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大連齒輪

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大連齒輪加工
我國齒輪發(fā)展趨勢分析與展望

我國齒輪發(fā)展趨勢分析與展望

發(fā)布日期:2016-11-12 00:00 來源:http://m.qzlongyuan.com 點(diǎn)擊:

大連齒輪廠


    國際上,動(dòng)力傳動(dòng)齒輪裝置正沿著小型化、高速化、標(biāo)準(zhǔn)化方向發(fā)展.特殊齒輪的應(yīng)用、行星齒輪裝置的發(fā)展、低振動(dòng)、低噪聲齒輪裝置的研制是齒輪設(shè)計(jì)方面的一些特點(diǎn).為達(dá)到齒輪裝置小型化目的,可以提高現(xiàn)有漸開線齒輪的承載推力。各國普遍采用硬齒面技術(shù),提高硬度以縮小裝置的尺寸;也可應(yīng)用以圓弧齒輪為代表的特殊齒形。英法合作研制的艦載直升飛機(jī)主傳動(dòng)系統(tǒng)采用圓弧齒輪后,使減速器高度大為降低。隨著船舶動(dòng)力由中速柴油機(jī)代替的趨勢,在大型船上采用大功率行星齒輪裝置確有成效;現(xiàn)在冶金、礦山、水泥一軋機(jī)等大型傳動(dòng)裝置中,行星齒輪以其體積小、同軸性好、效率高的優(yōu)點(diǎn)而應(yīng)用愈來愈多。


    由于機(jī)械設(shè)備向大型化發(fā)展,齒輪的工作參數(shù)提高了。如高速齒輪的傳遞功率為1000-30000kw。齒輪圓周速度為20~200m/s(1200-12000r/min),設(shè)計(jì)工作壽命為5X104-10X104小時(shí);軋鋼機(jī)齒輪的圓周速度已由每秒幾米提高到20m/s,甚至30~50m/s。傳遞扭炬達(dá)l00~200t.m,要求使用壽命在20~30年以上。這些齒輪的精度等級(jí)一般在3~8級(jí)。并對(duì)平穩(wěn)性與噪聲有較高的要求。對(duì)于高速齒輪(包括透平機(jī)械齒輪)。在圓周速度超過100m/s時(shí)由于運(yùn)轉(zhuǎn)中的熱效應(yīng)要求在設(shè)計(jì)始對(duì)產(chǎn)生的熱變形進(jìn)行修正,使齒輪在工作時(shí)達(dá)到一個(gè)正常的嚙合狀態(tài)。特別對(duì)于高速重載齒輪。更要加以考慮。其次,對(duì)于低速重載齒輪如軋鋼機(jī)齒輪,由于采用硬齒面齒輪后,其齒面負(fù)荷系數(shù)增加而引起的整個(gè)齒輪裝置系統(tǒng)的彈性變形變得突出了,所以有時(shí)也要對(duì)反映到齒面的彈性變形進(jìn)行修正。這種對(duì)齒輪輪齒修形的技術(shù)是目前大功率、高速、重載齒輪制造的一個(gè)重要趨勢。在齒輪制造技術(shù)方面.重點(diǎn)是進(jìn)行硬齒面加工,尤其是大型硬齒面齒輪的切切與熱處理工藝的發(fā)展,如超硬切齒、滾內(nèi)齒、成形磨齒、大模數(shù)齒輪珩齒、彈性砂輪拋光、輪齒修形、以及深層沙碳等新工藝正在生產(chǎn)上不斷地試驗(yàn)與應(yīng)用。


    齒輪制造工藝的發(fā)展很大程度上表現(xiàn)在精度等級(jí)與生產(chǎn)效率的提高.自七十年代以來各種齒輪的制造精度,普遍提高一級(jí)左右.有的甚至2~3級(jí).一般低速齒輪精度由過去的8~9級(jí)提高到7~8級(jí)。機(jī)床齒輪由6~8級(jí)提高到4~6級(jí).軋機(jī)齒輪由7~8級(jí)提高到5~6級(jí)。


    對(duì)于模數(shù)不大的中小規(guī)格齒輪,由于高性能滾齒機(jī)的開發(fā),加上刀具材料的改善,滾齒效率有了顯著提高。采用多頭滾刀,在大進(jìn)給且條件下,可達(dá)到的切削速度為90m/s。如用超硬滾刀加工模數(shù)3左右的調(diào)質(zhì)鋼齒輪,切削過度可達(dá)200m/s.提高插齒效率,要受到插齒機(jī)刀具往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的限制。最近在開發(fā)采用刀具卸載,使用靜壓軸承,增強(qiáng)刀架與立柱剛性等新結(jié)構(gòu)后,效率有明顯提高。新型插齒機(jī)的沖程數(shù)可達(dá)到2000次/分。


    由于硬齒面齒輪廣泛應(yīng)用,以及高速、高性能要求的齒輪日益增多,因此要求磨齒加工,在效率和質(zhì)量上都要提高。一般來說。展成法磨齒用得較普遍.而成形法磨齒則少.MAAG磨齒法,雖然磨齒精度高,但效率低。不適合重磨削。而Niles與Hofler公司生產(chǎn)的單砂輪磨齒機(jī)剛性好精度可靠,適合于大進(jìn)給量加工,效率高。近年來,為提高效率也在改進(jìn)磨制方法,如減少磨削次數(shù),壓縮展成長度,縮短尾削沖程;為此MAAG公司提出的"K"一磨削法與Niles公司提出的"雙面磨削法"都提高了實(shí)際磨削效率。目前對(duì)于成批磨削中、小用數(shù)齒輪,傾向于采用蝸桿砂輪磨齒機(jī),磨削效率很高,對(duì)于磨削大模數(shù)齒輪,除可應(yīng)用能重磨削的單砂輪磨齒外,采用成形圖削方法。

也是一種高效磨削的有效途徑。 


    此外,還有一些新的工藝方法,如美國格利森公司研制的G-TRACNo765型軌道式切齒機(jī),每小時(shí)能加工88個(gè)齒輪,比普通滾齒機(jī)提高3~4倍。雙刀盤高效切齒工藝.切削速度可達(dá)137m/s,粗、精加工一個(gè)m=1.5mm、外徑24.43mm、齒寬19mm的斜齒輪,只需6秒鐘,其效率為該齒的5~10倍.美國密芝根工具公司的多刀頭插齒,效率比普通插齒提高5~10倍,汽車行業(yè)齒輪冷成型工藝,冷擠、熱軋等少無切削工藝也不斷獲得新的發(fā)展。


    關(guān)于齒輪材料與熱處理.隨著便自面齒輪的發(fā)展,也逐漸受到人們的重視。


    齒輪用鋼的發(fā)展趨勢;一是含Cr,Ni,Mo的低合金鋼;二是硼鋼;三是碳氮共滲用鋼;四是易切削鋼。由于我國缺乏Ni、Cr,常用20CrMnTi滲碳鋼或用含硼加稀土鋼。重型機(jī)械常用18CrMnNiMo滲碳鋼或中碳合金鋼。機(jī)床行業(yè)食用40Cr,38CrMoAl等鋼以及高速齒輪用25Cr2MoV鋼進(jìn)行氮化。


    齒輪熱處理工藝一般有碳滲(或碳氮共滲)、氮化、感應(yīng)淬火、調(diào)質(zhì)等四類.當(dāng)前總的趨勢是提高齒面硬度,滲碳淬火齒輪的承載能力可比調(diào)質(zhì)齒輪提高2~3倍,表111#出用不同加工方法制造的齒輪.其中心距、重量、安全系數(shù)的對(duì)比。


    滲碳淬火齒輪可以獲得高的表面硬度、耐磨性、韌性和抗沖擊性能,能提供高的抗點(diǎn)蝕、抗疲勞性能。心部和滲碳層的性能主要取決于選用何種熱處理工藝,如將齒輪調(diào)質(zhì)處理到360HB時(shí),其齒面接觸疲勞極限應(yīng)ph.-750N/mm2,如表面淬火到HRC56-60-時(shí),pJ1500N/mm2,如表面滲碳到同樣硬度時(shí)yi.-1200N/mm2,對(duì)于調(diào)質(zhì)齒輪.由于齒輪刀具材料的改進(jìn).已將小齒輪的齒面硬度提高到360HB,大齒輪提高到280HB以上。


    電子計(jì)算機(jī)在各工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用;促進(jìn)了各項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展.同樣,在齒輪的設(shè)計(jì)、計(jì)算方面進(jìn)展也很快,人們利用計(jì)算機(jī)能對(duì)各種可能的設(shè)計(jì)方實(shí)進(jìn)行計(jì)算、分析和比較,并通過優(yōu)選,取得較為理想的結(jié)果.還有,在齒輪修形計(jì)算與齒輪承載能力計(jì)算方面都編有程序.我國已編制了GB3480-83漸開線圓柱齒輪承載能力計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)的程序軟件,供生產(chǎn)應(yīng)用.在齒輪加工方面,可以利用計(jì)算機(jī)控制整個(gè)切齒過程.使制造質(zhì)量穩(wěn)定可靠.目前,國內(nèi)在研究應(yīng)用微機(jī)對(duì)弧齒錐齒輪的切齒調(diào)整卡進(jìn)行計(jì)算,可對(duì)加工偏差及時(shí)調(diào)整.使齒面接觸達(dá)到比較理想的位置,并大大提高了工效。此外,根據(jù)數(shù)控原理,應(yīng)用微機(jī)對(duì)環(huán)面蝸桿螺旋齒面進(jìn)行拋物線修形,已經(jīng)應(yīng)用于生產(chǎn)。雖然這方面的工作在國內(nèi)還處于起步階段,但它對(duì)提高齒輪制造質(zhì)量和技術(shù)水平具有重要意義。

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