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齿轮

齿轮加工如何选择材料

  齿轮加工形式多种多样，应用领域也是十分广泛，齿轮应按照使用时的工作条件选用合适的材料。齿轮材料的选择对齿轮的加工性能和使用寿命都有直接的影响。 很多人对齿轮加工如何选择材料感到疑惑，那么下面就介绍一下齿轮加工如何选择材料呢？

   非金属材料中的夹布胶木、尼龙、塑料也常用于制造齿轮。这些材料具有易加工、传动噪声小、耐磨、减振性好等优点，使用于轻载、需减振、低噪声、润滑条件差的场合。

   有色金属作为齿轮材料的有黄铜HPB59-1青铜QSNP10-1和铝合金L***。

   速度教高的齿轮传动，齿面容易产生疲劳点蚀，应选择齿面硬度较高而硬层较厚的材料；有冲击载荷的齿轮传动，轮齿容易折断，应选择韧性较好的材料；低速重载的齿轮传动，轮齿容易折断，齿面易磨损，应选择机械强度大，齿面硬度高的材料。

   45钢热处理后有较好的综合机械性能。经过正火或调质可改善金相***和材料的可切削性，降低加工后的表面粗糙度，并可减少淬火过程中的变形。因为45钢淬透性差 整体淬火后材料变脆，变形也大，所以一般采用齿面表面淬火，硬度可达HRC52-58。适合于机床行业，7级精度以下的齿轮。但在热处理中，齿轮生产时不可避免地产生变形，因此在热处理之后须进行磨削、研磨或精切，以消除因变形产生的误差，提高齿轮的精度。

   40Cr是中碳合金钢，和45钢相比，少量铬合金的加入可以使金属晶粒细化，提高强度、改善淬透性，减少了淬火时的变形。

   使齿轮获得高的齿面硬度而心部又有足够韧性和教高的抗弯曲疲劳强度的方法是渗碳淬火，一般选用低碳合金钢18CrMnTi，它具有良好的切削性能，渗碳时工件的变形小，淬火硬度可达到HRC56-62，残留的奥氏体量也少，多用于汽车，、拖拉机中承载大而有冲击的齿轮。齿轮加工生产的形式齿轮生产的形式按照齿面按硬度可区分为硬齿面和软齿面两种：1）硬齿面：齿面硬度HB＞350。

   38CrMoAlA氮化钢经氮化处理后，比渗碳淬火的齿轮具有更高的耐磨性与耐腐蚀性，变形很小，可以不磨齿，多用来作为高速传动中需要耐磨的齿轮材料。

   铸铁容易铸成复杂的形状，容易切削，成本低，但其抗弯强度、耐冲击和耐磨性能差。故常用于受力不大、无冲击、低速的齿轮。

斜齿圆柱齿轮齿面的形成原理

当角βb＝0时，形成直齿圆柱齿轮的齿廓曲面。

8.9.2 斜齿圆柱齿轮的几何参数

斜齿圆柱齿轮的端面齿廓为准确的渐开线，法面齿廓为jing确的渐开线，如图8.27 所示。它的端面与法面参数不相同。

(1)　基圆柱面上的螺旋角与分度圆上的螺旋角

(2)　斜齿圆柱齿轮的法面模数mn与端面模数mt

(3)　斜齿圆柱齿轮的法面压力角与端面压力角

(4)　斜齿轮的齿顶高系数与齿根高系数

(5)　基圆柱面上的螺旋角与分度圆上的螺旋角

(6)　斜齿圆柱齿轮传动的正确啮合条件

一对斜齿圆柱齿轮的模数、压力角与螺旋角之关系为

8.9.3　斜齿圆柱齿轮的当量齿轮

8.9.4 斜齿圆柱齿轮传动的重合度

左上图为直齿轮传动的啮合面，左下图为斜齿轮传动的啮合面，图中B2B2 表示一对轮齿进入啮合的位置， B1B1表示轮齿脱离啮合的位置.

8.9.5　斜齿圆柱齿轮传动的特点

优点：1) 啮合特性好、2) 重合度大、3) 不产生根切的小齿数较直齿少。

缺点：工作时产生轴向力。

8.9.6 交错轴斜齿轮传动

当两个斜齿轮的法面模数相等，法面压力角相等，螺旋角不相等时，它们组成交错轴传动。它们的工作齿面为点接触。

(1) 中心距 a= (d1+d2) / 2 = mn(Z1 / cosβ1 +Z2 / cosβ2) / 2

(2) 传动比 i12=ω1/ω2=Z2 / Z1= (d2 / mt2 ) / (d1 / mt1)= d2cos β2 / mn2/(d1cos β1 / mn1) =d2 cos β2 / (d1 cos β1)

　　齿轮加工的方法有哪些？

　　常用的齿轮加工方法可分为以下两种：

　　1.成形法

　　这种方法制造出来的齿轮精度较低，只能用于低速的齿轮传动，常见的有铣齿、磨齿等。

　　铣齿的方法就属于成形法。铣齿时，工件安装在铣床的分度头上，用一定模数的盘状或指状的铣刀对齿轮的齿间进行铣削。当加工完一个齿间后，进行分度，再铣下一个齿间。铣齿特点：设备简单；刀具的成本低；生产率低；加工齿轮的精度相对比较低。

　　齿轮的齿廓形状决定于基圆的大小（与齿轮的齿数有关）。

　　用成形法铣齿轮所需运动简单，不需专门的机床，但要用分度头分度，生产效率低。这种方法一般用于单件小批量生产低精度的齿轮。

　　2.展成法

　　用展成法加工齿轮时，齿轮表面的渐开线用展成法形成，展成法具有较高的生产效率和加工精度。齿轮加工机床绝大多数采用展成法。

　　19世纪末，展成切齿法利用这样的原理切齿的机床和刀具也相继出现，随着生产的发展，齿轮运转的平稳性受到重视。

　　预防齿轮噪音的产生，你可以这样做！

　　1.载荷

　　针对载荷主要是依旧齿轮的承受的生产重量而言，因此，在对相应生产产品进行齿轮选择时，要依旧产品所能承受的生产重量而定，即根据不同产品所重量对齿轮进行适当的调换，避免部分齿轮传动过程中不能承受相应的重量产生噪音。

　　精铣齿轮

　　2.振动的频率

　　部分齿轮之间由于摩擦大，速度快，造成振动速度过快而产生噪音，在对齿轮进行设计中，应当注意齿轮的运动速度，即在一定时间内规定其应当运行的周数，而不是任其过快转动。

　　3.齿轮摩擦

　　正如上面说到的，齿轮之间摩擦过大，振动过大，相应产生的噪音也会很大，为减少齿轮之间的摩擦，在选择齿轮时尽量应当选择外表平滑的齿轮，切记不能选择外表粗糙，摩擦力大的齿轮，此外，也可以在齿轮中注入润滑剂，提升齿轮件的有效运转。

　　4.轴承运动

　　不仅要求设计这对齿轮轴承的设计，也包括了检验者对齿轮轴承周数的监管，要求，设计者对设计的试论轴承保证期能够承受齿轮传动中应该能承受的额误差，以及设计齿轮中出的可能存在一定合理范围内的设计缺陷。