畢業(yè)設(shè)計(jì)-直齒圓柱齒輪的設(shè)計(jì)及加工工藝-wenkub
2022-12-12 17:40:47 本頁面
【正文】 齒輪齒條嚙合 平行軸 斜齒輪 直齒圓錐齒輪 相交軸 — 圓錐齒輪 螺旋齒圓錐齒輪 齒輪傳動(dòng) 蝸輪與蝸桿 交錯(cuò)軸 準(zhǔn)雙曲面齒輪 同心軸 — 行星齒輪 圖 11 齒輪的分類 ５ 共軛齒廓的重要一種 漸開線齒廓齒輪 通過 這段時(shí)間的考查 與探討，我們得出以下一些結(jié)論： （ 1） 發(fā)生線沿基圓滾過的長 度，等于基圓上被滾動(dòng)過的圓弧長。 3） 低精度齒輪會(huì)產(chǎn)生有害的沖擊，噪音和振動(dòng)。 2） 齒輪機(jī)構(gòu)的 傳動(dòng)比恒定，壽命長，工作可靠性高。這 些優(yōu)異性能來源于高性能顆粒結(jié)構(gòu)和增大的孔隙度。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(jì)加修正軟件包可使齒輪幾何尺寸設(shè)計(jì)程序化和局部 驅(qū)動(dòng)、滾珠絲杠和位置傳感器三者間的高精度閉環(huán)控制因軟件的應(yīng)用而得以實(shí)現(xiàn)。因此，在 “ 修砂輪 — 磨齒輪 ” 循環(huán)中運(yùn)用直驅(qū)電機(jī)，并配以較好的砂輪和多軸 聯(lián)動(dòng)控制，可消除切削紋、偏畸幾何形狀、齒輪使用噪音的高頻誤差及有害振動(dòng)。加工時(shí)，先由機(jī)載測量系統(tǒng)初步分析齒輪，再將實(shí)測參數(shù)與理論設(shè)計(jì)參數(shù)對比，求出所需修正量，控制系統(tǒng)采集到這些修正數(shù)據(jù)后自動(dòng)調(diào)整磨齒加工狀態(tài)，然后再進(jìn)行磨齒和測量。由此，磨齒加工已開始大規(guī)模應(yīng)用于齒輪加工中。 本文主要介紹磨齒技術(shù)的應(yīng)用。而對齒輪特別是汽車齒輪制造要求也不斷提高，在我國，由于齒輪的質(zhì)量不能達(dá)到圖紙要求，致使齒輪箱噪音大，壽命短，從而嚴(yán)重制約了整機(jī)的質(zhì)量，這點(diǎn)在汽車行業(yè)表現(xiàn)得尤為嚴(yán)重。 齒輪加工技術(shù)的發(fā)展有四個(gè)階段，分別是：公元前 400200年的手工制作階段， 18世紀(jì)后的機(jī)械仿形階段， 19世紀(jì)后的機(jī)械范成加工階段以及 20 世紀(jì) 80 年代至今的數(shù)控技術(shù)加工階段。 齒輪現(xiàn)在在國內(nèi)絕大部分仍采用普通機(jī)床加工，精度難以提高。為了滿足對齒輪加工中質(zhì)量和加工效率得要求，從 1995 年以來大量進(jìn)口數(shù)控齒輪加工機(jī)床。 ⊙ 磨齒加工技術(shù)最新發(fā)展現(xiàn)狀 采用磨齒加工的齒輪具有低傳動(dòng)噪音、高傳動(dòng)效率和長使用壽命的優(yōu)點(diǎn)。 磨齒機(jī)經(jīng)過如下的一系列的重大改進(jìn)，使得效率提高了很多。如此反復(fù)循環(huán)，直至達(dá)到所需的精度要求。 （ 3）自動(dòng)化 “ 自動(dòng)化 ” 一詞越來越多地應(yīng)用于磨齒加工特別是流程化生產(chǎn)中，包括工件安裝、換刀以及與工件流程同步的庫存分類等。許多新一代磨齒機(jī)的部件配有與驅(qū)動(dòng)單元分離的位置傳感器，因而具有更高的精度和熱穩(wěn)定性。同時(shí)，良好的顆粒結(jié)構(gòu)減少了磨削壓力，降低了磨削溫度。 3） 齒輪機(jī)構(gòu) 能夠 實(shí)現(xiàn)平行軸和不平行軸之間的傳動(dòng)。 齒輪的分類 從《機(jī)電一體化實(shí)用手冊》 （見參考文獻(xiàn) ，以下皆是 ） 一書中我們了解到： 齒輪的傳動(dòng)是通過輪齒之間的相互嚙合 來 實(shí)現(xiàn)直接接觸的傳動(dòng)方法。 （ 2） 漸開線上任意一點(diǎn)的法線必與基圓相切 ； 漸開線上各點(diǎn)的曲率半徑不相等 ；漸開線的形狀決定基圓的大小 。 （ 5） 壓力角（ ak）及展角（ invak）的計(jì)算 cos (ak)=(rb)/(rk) inv(ak)=tg（ ak） (ak) 標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪外嚙合幾何尺寸計(jì)算 （ 1） 分度圓、模數(shù)和壓力角 我們把 齒輪上作為齒輪尺寸基準(zhǔn)的圓稱為分度圓，分度圓以 d 表示。 。 表 11 漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪 幾何尺寸計(jì)算公式 名稱 符號(hào) 計(jì)算公式 齒距 p p = mπ 齒厚 s s = π m/2 槽寬 e e =π m/2 齒頂高 ha ha = ha*m 齒根高 hf hf = ha + c =（ ha*+c*） m 全齒高 h h = ha + hf =（ 2ha*+c*） m 分度圓直徑 d d = m z 齒頂圓直徑 da da = d + 2ha = m（ z + 2ha*） 齒根圓直徑 df df = d 173。 在本文的一些條件下， 對齒輪材 料的基本要求是：應(yīng)使齒面具有足夠的硬度和耐磨性，齒心具有足夠的韌性，以防止齒面的各種失效，同時(shí)應(yīng)具有良好的冷、熱加工的工藝性，以達(dá)到齒輪的各種技術(shù)要求。開式低速傳動(dòng)時(shí)，可采用灰鑄鐵或球墨鑄鐵。對高速、輕載而又要求低噪聲的齒輪傳動(dòng)，也可采用非金屬材料、如夾布膠木、尼龍等。 滿足材料的工藝性能 材料的工藝性能是指材料本身能夠適應(yīng)各種加工 工藝要求的能力。我們可以通過改變工藝規(guī)程、熱處理方法等途徑來改善材料的工藝性能。首先，采用不同的熱處理方法相對加工費(fèi)用也不一樣。 （ 3） 合金滲碳鋼 (如 20Cr， 20CrMnTi)進(jìn)行滲碳淬火或液體碳氮共滲，齒面硬度可達(dá) 58HRC，且心部有較高韌性，適用于高速、中載和或有沖擊載荷的齒輪 （ 4） 鑄鐵及其他非金屬材料 (如尼龍、夾布膠木等 )。特點(diǎn)是抗疲勞點(diǎn)蝕、抗膠合能力高。齒輪經(jīng)滲碳淬火后，輪齒變形較大，應(yīng)進(jìn)行磨削加工。 調(diào)質(zhì)一般用于中碳鋼和中碳合金鑰，如 4 40Cr、 35SiMn 鋼等。機(jī)械強(qiáng)度要求不高的齒輪可采用中碳鋼正火處理，大 直徑的齒輪可采用鑄鋼正火處理。即要求齒輪在一轉(zhuǎn)中的轉(zhuǎn)角誤差不超過一定范圍。接觸精度除了包括齒面接觸均勻性以外，還包括接觸面積和接觸位置。 齒輪毛坯 由于 齒輪毛 坯的選擇取決于齒輪的材料、結(jié)構(gòu)形式與尺寸、使用條件及生產(chǎn)批量等因素。 (4)鑄鐵件用于受力小，無沖擊的開式傳動(dòng)的齒輪。對于需要淬硬的齒輪，必須在這個(gè)階段中加工出能滿足齒形的最后精加工所要求的齒形精度，所以這個(gè)階段的加工是保證齒輪加工精度的關(guān)鍵階段。其主要目的是消除鍛造及粗加工所引起的殘余應(yīng)力，改善材料的切削性能和提高綜合力學(xué)性能。以修整過的基準(zhǔn)面定位進(jìn)行齒形精加工，可以使定位準(zhǔn)確可靠，余量分布也比較均勻，以便達(dá)到精加工的目的 。 加工誤差分析 （ 1） 齒形誤差 從實(shí)際操作中，我們 不難 發(fā)現(xiàn)： 齒形誤差主要是由于齒輪滾刀的制造刃磨誤差及滾刀的安裝誤差等原因造成的，因此在滾刀的每一轉(zhuǎn)中都會(huì)反映到齒面上。 圖 14 常見的齒輪誤差 （ 2） 基節(jié)極限偏差滾齒時(shí)，齒輪的基節(jié)極限偏差主要受滾刀基節(jié)偏差的影響。外圓加工的 基本加工路線可歸納為四條 ： （ 1） 粗車 — 半精車 — 精車 對于一般常用材料，這是外圓表面加工采用的最主要的工藝路線。 為了便于我們了解齒輪加工 ，下面我們對齒輪加工的方法進(jìn)行一個(gè)簡單的探討。后者主要用于齒面的精加工，效率一般比較低。用齒輪銑刀在銑床上加工齒輪是常用的成形法加工。 （ 3） 銑齒加工特點(diǎn) 1）用普通的銑床設(shè)備，且刀具成本低。齒形精度只達(dá) 119級(jí)?？砂巡妪X過程分解為：插齒刀先在齒坯上切下一小片材料，然后插齒刀退回并轉(zhuǎn)過一小角度，齒坯也同時(shí)轉(zhuǎn)過相應(yīng)角度。因此，一把插齒刀，可加工相同模數(shù)而齒數(shù)不同的齒形，不存在理論誤差。齒面粗糙度 Ra值為 m。這種方 法可用一把滾齒刀加工相同模數(shù)不同齒數(shù)的齒輪。 滾切直齒圓柱齒輪時(shí)有以下運(yùn)動(dòng) ： 1）主 運(yùn)動(dòng) 滾刀的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。 １６ 3）垂直進(jìn)給運(yùn)動(dòng) 要切出齒輪的全齒寬，滾刀須沿工件軸向作垂直進(jìn)給運(yùn)動(dòng) 滾齒加工適于加工直齒、斜齒圓柱齒輪。加工原理：剃齒時(shí)刀具與工件作一種自由嚙 合的展成運(yùn)動(dòng)。 （ 4） 珩齒加工 珩齒特點(diǎn) :珩齒的加工原理與剃齒相同，表面粗糙 ～ m。 磨削方法分為展成磨削和成形磨削兩大類 錐形砂輪磨削 單分度展成磨削 蝶形砂輪磨削 展成磨削 大平面砂輪磨削 齒輪磨削 圓柱蝸桿砂輪磨削 連續(xù)分度展成磨削 球面蝸桿砂輪磨削 成形磨
公司管理相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1