齿轮

齿轮加工时出现齿轮变形的问题

关于齿轮热处理畸变的情况很复杂，是全部冷、热加工工序影响因素的综合反映。机械加工产生的残留应力，热处理过程的热应力、***应力都会对变形产生一定的影响。而它们的影响因素较多，涉及原材料、工件结构形状设计、整个工艺过程、技术要求、机加工方法、加工条件、热处理工艺（加热、冷却）、工装等。有时单从热处理方面采取措施来解决齿轮的变形有一定的困难，要从冷、热加工全过程的各种因素来考虑，具体情况具体分析，采取相应措施，排除或减弱。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。

齿轮作为机械传动装置中的主要零件，其应用十分广泛。塑料齿轮因其质量轻、成本低、惰性好等优点在很多领域已经逐步替代了金属齿轮。模具是影响塑料齿轮***成形质量的关键因素，如何提高模具设计的质量与效率是齿轮模具行业面临的关键共性问题。同时，由于塑料齿轮在***成形过程中会发生收缩，如何对模具的型腔进行修正，以保证齿轮的成形精度，更是模具设计中的难点。因此，本文对塑料齿轮***模CAD系统进行了研究与开发。本文首先分析了渐开线齿轮齿廓的形成原理及其相关特性，结合***成形塑料制品收缩的一般规律，对塑料齿轮***模型腔修正规则进行了研究，提出了一种快速有效的齿轮型腔修正方法。然后本文对参数化建模技术进行了研究，采用关系表达式法建立了渐开线直齿圆柱齿轮和渐开线斜齿圆柱齿轮的参数化模板，通过人机交互实现了塑料齿轮的参数化建模，用户只需输入的齿轮的关键参数就可以自动创建相应类型的齿轮。基于上述基础，本文在UG NX平台上开发出一套塑料齿轮***模CAD系统，包括型腔设计、模架/标准件设计、浇注系统设计、冷却系统的设计等。在公制的齿轮传动、蜗杆传动、同步齿形带传动和棘轮、齿轮联轴器、花键等零件中，标准模数都是一项基本的参数。通过该系统的应用，用户不但可以快速有序的进行塑料齿轮***模设计，还能自动获得型腔修正结果，极大的提高了模具设计的效率和质量，缩短了模具设计周期。

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。齿条加工的方式主要是有两种，针对一些精度比较高的、硬度非常大的齿条进行加工，包括对材料进行热处理、加工齿形等，采用的是两次线切割齿形以及两次齿形热处理的方式。

   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；齿轮加工如何选择材料齿轮加工形式多种多样，应用领域也是十分广泛，齿轮应按照使用时的工作条件选用合适的材料。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。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。

齿轮加工采用的精度等级

齿轮加工共有13个精度等级，用数字0～12由低到高的顺序排列，0级高，12级低。

齿轮加工精度等级的选择，应根据传动的用途、使用条件、传动功率、圆周速度、性能指标或其他技术要求来确定。并不是越高也好，下面我们整理了一些不同机械传动中齿轮加工采用的精度等级

当然，以上是常见的精度等级要求，具体还是不同档次的机械的要求不同。

齿轮加工工艺特点

精加工孔和端面采用磨削，先以齿轮分度圆和端面作为***基准磨孔，再以孔为***基准磨端面，控制端面跳动要求，以确保齿形精加工用的精基准的jing确度。

(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。

(二)齿轮加工工艺特点

(1)***基准的精度要求较高由图9-21可见，作为***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Ra1.6μm，它对基准孔的跳动为 0.014mm，这几项均比一般精度的齿轮要求为高，因此，在齿坯加工中，除了要注意控制端面与内孔的垂直度外，尚需留一定的余量进行精加工。精加工孔和端面采用磨削，先以齿轮分度圆和端面作为***基准磨孔，再以孔为***基准磨端面，控制端面跳动要求，以确保齿形精加工用的精基准的jing确度。基于上述基础，本文在UGNX平台上开发出一套塑料齿轮***模CAD系统，包括型腔设计、模架/标准件设计、浇注系统设计、冷却系统的设计等。

(2)齿形精度要求高图上标注6-5-5级。为满足齿形精度要求，其加工方案应选择磨齿方案，即滚(插)齿-齿端加工-高频淬火-修正基准-磨齿。磨齿精度可达 4级，但生产率低。大型齿轮加工铸件的探伤意义重大大型齿轮加工厂家十分重视大齿轮的产品质量。本例齿面热处理采用高频淬火，变形较小，故留磨余量可缩小到0.1 mm左右，以提高磨齿效率。

嘉齿

      大齿轮加工应注意的问题

      大齿轮是轮缘上有齿能连续啮合传递运动和动力的机械元件，因此在加工大齿轮时一定要仔细观察，每一个细节我们都要格外的注意。大齿轮加工是个复杂的工作，应值得注意。那么，我们加工大齿轮的时候应该注意什么呢？

　　对于大型的齿轮来讲，齿轮的传动装置一定要具备体积小，并且重量轻，有着较高的传动效率，并且对功率上也有一定的要求，要拥有足够大的功率。对于广大的消费者来讲，大型齿轮的使用寿命以及发热量的多少将直接影响着大型齿轮加工的成本，因此对于消费者来讲，大型齿轮加工的使用寿命一定要长，发热量相对较少，能够拥有较低的噪音是理想的选择。决定齿轮大小的两大要素是模数和齿数、分度圆直径等于齿数与模数(端面)的乘积。

　　如果大型齿轮加工中采用硬齿面的加工工艺，将可以快速并有效的解决齿轮翘曲，并能够增加加工的精度以及易于实现齿廓的误差补偿等。而且对于大型齿轮来讲，良好的啮合性是提高承载能力以及运行平稳的重要保障，而高的表面量将不仅能提高传动的效率，更能延长大型齿轮的使用寿命。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。

　   这些加工齿轮应注意的问题，我们应谨记，直接会影响它的效果。我们在这个环节要注意每一个细节的处理方法，认真熟悉上面的知识点，只有注意这些，才能加工出更精细的产品，这样在之后的使用中也能更加的顺利，减少问题的发生。