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齿轮

齿轮加工工艺特点:

定位基准的精度要求较高由图9-21可见,作为定位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定位基准磨孔,再以孔为定位基准磨端面,控制端面跳动要求,以确保齿形精加工用的精基准的精确度。

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。插齿刀的分类及选用来源:作者:发布时间:2007-08-19 插齿刀的类型及应用范围如表9-9所示。选用插齿刀时,除了根据被切齿轮的种类选定插齿刀的类型,使插齿刀的模数、齿形角和被切齿轮中的模数、齿形角相等外,还需根据被切齿轮参数进行必要的校验,以防切齿时发生根切、顶切和过渡曲线干涉等。表9—9插齿刀主要类型与规格、插齿刀制成AA、A、B三级精度,分别加工6、7、8级精度的齿轮。

图8-69a为滚齿加工的工作原理。滚齿时切削齿坯的刀具为滚刀,由于滚刀的螺旋升角较大,所以外形象一个蜗杆,滚刀在垂直于螺旋槽方向开槽,形成若干切削刃,其法向剖面具有齿条形状。因此当滚刀连续旋转时,刀齿可视为一个无限长的齿条的移动,如图8-69b。同时刀齿由上而下的进行切削,保持齿条(滚刀)和齿坯之间的啮合关系,滚刀就可在齿坯上加工出渐开线齿形,图8-69c。滚齿加工的精度一般为8~7级,表面粗糙度Ra为3.2~1.6μm。滚齿加工是在滚齿机上进行的,图8-70为滚齿机外形图。滚刀安装在刀架上的滚刀杆上,刀架可沿着立柱垂直导轨上下移动。工件则安装在心轴上

影响齿轮加工精度的因素:

在齿轮的加工过程中,齿坯的加工误差,滚刀的制造、刃磨和安装误差,齿坯的找正误差,机床自身精度误差等因素都会影响齿轮的加工精度,造成齿轮的加工误差。齿轮的加工误差又可以细分为:分度误差、基节误差、齿形误差、齿面波度、齿圈径向跳动、齿向误差。现根据多年的实践和研究,从如下两方面进行分析阐述。1大中型齿坯的加工由于我公司生产的产品多为大中型设备,所使用的齿轮中,大中型齿轮居多。一般小型齿坯都采用锻件,各部位都要加工,而大中型齿轮坯除要求特殊外,均采用铸造。铸件齿坯在某些部位可以不加工,凡是加工部位达到要求即可。但对大中型齿坯的加工就有许多因素,如齿坯涨箱、筋板不对称、辐板偏心、内孔和外圆偏心等,均可造成齿坯的不对称性,这种不对称性给机械加工和装配带来许多麻烦。在车床,齿坯既要照顾外圆、内孔的加工量,又要考虑两端面对幅板的对称性,尽管考虑再三,但最后加工出的齿坯仍然是内孔外圆不同心。少则几微米,多则十几微米,其原因有以下几方面:(1)由于毛坯本身就不对称造成重心偏移;(2)车内孔和外圆时转数不同,离心力随着转数的增高而加大造成内孔外圆不同心;(3)由于两端面的不平行造成重心偏移;(4)切齿时以外圆找正虽然达到要求,但是切齿的分圆轨迹的中心仍偏离内孔中心。为避免上述原因,提高齿轮精度,通过反复研究与实践,总结出如下加工工艺方法:将齿轮的定位孔及端面加工符图,按照配合要求装入传动轴;磨削轴的各配合轴径及齿轮外圆,并靠磨齿轮端面;切齿时可按靠磨的齿轮端面为基准装夹,外圆轨迹的中心与传动轴的中心是重合的,而加工基准也就是装配基准,从而保证了基准的统一性。2滚刀安装误差对齿轮精度的影响滚刀安装误差是指滚刀安装后的径向跳动!J刀、轴向跳动!L刀、滚刀轴线偏斜!P等三个方面的因素所致。(1)滚刀的径向跳动!J刀滚刀安装后,径向跳动的产生是由于滚刀在制造时基圆柱和内孔的径向跳动、内孔与刀杆配合间隙过大或刀杆弯曲所造成的(滚齿机的精度因素从略),滚刀径向跳动!J刀所引起被切齿轮的齿形误差!F(见图1):!F=!J刀×sina。(2)滚刀的轴向跳动!J刀滚刀的轴向跳动对齿形精度的影响比径向跳动的影响要大,齿形误差!

F=!J刀×cosa(见图2)。30--《一重技术》图1滚刀的径向跳动被切齿轮的齿形误差关系因此滚齿机主轴端面跳动应尽力保持出厂精度,最好还要进一步加以提高。(3)滚刀安装轴线误差!P滚刀轴线与刀杆之间的夹角!P反映到!J刀和!L刀:!J刀=!PB!L刀=12!Pdf刀表现为左、右刀台肩径向跳动高点不一致;若两高点相差180°则为滚刀歪斜所造成;若两高点相位一致,则为滚刀孔与刀杆配合松动(轴线平移)所致(见图3)。滚刀安装误差在齿形误差上的表现形式为:齿形畸变、齿形歪斜、齿面出现棱线、齿形角差和轮齿两侧齿形角不等。通过如上分析,我们在生产实际中要求操作者在安装滚刀时,按如下规定进行:(1)刀杆的安装安装刀杆时应将滚齿面刀架主轴锥孔,刀杆锥柄仔细擦干净,涂少量薄质润滑油,把刀杆锥柄轻轻推入锥孔,再用拉杆锁紧。紧固时使用规定的扳手,不允许增加力矩。刀杆安装好后应用百分表进行检查(见图4)。此外,刀杆因长期使用产生变形和磨损,应进行定期检查和定期更换,超过使用范围必须报废。为保持刀杆的几何精度,刀杆拆下后应涂防锈油并垂直挂放,严禁乱堆放。(2)滚刀的安装滚刀安装前应检查刀具所注规格是否符合要求,然后将刀内孔、端面擦干净,用手推入刀杆不允许用重锤敲击。所用垫平行度误差不大于0.01mm,而且垫的数量应越少越好。另外,要严格限制锁紧螺母轴线对端面的不垂直度。滚刀紧固后,应用百分表检查滚刀两凸肩处跳动量。应注意滚刀两凸肩的径向跳动高点应力求一致。当滚刀安装后跳动量超差,可松开螺母转动垫,使误差相互补偿。选择滚刀的精度应与被加工齿轮的精度适应。一般AA级滚刀加工7级精度齿轮,A级滚刀加工8级精度的齿轮,B级精度的滚刀加工9级精度的齿轮。滚刀的安装技术是齿轮工基本功之一,其操作质量的好坏直接影响齿形精度,因而必须予以重视。当然造成齿形误差的原因除滚刀安装误差这一原因外,滚刀本身的误差(齿形误差、刀齿等分性不良、前刃径向性误差,均造成齿形误差)、安装角调整误差太大等也可以造成齿形误差,因而在进行误差分析时要注意。3结语齿轮的加工,除了采取有效的工艺措施、正确的刀具安装来保证外,还与滚刀的制造、机床自身精度误差等因素息息相关。通过影响齿轮加工精度因素的分析,来寻求提高滚齿精度的途径,使齿轮加工精度得到不断提高,是我们在今后的生产实际中需要不断研究和解决的。图2滚刀的轴向跳动被切齿轮的齿形误差关系1—刀杆;2—滚刀。图3滚刀与刀杆之间的配合误差1—滚刀架;2—刀杆。图4刀杆安装的精度调整31-

加工工艺分析

一)工艺过程分析

图9-17所示为一双联齿轮,材料为40Cr,精度为7-6-6级,其加工工艺过程见表9-6。

从表中可见,齿轮加工工艺过程大致要经过如下几个阶段:毛坯热处理、齿坯加工、齿形加工、

齿端加工、齿面热处理、精基准修正及齿形精加工等。

表9-6 双联齿轮加工工艺过程

加工的第一阶段是齿坯最初进入机械加工的阶段。由于齿轮的传动精度主要决定于齿形精度和齿距分布均匀性,而这与切齿时采用的定位基准(孔和端面)的精度有着直接的关系,所以,这个阶段主要是为下一阶段加工齿形准备精基准,使齿的内孔和端面的精度基本达到规定的技术要求。在这

个阶段中除了加工出基准外,对于齿形以外的次要表面的加工,也应尽量在这一阶段的后期加以完成。

第二阶段是齿形的加工。对于不需要淬火的齿轮,一般来说这个阶段也就是齿轮的最后加工阶段,经过这个阶段就应当加工出完全符合图样要求的齿轮来。对于需要淬硬的齿轮,必须在这个阶段中加工出能满足齿形的最后精加工所要求的齿形精度,所以这个阶段的加工是保证齿轮加工精度的关键阶段。应予以特别注意。

加工的第三阶段是热处理阶段。在这个阶段中主要对齿面的淬火处理,使齿面达到规定的硬度要求。加工的最后阶段是齿形的精加工阶段。这个阶段的目的,在于修正齿轮经过淬火后所引起的齿形变形,进一步提高齿形精度和降低表面粗糙度,使之达到最终的精度要求。在这个阶段中首先应对定位基准面(孔和端面)进行修整,因淬火以后齿轮的内孔和端面均会产生变形,如果在淬火后直接采用这样的孔和端面作为基准进行齿形精加工,是很难达到齿轮精度的要求的。以修整过的基准面定位进行齿形精加工,可以使定位准确可靠,余量分布也比较均匀,以便达到精加工的目的。

(二)定位基准的确定

定位基准的精度对齿形加工精度有直接的影响。轴类齿轮的齿形加工一般选择顶尖孔定位,某些大模数的轴类齿轮多选择齿轮轴颈和一端面定位。盘套类齿轮的齿形加工常采用两种定位基准。

1)内孔和端面定位选择既是设计基准又是测量和装配基准的内孔作为定位基准,既符合“基准重合”原则,又能使齿形加工等工序基准统一,只要严格控制内孔精度,在专用芯轴上定位时不需要找正。故生产率高,广泛用于成批生产中。

2)外圆和端面定位齿坯内孔在通用芯轴上安装,用找正外圆来决定孔中心位置,故要求齿坯外圆对内孔的径向跳动要小。因找正效率低,一般用于单件小批生产。

(三)齿端加工

如图9-18所示,齿轮的齿端加工有倒圆、倒尖、倒棱,和去毛刺等。倒圆、倒尖后的齿轮,沿轴向滑动时容易进入啮合。倒棱可去除齿端的锐边,这些锐边经渗碳淬火后很脆,在齿轮传动中易崩裂。

用铣刀进行齿端倒圆,如图9-19所示。倒圆时,铣刀在高速旋转的同时沿圆弧作往复摆动(每加工一齿往复摆动一次)。加工完一个齿后工件沿径向退出,分度后再送进加工下一个齿端。

齿端加工必须安排在齿轮淬火之前,通常多在滚(插)齿之后。

(四)精基准修正

齿轮淬火后基准孔产生变形,为保证齿形精加工质量,对基准孔必须给予修正。

对外径定心的花键孔齿轮,通常用花键推刀修正。推孔时要防止歪斜,有的工厂采用加长推刀

前引导来防止歪斜,已取得较好效果。

对圆柱孔齿轮的修正,可采用推孔或磨孔,推孔生产率高,常用于未淬硬齿轮;磨孔精度高,

但生产率低,对于整体淬火后内孔变形大硬度高的齿轮,或内孔较大、厚度较薄的齿轮,则以磨孔

为宜。

磨孔时一般以齿轮分度圆定心,如图9-20所示,这样可使磨孔后的齿圈径向跳动较小,对以后

磨齿或珩齿有利。为提高生产率,有的工厂以金刚镗代替磨孔也取得了较好的效果。

齿轮常用材质

齿轮是依靠本身的结构尺寸和材料强度来承受外载荷的,这就要求材料具有较高强度韧性和耐磨性;由于齿轮形状复杂,齿轮精度要求高,还要求材料工艺性好。常用材料为锻钢、铸钢、铸铁。

一、锻钢根据齿面硬度分为两大类HB<350时,称为软齿面H8>350时,称为硬齿面l.齿面硬度HB<350 工艺过程:锻造毛坯→正火--粗车→调质、精加工常用材料;45#、35SiMn、40Cr、40CrNi、40MnB 特点:具有较好的综合性能,齿面具有较高强度和硬度,齿芯具有较好韧性。热处理后切齿精度可达8级。制造简单、经济、生产率高,对精度要求不高。2.齿面硬度HB>350 采用中碳钢时:工艺过程:锻造毛坯→常化→粗切→调质→精切→高、中频淬火→低温回火→珩齿或研磨剂跑合、电火花跑合。常用材料:45、40Cr、40CrNi 。特点:齿面硬度高HRC=48-55,接触强度高,耐磨性好。齿芯保持调质后的韧性,耐冲击能力好,承载能力较高。精度下降半数,可达7级精度。适用于大量生产,如:汽车、机床等中速中载变速箱齿轮。采用低碳钢时:锻造毛坯→常化→粗切→调质→精切→渗碳淬火→低温回火→磨齿。达6级、7级。常用材料;20Cr、20CrMnTi、20MnB、20CrMnTo

齿轮材料的选择原则: 齿轮材料的种类很多,在选择时应考虑的因素也很多,下述几点可供选择材料时参考:1)齿轮材料必须满足工作条件的要求。例如,用于飞行器上的齿轮,要满足质量小、传递功率大和可靠性高的要求,因此必须选择机械性能高的合金银;矿山机械中的齿轮传动,一般功率很大、工作速度较低、周围环境中粉尘含量极高,因此往往选择铸钢或铸铁等材料;家用及办公用机械的功率很小,但要求传动平稳、低噪声或无噪声、以及能在少润滑或无润滑状态下正常工作,因此常选用工程塑料作为齿轮材料。总之,工作条件的要求是选择齿轮材料时首先应考虑的因素。2)应考虑齿轮尺寸的大小、毛坯成型方法及热处理和制造工艺。大尺寸的齿轮一般采用铸造毛坯,可选用铸钢或铸铁作为齿轮材料。中等或中等以下尺寸要求较高的齿轮常选用

锻造毛坯,可选择锻钢制作。尺寸较小而又要求不高时,可选用圆钢作毛坯。齿轮表面硬化的方法有:渗碳、氨化和表面淬火。采用渗碳上艺时,应选用低碳钢或低碳含金钢作齿轮材料;氨化钢和调质钢能采用氮化工艺;采用表面淬火时,对材料没有特别的要求。3)正火碳钢,不论毛坯的制作方法如何,只能用于制作在载荷平稳或轻度冲击下工作的齿轮,不能承受大的冲击载荷;调质碳钢可用于制作在中等冲击载荷下工作的齿轮。4)合金钢常用于制作高速、重载并在冲击载荷下工作的齿轮。5)飞行器中的齿轮传动,要求齿轮尺寸尽可能小,应采用表面硬化处理的高强度合金钢。6)金属制的软齿面齿轮,配对两轮齿面的硬度差应保持为30~50HBS 或更多。当小齿轮与大齿轮的齿面具有较大的硬度差(如小齿轮齿面为淬火并磨制,大齿轮齿面为常化或调质);且速度又较高时,较硬的小齿轮齿面对较软的大齿轮齿面会起较显著的冷作硬化效应,从而提高了大齿轮齿面的疲劳极限。因此,当配对的两齿轮齿面具有较大的硬度差时,大齿轮的接触疲劳许用应力可提高约20%,但应注意硬度高的齿面,粗糙度值也要相应地减小。

齿轮材料对齿轮材料的基本要求为: 1. 齿面要有足够的硬度,以使得齿面具有较高的抗磨损、抗点蚀、抗胶合、抗塑性变形的能力; 2. 齿芯材料要有较高的机械性能,高强度极限、疲劳极限和足够的韧性,以使得轮齿具有足够的抗弯曲疲劳折断的能力; 3. 价格合理、购买方便,具有良好的加工和热处理工艺性。齿轮材料中最常用的是各种钢材,其次是铸铁,还有一些非金属材料。齿轮的毛坯由锻造、铸造或焊接而成,也可以直接用棒料加工。(1) 钢 钢材的韧性好,耐冲击,还可以通过热处理或化学处理改善材料的机械性能及提高齿面的硬度。常用的钢材有锻钢和铸钢两类。 除尺寸过大或形状复杂只宜铸造者外,一般都用锻钢制造齿轮,常用的是含碳量0.15~0.6%的碳钢或合金钢。 铸钢的耐磨性及强度均较好,但应经退火及常化处理,必要时也可进行调质。铸钢常用于尺寸较大的齿轮。(2) 铸铁 灰铸铁价廉、易切削,其中石墨能起润滑作用,能吸收噪音,但抗弯强度低,冲击韧性差。适用于形状复杂、尺寸较大,同时工作平稳、速度较低、功率不大的的场合,尤其适用于开式齿轮传动。 球墨铸铁的力学性能和抗冲击性能远高于灰铸铁,可替代某些调质钢的大齿轮。(3) 非金属材料对高速、轻载及精度不高的齿轮传动,为了降低噪音,常采用夹布胶木、塑料、尼龙等非金属材料。非金属材料齿轮的优点是质量小、减振性好、噪音低、具有相应的抗腐蚀性;缺点是导热性差、易变形等。为了有利于散热,与其配对啮合的齿轮仍多用钢或铸铁制造。 2. 齿轮热处理钢制齿轮可以通过不同的热处理方法获得不同的表面硬度,工业中以350HB为界将齿轮传动分为软齿面(布氏硬度≤350HB)和硬齿面(布氏硬度≥350HB)。(1) 软齿面 软齿面齿轮常用的热处理方法为调质和正火。齿轮的材料一般选用中碳钢和中碳合金钢以及中碳铸钢和中碳合金铸钢。调质齿轮的强度、韧性和齿面硬度均高于正火齿轮,对于不宜调质、尺寸较大或不太重要的齿轮一般采用正火。 软齿面齿轮适宜于对强度、速度和精度要求不高的齿轮传动。通常是齿轮毛坯经过热处理后进行切齿,切制后即为成品。精度一般为8级,精切时可达7级。软齿面齿轮制造简便、经济、生产率高。(2) 硬齿面硬齿面齿轮采用表面硬化处理方法,常用方法包括: 表面淬火:常用材料为中碳钢和中碳合金钢。表面硬度可达48HRC~54HRC。心部韧性高,能用于承受中等冲击载荷。中、小尺寸齿轮可采用中频或高频感应加热,大尺寸可采用火焰加热。感应加热使轮齿变形较小,对精度要求不很高的齿轮传动无须进行磨齿。火焰加热变形大,齿面不易获得均匀的硬度,质量不易保证。 渗碳淬火:常用材料为韧性较好的低碳钢和低碳合金钢。表面硬度可达58HRC~63HRC。用于承受较大冲击载荷的齿轮。 氮化:常用材料有40CrMo,38CrMoAl等。渗氮后齿轮硬度高,耐磨性好,变形小,处理后无需磨齿。但因氮化层较薄,其承载能力不及渗碳齿轮高,冲击载荷下易破碎,故宜用于载荷平稳、润滑良好的传动。 碳氮共渗:适宜处理各种中碳钢和中碳合金钢。表面硬度可达表面硬度可达62HRC~67HRC。齿轮变形小,抗接触疲劳和抗胶合的性能优于渗碳淬火。 表面激光硬化:将激光束扫射齿面,使齿面组织细硬,硬度可达HV950以上。特点是处理后轮齿的变形极小,便于处理大尺寸齿轮。适宜于各类中碳钢和中碳合

金钢。硬齿面齿轮表面硬度高,所以承载能力较大,结构紧凑。加工多采用先切齿,再作表面硬化处理,最后进行精加工。精度要求较高的齿轮均需进行磨齿,精度可达4级。这类齿轮承载力高,加工精度高,但制造要求高,价格较贵。在齿轮工作过程中,小齿轮的轮齿接触次数比大齿轮多,为了使大小齿轮寿命接近,通常取小齿轮的硬度值比大齿轮的高20~40HB。传动比越大,硬度差也应越大。对于硬齿面齿轮,硬度差不宜过大。实践表明,硬度差也有利于提高抗胶合能力

齿轮润滑

齿轮传动时,相啮合的齿面间有相对滑动,因此就要发生摩擦和磨损,增加动力消耗,降低传动效率,特别是高速传动,就更需要考虑齿轮的润滑。

轮齿啮合面间加注润滑剂,可以避免金属直接接触,减少摩擦损失,还可以散热及防锈蚀。因此,对齿轮传动进行适当的润滑,可以大为改善齿轮的工作状况,且保持运转正常及预期的寿命。

(一)齿轮传动的润滑方式

开式及半开式齿轮传动,或速度较低的闭式齿轮传动,通常用人工周期性加油润滑,所用润滑剂为润滑油或润滑脂。

通用的闭式齿轮传动,其润滑方法根据齿轮的圆周大小而定。当齿轮的圆周速度v<12m/s时,常将大齿轮的轮齿进入油池中进行浸油润滑(下左图)。这样,齿轮在传

动时,就把润滑油带到啮合的齿面上,同时也将油甩到箱壁上,借以散热。齿轮浸入油中的深度可视齿轮的圆周速度大小而定,对圆柱齿轮通常不宜超过一个齿高,但一般亦

不应小于10mm;对圆锥齿轮应浸入全齿宽,至少应浸入齿宽的一半。在多级齿轮传动中,可借带油轮将油带到未进入油池内的齿轮的齿面上(下右图)。

浸油润滑

用带油轮带油

油池中的油量多少,取决于齿轮传递功率大

小。对单级传动,每传递1kW的功率,需油量约为0.35~0.7L 。对于多级传动,需油量按级数成倍地增加。

当齿轮的圆周速度v>12m/s时,应采用喷

油润滑(右图),即由油泵或中心油站以一定的压力供油,借喷嘴将润滑油喷到轮齿的啮合面

上。当v≤25m/s时,喷嘴位于轮齿啮入边或啮出边均可;当v>25m/s时,喷嘴应位于轮齿啮

出的一边,以便借润滑油及时冷却刚啮合过的轮齿,同时亦对轮齿进行润滑。

喷油润滑

(二)润滑剂的选择

齿轮传动常用的润滑剂为润滑油或润滑脂。所用的润滑油或润滑脂的牌号按表<齿轮传动常用的润滑剂>选取;润滑油的粘度按下表选取。

齿轮传动的润滑油粘度荐用值

注:1)多级齿轮传动,采用各级传动圆周速度的平均值来选取润滑油粘度;

2)对于σB>800MPa的镍铬钢制齿轮(不渗碳)的润滑油粘度应取高一档的数值。

【关闭窗口】齿轮加工如何减少齿轮啮合的噪声

减速机通不过出厂检测的噪音测试,原因之一是减速机里的齿轮加工中存在间歇性高噪声;用ND6型精密声级计测试,低噪声减速机为72.3Db(A),达到了出厂要求;而高噪声减速机为82.5dB(A),达不到出厂要求。经过反复测试、分析和改进试验,得出的结论是必须对生产的各个环节进行综合治理,才能有效降低齿轮传动的噪声。

1.控制齿轮加工的精度:齿轮精度的基本要求:经实践验证,齿轮精度必须控制在

GB10995-887~8级,线速度高于20m/s齿轮,齿距极限偏差、齿圈径向跳动公差、齿向公差一定要稳定达到7级精度。在达到7级精度齿轮的情况下,齿部要倒棱,要严防齿根凸台。

2.控制原材料的质量:高质量原材料是生产高质量产品的前提条件,该公司用量最大的材料40Cr和45钢制造齿轮。无论通过何种途径,原材料到厂后都要经过严格的化学成分检验、晶粒度测定、纯洁度评定。其目的是及时调整热处理变形,提高齿形加工中的质量。

3.防止热处理变形:齿坯在粗加工后成精锻件,进行正火或调质处理,以达到:

⑴软化钢件以便进行切削加工;

⑵消除残余应力;

3)细化晶粒,改善组织以提高钢的机械性能;

⑷为最终能处理作好组织上的准备。应注意的是,在正火或调质处理中,一定要保持炉膛温度均匀,以及采用工位器具,使工件均匀地加热及冷却。

4.保证齿坯的精度:齿轮孔的尺寸的精度要求在孔的偏差值的中间差左右分布,定在±0.003~±0.005mm;如果超差而又在孔的设计要求范围内,必须分类,分别转入切齿工序。齿坯的端面跳动及径向跳动为6级,定在0.01~0.02mm范围内。

5.切齿加工措施:对外购的齿轮刀具必须进行检验,必须达到AA级要求。齿轮刀具刃磨后必须对刀具前刃面径向性、容屑槽的相邻周节差、容屑槽周节的最大累积误差、刀齿前面与内孔轴线平行度进行检验。

随着加工制造技术的不断改进,先进装配工艺的开发实施,并严格执行国家及国际有关标准,齿轮减速电机的质量将变的更为严格,其中齿轮的接触精度、齿轮的运动精度、装配精度等各方面都有很大的影响。其中,评定齿轮减速电机质量水平的重要标准就是它的噪声值。随着产品标准的国际化,国家对齿轮减速电机的噪声值作出了更加严格的限定,这就要求对齿轮减速电机的噪声控制进行研究。

一、装配精度对噪声的影响

装配质量对减速器噪声控制有着直接的影响。因此在整机装配中应注意:

①齿轮传动正常,保证啮合侧隙,齿面啮合良好,注意定为零件 ( 如轴套 ) 的固定,避免齿轮端面的振摆等。

②安装轴承时要避免施加不当的敲击,在轴承运输、装配过程中避免碰撞等。

③按要求对减速器传动部件的清洗,避免在装配过程中对传动部件的磕碰。

二、齿轮减速电机中齿轮加工对减速机噪音的影响

( 一 ) 齿轮加工误差对噪声的影响。

减小与控制齿轮噪声是降低齿轮减速电机噪声的根本。为了降低齿轮噪声,需从结构设计与齿轮精度两方面来考虑。

1 、低噪声齿轮结构设计的要求。

齿轮结构设计对噪声的影响是很重要的,理想的设计是 : 尽量提高轮齿的弯曲强度,选择较大的变位系数与适当的螺旋角,使啮合系数加大,从而达到降低噪音的目的。

2 、齿轮制造精度对噪声的影响。

对标准系列减速器来说,齿轮的制造精度决定着它的噪声值。减速器齿轮的主要作用是传递转速和扭矩,因此对它的齿轮制造精度要求,其工作平稳性等级是主要的。具有较高工作平稳性等级的齿轮不仅本身的使用寿命长,而且传动中的冲击、振动小,噪声也就小,所以限制齿轮的工作平稳性误差是减少齿轮噪声的关键。

( 二 ) 工作平稳性精度对噪声的影响。

齿轮的工作平稳性精度就是要求限制齿轮瞬时速比的变化,其误差为齿轮每转一周多次出现的转角误差,它使齿轮在啮合过程中产生撞击、振动从而产生齿轮的噪声,它是一种高频的冲击声。对于一个齿轮来说影响工作平稳性的因素是他的基节误差和它的渐开线齿形误差。

二、齿轮减速电机箱体孔加工精度对噪声的影响

箱体孔的加工精度对减速机的噪音有着突出的影响。孔的精度是指孔径的精度,中心矩的误差,各孔中心线的平行度与倾斜度。生产实践中我们体会到轴承外圈与减速器箱体孔的配合间隙影响着轴承噪声,当孔与轴承外圈的间隙在 0.01mm 左右时,能够降低轴承对整机的噪音影响

要想降低齿轮减速电机的噪音就要知道噪音产生的原因,齿轮减速电机的噪声是由于在它运转过程中机内齿轮啮合产生周期性的交变力对轴承、箱体的作用而引起的发生振动。以上关于齿轮减速电机噪声,松文机电就和大家介绍到这里,接下来,就是我们在生产与使用的过程中如何去避免噪音过大,这将是我们另外研究的课题。

齿轮传动设计手册中将齿轮传动噪音产生原因主要归结八个方面:

1 齿面接触不良。

2 齿距误差过大。

3 齿形误差过大。

4 齿面光洁度差。

5 中心距误差太大。

6 齿轮轴传动扭矩有波动。

7 滚动轴承噪音。

8 齿轮箱将噪音扩大。

八个原因中有四条是关于四个是关于制造精度的,可见制造精度对传动噪音的影响是很大的。

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这8个原因说的很笼统,不见得那个指标差就造成噪音大。以下为个人理解,请高手斧正!

(1)齿面接触不良:这个原因只能是定性的描述,即使是使用接触斑点测量也是靠经验的【标准中有明确的说明,接触斑点是经验型的检验,依靠个人的经验,不精确!】。尤其是对采用塑料等高分子材料制作的塑齿,齿面的接触直接跟材料、齿形、齿向、受载状况等绝对的齿面接触,难以明确说明什么情况下是好的!

(2)齿距误差过大:这个可以明确的测量,但是齿距偏差过大易造成动态载荷【主要是加速度造成】,容易引起齿轮的振动,振动产生噪音。这个可以这么说,但是齿距偏差的大小对噪音的贡献也是只能是定性不能定量。未见那本专著对该指标进行量化。(3)齿形误差过大:这个就更不好说了。本人在一本专著中看到:即使是完全理论的齿形,啮合效果都不一定好。这也是修形技术出现的一个基础点。为了改善啮合状态,提高载荷变化的均匀性,要根据某些需要对齿形进行适当的修形。所以齿形误差过大是否就是对噪音产生的贡献大,这一论点也欠支持。

(4)齿面光洁度差:这个倒是对噪音有比较形象的解释。因为齿面粗糙导致啮合过程中齿轮振动,振动产生噪音。但是有一点值得注意:如果轮齿采用弹性比较好的材料可以实现吸振,那么齿面的粗糙度即使有点差也可以通过材料弹性来吸收,这时粗糙度和弹性的综合作用下的振动才是噪音的主要产应源泉

(5)中心距误差太大:这个是和侧隙相关的。经验告诉我们,侧隙大了噪音大,侧隙小了噪音也大。至于侧隙多小才合适,只用通过试验来验证。鉴于侧隙是中心距与齿厚偏差二者的综合影响,所以中心距误差大只是定性的说噪音有可能大。还有一点值得注意:采用双啮测试过程中测试功能齿厚可以模拟某些实际啮合的效果,这也就是说实效齿厚是影响啮合效果的一个因素,而中心距偏差只是影响实效齿厚的一个因素,所以,噪音产生的原因是实效齿厚的变动,而中心距是影响实效齿厚的一个因素而已。

(6)齿轮轴传动扭矩有波动:这个相对比较好理解一些,力矩波动造成齿轮转动过程中有振动,振动产生噪音,有一定得说服力,但是也是定性的描述。. `

(7)滚动轴承的噪音:对于使用滚动轴承的齿轮副有一定的影响,有两个方面:一是滚动轴承自身的噪音,二是滚动轴承作为支撑对齿轮轴的偏心或倾斜有一定影响,造成齿轮啮合不良(定性的说明)。

(8)齿轮箱将噪音扩大:这种情况只有箱体的固有频率和齿轮的振动频率比较接近的状态下产生共鸣加速振动造成噪音扩大,和音箱的效果差不多。这种情况很容易解决,只要改变箱体的结构就基本上可以避免,尤其是对铸造或是塑料壳体,通过筋位的分布可以有效的解决。

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