云浮塑胶内齿轮来电咨询「嘉齿机械」

齿轮

齿轮加工时出现齿轮变形的问题

关于齿轮热处理畸变的情况很复杂，是全部冷、热加工工序影响因素的综合反映。机械加工产生的残留应力，热处理过程的热应力、***应力都会对变形产生一定的影响。而它们的影响因素较多，涉及原材料、工件结构形状设计、整个工艺过程、技术要求、机加工方法、加工条件、热处理工艺（加热、冷却）、工装等。齿轮的制造材料和热处理过程对齿轮的承载能力和尺寸重量有很大的影响。有时单从热处理方面采取措施来解决齿轮的变形有一定的困难，要从冷、热加工全过程的各种因素来考虑，具体情况具体分析，采取相应措施，排除或减弱。

齿轮作为机械传动装置中的主要零件，其应用十分广泛。塑料齿轮因其质量轻、成本低、惰性好等优点在很多领域已经逐步替代了金属齿轮。模具是影响塑料齿轮***成形质量的关键因素，如何提高模具设计的质量与效率是齿轮模具行业面临的关键共性问题。同时，由于塑料齿轮在***成形过程中会发生收缩，如何对模具的型腔进行修正，以保证齿轮的成形精度，更是模具设计中的难点。因此，本文对塑料齿轮***模CAD系统进行了研究与开发。本文首先分析了渐开线齿轮齿廓的形成原理及其相关特性，结合***成形塑料制品收缩的一般规律，对塑料齿轮***模型腔修正规则进行了研究，提出了一种快速有效的齿轮型腔修正方法。缺点不少,为了减少刀具的数量而将齿数分段,在一段齿数内用一把刀,从而齿型会带来系统误差。然后本文对参数化建模技术进行了研究，采用关系表达式法建立了渐开线直齿圆柱齿轮和渐开线斜齿圆柱齿轮的参数化模板，通过人机交互实现了塑料齿轮的参数化建模，用户只需输入的齿轮的关键参数就可以自动创建相应类型的齿轮。基于上述基础，本文在UG NX平台上开发出一套塑料齿轮***模CAD系统，包括型腔设计、模架/标准件设计、浇注系统设计、冷却系统的设计等。通过该系统的应用，用户不但可以快速有序的进行塑料齿轮***模设计，还能自动获得型腔修正结果，极大的提高了模具设计的效率和质量，缩短了模具设计周期。

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。成型法就是直接使用齿轮成型铣刀将齿谷铣出,优点是能在铣床上就能获得齿轮,在设备受限制的情况下考虑。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。

   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。(二)高精度齿轮加工工艺特点(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。

   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。

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。决定齿轮大小的两大要素是模数和齿数、分度圆直径等于齿数与模数(端面)的乘积。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。

(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。齿轮加工的齿形和模数的关系“模数”是指相邻两轮齿同侧齿廓间的齿距t与圆周率π的比值(m＝t/π)，以毫米为单位。

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。这种齿轮生产的承载能力高，在齿轮精切之后进行淬火、表面淬火或渗碳淬火，一般齿面硬度HR***5～65。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。如果硬齿面齿轮精度不够，其承载能力往往不如软齿面的。经渗氮处理的齿面硬度HV≥600，抗胶合能力较高。5、清洗性好：这可将齿轮磨齿加工时产生的大量磨屑和砂轮粉末及时冲洗掉，以减少砂轮的梗塞。由于渗氮时温度较低，齿轮的变形很小，可不再进行机械加工，但渗氮层较薄，适于制造小尺寸的齿轮，但不能承受冲击载荷或磨料磨损。

  齿条分为斜齿齿条和直齿齿条两种，分别和斜齿圆柱齿轮和直齿圆柱齿轮两种齿轮相互配合使用，齿条的齿廓为直线而不是渐开线，相当于一个无穷大的圆柱齿轮一样。齿条加工的方法有很多种，每一种都是根据材料以及对齿条精度的要求不一样才选择正确的加工方式。齿轮加工的精度要求齿轮加工精度是加工后零件表面的实际尺寸、形状、位置三种几何参数与图纸要求的理想几何参数的符合程度。

        齿条加工的方式主要是有两种，针对一些精度比较高的、硬度非常大的齿条进行加工，包括对材料进行热处理、加工齿形等，采用的是两次线切割齿形以及两次齿形热处理的方式。在这其中次热处理是用来消除一下齿条材料的内应力，然后再进行次线切割齿形，齿形留2mm的余量就行；从这个角度来看，关注齿轮的***加工技术和发展趋势具有极其重要意义。第二次采用热处理的方式使齿形的硬度能够达到使用的要求，再对齿条的两端进行堆焊铜层，在车线和消磨外圆之后，进行第二次线切割齿形，达到齿条与外圆同轴的水平。

        齿条经过这两次热处理和两次线切割齿形的循环交替进行，使得制成的齿条既克服热处理后材料容易出现淬透性的问题，还能够达到硬度的要求，又保证了齿形的要求，同时又能够提高了齿形与外圆的同轴度。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。塑料齿轮因其质量轻、成本低、惰性好等优点在很多领域已经逐步替代了金属齿轮。