齿轮

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***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。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。

      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。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。

齿轮加工技术与装备的发展趋势分析

齿轮加工技术与装备的发展趋势分析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***精度和重复***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。

　　齿轮加工的方法有哪些？

　　常用的齿轮加工方法可分为以下两种：

　　1.成形法

　　这种方法制造出来的齿轮精度较低，只能用于低速的齿轮传动，常见的有铣齿、磨齿等。

　　铣齿的方法就属于成形法。铣齿时，工件安装在铣床的分度头上，用一定模数的盘状或指状的铣刀对齿轮的齿间进行铣削。当加工完一个齿间后，进行分度，再铣下一个齿间。铣齿特点：设备简单；刀具的成本低；生产率低；加工齿轮的精度相对比较低。

　　齿轮的齿廓形状决定于基圆的大小（与齿轮的齿数有关）。

　　用成形法铣齿轮所需运动简单，不需专门的机床，但要用分度头分度，生产效率低。这种方法一般用于单件小批量生产低精度的齿轮。

　　2.展成法

　　用展成法加工齿轮时，齿轮表面的渐开线用展成法形成，展成法具有较高的生产效率和加工精度。齿轮加工机床绝大多数采用展成法。

　　19世纪末，展成切齿法利用这样的原理切齿的机床和刀具也相继出现，随着生产的发展，齿轮运转的平稳性受到重视。

　　齿轮加工工艺流程？

　　锻造制坯

　　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。

　　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***准备，以有效减少 热处理变形。特点：由于齿面的滑动速度不均匀，研磨量也不均匀，在齿顶及齿根部分的滑动速度大，研磨量也大。 所用齿轮钢的材料通常为20CrMnTi,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***不均匀，直接影响金属切 削加工和终热处理，使得热变形大而无规律，零件质量无法控制。为此，采用等温正火工艺。实 践证明，采用等温正火有效改变了一般正火的弊端，产品质量稳定可靠。

　　车削加工

　　为了满足齿轮加工的***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。（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。从而提高了齿坯精度，确保了后序齿轮的加工质量。另外， 数控车床加工的率还大大减少了设备数量，经济性好。

　　滚齿插齿

　　加工齿部所用设备仍大量采用普通滚齿机和插齿机，虽然调整维护方便，但生产效率较低，若 完成较大产能多机同时生产。低速重载的齿轮传动，轮齿容易折断，齿面易磨损，应选择机械强度大，齿面硬度高的材料。随着涂层技术的发展，滚刀、插刀刃磨后的再次涂镀非常方便地 进行，经过涂镀的刀具能够明显地提高使用寿命，一般能提高90%以上，有效地减少了换刀次数和刃 磨时间，效益显着。

　　剃齿

　　径向剃齿技术以其，设计齿形、齿向的修形要求易于实现等优势被广泛应用于大批量汽 车齿轮生产中。

　　热处理

　　汽车齿轮要求渗碳淬火，以保证其良好的力学性能。对于热后不再进行磨齿加工的产品，稳定 可靠的热处理设备是必不可少的。

　　磨削加工

　　主要是对经过热处理的齿轮内孔、端面、轴的外径等部分进行精加工，以提高尺寸精度和减小 形位公差。