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齿轮

齿轮加工技术与装备的发展趋势分析

为适应齿轮加工行业对制造精度、生产效率、清洁生产、提高质量的要求，制齿机床及制齿技术出现了以下发展趋势。

1.数控化

   由于通过将机床的各运动轴进行CNC控制及部分轴间进行联动后，具有以下优点：

   （1）增加了机床的功能，如滚削小锥度及鼓形齿轮等变得极为简单。

   （2）缩短了传动链，同时采用半闭环或全闭环控制后，通过数控补偿可以提高各轴的***精度和重复***精度，从而提高了机床的加工精度及Cp值，增加了机床的可靠性。

   （3）换品种时由于省去了计算及换分齿挂轮及差动挂轮、进给及主轴换挡的时间，插齿机还省去了换斜导轨的时间，从而减少了辅助加工时间，增加了机床的柔性。

   （4）由于机械结构变得简单了，可以设计得更有利于提高机床的刚性及把热变形降到底。

   （5）各轴间没有机械联系，结构设计变得典型化，更利于实施模块化设计及制造。

2.高速

   齿轮加工机床如滚齿机、插齿机及磨齿机的高速化主要是指机床拥有高的刀具主轴转速和高的工作台转速，它们是提高切削效率的主要指标。

   传统机械滚齿机的滚刀主轴速度通常高为500r/min,工作台转速高为32r/min.随着齿轮加工刀具性能的提高，齿轮加工机床的高速、切削得到了飞速发展和成熟，齿轮滚齿切削速度由100m/min,发展到可达500~600m/min,切削进给速度由3~4mm/r发展到20mm/r,这使滚齿机主轴的高转速可达5500r/min,工作台高转速可达800r/min,机床部件移动速度也高达10m/min;大功率主轴系统使机床可运用直径和长度均较大的砂轮进行磨削，有利于增加砂轮寿命，也有利于操作者选择优的磨削参数来完成磨削加工。（4）由于机械结构变得简单了，可以设计得更有利于提高机床的刚性及把热变形降到底。

   加工是机床从各个方面采用了技术来得以保证：具有佳吸振效果的铸造床身；使机床具有佳热稳定性的集成冷却介质循环系统；切削区保护隔板大倾角及光滑设计使干式切削产生的切屑迅速有效排出；具有用预载的、无隙滚珠丝杆驱动的进给系统；其工作原理是利用剃齿刀与被加工齿轮作自由啮合运动，借助于两者之间的相对滑移，从齿面上剃下很细的切屑，以提高齿面的精度。具有耐磨损直线导轨或采用PLC控制的定量润滑铸铁导轨等。电主轴的应用使刀具主轴得到提高，而工作台转速的提高则是采用了斜齿轮副或力矩电动机。电主轴及力矩电动机具有回转精度高、无反向间隙和不用维修等优点。

齿轮加工采用的精度等级

齿轮加工共有13个精度等级，用数字0～12由低到高的顺序排列，0级高，12级低。

齿轮加工精度等级的选择，应根据传动的用途、使用条件、传动功率、圆周速度、性能指标或其他技术要求来确定。并不是越高也好，下面我们整理了一些不同机械传动中齿轮加工采用的精度等级

当然，以上是常见的精度等级要求，具体还是不同档次的机械的要求不同。

齿轮加工工艺特点

精加工孔和端面采用磨削，先以齿轮分度圆和端面作为***基准磨孔，再以孔为***基准磨端面，控制端面跳动要求，以确保齿形精加工用的精基准的jing确度。

(一)齿轮加工工艺路线

齿轮，材料为40Cr，精度为6-5-5级，其工艺路线见表9-7。

(二)齿轮加工工艺特点

(1)***基准的精度要求较高由图9-21可见，作为***基准的内孔其尺寸精度标注为φ85H5，基准端面的粗糙度较细，为Ra1.6μm，它对基准孔的跳动为 0.014mm，这几项均比一般精度的齿轮要求为高，因此，在齿坯加工中，除了要注意控制端面与内孔的垂直度外，尚需留一定的余量进行精加工。精加工孔和端面采用磨削，先以齿轮分度圆和端面作为***基准磨孔，再以孔为***基准磨端面，控制端面跳动要求，以确保齿形精加工用的精基准的jing确度。滚齿用的多,因为滚齿的滚刀的齿形是直线的,方便加工,而插齿的刀具就是一个铲背了的齿轮,齿形是渐开线,加工起来没这方便。

(2)齿形精度要求高图上标注6-5-5级。为满足齿形精度要求，其加工方案应选择磨齿方案，即滚(插)齿-齿端加工-高频淬火-修正基准-磨齿。磨齿精度可达 4级，但生产率低。本例齿面热处理采用高频淬火，变形较小，故留磨余量可缩小到0.1 mm左右，以提高磨齿效率。所以这种方法有很大的优势，就是在保证齿形整体的硬度能够达到要求的同时，使得齿形的精度又能够符合设计的要求，这样就大大提高了齿条的加工质量。

齿轮加工的八个标准

      齿轮加工主要是控制齿轮在运转时齿轮之间传递的精度，比如：传动的平稳性、瞬时速度的波动性、若有交变的反向运行，其齿侧隙是否达到小，如果有冲击载荷，应该稍微提，从而减少冲击载荷带给齿轮的***。

      2、如果以上这些设计要求比较高，则齿轮精度也就要定得稍高一点，反之可以定得底一点

      3、但是，齿轮精度定得过高，会上升加工成本，需要综合平衡

      4、你上面的参数基本上属于比较常用的齿轮，其精度可以定为：7FL，或者7-6-6GM精度标注的解释：

      7FL：天津齿轮加工指出齿轮的三个公差组精度同为7级，齿厚的上偏差为F级，齿厚的下偏差为L级7-6-6GM：齿轮的组公差带精度为7级，齿轮的第二组公差带精度为6级，齿轮的第三组公差带精度为6级，齿厚的上偏差为G级，齿厚的下偏差为M级

      5、对于齿轮精度是没有什么计算公式的，因为不需要计算，是查手册得来的。

      6、精度等级的确定是工程师综合分析的结果，传动要求精密、或者是高负载、交变负载……就将精度等级定高一点

      7、精度等级有5、6、7、8、9、10级，数值越小精度越高

      8、（齿厚）偏差等级也是设计者综合具体工况给出的等级，精密传动给高一点，一般机械给低一点，闭式传动给高一点，开式传动给低一点。

      大齿轮的齿数的确定要先知道减速比，然后确定大小齿轮的模数，再定出齿数（符合***小齿数原则，尽量为奇数，齿数大小可以灵活），2者之比要等于减速比。d=mz，可以算出来分度圆直径，da=d+2ha（齿顶高），这样就能计算出大小了。而选择大齿轮的齿数有哪些基本原则呢？开式（半开式）齿轮传动，由于轮齿主要为磨损失效，为使齿轮不致过小，故小齿轮不亦选用过多的齿数，一般可取z1=17~20。

       1、每种齿制有一个***小齿数，是防止在滚齿时产生根切的。故要大于***小齿数。如直齿圆柱齿轮不得小于17；

　　2、按中心距和传动比平衡齿数与模数的关系；

　　3、***好一对啮合齿轮的齿数互为质数，至少不能互为整数倍数，以免局部齿磨损严重。所以确定传动比就很重要。

     齿轮整个圆周上轮齿的总数称为齿数，一般以字母z表示。齿轮齿数选对了才能让齿轮正常使用，不然会影响使用效果影响工作效率。能够传递任意两轴间的运动和动力，传动平稳、可靠，，寿命长，结构紧凑，传动速度和功率范围广。