齿轮

齿轮传动的主要类型和特点

齿轮传动：齿轮传动是依靠主动齿轮依次拨动从动齿轮来实现的，其基本要求之一是其瞬时角速度之比必须保持不变。齿轮传动的分类：齿轮传动的类型较多，按照两齿轮传动时的相对运动为平面运动或空间运动，可将其分为平面齿轮传动和空间齿轮传动两大类。

直齿圆柱齿轮轮齿的初始接触处是跨过整个齿面而伸展开来的线。斜齿轮轮齿的初始接触是一点，当齿进入更多的啮合时，它就变成线。在直齿圆柱齿轮中，接触是平行于回转轴线的。在斜齿轮中，该线是跨过齿面的对角线。

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。斜齿轮使轴的轴承承受径向和轴向力。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。

双斜齿轮（人字齿轮）是与反向的并排地装在同一轴上的两个斜齿轮等效。他们产生相反的轴向推力作用，这样就消除了轴向推力。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。

　齿轮传动是依靠主动齿轮依次拨动从动齿轮来实现的，其基本要求之一是其瞬时角速度之比必须保持不变。

　　齿轮传动的分类：齿轮传动用以传递空间任意两轴间的运动和动力，按照两齿轮传动时的相对运动为平面运动或空间运动，可将其分为平面齿轮传动和空间齿轮传动两大类。

　　（1）平面齿轮传动的类型：平面齿轮传动是用于两平行轴之间的传动，常见的类型有直齿圆柱齿轮传动、斜齿圆柱齿轮传动和人字齿轮传动等三种。根据齿向，平面齿轮传动还可分为外啮合、内啮合及齿轮与齿条的啮合。

　　（2）空间齿轮传动的类型：空间齿轮传动是用于两相交轴或两交错轴之间的传动，常见的类型有圆锥齿轮传动、交错轴斜齿轮（螺旋齿轮）传动等。

　　齿轮传动的主要特点：适用的圆周速度和功率范围广；传动比准确、稳定，；工作可靠性高，寿命长；可实现平行轴、任意角相交轴和任意角交错轴之间的传动；要求较高的制造和安装精度，成本较高；不适宜于远距离两轴之间的传动。

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***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。

   （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。（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。

   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；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；具有耐磨损直线导轨或采用PLC控制的定量润滑铸铁导轨等。20世纪50年代前，齿轮多用碳钢，60年代改用合金钢，而70年代多用表面硬化钢。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。

　　当前齿轮行业存在的“三重三轻”现象已成为齿轮行业进一步发展、产品水平进一步提高的阻力。

　　1、重技改轻研发。齿轮的加工技术和设备通常极大的影响了工业领域中所能达到的高制造水平，现代工业发达的***如美国、德国和日本等也是齿轮加工技术和设备的制造强国。目前世界上一些主要的齿轮大型制造企业，利润虽然不高，但研发费用始终保持一定额度，一般占销售收入的3%，有的达到甚至超过5%。这些企业不追逐短期利润，而是更看重企业的长久发展，希望保持住在行业内的竞争优势，而这就需要不断进行产品与研发。反观国内企业，过分注重甚至依赖于技术改造，尤其是近年来行业内掀起了一股技改热潮，众多企业纷纷投入巨资，购买***设备。可以说，许多齿轮制造企业目前的硬件水平已经达到水平，但是研发费用的投入却远远不够。以陕西法士特为例，2006年的销售收入达到25亿元，但研发费用所占的比例连1%都不到。尚且如此，小企业的状况更可想而知。

　　2、重实用轻基础。当我们研发新产品，新工艺的时候进行探伤，可以发现问题，探索规律，及时采取措施促进研发工作取得预期的成果。国内齿轮企业通常是根据市场需求来调整生产计划，哪些型号或品种的齿轮，企业就纷纷上马哪些项目，产品虽具有一定的实用性，但在技术、性能上显得较差，包括对其基础理论的研究都远远不够，这就使产品的终寿命及其性能与国外产品的差距进一步加大。

　　3、重眼前轻长远。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HR***5～65。相当多的齿轮生产企业目前的发展态势还不错，但如果就满足于目前的状况，可能很快就沦落为落后企业了。我国的齿轮产品在技术水准和质量上只有很少一部分接近或达到水平，大部分连国际二流水平都达不到,其中的主要原因之一就是自主设计能力弱。技术能力是未来评价企业竞争力的标准之一，如果企业不重视研发，没有长远的战略考虑与超前的产品储备，根本无法跟上主机发展的步伐，现在进步的企业有可能今后就是落后的企业，甚至会被淘汰。

　　齿轮加工的工艺流程

　　1、齿轮的毛坯件主要是锻件、棒料或铸件，其中锻件使用多。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，按照齿轮设计要求，先将毛坯加工成大致形状，保留较多余量；

　　2、再进行半精加工，车、滚、插齿，使齿轮基本成型；之后对齿轮进行热处理，改善齿轮的力学性能，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；后对齿轮进行精加工，精修基准、精加工齿形。