直齒圓柱齒輪的加工工藝規(guī)程畢業(yè)設(shè)計(jì)-畢業(yè)設(shè)計(jì)-wenkub.com
2025-01-15 03:04 本頁(yè)面
【正文】 在高速重載齒輪傳動(dòng)制造方面，通過(guò)技術(shù)引進(jìn)和消化，基本具備了為我國(guó)大型成套裝備及船舶工業(yè)進(jìn)行配套的能力。中國(guó)齒輪工業(yè)的資本結(jié)構(gòu)已經(jīng)形成股份制企業(yè)、民營(yíng)企業(yè)和獨(dú)資 (合資 )企業(yè)三足鼎立的局面。其中， 2021 年到 2021 年，我國(guó)齒輪制造企業(yè)將逐漸實(shí)現(xiàn)由集約化管理向信息化精益制造的轉(zhuǎn)變，年產(chǎn)值將達(dá) 1000 億元，我國(guó)將成為齒輪出口大國(guó)，在世界同行業(yè)中處 在保 3 爭(zhēng) 2 的位置； 2021 年到 2021 年，我國(guó)齒輪產(chǎn)品市場(chǎng)將走向成熟，在世界上將處在保 2 爭(zhēng) 1 的位置，那時(shí)將逼近世界齒輪強(qiáng)國(guó)。其特點(diǎn)是改善工件的內(nèi)在質(zhì)量，而這一般不是肉眼所能看到的。 二． 工藝過(guò)程 1. 定位基準(zhǔn)的選擇 兩種定位方式 （ 1） 內(nèi)孔和端面定位 即依靠齒坯內(nèi)孔與夾具心軸之間的配合決定中心位置，以一個(gè)端面作為軸向定位基準(zhǔn)，并通過(guò)相對(duì)的另一端面壓緊齒輪坯。 滾刀形狀很象螺旋，其軸向剖面為具有直線齒形齒廓的齒條。因齒條的齒廓為一直線，由圖可見(jiàn)，不論在中線上還是在與中線平行的其他任一直線上，它們都具有相同的周節(jié) p(?m)、相同的模數(shù) m 和相同的齒廓壓力角 ?。根據(jù)正確嚙合條件，被切齒輪的模數(shù)和壓力角必定與插刀的模數(shù)和壓力角相等，故用同一把插刀切出的齒輪都能正確嚙合。 用范成法切齒的常用刀具如下。 2．范成法 范成法是利用齒輪的嚙合原理進(jìn)行加工齒輪的一種方法 。銑出一個(gè)齒槽以后，將輪坯轉(zhuǎn)過(guò) 360176。切削加工方法分為成形法和范成法兩類(lèi)。事實(shí)上只有輪齒才有精密的特性。由于模具的輪齒為非標(biāo)準(zhǔn)齒輪，不能用一標(biāo)準(zhǔn)齒輪來(lái)作比較進(jìn)行測(cè)量，也存在模數(shù)和其他參數(shù)的誤差。線切割加工可接近 5μm 的精度，但這超過(guò)了一般電解加工的精度。但要制造出高精度的模具，還有很多困難，尤其是齒輪精鍛模的輪齒，更難加工。從分析可準(zhǔn)確估計(jì)輪廓的回彈量，從而精確地設(shè)計(jì)模具的尺寸和形狀。 圖 7 為一圓柱直齒輪冷成形的分析和實(shí)驗(yàn)結(jié)果。需在沖頭于壓機(jī)之間裝配一滾動(dòng)軸承，使沖頭能隨之轉(zhuǎn)動(dòng)。芯棒與鍛造齒輪孔之間有微小間隙，它不用來(lái)定位，只用來(lái)幫助導(dǎo)向。而模具型腔的變形則直接影響輪廓的形狀和尺寸，因此模具按變形體模擬。 有限元法被用于齒輪冷成形 (精整 ) 工藝，分析模具的變形、齒輪的變形和回彈。比如，當(dāng)齒輪在模具入口和出口處，模具的受力相對(duì)小些，因此變形也相對(duì)小些。當(dāng)把鍛造齒輪擠過(guò)冷成形模具后，形狀應(yīng)該達(dá)到最后要求，無(wú)需再加工。通過(guò)實(shí)踐，證實(shí)高效率的鍛造是可行的。對(duì)本文涉及的關(guān)于圓柱直齒輪的例子， 詳細(xì)分析了幾種可能的模具設(shè)計(jì)方案：如把模具型腔固定，對(duì)沖頭和沖頭倒角，并用有限元分析了各種情形下金屬的流動(dòng)、輪齒的形成和鍛造載荷的變化。 例子顯示，沖頭最后的 013mm 的沖程 (112 %的總變形 )會(huì)導(dǎo)致增加 50 %的載荷。由于型腔在鍛造過(guò)程中與鍛件一起運(yùn)動(dòng)，型腔與鍛件之間的摩擦力將有助于金屬流動(dòng)，所需載荷也比型腔固定時(shí)低。由于沖頭只需封住型腔上表面，無(wú)需壓入型腔，因此沖頭可作成簡(jiǎn)單的形狀。圖 1 為一用于圓柱直齒輪的閉式模鍛的設(shè)計(jì)。 目前，比較一致認(rèn)同的工藝途徑為熱鍛、溫鍛和冷鍛的結(jié)合。如用閉式模鍛，則需要很高的壓力才能使金屬材料流動(dòng)并充滿(mǎn)模具型腔，因而此類(lèi)齒輪需要采用熱鍛或溫鍛工藝。如果能在室溫下進(jìn)行鍛造，則齒輪的形狀和尺寸較易控制，也可避免高溫帶來(lái)的誤差。但是在圓柱齒輪鍛造中，由于金屬材料的塑性流 10 動(dòng)方向與其受力方向垂直，所以其齒形比錐齒輪更難形成。早在 50 年代，由于缺乏足夠的齒輪加工機(jī)床，德國(guó)人開(kāi)始用閉式熱模鍛的方法試制錐齒輪 。 以上各種齒輪中，以漸開(kāi)線齒形直齒盤(pán)形圓柱齒輪應(yīng)用最為廣泛。機(jī)床齒輪由 6～ 8級(jí)提高到 4～6級(jí)．軋機(jī)齒輪由 7～ 8 級(jí)提高到 5～ 6級(jí)。其次，對(duì)于低速重載齒輪 如軋鋼機(jī)齒輪，由于采用硬齒面齒輪后，其齒面負(fù)荷系數(shù)增加而引起的整個(gè)齒輪裝置系統(tǒng)的彈性變形變得突出了，所以有時(shí)也要對(duì)反映到齒面的彈性變形進(jìn)行修正。這些齒輪的精度等級(jí)一般在 3～ 8 級(jí)。 由于機(jī)械設(shè)備向大型化發(fā)展，齒輪的工作參數(shù)提高了。設(shè)計(jì)與工藝水乎不斷提高，有一批齒輪產(chǎn)品已經(jīng)接近或達(dá)到國(guó)際水平，但就總體來(lái)講還有一定差距，需要我們共同努力，狠抓薄弱環(huán)節(jié)，才能有更大進(jìn)展 發(fā)展趨勢(shì) 國(guó)際上，動(dòng)力傳動(dòng)齒輪裝置正沿著小型化、高速化、標(biāo)準(zhǔn)化方向發(fā)展．特殊齒輪的應(yīng)用、行星齒輪裝置的發(fā)展、低振動(dòng)、低噪聲齒輪裝置的研制是齒輪設(shè)計(jì)方面的一些特點(diǎn)．為達(dá)到齒輪裝置小型化目的，可以提高現(xiàn)有漸 開(kāi)線齒輪的承載能力。 我國(guó)越來(lái)越多的人掌握了齒輪嚙合原理的 分析 方法，對(duì)復(fù)雜曲面的幾何計(jì)算還提供了各種計(jì)算方法，一般能從嚙合理論的觀點(diǎn)， 分析計(jì)算各種齒輪的參數(shù)。這些蝸桿減速器均有工廠成批生產(chǎn)。在生產(chǎn)上已取得成效。 近年來(lái)，結(jié)合貫徹齒輪精度標(biāo)準(zhǔn)，廣泛開(kāi)展了基礎(chǔ)工藝技術(shù)的研 究試驗(yàn)， 8 如精滾工藝試驗(yàn)、確定 經(jīng)濟(jì) 工藝的技術(shù)條件和精度等級(jí)；修磨剃齒刀齒形獲得齒輪理想接觸區(qū)試驗(yàn)；改變刀具材料實(shí)現(xiàn)硬齒面剃齒的試驗(yàn)；采用負(fù)變位剃齒刀消除齒面中凹試驗(yàn)。 1959 年以后．針對(duì)當(dāng)時(shí)漸開(kāi)線齒輪齒面接觸強(qiáng)度差、工藝水平低、質(zhì)量差的薄弱環(huán)節(jié)，我國(guó)從蘇聯(lián)引進(jìn)了圓弧齒輪的科技成果，利用軸向共軛代替端面共軛和利用圓弧齒輪齒面接觸強(qiáng)度比較高的特點(diǎn)，代替了不少機(jī)械產(chǎn)品的漸開(kāi)線齒輪， 70 年代末，在一系列高速與低速傳動(dòng)中成功地應(yīng)用單圓弧齒 輪的基礎(chǔ)上，采用雙圓弧齒輪代替單圓弧齒輪，使抗彎強(qiáng)度提套 40%~60%,工藝上改善了，應(yīng)用范圍獲得了進(jìn)一步擴(kuò)大。在一般 設(shè)計(jì) 中較多采用中碳鋼（或中碳合金鋼）調(diào)質(zhì)處理的齒輪（也稱(chēng)軟齒面齒輪）。后來(lái)，國(guó)家新建和改建了一大批齒輪與齒輪箱的專(zhuān)業(yè)廠與專(zhuān)業(yè)車(chē)間。我國(guó)初步形成了一套包括汽車(chē)、機(jī)床、重型機(jī)械。M.L 為了提高動(dòng)力傳動(dòng) 齒輪的使用壽命并減小其尺寸。 1765 年瑞士的 L 國(guó)外齒輪發(fā)展情況： 早在 1694 年，法國(guó)學(xué) Philippe De La Hare 首先提出漸開(kāi)線可作為齒形曲線。 第二章 齒輪的發(fā)展歷史及我國(guó)齒輪發(fā)展現(xiàn)狀 據(jù)史料記載，遠(yuǎn)在公元前 400～ 200年的中國(guó)古代就已開(kāi)始使用齒輪，在我國(guó)山西出土的青銅齒輪是迄今已發(fā)現(xiàn)的最古老齒輪，作為反映古代科學(xué)技術(shù)成就的指南車(chē)就是以齒輪機(jī)構(gòu)為核心的機(jī)械裝置。在機(jī)械中，通 6 常采用漸開(kāi)線齒廓、擺線齒廓和圓弧齒廓等，其中漸開(kāi)線齒廓應(yīng)用最廣。此固定點(diǎn) c 稱(chēng)為節(jié)點(diǎn)。 過(guò) K點(diǎn)作兩齒廓的公法線 nn交連心線于 C點(diǎn)，由于兩齒廓在嚙合過(guò)程
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