斜齿轮设计

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圆柱斜齿轮的锻造模具设计

李飞:圆柱斜齿轮的锻造模具设计

I 圆柱斜齿轮的锻造模具设计

摘要

圆柱斜齿轮作为传递运动和动力的最基本零件之一，在工业领域有着非常重要的作用。随着我国汽车、航空航天及造船等产业的快速发展，对齿轮的需求量越来越大，对斜齿轮的品种、规格、精度、强度、成本等也提出了更高的要求。传统斜齿轮的生产是采用切削加工工艺。该工艺是采用棒料毛坯，经车端面、车内外圆、钻孔、滚齿、剃齿及热处理等多道工序成形。但是该方法具有生产周期长，生产效率低，浪费原材料及加工时齿形部分的金属纤维易被切断等缺点，因此迫切需要一种齿轮生产的新工艺。

根据齿轮切削加工工艺的缺点，提出了模锻成形工艺的方案，并利用热模锻压力机锻造成形。该成形工艺是以净成形和近净成形为目标的工业技术，即制造接近零件形状的工件毛坯，较传统成形技术减少了后续的切削量，减少了材料、能源的消耗。该工艺还有助于齿轮内部形成致密、均匀的材料组织，从而大大提高齿轮的耐磨性、抗腐蚀能力及表面强度，明显改善齿轮的疲劳性能。

设计中针对由于斜齿轮螺旋角的影响造成齿轮在锻造过程中出现的充填不完全及脱模困难等难点，提出了闭式模锻的成型工艺，以有利于齿轮的充填；合理设计了轴承式凹模结构，使锻件顺利脱模；并利用三维造型软件UG和有限元分析软件DEFORM，对齿轮成形过程进行数值模拟，将模具设计与计算机仿真技术紧密结合起来。通过在计算机模拟齿轮成形的整个过程，可以有效的提高模具设计效率，降低生产和材料成本，缩短产品的研究开发周期。

关键字：圆柱斜齿轮；模锻；工艺方案；DEFORM

安徽工程大学机电学院毕业设计（论文）

II Forging die design of cylindrical helical gear

Abstract

The cylindrical helical gear ,as one of the most basic parts to pass movement and

二级斜齿轮减速器设计

一、设计题目：二级斜齿轮减速器

1．要求：拟定传动关系：由电动机、V带、减速器、联轴器、工作机构成。

2．工作条件：双班工作，有轻微振动，小批量生产，单向传动，使用6年，运输带允许误差5%。

3．知条件：运输带卷筒转速，

减速箱输出轴功率马力，

二、传动装置总体设计：

1. 组成：传动装置由电机、减速器、工作机组成。

2. 特点：齿轮相对于轴承不对称分布，故沿轴向载荷分布不均匀，要求轴有较大的刚度。

3. 确定传动方案：考虑到电机转速高，传动功率大，将V带设置在高速级。其传动方案如下：

三、选择电机

1. 计算电机所需功率：查手册第3页表1-7：

－带传动效率：0.96

－每对轴承传动效率：0.99

－圆柱齿轮的传动效率：0.96

－联轴器的传动效率：0.993

—卷筒的传动效率：0.96

说明：

－电机至工作机之间的传动装置的总效率：

2确定电机转速：查指导书第7页表1：取V带传动比i=2 .5

二级圆柱齿轮减速器传动比i=8 40所以电动机转速的可选范围是：

符合这一范围的转速有：750、1000、1500、3000

根据电动机所需功率和转速查手册第155页表12-1有4种适用的电动机型号，因此有4种传动比方案如下：

方案电动机型号额定功率同步转速

r/min 额定转速

r/min 重量总传动比

1 Y112M-2 4KW 3000 2890 45Kg 152.11

2 Y112M-4 4KW 1500 1440 43Kg 75.79

3 Y132M1-6 4KW 1000 960 73Kg 50.53

4 Y160M1-8 4KW 750 720 118Kg 37.89

综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、和带传动、减速器的传动比，可见第3种方案比较合适，因此选用电动机型号为Y132M1-6，其主要参数如下：

交错轴斜齿轮标准

交错轴斜齿轮：设计、制造与应用的深度解析

一、引言

交错轴斜齿轮是一种在机械传动中广泛应用的齿轮类型，其独特的设计原理和制造标准赋予了其在许多领域中的独特应用。本文将深入探讨交错轴斜齿轮的概念、原理、设计、制造及其在机械设备中的应用，同时分析相关标准和规范制定情况，并探讨未来的发展趋势和市场需求。

二、交错轴斜齿轮的概念与原理

交错轴斜齿轮是一种具有特殊齿形的齿轮，其两个轴线在空间上相互交错，齿形呈一定的角度。这种齿轮主要用于实现两个轴之间的传动，同时可以改变传动的方向和速度。其原理主要基于齿轮的啮合原理，通过齿形的相互配合实现动力的传递。

三、交错轴斜齿轮的设计与制造标准

1. 齿轮参数选择：在设计交错轴斜齿轮时，需要选择合适的模数、齿数、压力角等参数。这些参数将直接影响到齿轮的承载能力和使用寿命。

2. 材料选择：常用的齿轮材料包括各种钢材、不锈钢、铝合金等。选择材料时需要考虑其力学性能、热处理工艺和成本等因素。

3. 加工工艺：交错轴斜齿轮的加工工艺主要包括切削、磨削、渗碳淬火等。工艺的选择将直接影响到齿轮的精度和表面质量。

4. 检验标准：在制造过程中和完成后，需要对齿轮进行一系列的检验，以确保其符合设计要求和使用性能。这些检验包括几何精度检验、表面质量检验、啮合试验等。

四、交错轴斜齿轮在机械设备中的应用及优势

交错轴斜齿轮在机械设备中具有广泛的应用，如在纺织机械、减速机、挖掘机等设备中。其优势主要表现在以下几个方面：

1. 传动平稳：由于其特殊的齿形设计，交错轴斜齿轮在传动过程中具有较好的平稳性，有利于降低噪音和振动。

2. 承载能力强：由于其齿形啮合深入，交错轴斜齿轮具有较好的承载能力，能够承受较大的扭矩和转速。

3. 适应性强：交错轴斜齿轮可以在不同的角度和方位进行安装，具有较强的适应性。

4. 效率高：与直齿圆柱齿轮相比，交错轴斜齿轮具有更高的传动效率，能够减少能量损失。