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減速機網(wǎng) 動力傳動齒輪向小型化、高速化、標準化方向發(fā)展 減速機網(wǎng)
來源:    時間:2006-10-4 9:13:09  責(zé)任編輯:zhaoyanping  
   國際上,動力傳動齒輪裝置正沿著小型化、高速化、標準化方向發(fā)展.特殊齒輪的應(yīng)用、行星齒輪裝置的發(fā)展、低振動、低噪聲齒輪裝置的研制是齒輪設(shè)計方面的一些特點.為達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主傳動系統(tǒng)采用圓弧齒輪后,使減速器高度大為降低。隨著船舶動力由中速柴油機代替的趨勢,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、水泥一軋機等大型傳動裝置中,行星齒輪以其體積小、同軸性好、效率高的優(yōu)點而應(yīng)用愈來愈多。
  由于機械設(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)計工作壽命為5X104-10X104小時;軋鋼機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l00~200t.m,要求使用壽命在20~30年以上。這些齒輪的精度等級一般在3~8級。并對平穩(wěn)性與噪聲有較高的要求。對于高速齒輪(包括透平機械齒輪)。在圓周速度超過100m/s時由于運轉(zhuǎn)中的熱效應(yīng)要求在設(shè)計始對產(chǎn)生的熱變形進行修正,使齒輪在工作時達到一個正常的嚙合狀態(tài)。特別對于高速重載齒輪。更要加以考慮。其次,對于低速重載齒輪如軋鋼機齒輪,由于采用硬齒面齒輪后,其齒面負荷系數(shù)增加而引起的整個齒輪裝置系統(tǒng)的彈性變形變得突出了,所以有時也要對反映到齒面的彈性變形進行修正。這種對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重要趨勢。在齒輪制造技術(shù)方面.重點是進行硬齒面加工,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,普遍提高一級左右.有的甚至2~3級.一般低速齒輪精度由過去的8~9級提高到7~8級。機床齒輪由6~8級提高到4~6級.軋機齒輪由7~8級提高到5~6級。
  對于模數(shù)不大的中小規(guī)格齒輪,由于高性能滾齒機的開發(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,在大進給且條件下,可達到的切削速度為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200m/s.提高插齒效率,要受到插齒機刀具往復(fù)運動機構(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。新型插齒機的沖程數(shù)可達到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)的單砂輪磨齒機剛性好精度可靠,適合于大進給量加工,效率高。近年來,為提高效率也在改進磨制方法,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"都提高了實際磨削效率。目前對于成批磨削中、小用數(shù)齒輪,傾向于采用蝸桿砂輪磨齒機,磨削效率很高,對于磨削大模數(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,每小時能加工88個齒輪,比普通滾齒機提高3~4倍。雙刀盤高效切齒工藝.切削速度可達137m/s,粗、精加工一個 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。重型機械常用18CrMnNiMo滲碳鋼或中碳合金鋼。機床行業(yè)食用40Cr,38CrMoAl等鋼以及高速齒輪用 25Cr2MoV鋼進行氮化。
  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,其齒面接觸疲勞極限應(yīng)力ph.-750N/mm2,如表面淬火到HRC56-60-時,pJ1500N/mm2,如表面滲碳到同樣硬度時yi.-1200N/mm2,對于調(diào)質(zhì)齒輪.由于齒輪刀具材料的改進.已將小齒輪的齒面硬度提高到360HB,大齒輪提高到280HB以上。
  齒輪滲碳大多數(shù)采用氣體滲碳法。常用丙烷氣發(fā)生爐生成氣體,送入滲碳爐進行,也有用液注式滲碳爐,使有機液體在爐內(nèi)氣化進行滲碳.這種方法占地少,原料與處理費用低:爐子不穩(wěn)定工作時間也短,有利于節(jié)約能源和成本.最近發(fā)展的真空離滲碳法,尤其對于深層滲碳要求的齒輪,可進一步縮短時間,減少變形。
     電子計算機在各工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用;促進了各項技術(shù)的發(fā)展.同樣,在齒輪的設(shè)計、計算方面進展也很快,人們利用計算機能對各種可能的設(shè)計方實進行計算、分析和比較,并通過優(yōu)選,取得較為理想的結(jié)果.例如在分析齒面接觸區(qū),求嚙合線與相對速度夾角中,對彈流潤滑計算以及幾何參數(shù)計算等方面編制了程序。還有,在齒輪修形計算與齒輪承載能力計算方面都編有程序.我國已編制了GB3480-83漸開線圓柱齒輪承載能力計算標準的程序軟件,供生產(chǎn)應(yīng)用.在齒輪加工方面,可以利用計算機控制整個切齒過程.使制造質(zhì)量穩(wěn)定可靠.目前,國內(nèi)在研究應(yīng)用微機對弧齒錐齒輪的切齒調(diào)整卡進行計算,可對加工偏差及時調(diào)整.使齒面接觸達到比較理想的位置,并大大提高了工效。此外,根據(jù)數(shù)控原理,應(yīng)用微機對環(huán)面蝸桿螺旋齒面進行拋物線修形,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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