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漸開線齒輪
齒輪可按齒形、齒輪外形、齒線形狀、輪齒所在的表面和制造方法等分類。
齒輪的齒形包括齒廓曲線、壓力角、齒高和變位。漸開線齒輪比較容易制造,因此現(xiàn)代使用的齒輪中 ,漸開線齒輪占多數(shù),而擺線齒輪和圓弧齒輪應(yīng)用較少。
在壓力角方面,小壓力角齒輪的承載能力較??;而大壓力角齒輪,雖然承載能力較高,但在傳遞轉(zhuǎn)矩相同的情況下軸承的負(fù)荷增大,因此僅用于特殊情況。而齒輪的齒高已標(biāo)準(zhǔn)化,一般均采用標(biāo)準(zhǔn)齒高。變位齒輪的優(yōu)點較多,已遍及各類機(jī)械設(shè)備中。
另外,齒輪還可按其外形分為圓柱齒輪、錐齒輪、非圓齒輪、齒條、蝸桿蝸輪;按齒線形狀分為直齒輪、斜齒輪、人字齒輪、曲線齒輪;按輪齒所在的表面分為外齒輪、內(nèi)齒輪;按制造方法可分為鑄造齒輪、切制齒輪、軋制齒輪、燒結(jié)齒輪等。
齒輪的制造材料和熱處理過程對齒輪的承載能力和尺寸重量有很大的影響。20世紀(jì)50年代前,齒輪多用碳鋼,60年代改用合金鋼,而70年代多用表面硬化鋼。按硬度 ,齒面可區(qū)分為軟齒面和硬齒面兩種。
。考慮實際偏載誤差,特別是考慮熱變形,則修整以后的齒面不一定總是鼓起的,而通常呈凹凸相連的曲面。大勢所趨截止到2012年底,齒輪行業(yè)年銷售收入約1600億元,生產(chǎn)企業(yè)1000余家,規(guī)模以上企業(yè)約400余家,從業(yè)人員約30萬人,是基礎(chǔ)零部件行業(yè)規(guī)模大的分行業(yè)。經(jīng)過20多年的不懈努力,我國已經(jīng)成為齒輪強(qiáng)國?!笆濉逼陂g我國齒輪行業(yè)面臨調(diào)整振興、由大變強(qiáng)的歷史發(fā)展機(jī)遇,國內(nèi)外市場競爭加劇,國內(nèi)深層次矛盾不可避免地會影響行業(yè)前進(jìn)步伐,但推動行業(yè)技術(shù)進(jìn)步創(chuàng)新發(fā)展的基本力量不可逆轉(zhuǎn),全行業(yè)在轉(zhuǎn)型升級的進(jìn)程中將以年均30%左右的增速實現(xiàn)穩(wěn)定發(fā)展。
預(yù)計至“十二五”期末,行業(yè)收入有望突破2600億元。軟齒面的齒輪承載能力較低,但制造比較容易,跑合性好,多用于傳動尺寸和重量無嚴(yán)格限制,以及小量生產(chǎn)的一般機(jī)械中。報告通過齒輪行業(yè)下游需求潛力,進(jìn)一步說明行業(yè)發(fā)展前景看好。隨著全球一體化的到來,關(guān)聯(lián)度越來越高的產(chǎn)業(yè)需要面對越來越多的共同課題,需要建立廣泛的合作。而這種合作已不再僅是提供產(chǎn)品這么簡單。將從源頭上打破產(chǎn)業(yè)之間壁壘,以行業(yè)需求為導(dǎo)向成為產(chǎn)業(yè)之間融合發(fā)展的新趨勢。為達(dá)成通過產(chǎn)業(yè)融合推動技術(shù)創(chuàng)新的目的,行業(yè)間應(yīng)從技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)、信息服務(wù)與軟科學(xué)研究、品牌推廣等方面合作,合理利用雙方的資源,進(jìn)行前瞻性產(chǎn)品的設(shè)計與開發(fā),確保我國自主創(chuàng)新技術(shù)的適用性和
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。為了消除輪齒嚙入和嚙出沖擊,通常采用齒廓修形的方法,即沿齒高方向從齒面上去除一部分材料,從而改變齒廓形狀,消除齒對在嚙入、嚙出位置的幾何干涉。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。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。在高參數(shù)齒輪裝置中,廣泛采用了“輪齒修形”技術(shù),減少了由輪齒受載變形和制造誤差引起的嚙合沖擊,改善了齒面的潤滑狀態(tài)并獲得較為均勻的載荷分布,有效地提高了輪齒的嚙合性能和承載能力。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。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。磨齒加工曾被認(rèn)為是一種用于航空或其它高技術(shù)領(lǐng)域的昂貴齒輪加工手段。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。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。
行星齒輪系統(tǒng)的傳動有雙自由度的特性
為了準(zhǔn)確地傳遞動力并保證齒輪運(yùn)轉(zhuǎn)協(xié)調(diào),要求主、被動齒輪在轉(zhuǎn)動過程中的轉(zhuǎn)角要準(zhǔn)確,也就是齒輪轉(zhuǎn)一周的實際轉(zhuǎn)角與理論轉(zhuǎn)角的誤差應(yīng)在要求的精度之內(nèi),該精度稱為齒輪的運(yùn)動精度。高精度齒輪加工帶鋸床是一種技術(shù)含量高且結(jié)構(gòu)復(fù)雜的裝備,特別是隨著汽車工業(yè)和風(fēng)力發(fā)電行業(yè)的高速發(fā)展,對齒輪的需求量日益增加,對齒輪加工的效率、質(zhì)量及加工成本的要求愈來愈高,使齒輪加工帶鋸床在汽車、風(fēng)力發(fā)電等行業(yè)中占有越來越重要的地位。齒輪在嚙合運(yùn)轉(zhuǎn)的傳動瞬間會產(chǎn)生附加動載荷,并發(fā)生沖擊和噪聲。評定齒輪傳動瞬間變化的指標(biāo)稱為工作平穩(wěn)性。齒面接觸區(qū)的位置、形狀及大小對齒輪能否正常傳遞載荷、是否平穩(wěn)、有無噪聲等影響極大,齒面的這種精度稱為接觸精度。兩齒輪嚙合齒非工作齒面的間隙稱為齒側(cè)間隙,或者說一個齒輪在相配齒輪不動的條件下的轉(zhuǎn)動量(空量)稱為齒輪嚙合齒隙。
傳動齒輪,尤其是圓錐齒輪,其運(yùn)動精度、接觸精度、嚙合齒隙及齒輪工作的平穩(wěn)性等,是評定一對齒輪運(yùn)轉(zhuǎn)是否可靠和能否發(fā)揮性能的主要指標(biāo),也是齒輪使用壽命的主要依據(jù)。齒條整體調(diào)質(zhì)處理,除了齒面以外,其余各面均磨制而成,定位精度高。以.上各精度中的任何一種達(dá)不到時,就可能使嚙合齒輪的工作面受到損傷或破壞,齒面出現(xiàn)點蝕、剝落、燒蝕,甚至輪齒折斷等。
所有的行星輪一般固定在一個行星架上。十二五期間是我國經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展極其關(guān)鍵而特殊的時期,也是全球政治經(jīng)濟(jì)格局必將發(fā)生重大變化的時期,在新的歷史起點上的齒輪行業(yè)必須要把握四個變革博弈特別值得注意的是,少數(shù)國家挑起的貿(mào)易保護(hù)主義,有可能引發(fā)全球范圍內(nèi)的貿(mào)易保護(hù)。行星齒輪系統(tǒng)的傳動有雙自由度的特性,即在三個傳動部件中,固定任意一個部件,另外兩個就可傳動。在電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)中,常常固定齒圈,太陽輪與電機(jī)主軸相聯(lián),行星架與蝸桿相聯(lián)。這樣,在電機(jī)轉(zhuǎn)動時,太陽輪會驅(qū)動行星輪帶著行星架圍繞太陽輪旋轉(zhuǎn),從而帶動蝸桿轉(zhuǎn)動,輸出動力。行星齒輪傳動的特性:行星齒輪傳動相對蝸輪蝸桿傳動有許多獨特的優(yōu)點,恰好彌補(bǔ)克服上述蝸輪蝸桿傳動的缺點:1)機(jī)構(gòu)緊湊:占用空間小,無軸向力。2)工作平穩(wěn):震蕩及噪音小。3)滑動摩擦?。耗Σ翐p耗小,傳動。
熱模鍛仍然是汽車齒輪件廣泛使用的毛坯鍛造工藝。近年來,楔橫軋技術(shù)在軸類加工上得到了大范圍推廣。這項技術(shù)特別適合為比較復(fù)雜的階梯軸類制坯,它不僅精度較高、后序加工余量小,而且生產(chǎn)。
為了滿足齒輪加工的定位要求,齒坯的加工全部采用數(shù)控車床,使用機(jī)械夾緊不重磨車刀,實現(xiàn)了在一次裝夾下孔徑、端面及外徑加工同步完成,既保證了內(nèi)孔與端面的垂直度要求,又保證了大批量齒坯生產(chǎn)的尺寸離散小。齒輪齒數(shù)的選擇要使兩互研齒輪的精度同時提高,使兩輪的齒數(shù)互研時有相同的概率。從而提高了齒坯精度,確保了后序齒輪的加工質(zhì)量。另外,數(shù)控車床加工的率還大大減少了設(shè)備數(shù)量,經(jīng)濟(jì)性好。