齿轮传动的基本特点:
1、齿轮传递的功率和速度范围很大,功率可从很小到数十万千瓦,圆周速度可从很小到每秒一百多米以上。齿轮尺寸可从小于1mm到大于10m。
2、齿轮传动属于啮合传动,齿轮齿廓为特定曲线,瞬时传动比恒定,且传动平稳、可靠。
3、齿轮传动效率高,使用寿命长。
4、齿轮种类繁多,可以满足各种传动形式的需要。
5、齿轮的制造和安装的精度要求较高。
高精度齿轮齿轮损坏其基本情况相近,都是齿轮轮缘局部拆齿,少则几齿,多则达十几齿,齿面上有点状压痕。一般新装一对齿轮由于制造和装配等原因需要跑合一段时间,跑合情况从接触线上很容易看出,我们注意到两齿轮啮合条件极差,看不出跑合线,甚至还不如初装齿轮精度。从局部拆齿原因上分析,因斜齿轮传动为线接触,受载不均匀,安装误差或轴弯曲变形过大等都能引起拆齿。受载不均匀是齿轮加工精度低造成的,齿轮6级精度且多家生产不可能都不合格。两齿轮均为刚性轴,不存在弯曲。这两条可以排除。因此只能从安装上找原因。
从齿轮拆齿现场看到,齿轮基线附近完好,不存在疲劳破坏,通过弯曲强度校核,弯曲强度足够。排除各种可能后,我们断定拆齿是由于传动过程中产生非正常因素造成齿轮受到冲击负荷过大,振动造成的。至于齿面上的坑状压痕,是由于拆齿后碎屑的压痕,主要原因仍是拆齿。这样拆齿原因就转为研究冲击负荷从哪来,不均匀负荷怎么产生的。我们研究发现减速箱高低速轴支撑均采用7000型圆柱推力轴承,另外我们注意到热力方面的原因。首先看看减速箱与透平之间的联接是用膜盘联轴节联在一起的。因活塞体磨损部位在活塞正上方,对轴向平衡没有影响,齿轮加工,故只对缸陷部位作去毛刺处理,液压齿轮泵,主要是解决因高温形成边缘区域的变形,以恢复活塞体轴向的平衡。
目前,各国在齿轮传动的供油量选择方面存在许多观点。经验值、经验计算公式和条件性计算公式等并行使用。我们不难发现,不同供油观点,对同一运转工况的齿轮传动所规定的供油量是不相同的。因而对齿轮传动装置的润滑和冷却效果的影响(例如:抗胶合能力,抗点蚀能力、振动、噪音和传动效率等)也不相同。这其中有一种现象很值得我们深思,即在某种条件下(如低速小尺寸传动),各供油观点所规定的供油量都十分接近,润滑和冷却效果也很好,一般都能从齿面传出总发热量的90以上。也就是说,大多数供油观点,都可以获得满意的润滑和冷却效果。
近年来,利用具有流动性的压力传递介质,致使薄壁套产生弹性变形对工件进行定位夹紧的液压胀套式夹具,在机加工及测量方面的应用正在日益增多。这是因为这种根据液体静压力传递原理设计的夹具具有结构简单,定心准确,夹紧湿度均匀,使用方便以及节省辅助时间等优点。
一液胀夹具类型
磨齿加工夹头结构式夹具薄壁套内表面对工件进行定位与夹紧,适用于高精度或软性金属薄壁零件环的加工。
在对高精度薄壁形轴套磨削时,常用的弹簧胀套式心轴往往由于自身误差很大而满足不了加工要求。而通过夹具薄壁套外表面对工件定位夹紧的心轴式液压胀套却可以达到很高的定心精度。
二运用案例
液胀夹具广泛应用在齿轮行业(磨齿、剃齿、插齿等齿轮加工及检测)与刀具行业(滚刀、剃齿刀、铣刀等刀具加工及检测)。
1.齿轮加工工艺流程
根据不同结构要求,齿轮零件加工主要工艺流程采用的是锻造制坯→正火→精车加工→插齿→倒尖角→滚齿→剃齿→(焊接)→热处理→磨加工→对啮修整。
热后齿部一般不再加工,除了主减从齿或顾客要求磨齿的零件。
2.轴类工艺流程
输入轴:锻造制坯→正火→精车加工→搓齿→钻孔→插齿→倒尖角→滚齿→剃齿→热处理→磨加工→对啮修整。
输出轴:锻造制坯→正火→精车加工→搓齿滚齿→剃齿→热处理→磨加工→对啮修整。
3.具体工艺流程
(1)锻造制坯:热模锻是汽车齿轮件广泛使用的毛坯锻造工艺。以前较广泛采用的是热锻和冷挤压的毛坯,近年来,楔横轧技术在轴类加工上得到了大量推广。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。
(2)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终热处理做组织准备,以有效地减少热处理变形。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,直接影响机加工和终热处理;使得热变形大而无规律,零件质量无法控制,对刀具的磨损也较大,尤其对搓齿这种受力大的工序更是明显。为此,采用等温正火工艺。实践证明,采用这种等温正火有效地改变了一般正火的弊端,产品质量稳定可靠。
随着工业发展水平不断提高,定制的大批量生产齿轮很多都使用非标的模数,使其意义被弱化。
如果齿轮的齿数一定,模、端面模数ms与轴向模数mx的区别,它们都是以各自的齿距(法向齿距、端面齿距与轴向齿距)与圆周率的比值,也都以毫米为单位。对於锥齿轮,模数有大端模数me、平均模数mm和小端模数m1之分。对于刀具,则有相应的刀具模数mo等。标准模数的应用很广。在公制的数越大则轮的径向尺寸也越大。模数系列标准是根据设计、制造和检验等要求制订的。对於具有非直齿的齿轮,模数有法向模数mn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。它对上述零件的设计、制造、维修等都起着基本参数的作用(见圆柱齿轮传动、蜗杆传动等)。
齿轮传动是一种应用广的机械传动形式,具有传动效率高、结构紧凑等特点。但由于不可避免地存在制造和安装误差,齿轮,齿轮传动装置的振动和噪声往往较大,特别是在一些大功率传动装置中(如兆瓦级风力发电增速器、船用齿轮减速器等,以及对要求较高的传动装置中(如汽车变速箱等),振动和噪声问题尤为突出。
齿轮修形是降低齿轮传动装置振动和噪声的一种成熟而有效的技术,近年来获得了越来越广泛的应用。齿轮修形包括齿廓修形和齿向修形,本文将对齿轮修行的基本原理以及应用情况进行介绍。
齿廓修形原理
齿轮啮合传动过程中主、被动齿轮的基节处处相等,从理论上讲,渐开线刚性齿轮是完全能够实现上述目标的。但实际中的齿轮副均为弹性体,在一定啮合力作用下会产生相应的弹性变形,齿轮设计,使处于啮合线位置的主动轮和被动轮基节出现变化,不再相等。
向修形原理
齿轮传动系统在载荷的作用下将会产生弹性变形,包括轮齿的弯曲变形、剪切变形和接触变形,还有支撑轴的弯曲变形和扭转变形。这些变形将会使轮齿的螺旋线发生畸变,导致轮齿沿一端接触,造成载荷分布不均匀,出现偏载现象。
齿轮传动为了实现降低振动噪声、避免干涉、改善载荷分布、减少应力集中等目的,通常要对齿轮进行修形,包括齿廓修形和齿向修形。
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