齿轮
齿轮可按齿形、齿轮外形、齿线形状、轮齿所在的表面和制造方法等分类。
齿轮的齿形包括齿廓曲线、压力角、齿高和变位。渐开线齿轮比较容易制造,因此现代使用的齿轮中 ,渐开线齿轮占多数,而摆线齿轮和圆弧齿轮应用较少。
在压力角方面,小压力角齿轮的承载能力较小;而大压力角齿轮,虽然承载能力较高,但在传递转矩相同的情况下轴承的负荷增大,因此仅用于特殊情况。而齿轮的齿高已标准化,一般均采用标准齿高。变位齿轮的优点较多,已遍及各类机械设备中。
另外,齿轮还可按其外形分为圆柱齿轮、锥齿轮、非圆齿轮、齿条、蜗杆蜗轮;按齿线形状分为直齿轮、斜齿轮、人字齿轮、曲线齿轮;按轮齿所在的表面分为外齿轮、内齿轮;按制造方法可分为铸造齿轮、切制齿轮、轧制齿轮、烧结齿轮等。
齿轮的制造材料和热处理过程对齿轮的承载能力和尺寸重量有很大的影响。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。按硬度 ,齿面可区分为软齿面和硬齿面两种。
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。
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,使用寿命长,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。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。 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。
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。 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。其次是废品率的下降、工件装夹速度的提高和全齿节圆夹具费用的节省,从而使齿轮制造成本得到相应的降低。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。从而提高了齿坯精度,确保了后序齿轮的加工质量。对回火脆性min感的齿轮材质,回火时要油冷并且增加一次消除应力的回火。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。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。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。
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。
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