齒輪加工工藝過程分析

基準(zhǔn)的選擇

對于之論加工基準(zhǔn)的選擇常因齒輪的結(jié)構(gòu)形狀不同而有所差異。帶軸齒輪（軸輪）主要采用頂點孔定位；經(jīng)過齒頂、齒根修緣后在單對齒和雙對齒嚙合交替過程中，沖擊載荷降低，使運(yùn)轉(zhuǎn)趨于平穩(wěn)，減小了噪聲和振動。對于空心軸，則在中心內(nèi)孔鉆出后，用兩端孔口的斜面定位；孔徑大時則采用錐堵。頂點定位的精度高，且能作到基準(zhǔn)重合和統(tǒng)一。對帶孔齒輪在齒面加工時常采用以下兩種定位、夾緊方式。

所以，為減少定位誤差，提高齒輪加工精度，在加工時應(yīng)滿足以下要求：

1）、應(yīng)選擇基準(zhǔn)重合、統(tǒng)一的定位方式；

2）、內(nèi)孔定位時，配合間隙應(yīng)近可能減少；

3）、定位端面與定位孔或外圓應(yīng)在一次裝夾中加工出來，以保證直度要求。

2、齒輪毛坯的加工

齒面：加工前的齒輪毛坯加工，在整個齒輪加工過程中占有很重要的低位，因為齒面加工和檢測所用的基準(zhǔn)必須在此階段加工出來，同時齒坯加工所占工時的比列較大，無論從提高生產(chǎn)率，還是從保證齒輪的加工質(zhì)量，都必須重視齒輪毛坯的加工。

發(fā)展建議

1、調(diào)整齒輪產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，加速推進(jìn)齒輪產(chǎn)業(yè)升級。提高行業(yè)集中度，形成一大批的大、中、小規(guī)模企業(yè);通過自主知識產(chǎn)權(quán)產(chǎn)品設(shè)計開發(fā)，形成一批車輛傳動系牽頭企業(yè)，用牽頭企業(yè)的配套能力整合齒輪行業(yè)市場，提升整體市場競爭力。

2、信息化與機(jī)電一體化相結(jié)合，中國齒輪行業(yè)呈現(xiàn)出設(shè)計信息化、裝備智能化、流程自動化、管理現(xiàn)代化的發(fā)展趨勢。產(chǎn)業(yè)化升級必然要求新的生產(chǎn)方式--精益生產(chǎn)、敏捷制造、虛擬制造、網(wǎng)絡(luò)化制造等廣泛普及。中國齒輪企業(yè)正在從規(guī)模速度型轉(zhuǎn)變?yōu)閯?chuàng)新效益型，轉(zhuǎn)入科學(xué)發(fā)展的新階段。線速度特別高時選4-5級，對振動、噪音有特別要求時，目前可達(dá)3級精度。

3、加大創(chuàng)新力度和產(chǎn)品定位宣傳力度，提升國際品牌市場競爭力。加大能力與資源的投入，實現(xiàn)專業(yè)化、網(wǎng)絡(luò)化配套，形成大批有特色的工藝、有特色的產(chǎn)品和有快速反應(yīng)能力的企業(yè);通過技改，實現(xiàn)現(xiàn)代化齒輪制造企業(yè)轉(zhuǎn)型。

齒輪傳遞的功率和速度范圍很大瞬時傳動比恒定

齒輪傳動的基本特點：

1、齒輪傳遞的功率和速度范圍很大，功率可從很小到數(shù)十萬千瓦，圓周速度可從很小到每秒一百多米以上。齒輪尺寸可從小于1mm到大于10m。

2、齒輪傳動屬于嚙合傳動，齒輪齒廓為特定曲線，瞬時傳動比恒定，且傳動平穩(wěn)、可靠。

3、齒輪傳動，使用壽命長。

4、齒輪種類繁多，可以滿足各種傳動形式的需要。

5、齒輪的制造和安裝的精度要求較高。

齒輪齒輪損壞其基本情況相近，都是齒輪輪緣局部拆齒，少則幾齒，多則達(dá)十幾齒，齒面上有點狀壓痕。一般新裝一對齒輪由于制造和裝配等原因需要跑合一段時間，跑合情況從接觸線上很容易看出，我們注意到兩齒輪嚙合條件極差，看不出跑合線，甚至還不如初裝齒輪精度。從局部拆齒原因上分析，因斜齒輪傳動為線接觸，受載不均勻，安裝誤差或軸彎曲變形過大等都能引起拆齒。受載不均勻是齒輪加工精度低造成的，齒輪6級精度且多家生產(chǎn)不可能都不合格。兩齒輪均為剛性軸，不存在彎曲。這兩條可以排除。未來齒輪正向重載、高速、高精度和高效率等方向發(fā)展，并力求尺寸小、重量輕、壽命長和經(jīng)濟(jì)可靠。因此只能從安裝上找原因。

從齒輪拆齒現(xiàn)場看到，齒輪基線附近完好，不存在疲勞破壞，通過彎曲強(qiáng)度校核，彎曲強(qiáng)度足夠。排除各種可能后，我們斷定拆齒是由于傳動過程中產(chǎn)生非正常因素造成齒輪受到?jīng)_擊負(fù)荷過大，振動造成的。至于齒面上的坑狀壓痕，是由于拆齒后碎屑的壓痕，主要原因仍是拆齒。這樣拆齒原因就轉(zhuǎn)為研究沖擊負(fù)荷從哪來，不均勻負(fù)荷怎么產(chǎn)生的。我們研究發(fā)現(xiàn)減速箱高低速軸支撐均采用7000型圓柱推力軸承，另外我們注意到熱力方面的原因。首先看看減速箱與透平之間的聯(lián)接是用膜盤聯(lián)軸節(jié)聯(lián)在一起的。齒向修形通常一對齒輪只修正其中的一個齒輪的齒向，對于汽車變速器齒輪，一般修正中間軸上的齒輪。因活塞體磨損部位在活塞正上方，對軸向平衡沒有影響，故只對缸陷部位作去毛刺處理，主要是解決因高溫形成邊緣區(qū)域的變形，以恢復(fù)活塞體軸向的平衡。

目前，各國在齒輪傳動的供油量選擇方面存在許多觀點。經(jīng)驗值、經(jīng)驗計算公式和條件性計算公式等并行使用。我們不難發(fā)現(xiàn)，不同供油觀點，對同一運(yùn)轉(zhuǎn)工況的齒輪傳動所規(guī)定的供油量是不相同的。因而對齒輪傳動裝置的潤滑和冷卻效果的影響(例如：抗膠合能力，抗點蝕能力、振動、噪音和傳動效率等)也不相同。這其中有一種現(xiàn)象很值得我們深思，即在某種條件下(如低速小尺寸傳動)，各供油觀點所規(guī)定的供油量都十分接近，潤滑和冷卻效果也很好，一般都能從齒面?zhèn)鞒隹偘l(fā)熱量的90以上。以前只能以紙繪圖，現(xiàn)在，圖形界面和算法軟件相結(jié)合的設(shè)計加修正軟件包可使齒輪幾何尺寸設(shè)計程序化和局部制造化。也就是說，大多數(shù)供油觀點，都可以獲得滿意的潤滑和冷卻效果。

插齒是常用的一種利用展成法的切齒工藝

齒形有多種形式，其中以漸開線齒形為常見。磨齒加工漸開線齒形常用的加工方法有兩大類，即成形法和展成法。

1.銑齒

采用盤形模數(shù)銑刀或指狀銑刀銑齒屬于成形法加工，銑刀刀齒截面形狀與齒輪齒間形狀相對應(yīng)。此種方法加工效率和加工精度均較低，僅適用于單件小批生產(chǎn)。

2.成形磨齒

也屬于成形法加工，因砂輪不易修整，使用較少。

3.滾齒

屬于展成法加工，其工作原理相當(dāng)于一對螺旋齒輪嚙合。齒輪滾刀的原型是一個螺旋角很大的螺旋齒輪，因齒數(shù)很少（通常齒數(shù)z = 1），牙齒很長，繞在軸上形成一個螺旋升角很小的蝸桿，再經(jīng)過開槽和鏟齒，便成為了具有切削刃和后角的滾刀。

4.剃齒

在大批量生產(chǎn)中剃齒是非淬硬齒面常用的精加工方法。其工作原理是利用剃齒刀與被加工齒輪作自由嚙合運(yùn)動，借助于兩者之間的相對滑移，從齒面上剃下很細(xì)的切屑，以提高齒面的精度。剃齒還可形成鼓形齒，用以改善齒面接觸區(qū)位置。

現(xiàn)今我國使用的齒輪精度國家標(biāo)準(zhǔn)為GB/T10095.1-2008，其中齒輪齒部質(zhì)量精度評定的多個項目可大致分為單個齒面的評定項目（齒廓偏差、螺旋線偏差）及對多個齒分析的評定項目（齒距累積偏差）。單個齒面評定的項目影響齒輪嚙合時的接觸情況；陶瓷砂輪有較高切削速度(如60m/s)，故適用于齒輪的大規(guī)模生產(chǎn)。多個齒分析項目則影響齒輪的傳動性能。

齒輪測量中心的大量應(yīng)用，使修形齒輪評定項目這類微觀的參數(shù)形象清楚地展現(xiàn)出來，并對數(shù)值進(jìn)行評測。而對于有特殊要求的，如齒廓有K形、凸度和螺旋線有鼓度特定公差帶的齒輪，也可以進(jìn)行評估，使齒輪質(zhì)量評估工作更清晰和直觀。但是由于特殊修形齒輪刻意引入誤差，原來單獨通過誤差大小評定齒輪加工質(zhì)量的方式便不適用此類齒輪。齒輪減速機(jī)的滾齒加工中用控制公法線長度和齒圈徑跳來保證運(yùn)動精度，用控制齒形誤差和基節(jié)偏差來保證工作平穩(wěn)性精度，用控制齒向誤差來保證接觸精度。