、2) 重合度大、3) 不产生根切的小齿数较直齿少。

缺点：工作时产生轴向力。

8.9.6 交错轴斜齿轮传动

当两个斜齿轮的法面模数相等，法面压力角相等，螺旋角不相等时，它们组成交错轴传动。它们的工作齿面为点接触。

(1) 中心距 a= (d1+d2) / 2 = mn(z1 / cosβ1 +z2 / cosβ2) / 2

(2) 传动比 i12=ω1/ω2=z2 / z1= (d2 / mt2 ) / (d1 / mt1)= d2cos β2 / mn2/(d1cos β1 / mn1) =d2 cos β2 / (d1 cos β1)

齿轮的硬齿面软齿面分类

1：根据减速机齿面硬度的大小，通常人们将齿轮传动分为两类，包括硬齿面齿轮传动和软齿面齿轮传动。    

2：通常一对啮合齿轮的齿面硬度均大于350hbs，称为硬齿面齿轮，否则被称为软齿面齿轮。      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---，备广泛的应用。      硬齿面齿轮采用的材料及热处理方法很多，例如常用的几种：40cr.45#.45mn2钢，可以采用终热处理，高频回火或者氮化处理。      例如：20cr.20crmnti.20crmnvb.20crnih等可以采用渗碳淬火，如38crmnal则可以用氮化工艺达到较高的硬度，一些特殊的材料要用特殊的热处理方法。(一)---齿轮加工工艺路线---齿轮，材料为40cr，精度为6-5-5级，其工艺路线见表9-7。

　　齿轮加工余量是怎样计算的？

　　因为粗切齿工序有较大的过错，以及热处理变形构成的过错，所以为了在磨齿时能把齿面悉数磨光，磨齿加工必须有恰当的磨齿余量。磨齿余量应尽能够小，这样不只有利于行进磨齿生产率，并且可减小从齿面上磨去的淬硬层厚度，行进齿轮承载才华。

　　工业齿轮在啮合时齿面接触处有接触应力，齿根部有大弯曲应力，可能产生齿面或齿体强度失效。齿面各点都有相对滑动，会产生磨损。工业齿轮主要的失效形式有齿面点蚀、齿面胶合、齿面塑性变形和轮齿折断等。因此要求工业齿轮材料有高的弯曲疲劳强度和接触疲劳强度，齿面要有足够的硬度和耐磨性，芯部要有一定的强度和韧性。 例如，在确定大、小工业齿轮硬度时应注意使小工业齿轮的齿面硬度比大工业齿轮的齿面硬度高30-50hbs，这是因为小工业齿轮受载荷次数比大工业齿轮多，且小工业齿轮齿根较薄，强度低于大工业齿轮。当轴向力变的大了或由于别的原因而产生某些影响时，那就可以使人字齿轮。