齿轮的齿部加工质量直接影响到齿轮传动的有效性及齿轮自身寿命,然而齿部精度的评定一直受到诸多因素的影响。随着齿轮检测仪器的进步,检测数据越来越清晰地反映出齿部的微观情况,齿轮精度理论也从齿轮误差几何学理论、运动学理论一路发展到现今的动力学理论。齿轮误差动力学理论考虑到齿轮在传动过程中的弹性形变对齿廓进行修形,有意地引入误差,从而补偿齿轮承载后的弹性形变来获得动态性能。
由于齿轮设计时普遍引入齿轮修形,在此情况下沿用传统齿轮精度评定中的主要项目对齿轮加工情况进行评定,已经不能够真实反映齿轮质量,对齿轮精度的测量及评定都提出了新的要求。
为了使齿轮啮合接触位置居于齿面中部,齿轮设计中经常对齿轮螺旋线进行修形,即螺旋线两端缩进,中部鼓起,也就是常说的螺旋线有鼓形。对于有鼓形的齿轮,齿部精度评定项目中的螺旋线总偏差不能用来决定齿轮质量,而是需要设计者给出鼓形量的螺旋线在此范围内即为合格。
与齿廓的评定方式相同,对于有螺旋线修形的齿轮,螺旋线精度的评定也同样必须结合螺旋线形状偏差及倾斜偏差,即此三项皆合格则视为齿轮螺旋线精度合格。
修形齿轮沿齿线方向微量修整齿面,使其偏离理论齿面。通过齿向修形可以改善载荷沿轮齿接触线的不均匀分布,加工齿轮,提高齿轮承载能力。齿向修形的方法主要有齿端修薄、螺旋角修整、鼓形修整和曲面修整等.齿端修薄是对轮齿的一端或两端在一小段齿宽上将齿厚向端部逐渐削薄它是简单的修形方法,但修整效果较差。螺旋角修整是微量改变齿向或螺旋角β的大小,使实际齿面位置偏离理论齿面位置。螺旋角修整比齿端修薄效果好,但由于改变的角度很小,因此不能在齿向各处都有显著效果。鼓形修整是采用齿向修形使轮齿在齿宽中央鼓起,一般两边呈对称形状。鼓形修整虽然可以改善轮齿接触线上载荷的不均匀分布,但是由于齿的两端载荷分布并非完全相同,误差也不完全按鼓形分布,因此修形效果也不理想。曲面修整是按实际偏载误差进行齿向修形。考虑实际偏载误差,特别是考虑热变形,则修整以后的齿面不一定总是鼓起的,传动齿轮,而通常呈凹凸相连的曲面。曲面修整效果较好,是较理想的修形方法,但计算比较麻烦,工艺比较复杂。
轮齿廓修形机理.
在一对齿的啮合过程中,由于参与啮合的齿轮对数变化引起了啮合刚度变化,在极短的时间内,啮合刚度急剧变化将引起严重的激振,为使啮合刚度变化比较和缓;为减小由于基节误差和受载变形所引起的啮入和啮出冲击;或为了改善齿面润滑状态防止胶合发生,而把原来的渐开线齿廓在齿顶或接近齿根圆角的部位修去一部分,使该处的齿廓不再是渐开线形状,这种措施或方法就是所谓的齿廓修形。经过齿顶、齿根修缘后在单对齿和双对齿啮合交替过程中,汕尾齿轮,冲击载荷降低,使运转趋于平稳,减小了噪声和振动
基准的选择
对于之论加工基准的选择常因齿轮的结构形状不同而有所差异。带轴齿轮(轴轮)主要采用顶点孔定位;对于空心轴,则在中心内孔钻出后,用两端孔口的斜面定位;孔径大时则采用锥堵。顶点定位的精度高,且能作到基准重合和统一。对带孔齿轮在齿面加工时常采用以下两种定位、夹紧方式。
所以,为减少定位误差,提高齿轮加工精度,在加工时应满足以下要求:
1)、应选择基准重合、统一的定位方式;
2)、内孔定位时,配合间隙应近可能减少;
3)、定位端面与定位孔或外圆应在一次装夹中加工出来,以保证直度要求。
2、齿轮毛坯的加工
齿面:加工前的齿轮毛坯加工,在整个齿轮加工过程中占有很重要的低位,因为齿面加工和检测所用的基准必须在此阶段加工出来,圆柱齿轮,同时齿坯加工所占工时的比列较大,无论从提高生产率,还是从保证齿轮的加工质量,都必须重视齿轮毛坯的加工。
发展建议
1、调整齿轮产业结构,加速推进齿轮产业升级。提高行业集中度,形成一大批的大、中、小规模企业;通过自主知识产权产品设计开发,形成一批车辆传动系牵头企业,用牵头企业的配套能力整合齿轮行业市场,提升整体市场竞争力。
2、信息化与机电一体化相结合,中国齿轮行业呈现出设计信息化、装备智能化、流程自动化、管理现代化的发展趋势。产业化升级必然要求新的生产方式--精益生产、敏捷制造、虚拟制造、网络化制造等广泛普及。中国齿轮企业正在从规模速度型转变为创新效益型,转入科学发展的新阶段。
3、加大创新力度和产品定位宣传力度,提升国际品牌市场竞争力。加大能力与资源的投入,实现专业化、网络化配套,形成大批有特色的工艺、有特色的产品和有快速反应能力的企业;通过技改,实现现代化齿轮制造企业转型。
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