冶金齿轮箱的种类与应用非常广泛,主要通过齿轮间的啮合与传动作用来实现加速、减速、改变传动方向、改变转动力矩或分配动力,以满足各种冶金设备动力传动的需求。冶金齿轮箱不仅用于各种主机设备,如棒线材、型材或板材的粗扎、精轧和立辊等主传动齿轮箱,而且也用于众多辅机设备传动系统,如飞剪、卷取机、穿孔机、纵切机以及输送滚道等。作为关键的冶金设备之一,修形齿轮冶金齿轮箱能否稳定可靠地运行关系到整条生产线能否正常工作,一旦其出现故障将导致严重后果。冶金齿轮箱通常处于重负载、冲击载荷、高或低转速、高温或高污染等苛刻运行环境,正是由于工作环境的特殊性及连续可靠的工作需求,冶金齿轮箱对配用的轴承提出了更为严格的要求。采用高性能的轴承,正确选择轴承选型、公差配合、初始游隙以及安装尺寸是确保齿轮箱连续可靠工作的前提条件
齿廓修形是相对于标准齿廓所进行的微量修整,使其偏离理论齿廓。齿廓修形包括修缘、修根和挖根等。
①修缘:有意识的修削齿顶的齿形,当齿轮齿面受外力产生变形时,可以避免对与之啮合的齿轮产生干涉,减轻轮齿的冲击振动和噪声,减小动载荷,改善齿面的润滑状态,减缓或防止胶合破坏;
②修根:其原理同修缘一样,是把齿根部位的齿形略作修整。但修根使齿根弯曲强度削弱。因此使用的情况较修缘少,采用磨削工艺修形时,有时为提高工效会以小齿轮修根代替配对大齿轮修缘;
③挖根:经淬火和渗碳的硬齿面齿轮,在热处理后需要磨齿,为避免齿根部磨削和保持残余压应力的有利作用,齿根部不应磨削,齿轮订做,为此在切制时可进行挖根。此外,通过挖根可增大齿根过渡曲线的曲率半径,以减小齿根圆角处的应力集中。
根据动瞬心线法形成共轭齿廓的原理,当直线齿廓的齿条与动瞬心线(直线)S相固结并沿齿轮作纯滚动时,可以包络出渐开线齿廓来。这种方法还可以看成是利用齿轮与齿条相啮合或齿轮与齿轮相啮合时,其齿廓互为包络的原理来加工齿轮齿廓的,这种齿轮加工方法称为范成法。
滚齿加工法的特点:
为了克服齿条插刀插齿的切削不连续和齿条刀齿数一定与被加工齿轮齿数为任意的矛盾,避免机床复杂化,提出滚齿加工。滚刀相当于轴截面为直线齿形的螺杆,滚刀旋转时,螺旋伞齿轮,相当于直线齿廓的齿条沿其轴线方向连续不断移动,从而可以加工任意齿数的齿轮。
磨齿加工齿轮加工工艺
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,而且生产效率高。
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热处理做组织准备,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,金相组织不均匀,直接影响金属切削加工和热处理,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。实践证明,采用等温正火有效改变了一般正火的弊端,加速齿轮,产品质量稳定可靠。
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,深圳齿轮,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。
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