浅谈高速重载齿轮修形技术

车辆工程技术138 维修驾驶

浅谈汽车修理中齿轮技术的应用凌吉春,周林榛（盐城技师学院,江苏 盐城 224002）

摘　要：在汽车修理工程里，齿轮技术已经成为非常关键的汽车修理技术，通过提高齿轮技术，就能够实现汽车修理水平的全面提高。文章介绍了汽车齿轮的主要类型，包括圆柱齿轮、内齿齿轮、螺旋齿轮、圆锥齿轮、螺旋伞齿轮等等，分析了汽车齿轮的标准参数，讲解了汽车齿轮的传动作用分析，重点对汽车齿轮技术进行了详细的分析，并对汽车齿轮技术的重要性进行了描述。关键词：汽车修理；齿轮技术；应用

随着国内汽车工业的蓬勃发展，以及人们收入水平的不断提高，人均拥有的汽车越来越多，虽然汽车的质量也得到了大幅度提高，但是还是免不了需要对汽车进行修理。本文首先介绍了汽车齿轮的主要类型，重点对汽车齿轮技术进行了详细的分析，包括汽车齿轮诊断技术分析和汽车齿轮修复技术，并对汽车齿轮技术的重要性进行了描述。通过对汽车修理中齿轮技术的研究和探讨，可以为相关汽车修理企业提供借鉴和参考。

1　齿轮的标准参数 随着汽车技术和齿轮技术的同步发展，汽车行业对齿轮技术的标准提出了更高的要求。可见齿轮在汽车构造中的重要性，通过提高齿轮技术的标准参数就可以全面提高汽车的质量。齿轮技术的标准参数里，一般用模数来进行计量。一般情况下，齿轮的计算直径d可以分为度圆直径标准z、齿间节距t以及弧度p三个方面。在进行汽车齿轮的计量工作时，通常使用如下公式：d=zpt/仔。在这个公式里，仔的值基本上是无理数，所以要想达到方便计算的目的，而且要满足测量的要求，在计算中基本不选择节距作为主要的基本参数，通常是使用模数进行分析计算的。现在这一公式是通过如下的方式来表示：m=m/z。在进行节点的处理时，节点的数值通常是其模数的倒数，而其单位通常都是mm表示的，径节的单位是以min表示。在这些参数的选用中，它们和国家的不同齿轮规定标准是密切相关的。对于现在汽车的构造来说，要应用好齿轮技术。一方面，要保障参数的精度高、重量轻、噪音低、平稳性，另一方面，对于各个参数来说，还需要对于各个构成和组合之间的体积摩擦小、位置安装紧凑。在现在的汽车生产和构成里，齿轮不仅要满足汽车的结构，而且还要能够让汽车功能得到最大的发挥。综合来看，只有实现齿轮之间的接缝严密，才可以真正的发挥汽车中齿轮的功效，从而进一步推动汽车工业的发展和质量的提高。

成形磨齿机的齿轮修形技术研究成形磨齿机是一种专用设备，用于加工齿轮。

齿轮是一种常见的机械传动元件，广泛应用于各个领域，如汽车、航空航天、工程机械等。

齿轮的质量直接影响到传动效率和使用寿命，因此齿轮修形技术对于提高齿轮的质量至关重要。

齿轮修形技术是指通过磨削操作对齿轮的齿形进行调整和修正，以消除齿面偏差和齿侧间隙，提高齿轮的配合精度和传动效率。

成形磨齿机的齿轮修形技术研究旨在探究修形过程中的关键问题，提高磨齿机的加工精度和效率。

首先，成形磨齿机的齿轮修形技术研究需要对齿轮的加工工艺进行分析和优化。

齿轮加工工艺是指齿轮的成型、切削和磨削等过程，其中磨削是齿轮修形的主要工艺。

磨削过程中，磨削刀具与齿轮的相对移动产生摩擦和切削作用，将齿轮的齿形调整到设计要求。

其次，成形磨齿机的齿轮修形技术研究需要考虑到齿轮的磨削参数选取。

磨削参数包括磨削速度、前进速度和磨削深度等。

合理选择磨削参数能够提高磨削效率，降低齿轮的磨削误差。

此外，还需要考虑磨削液的选择和使用，以提高磨削质量和工艺稳定性。

第三，成形磨齿机的齿轮修形技术研究需要关注磨削刀具的设计和选用。

磨削刀具的设计和选用直接影响到齿轮修形的效果和精度。

磨削刀具应具备良好的切削性能和耐磨性能，以保证高效磨削和长期使用。

另外，磨削刀具的形状和尺寸也需要根据齿轮的不同形状和尺寸进行选择，以满足修形要求。

第四，成形磨齿机的齿轮修形技术研究还需要关注磨削过程中的磨削热和残余应力控制。

磨削过程中会产生大量的热量，如果不能有效地散热，会导致齿轮表面温度过高，造成热损伤。

为了降低磨削热对齿轮的影响，可以采取水冷、冷却液和内冷等方法。

此外，磨削过程中还会产生残余应力，这对齿轮的寿命和耐磨性能有着重要影响。

通过合理控制磨削参数和采取适当的工艺措施，可以有效降低残余应力。

最后，成形磨齿机的齿轮修形技术研究还需要关注齿轮的测量和评价方法。

齿轮修形的效果需要通过精密的测量和评价来进行验证。

齿轮修形参数
齿轮修形参数主要包括齿侧间隙、齿顶高度、齿根高度等。

1. 齿侧间隙：是齿轮齿廓与相邻齿轮齿廓之间的间隙，它的大小决定了齿轮的传动精度和运行平稳性。

2. 齿顶高度：是齿轮齿廓的最高点到基圆的距离，它的大小直接影响着齿轮的载荷能力和强度。

3. 齿根高度：是齿轮齿廓的最低点到基圆的距离，它的大小决定了齿轮的抗疲劳性能和寿命。

在simpack软件中，可以通过调整齿轮修形参数来优化齿轮的性能。

首先，需要根据实际需求和设计要求确定合适的修形参数范围。

然后，通过仿真分析和优化算法，找到最佳的修形参数组合。

此外，还有最大修形量、修形长度以及修形曲线等设计参数，这些参数也会影响齿轮的性能。

以上内容仅供参考，如需更多信息，建议查阅齿轮设计领域的专业书籍或咨询该领域的专家。

论渐开线圆柱齿轮的齿形齿向修形问题摘要：本文通过对齿面受力情况并结合齿形齿向的多种修形方法进行分析，找出改善齿面接触状况的因素，同时运用专业软件，根据接触有限元理论和材料力学分析轮齿的变形刚度，从而获得轮齿的修形曲线和最大修形量，并结合实际经验公式，得出一种渐开线高速齿轮齿部修形的设计方法，并应用于工程实际中。

关键词：渐开线圆柱齿轮齿形修形齿向修形齿轮修形技术是高精度齿轮传动设计和制造的关键技术，随着齿轮传动研究和齿轮制造技术水平的提高，为了拓宽渐开线圆柱齿轮的使用范围，开发在重载、高速条件下品质优良的齿轮传动，齿轮修形技术有了很大发展，特别是在国外的重型汽车变速箱齿轮中应用更为广泛。

1 渐开线圆柱齿轮的齿形修形齿形修形是指在一对齿轮轮齿的啮合过程中，为改善两齿轮齿面的接触状态，防止胶合，而把原来的渐开线齿廓在齿顶或接近齿根圆角的部位修去一部分。

其关键之处在于确定修形的三要素：修形长度、修形量和修形曲线。

一般做法有：①沿渐开线相距等于基节的段不修形，啮入端和啮出端修形长度相等，修形量从最大值逐渐变化到零；②同时对两齿的齿顶修形；③对单个齿的齿顶和齿根同时修形，与之匹配的另一个齿不修形。

常用的方式有以下几种：1、齿顶或齿根修形实际使用中，由于齿根修形会降低齿轮的承载能力，而且容易造成根切，除非齿顶采用大修形都不能满足要求，否则尽量不采用。

多数采用两个齿轮同时对齿顶薄修，这样每个齿轮的修形量可以小一些。

2、齿廓倾斜修形与齿顶修形相似，不同的是修形起始点不同，从评价起始点开始进行整个齿廓修形，也称为压力角修形。

但由于其所改变的角度很小，导致加工量不容易控制，不利于加工。

3、齿廓鼓形修形齿廓鼓形修形是指通过修形后使轮齿在齿宽中部鼓起，两边呈对称形状布置，一般这种鼓是按等半径圆弧来设计。

齿轮在传动过程中齿面承受正压力，微观上齿面会产生弹性变形，为保证变形后齿廓曲线更接近渐开线，因此需要对渐开线齿廓进行鼓形修正从而提高传动的平稳性。

渐开线高速齿轮的修形设计3□李绍彬摘要　根据材料力学和接触有限元理论分析轮齿的变形刚度,进而获得轮齿的最大修形量和修形曲线,结合实际经验公式,得出一种求解渐开线高速齿轮齿部修形的设计方法,并应用于工程实际。

关键词:高速齿轮　接触有限元　轮齿修形中图分类号:TH132.41　文献标识码:A　文章编号:1671—3133(2003)03—0071—04H igh2speed gear teeth modification□Li ShaobinAbstract　According to material mechanics and contact FE M theory the deformation and rigidity of gear teeth have been analysed.And then g ot the teeth profile m odification curve.Applied with actual experience formula a kind of design method to s olve the high2speed gear teeth profile m odification has been proposed.K ey w ords:H igh2speed gear　Contact finite element　G ear teeth modification 高速齿轮的转速通常在3600r/min、线速度可在25.4m/s以上,为使运转较为平稳,减少由齿轮受载变形和制造误差引起的啮合冲击,并改善齿面的润滑状态及获得较为均匀的载荷分布,在高速传动中采用了齿轮修形技术,这个修形包括两个方面:一是齿高修形;二是齿向修形。

一、高速齿轮的齿高修形1.基本原理齿轮传递动力时,轮齿啮合刚度周期性变化,加上热弹变形和制造安装误差,实际啮合点并非总是处于啮合线上,其瞬时速度差异将造成啮合干涉和冲击,产生振动和噪声。

车辆工程技术28车辆技术试析修形齿轮成形磨齿技术的应用刘　斌,姜云瀚（哈尔滨东安汽车动力股份有限公司,哈尔滨 150000）摘　要：齿轮具有较快的传动速度和荷载能力，因此当今社会齿轮技术在多个行业被广泛应用，本文通过修形齿轮面精加工过程中利用数控成形磨齿技术的应用，通过计算的方式分析修形齿轮面磨削的具体过程，并通过阐述提出相应的接触线调整策略。

关键词：修形齿轮；成形；磨齿技术；应用1　修形齿轮成形磨齿技术应用的重要意义 当前修形齿轮技术在各个行业被广泛应用，成形磨齿机床通过利用数字控制技术，CNC系统由砂轮修整和进给运动所控制，所以齿轮的齿形在精确度方面较为完整。

另外，可以更加便捷的对砂轮的轮廓形状进行修整，从而能够对齿形进行修整，以此为前提，利用多个坐标轴同时进行加工这种方式，能够进行齿向修形，这也能够为修形齿轮在研发和使用过程中提供更高精度的保障。

齿轮在加工和装配过程中会因设备精度、操作者熟练成熟度等原因产生误差，进而影响齿轮的传动速度和荷载能力，为了能够减少这种误差。

可以通过对齿轮的实际荷载情况进行分析，利用几何修正的方式提高齿轮的承重功能，同时也能够有效的减少震动和啮合产生的噪音。

在一定程度上延长齿轮的工作年限。

在修形齿轮成形磨齿技术应用的实际工作中，修形齿轮的设计实际上是对齿形角度、齿形顶部边缘、齿形鼓形、齿形一致性等参数进行修整的过程。

在对齿形进行修整的过程中，不但需要进行严谨的计算，而且需要在各种工况下反复验证传动过程中啮合的情况，以便确定齿轮的最优参数，因此数控磨齿工艺的应用相对其他齿轮工艺更加方便、快捷、准确。

2　砂轮廓形的成形计算方式 齿轮轮廓的表面与砂轮的表面通过接触，形成共轭表面，成形砂轮在修整过程中，齿轮轮廓表面和砂轮表面适中有一条接触线，对直齿轮进行修整时，砂轮和齿轮的轴线会呈垂直状态，这种情况发生时，砂轮截形与齿轮齿槽的中心线呈重合状态[1]，当中心线随着砂轮轴面反复包围环绕，所形成的面就是砂轮廓形，对斜齿轮进行修整时，砂轮的轴线在齿轮螺旋齿槽的法线方向平面中，机械加工中的零件在反复旋转一周的工作过程中，轴心距离会向前推进一步，这种情况下砂轮和齿轮会进行螺旋运动，而对齿向修形齿轮而言，还要通过修形运动，从而才能够确定螺旋角在运行过程中会发生哪些变化，对齿向修形齿轮附加修形运动，可以是中心距变动或砂轮轴向运动，这时，砂轮表面和齿轮面形成的线接触共轭，但是附加修形运动会对接触线产生影响，接触线会随时产生变化。

一种齿轮修复方法
有以下几种齿轮修复方法：
1. 焊接修复：对于齿轮上的小缺陷或裂纹，可以使用焊接修复方法。

先将受损的部分清洁干净，然后使用合适的焊接材料进行焊接填补。

最后再进行磨削，使其恢复原有形状。

2. 精密修复：对于齿轮上的磨损或剥落，可以采用精密修复的方法。

先使用精密测量工具测量齿轮的几何参数，然后使用数控机床或者其他相应的设备进行修复，以恢复齿轮的原有几何形状。

3. 更换齿轮片：如果齿轮上的受损部分较多或无法修复，可以考虑更换齿轮片。

将受损的齿轮片取下，然后使用合适的工具将新的齿轮片安装在齿轮上，最后进行校准和调试。

4. 特殊修复方法：如果齿轮上的受损部位比较复杂，可以考虑使用特殊的修复方法。

例如，可以采用电火花加工技术对齿轮进行修复，或者使用激光焊接技术进行修复。

这些方法可以达到比传统方法更高的修复精度和效果。

需要根据具体情况选择合适的修复方法，并在修复过程中严格按照操作规程进行操作，以确保修复效果和使用寿命。

高速齿轮的修形
成国玉
【期刊名称】《现代冶金》
【年(卷),期】2004(032)004
【摘要】分析了高速齿轮传动的特点和齿部修形原因,进一步研究了直、斜齿高速齿轮齿部(齿形与齿向)修形的设计原则与计算修形量的经验公式.
【总页数】4页(P37-40)
【作者】成国玉
【作者单位】宝钢集团苏州冶金机械厂,苏州,215004
【正文语种】中文
【中图分类】TH132.41
【相关文献】
1.高速齿轮修形技术在大功率新型高速齿轮箱上的应用 [J], 杨欣荣
2.高速内啮合人字齿轮多目标优化修形 [J], 贾超;方宗德;张永振
3.修形齿轮的最佳修形量和修形长度的确定 [J], 唐增宝;钟毅芳
4.基于Romax的高速动车牵引齿轮综合修形设计 [J], 汤兆平; 熊小颖; 曹艺藤
5.高速齿轮传递误差和啮入冲击的激励模拟及齿面优化修形 [J], 贾超; 方宗德因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

齿轮修形渐开线齿轮的修形李钊刚齿廓修整基本原理基于以下原因渐开线齿轮在实际运行中达不到理想渐开线齿轮那样的平稳而产生啮合冲击产生动载荷并影响承载能力。

•制造误差•受力元件（齿轮、箱体、轴、轴承等）的变形•运转产生的温度变形•轮齿啮合过程中的载荷突变。

以上因素均会引起齿轮的齿距改变（偏离理想齿距值）。

当主动轮的齿距小于从动轮的齿距时就会产生啮入干涉冲击当主动轮的齿距大于从动轮的齿距时就会产生啮出干涉冲击（图）。

图轮齿受载变形受载前b)受载后下面分析一下轮齿啮合过程中的载荷突变现象。

图为一对齿轮的啮合过程。

啮合线、重合度、轮齿单齿啮合的上界点和下界点正常情况下个齿轮的啮合线长度取决于两个齿轮的齿顶圆直径。

如图所示当小齿轮主动时大轮齿顶的齿廓与小轮齿根的齿廓在A 点相遇A是啮合的起始点到小轮齿顶的齿廓和大轮齿根的齿廓在E 点退出啮合E点为啮合的终止点。

AE为啮合线长度。

端面重合度εα=AEpb式中：pb基圆齿距。

当＜εα＜时存在双齿啮合区。

在距啮合的起始点A一个基圆齿距的D点大轮第二个齿开始进入啮合DE段为双齿啮合区该D点称为小齿轮单齿啮合的上（外）界点。

当力作用在D点时齿根应力最大D点是计算齿根弯曲应力起决定作用的力的作用点。

α‘t啮合角αFen载荷作用角rr小、大齿轮的节圆半径rara小、大齿轮的齿顶圆半径rbrb小、大齿轮的基圆半径pbt基齿距P节点B 小齿轮单对齿啮合区下界点D小齿轮单对齿啮合区上界点。

图齿轮的单、双齿啮合区同样在距啮合的终止点E往前一个基圆齿距的B点小轮前一个齿开始退出啮合AB段为双齿啮合区BD段为单齿啮合区该B点称为小齿轮单齿啮合的下（内）界点。

因为小齿轮的点蚀大多发生在齿根处（即AC之间）在齿面接触强度计算时以B点的赫兹压应力作为起决定作用的力的判据点。

啮合线EBDA为轮齿参加啮合的一个周期。

其中EB段和DA段为双齿啮合区BD段为单齿啮合区。

因此轮齿啮合过程中的载荷分布明显不均匀（图）。

齿轮修形在机车的上应用及发展摘要：随着国外先进机车技术的引进，我国城市轻轨、地铁动车、快速列车是城市和城际客运交通的发展方向，它以快速、大容量、舒适、安全、经济及与环境的良好兼容为特征，发挥了铁路的固有优势，因而在世界各地蓬勃发展。

本文主要讲述齿轮修形在机车上的应用，及如何对齿轮进行修形，和修形方法。

关键词：齿轮修形；修形量；修形长度；修形曲线随着国外先进机车技术的引进，我国城市轻轨、地铁动车、快速列车是城市和城际客运交通的发展方向，它以快速、大容量、舒适、安全、经济及与环境的良好兼容为特征，发挥了铁路的固有优势，因而在世界各地蓬勃发展。

目前我国正处于大力发展阶段。

在机车动力牵引方向，齿轮传动越来越占主导作用，齿轮传动中，随着转速提高或载荷加大，轮齿的变形明显增大，其支承系统的变形也会增大，再加上安装制造等综合误差影响，不可避免地会出现啮入、啮出冲击，载荷突变、速度波动，以及由不同振型、频率组成的各阶振动，从而降低传动精度、缩短使用寿命、降低承载能力、增大齿轮传动噪声。

齿轮修形可以尽可能地使齿轮在受载变形后齿面压力分布均匀、减少偏载，同时齿轮在齿廓变形以后仍能保持运转平稳、减少啮入和啮出的冲击。

什么是齿轮修形，即齿轮修形就是切掉齿轮啮合时产生的干涉部分，其主要任务是确定修形的三要素：修形量、修形长度和修形曲线。

一般作法是：①沿渐开线相距等于基节的段不修形，啮入端和啮出端修形长度相等，修形量从最大值逐渐变化到零；②修形可以是一对齿的齿顶修形，也可以是单个齿的齿顶和齿根同时修形、与之匹配的另一个齿不修形。

修形量：主要由轮齿受载产生的弹性变形和制造产生的齿距偏差决定。

增、减速传动的修形量及齿形公差带方向亦有所不同（主动轮齿距稍大有利）。

考虑实践经验及加工方便，各国各公司都有自己的经验计算公式及标准。

采用滚剃切齿工艺时，齿形修形量可按规定在刀具基本齿廓上确定，硬齿面齿轮的修形量可在磨齿机上通过修形机构来实现。

⼲货齿轮传动系统之齿轮修形原理及应⽤作者：尚振国，刘辉，谢忠东，武⼒波，王迎春齿轮传动是⼀种应⽤最⼴的机械传动形式，具有传动效率⾼、结构紧凑等特点。

但由于不可避免地存在制造和安装误差，齿轮传动装置的振动和噪声往往较⼤，特别是在⼀些⼤功率传动装置中(如兆⽡级风⼒发电增速器、船⽤齿轮减速器等，以及对舒适性要求较⾼的传动装置中(如汽车变速箱等)，振动和噪声问题尤为突出。

齿轮修形是降低齿轮传动装置振动和噪声的⼀种成熟⽽有效的技术,近年来获得了越来越⼴泛的应⽤。

齿轮修形包括齿廓修形和齿向修形，本研究中作者分别介绍了其基本原理以及应⽤情况。

齿廓修形1齿廓修形原理齿轮啮合传动过程中主、被动齿轮的基节必须处处相等，从理论上讲，精确的渐开线刚性齿轮是完全能够实现上述⽬标的。

但实际中的齿轮副均为弹性体，在⼀定啮合⼒作⽤下会产⽣相应的弹性变形，使处于啮合线位置的主动轮和被动轮基节出现变化，不再相等。

如图1(a)所⽰，当齿对2进⼊啮⼊位置时，由于齿对1的变形，主动轮基节Pb1⼩于被动轮基节Pb2，轮齿啮⼊点的啮合⼒骤然增⾼，形成了通常所说的啮⼊冲击。

与此类似，如图1(b)所⽰，在齿对1即将脱离啮合接触时，由于齿对2的变形，Pb1>Pb2，主动轮齿顶将沿被动轮齿根刮⾏，形成通常所说的啮出冲击。

为了消除轮齿啮⼊和啮出冲击，通常采⽤齿廓修形的⽅法，即沿齿⾼⽅向从齿⾯上去除⼀部分材料，从⽽改变齿廓形状，消除齿对在啮⼊、啮出位置的⼏何⼲涉。

图1 齿对在啮⼊、啮出位置的⼏何⼲涉2齿廓修形的效果分析齿廓修形的参数包括修形量、修形长度和修形曲线。

图2为某⼤型风⼒发电齿轮增速箱输出级宽斜齿轮副传动⽰意图，齿轮传动参数见表1。

作者应⽤有限元接触分析技术计算了未修形和不同修形参数下各啮合齿对上载荷分配情况。

在⼩齿轮齿顶修形量为0.025mm，齿根修形量为0.05mm，修形起点为单双齿啮合交替点，修形曲线采⽤⼆次曲线的情况下，各啮合齿对上载荷的分配情况见图3。

2023年第47卷第3期Journal of Mechanical Transmission考虑热变形的齿轮修形研究张金龙1王少兵1李威2张晨辉2（1 郑州机械研究所有限公司，河南郑州450001）（2 北京科技大学机械工程学院，北京100083）摘要齿轮在高速重载条件下工作时，摩擦磨损造成的影响是不容忽视的，而修形可以降低齿轮的磨损及表面温度，对提高齿轮胶合承载能力有显著作用。

为此，根据齿轮啮合原理、齿轮修形原理等基本理论，对齿轮的热变形以及齿廓修形进行了研究。

利用有限元仿真软件建立齿轮热力耦合参数化模型，确定轮齿各面的稳态热平衡方程，利用仿真软件对齿轮各点施加对流边界条件和摩擦热流量，求解得到了齿轮的温度场；分析齿轮温升对齿轮变形的影响规律，对齿轮修形技术进行研究，推导了弹性变形、热变形、热力耦合变形的计算公式。

结果表明，修形能够降低齿轮温度，提高齿轮抗胶合强度。

关键词齿轮传动热力耦合齿廓修形热变形Research on Gear Modification Considering Thermal DeformationZhang Jinlong1Wang Shaobing1Li Wei2Zhang Chenhui2(1 Zhengzhou Research Institute of Mechanical Engineering Co., Ltd., Zhengzhou 450001, China)(2 School of Mechanical Engineering, University of Science and Technology Beijing, Beijing 100083, China)Abstract When the gears work under high-speed and heavy-load conditions, the effects of friction and wear cannot be ignored. The gear modification can reduce gear wear and surface temperature, and has a significant effect on improving the anti-scuffing ability of gears. Thus, the heat distortion and modification of gears are studied. Based on the basic theories of gear meshing principle and gear modifying principle, the following studies have been made: a parametric model of gear thermo-mechanical coupling is established using the finite element simulation software; the steady-state heat balance equations for each face of the gear teeth are determined, and the finite element simulation software is used to automatically impose convection boundary conditions and frictional heat fluxes on each point of the gears. By solving the temperature field of the gear, the influence of gear tooth temperature change on gear deformation is analyzed, and gear modification technology is studied. The calculation formulas of elastic deformation, thermal deformation and thermo-mechanical coupling deformation are derived. The results show that the modification can reduce the gear temperature and improve the scuffing strength of the gear.Key words Gear transmission Thermo-mechanical coupling Tooth profile modification Thermal deformation0 引言在齿轮传动过程中，齿面胶合是导致齿轮失效的重要原因之一。

工程技术研究2021年第6期158大功率高速传动齿轮箱关键技术分析默静飞，李夫庆，刘 阳，叶 超中国联合重型燃气轮机技术有限公司，北京 100016摘　要：齿轮箱采用齿轮增速或减速并传递扭矩和功率。

高速齿轮箱经过长期的技术研发，已取得了长足的发展，在发电、冶金、化工、石油等领域得到了广泛的应用。

为了适应国家重大装备和重点工程的需求，齿轮箱正朝着大功率、大尺寸、高传动比、高速等方向发展。

基于此，文章介绍了大功率、大尺寸、高增速比高速齿轮箱的主要技术难点，重点从齿轮线速度限制、齿轮强度校核、轴承、转子动力学、封严结构及齿轮修形等方面进行了分析。

关键词：齿轮箱；线速度；齿轮强度；轴承中图分类号：TH132.41 文献标志码：A文章编号：2096-2789（2021）06-0158-02目前，国外高速、重载齿轮箱技术已发展到很高的水平，设计制造技术相对成熟，以RENK、FLENDER、BHS等为代表的高速齿轮箱供应商生产的高速齿轮箱功率已达140MW 左右，最高转速为10万r/min，最高齿尖线速度为300m/s。

随着速度的提高，对齿轮制造精度的要求也在不断提高。

我国以南京高精传动设备制造集团有限公司、重庆齿轮箱有限责任公司等单位为代表，也在高速齿轮箱设计、制造方面取得了长足的进步。

高速齿轮箱是工业领域的关键设备，其可靠性尤为重要，同时还应关注齿轮箱寿命，使齿轮箱更具经济性。

文章以某项目需求为基础，对100MW等级，输出转速约10000r/min的齿轮箱的技术可行性展开了探讨，并对主要设计、加工制造难点等做了详细的分析。

1 100MW等级齿轮箱的主要技术要求某项目对齿轮箱的需求如表1所示。

由于该功率等级、高增速比的齿轮箱应用较少，需要对技术可行性进行分析。

表1 100MW等级齿轮箱主要需求参数参数规格最大传动功率100MW等级最大输入转速1500r/min最大输出转速10000r/min最大输出扭矩100kN·m输入输出形式双入单出2 大功率高速齿轮箱关键技术对于大功率高速传动齿轮箱，一般要求其传动平稳、稳定，动态性能可靠。

齿轮轮齿的维修方法齿轮是一种常见的机械传动装置，广泛应用于各个行业中的机械设备中。

由于长时间的使用或不当的操作，齿轮轮齿可能会出现磨损、断裂或其他故障。

针对这些问题，我们需要进行齿轮轮齿的维修。

下面将介绍一些常见的齿轮轮齿维修方法。

一、磨损齿轮轮齿的维修方法1. 磨平法：当齿轮轮齿磨损不严重时，可以使用磨平法进行修复。

具体操作步骤为：先将齿轮轮齿和磨床的砂轮保持一定的倾斜角度，然后将齿轮轮齿放置在砂轮上进行磨削，直至轮齿恢复到原有的形状和尺寸。

2. 焊补法：当齿轮轮齿磨损严重时，可以采用焊补法进行修复。

首先需要将磨损的轮齿清理干净，然后使用焊接设备进行焊补。

焊补时要注意控制焊接温度和焊接量，以免造成过热或变形。

3. 更换法：如果磨损的齿轮轮齿无法修复，就需要进行更换。

更换齿轮轮齿时，需要先将原有的轮齿拆除，并选择合适的齿轮进行更换。

更换新轮齿时，要注意与原有齿轮的匹配度，以确保传动效果的稳定性和准确性。

1. 焊接法：当齿轮轮齿发生断裂时，可以采用焊接法进行修复。

具体操作步骤为：首先将断裂的轮齿清理干净，然后使用焊接设备进行焊接。

焊接时要注意选择合适的焊接材料和焊接技术，以确保焊接强度和稳定性。

2. 更换法：如果断裂的齿轮轮齿无法修复，就需要进行更换。

更换断裂的轮齿时，需要先将原有的轮齿拆除，并选择合适的齿轮进行更换。

更换新轮齿时，要注意与原有齿轮的匹配度，以确保传动效果的稳定性和准确性。

三、其他故障的维修方法1. 清洁法：当齿轮轮齿受到污染或杂质影响时，可以使用清洁法进行修复。

首先需要将齿轮轮齿清洁干净，然后使用适当的清洁剂进行清洗。

清洗后要彻底干燥，以免造成进一步的故障。

2. 润滑法：当齿轮轮齿因润滑不良而出现故障时，可以采用润滑法进行修复。

首先需要清洁齿轮轮齿，然后选择适当的润滑剂进行润滑。

润滑时要注意润滑剂的种类和用量，以保证齿轮的正常运转。

齿轮轮齿的维修方法包括磨损齿轮轮齿的磨平、焊补和更换，断裂齿轮轮齿的焊接和更换，以及其他故障的清洁和润滑。

解析两种修复磨损齿轮新方法的技术论文解析两种修复磨损齿轮新方法的技术论文1 齿轮零件的常规修复方法齿轮零件失效后，对部分仍有使用价值的零件进行修复后继续使用。

常用的修复方法有：调整换位法、变位加工法、镶齿(圈)法、堆焊法、刷镀法和热喷涂法等。

常规的修复方法中，调整换位、变位加工、镶齿(圈)3 种方法具有很大局限性，不具备齿轮再制造修复的潜力。

堆焊法热影响区大，会破坏齿轮本身的热处理性能，且易出现裂纹和气孔等缺陷;刷镀法结合强度大，但不适于损坏较大的齿轮修复; 热喷涂法结合强度低，不能满足主动轮重载荷、大冲击的工作特点。

针对以上几种常规修复方法的局限性，我们采用两种全新的方法修复磨损齿轮。

以修复重载车辆的主动轮齿圈和侧减速器被动齿轮为例，对于失效的主动轮齿圈而言，我们运用激光熔覆增材再制造技术使其表面得到修复与强化，改善齿轮件的耐磨损、耐腐蚀、耐高温性能，恢复主动轮齿圈零件的技术性能，延长使用寿命，节约开支;对于重载车辆传动箱中渗碳齿轮而言，我们采用热胀减材再制造技术修复磨损后的渗碳齿轮，使其性能恢复到使用水平，从而达到再次服役的要求。

2 激光熔覆技术增材再制造修复主动轮齿圈2.1 激光熔覆技术在齿轮修复上的应用激光熔覆技术是通过在基体表面添加熔覆材料，并利用高能密度的激光束使之与基体表面薄层一起快速熔凝，在基体表面形成与其为冶金结合的添料熔覆层，从而显著改变基体材料表面的耐磨、耐蚀、耐热、抗氧化等特性的工艺方法。

激光熔覆独特的技术特点使其在工业领域得到了广泛的应用。

主要可以归为三类：表面改性、表面修复和快速成型。

其中激光熔覆表面修复主要集中在燃气轮机叶片、轧辊、齿轮轴等零件，对齿轮的修复研究得不多。

主要原因是激光器功率小，修复效果不理想。

近年来，大功率激光器和宽带扫描装置出现并普及，为使用激光熔覆技术修复齿类零件提供了可能。

2.2 激光熔覆技术修复主动轮齿圈的优点重载车辆的动力传动广泛采用开式齿轮传动，这种结构具有制造简单、更换方便的优点。

复杂修形齿轮精密数控加工关键技术与装备研究内容齿轮作为机械传动中不可或缺的元件，其精密加工对于提高机械传动效率和可靠性至关重要。

而复杂修形齿轮则是一种具有特殊形状的齿轮，其加工难度更大，对于加工技术和装备的要求也更高。

本文将探讨复杂修形齿轮精密数控加工的关键技术与装备研究内容。

一、数控加工技术在复杂修形齿轮加工中的应用数控加工技术是现代制造业中的重要技术手段，其在复杂修形齿轮加工中的应用可以大大提高加工精度和效率。

数控加工技术通过计算机控制加工设备的运动轨迹和加工参数，实现对复杂修形齿轮的精密加工。

其中，数控车床和数控磨齿机是常用的数控加工设备。

二、复杂修形齿轮加工的关键技术1. 齿轮加工仿真技术齿轮加工仿真技术可以通过计算机模拟齿轮加工过程，预测加工误差和变形情况，从而优化加工方案和减少加工试验。

在复杂修形齿轮加工中，齿轮加工仿真技术可以帮助确定合适的刀具路径和切削参数，提高加工精度和效率。

2. 刀具磨制技术复杂修形齿轮的加工需要使用特殊形状的刀具，而刀具的磨制对于加工质量和效率有着重要影响。

刀具磨制技术需要考虑刀具的形状、刃磨角度和刃磨精度等因素，以确保刀具能够准确地复制齿轮的形状。

3. 加工参数优化技术复杂修形齿轮的加工参数优化是提高加工精度和效率的关键。

通过对加工参数进行优化，可以减少加工误差和变形，提高齿轮的精度和表面质量。

加工参数优化技术需要考虑切削速度、进给速度、切削深度等因素，并结合数控加工设备的特点进行调整。

三、复杂修形齿轮精密数控加工装备的研究内容1. 数控车床数控车床是复杂修形齿轮加工中常用的加工设备之一。

其研究内容包括数控系统的开发和优化、刀具刃磨装置的设计和改进、加工参数的优化等。

数控车床的研究旨在提高加工精度和效率，满足复杂修形齿轮的加工需求。

2. 数控磨齿机数控磨齿机是复杂修形齿轮加工中另一种常用的加工设备。

其研究内容包括磨齿机床结构的改进和优化、磨削工艺的研究和改进、磨削刀具的设计和制造等。

齿轮传动轴的修理与维护技术研究齿轮传动系统作为一种常见的机械传动方式，被广泛应用于各个行业的机械设备中。

作为齿轮传动系统的核心部件之一，齿轮传动轴的修理与维护技术显得尤为重要。

本文将针对齿轮传动轴的修理与维护技术进行研究与探讨，以提供一些可行的解决方案。

一、引言齿轮传动轴作为齿轮传动系统中的重要组成部分，承担着传递动力和扭矩的重要任务。

因此，齿轮传动轴在使用过程中经常面临着各种问题，如磨损、断裂等，这些问题的存在会严重影响齿轮传动系统的正常运行。

因此，对齿轮传动轴的修理与维护技术进行研究与探讨，具有重要的意义。

二、齿轮传动轴的常见问题与原因1. 磨损：齿轮传动轴在长期使用过程中，由于受到扭矩和重负荷的作用，会导致齿轮传动轴表面的磨损。

这种磨损主要由摩擦、磨粒和氧化等因素引起。

2. 断裂：齿轮传动轴在承受过大的载荷或由于材料缺陷等原因，可能会出现断裂现象，严重影响齿轮传动系统的正常运行。

3. 表面质量不良：有时齿轮传动轴的表面会出现凹凸不平、氧化或腐蚀等情况，这些问题会降低齿轮传动轴的使用寿命。

三、齿轮传动轴的修理技术1. 焊接修理：对于齿轮传动轴表面的磨损问题，常用的修理方法是采用手工电弧焊或气焊进行填充修复。

通过填充焊接材料来恢复齿轮传动轴表面的几何形状，以提高其使用寿命。

2. 热处理：对于齿轮传动轴的断裂问题，可以采用热处理技术来提高其抗断裂能力。

常用的热处理方法包括淬火、回火等，通过改变齿轮传动轴的组织结构和硬度来增强其强度和耐磨性。

3. 表面修整：齿轮传动轴表面的凹凸不平、氧化或腐蚀等问题可以采用机械刀具进行切削修整，以恢复其表面质量。

四、齿轮传动轴的维护技术1. 润滑：齿轮传动轴在使用过程中，需要保持足够的润滑，以减少齿轮之间的摩擦和磨损。

选择合适的润滑剂，并定期对润滑系统进行检查和更换，以保证润滑效果。

2. 定期检查：定期对齿轮传动轴进行检查，包括外观、轴承、联轴器等部分的检查，及时发现问题并进行修复，以避免故障的发生。