齒輪范文10篇

1沖制片齒輪的技術(shù)難點(diǎn)

用板、條、帶、卷料一模成形，直接沖制出各種齒型、不同模數(shù)和帶孔或不帶孔、輪輻加厚或減薄的圓形、扇形與特定任意形狀的片齒輪等，其沖壓加工的技術(shù)難點(diǎn)如下：

(1)齒型沖切面即齒廓嚙合面質(zhì)量，往往因材質(zhì)金相組織結(jié)構(gòu)不良、潤滑不到位和模具刃口出現(xiàn)不均勻磨損等因素而使沖件沖切面塌角過大，塌角深度超過25%T；沖切面完好率不足75%，低于Ⅳ級而影響使用；沖切面局部毛刺過大，難以徹底清除；沖切面的整體表面粗糙度值大于RA1.6“m，無后續(xù)加工工序時小于RA1.6”m，就無法使用。

(2)料厚t<1mm的小尺寸片齒輪，尤其當(dāng)t≤0.5mm時，各種精沖方法都難以加工；用高精度普通沖模沖制，沖切面質(zhì)量，特別是沖切面表面粗糙度值如何減小到符合要求。

(3)小模數(shù)片齒輪，如模數(shù)m<0.25mm的漸開線片齒輪，其沖裁模齒形沖切刃口，包括凸模與凹模的齒形刃口在沖裁過程中，要承受較大的壓力載荷，容易出現(xiàn)崩刃、壓塌、局部過量磨損……，沖制的工件，齒頂部位塌角大，料厚減薄明顯，而且模數(shù)越小減薄越嚴(yán)重。在齒頂刃口處過量磨損而失效。也有在齒根圓的位

(4)所有沖制片齒輪的沖模，壽命都很低。多數(shù)都置，凸模出現(xiàn)了裂紋。由于齒形模數(shù)小，節(jié)圓上的齒寬B遠(yuǎn)小于零件料厚，沖裁時凸模齒形部位的壓力峰值數(shù)倍于凸模的平均壓應(yīng)力，因而大幅度增加了齒形部位的摩擦力以及由此產(chǎn)生的成倍磨耗，必然導(dǎo)致沖模提前刃磨。

摘要：介紹了精沖片齒輪的工藝方法及模具結(jié)構(gòu)設(shè)計，希望能為類似零件模具設(shè)計提供參考。

關(guān)鍵詞：片齒輪；精沖；工藝分析；模具設(shè)計

1沖制片齒輪的技術(shù)難點(diǎn)

用板、條、帶、卷料一模成形，直接沖制出各種齒型、不同模數(shù)和帶孔或不帶孔、輪輻加厚或減薄的圓形、扇形與特定任意形狀的片齒輪等，其沖壓加工的技術(shù)難點(diǎn)如下：

(1)齒型沖切面即齒廓嚙合面質(zhì)量，往往因材質(zhì)金相組織結(jié)構(gòu)不良、潤滑不到位和模具刃口出現(xiàn)不均勻磨損等因素而使沖件沖切面塌角過大，塌角深度超過25%T；沖切面完好率不足75%，低于Ⅳ級而影響使用；沖切面局部毛刺過大，難以徹底清除；沖切面的整體表面粗糙度值大于RA1.6“m，無后續(xù)加工工序時小于RA1.6”m，就無法使用。

(2)料厚t<1mm的小尺寸片齒輪，尤其當(dāng)t≤0.5mm時，各種精沖方法都難以加工；用高精度普通沖模沖制，沖切面質(zhì)量，特別是沖切面表面粗糙度值如何減小到符合要求。

每一支機(jī)械手表都有許多小齒輪，而手表要正常運(yùn)轉(zhuǎn)，全靠著這些小齒輪的幫助，而抽油機(jī)維修隊(duì)就是石油隊(duì)伍中的小齒輪，他們總是默默奉獻(xiàn)，不畏艱辛的在隊(duì)伍背后支持著整個隊(duì)伍的運(yùn)作，用他們的專業(yè)維護(hù)著每一臺抽油機(jī)，當(dāng)夜深人靜時，人們的紛紛休息的時候，他們依舊奮斗在每一臺抽油機(jī)中，只為了保證工程的運(yùn)作正常，他們沒有華麗的言語能夠形容，因?yàn)樗麄兗炔幻利悾膊粋ゴ蟆５麄儏s用自己的色彩，描繪出一幅幅生動的畫，同時也再創(chuàng)造中把自己升華。他們就是石油公司的抽油機(jī)維修隊(duì)。

維修隊(duì)的苦事藏在心中的。走在石油開采現(xiàn)場，你總能夠看到這樣一群人，他們圍著一臺抽油機(jī)，有的爬到高處檢查，有的伏在地上檢測，有的對這臺機(jī)器的問題進(jìn)行分析商量著，然后他們開始著手開干，他們一張張臉上都現(xiàn)象著他們的緊張，因?yàn)闉榱瞬坏⒄`整個隊(duì)伍的進(jìn)度，他們的任務(wù)就是盡快讓機(jī)器恢復(fù)正常，這時的他們就如同沒有思想機(jī)器人，站在自己的崗位仔細(xì)的工作著，認(rèn)真的對機(jī)器問題進(jìn)行修復(fù)。那怕是攀高的危險，那怕是汗如雨下，那怕是冰天雪地，但他們絲毫不敢怠慢，只為了后面開采隊(duì)的安全，他們漆黑冷雨殘月而歸那是常事，但他們都深深的牢記著自己的責(zé)任，只為將工作做到最好，保障隊(duì)伍的運(yùn)作、保證同事的安全，如果你看到他們歡呼或者微笑，那么一定是他們又一次的戰(zhàn)勝了困難，這就是他們，石油抽油機(jī)維修隊(duì)，每一臺抽油機(jī)都凝聚著工人們辛勤勞動的點(diǎn)滴，再苦再累他們都堅持工作，默默奉獻(xiàn)著自己的青春年華。

猶記得十月國慶節(jié)時，在這個黃金時期，大家都放假在家休息了，而抽油機(jī)維修隊(duì)卻放棄了假期，奮戰(zhàn)在一線，只因全廠的低產(chǎn)低效井需要進(jìn)行拆卸維修，為了保證假期之后開采能夠正常運(yùn)作，他們甘愿放棄假期，留在前線工作，當(dāng)大家都能夠看到家人的時候，他們只能默默的打個電話說一句：工作需要，不能回去。當(dāng)大家都與家人團(tuán)聚開懷大笑的時候，他們卻汗流浹背的在機(jī)器間忙碌著。為了將工作進(jìn)度提升，他們自愿每天上前線兩到三個班組，過著早出晚歸的生活，在他們的辛勞下，至今已完成了114口低產(chǎn)低效井的拆卸修理工作，可能我們不能理解這個數(shù)字，但這個數(shù)字卻包含了他們的汗水和犧牲。

當(dāng)大家看到華麗表面時，往往容易忽視它背后的小齒輪，而維修工人們卻從未抱怨過什么，因?yàn)椋麄兠靼祝热贿x擇了這個崗位，那么只要一心將它完成就是最大的榮耀，他們甘為公司發(fā)展的背后推力，他們努力的創(chuàng)造著奇跡，維修工人們有他們的雙手鑄就著未來，滿身的油污已是他們自豪的標(biāo)志，布滿風(fēng)塵的面龐顯示著他的驕傲。

1汽車維修中齒輪技術(shù)發(fā)展概況

在當(dāng)前社會背景下，汽車整體數(shù)量不斷攀升，普通百姓對于汽車的需求量越來越大，汽車維修技術(shù)體現(xiàn)著汽車的可持續(xù)發(fā)展能力，直接關(guān)系著汽車行業(yè)的整體發(fā)展水平，影響著汽車行駛安全性和構(gòu)件的工作性能，所以，需要加強(qiáng)對于汽車維修中齒輪技術(shù)的研究與應(yīng)用，了解該項(xiàng)技術(shù)，以此來確保汽車維修的有效性，保證汽車駕駛的安全性。根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)，在汽車維修中齒輪技術(shù)包含以下三個方面：第一，具備完善齒輪技術(shù)知識的工作人員應(yīng)該了解各種各樣的齒輪種類，針對不同齒輪的規(guī)格、型號等，做到能夠具體區(qū)分，更好地為維修實(shí)踐與故障排查分析服務(wù)。因?yàn)槟壳吧鐣掀嚪N類眾多，眾多的汽車種類決定了其擁有不同的種齒輪類型，齒輪規(guī)模、型號也各有差異，這會在無形之中加大汽車維修的難度，對相關(guān)維修人員是一項(xiàng)比較大的考驗(yàn)。所以了解齒輪是齒輪技術(shù)的首要內(nèi)容。第二，齒輪切削方法的使用是汽車維修中齒輪技術(shù)的重要內(nèi)容，因?yàn)樵诰唧w實(shí)踐的過程中，為了保證齒輪參數(shù)設(shè)置的規(guī)范性與合理性，保證汽車的穩(wěn)定性與安全性，加強(qiáng)齒輪結(jié)構(gòu)的科學(xué)性，一般需要使用齒輪切削方法，而針對不同汽車現(xiàn)狀的不同齒輪切削方法體現(xiàn)著汽車維修水平。這是促使汽車有效運(yùn)行的重要技術(shù)內(nèi)容。加強(qiáng)齒輪切削方法的使用，確保其有效性、科學(xué)性、安全性，能夠提升汽車維修中齒輪技術(shù)的成熟化發(fā)展。所以，此項(xiàng)為汽車維修中齒輪技術(shù)的重要內(nèi)容。第三，技術(shù)水平高的汽車維修人員還需要在對不同類型的齒輪有一定的了解的基礎(chǔ)上，能夠結(jié)合運(yùn)用其他工具技術(shù)、機(jī)床技術(shù)，提高齒輪加工的工藝水平，促進(jìn)汽車維修水平的有效提升。汽車齒輪一般有圓錐、圓柱等類型，在具體的維修過程中，會涉及到多種多樣的現(xiàn)實(shí)問題，所以需要齒輪技術(shù)人員在維修過程中配合使用各種工具，提高工具的應(yīng)用能力，切實(shí)的提高齒輪加工的質(zhì)量。綜上所述，汽車維修中齒輪技術(shù)涉及到了三個方面的具體內(nèi)容，相關(guān)維修人員還需要具體問題具體分析，提出有效化的、具體話的維修方案，促進(jìn)齒輪技術(shù)的穩(wěn)步提升。

2加強(qiáng)汽車維修中齒輪技術(shù)的運(yùn)用能力，提升汽車維修中齒輪故障處理技術(shù)是基本內(nèi)容

維修技術(shù)人員需要根據(jù)汽車的具體狀況，對齒輪的故障進(jìn)行分析與排查。首先需要明確齒輪特點(diǎn)以及使用狀況，而后再與正常的齒輪狀況進(jìn)行對比，運(yùn)用先進(jìn)的工具、技術(shù)手段進(jìn)行故障診斷。可以運(yùn)用到目前較為流行的故障診斷技術(shù)，確定汽車齒輪存在的故障部位以及故障產(chǎn)生的原因，從而進(jìn)行進(jìn)一步的汽車維修。汽車維修進(jìn)行齒輪故障處理，需要運(yùn)用到計算機(jī)技術(shù)，在計算機(jī)技術(shù)的支持下，使齒輪故障處理技術(shù)得到有效的運(yùn)用，通過計算機(jī)技術(shù)可以構(gòu)建出ARMA模型。這一模型在齒輪故障處理技術(shù)中的應(yīng)用較為常見，運(yùn)用該技術(shù)可以對汽車齒輪的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行分析、采集狀態(tài)數(shù)據(jù)。可以融數(shù)據(jù)顯示、數(shù)據(jù)分析以及保存回放等功能為一體，有效的檢測汽車齒輪存在的故障。相關(guān)技術(shù)人員還需要提升運(yùn)用ARMA模型的技術(shù)能力，豐富齒輪基本理論知識，對模型軟件的數(shù)據(jù)進(jìn)行基于理論知識的科學(xué)分析，完成對于汽車齒輪狀態(tài)以及齒輪故障的排查分析，促進(jìn)汽車維修水平的提升。加強(qiáng)齒輪故障處理技術(shù)還需要相關(guān)維修人員運(yùn)用ARMA模型獲取所需的驅(qū)動橋授予相關(guān)信息，為汽車齒輪維護(hù)工作提供必要的參考數(shù)據(jù)，優(yōu)化齒輪故障的處理解決辦法，提升齒輪故障處理技術(shù)的水平，延長齒輪的使用年限，從而提高汽車維修的水平。相關(guān)維修工作人員需要提高齒輪故障處理技術(shù)的利用效率，為齒輪技術(shù)的成熟化發(fā)展注入生命力。綜上所述，加強(qiáng)汽車維修中齒輪技術(shù)的運(yùn)用能力，提升汽車維修中齒輪故障處理技術(shù)是基本內(nèi)容。

3加強(qiáng)汽車維修中齒輪技術(shù)的運(yùn)用能力，提升汽車維修中齒輪恢復(fù)技術(shù)是有效手段

相關(guān)維修人員需要加強(qiáng)齒輪恢復(fù)技術(shù)。齒輪恢復(fù)技術(shù)能夠延長齒輪使用的壽命。在汽車上應(yīng)用過程中，如果齒輪的使用時間過長，可能會使其性能水平下降，嚴(yán)重情況下會出現(xiàn)交通安全事故，所以維修人員需要提升齒輪恢復(fù)技術(shù)，一方面保證汽車安全行駛，另一方面能夠?qū)崿F(xiàn)社會資源的可持續(xù)利用，促進(jìn)資源的合理配置。相關(guān)維修人員對于磨損較為嚴(yán)重的齒輪進(jìn)行維修，增強(qiáng)其裂紋的修復(fù)效果。也可以結(jié)合磷化、打磨焊層、拋光等恢復(fù)工序進(jìn)行齒輪恢復(fù)操作，提升齒輪恢復(fù)技術(shù)，達(dá)到汽車安全運(yùn)行的最終目的。維修人員需要結(jié)合齒輪箱的實(shí)際情況，選擇可靠的焊接材料，加強(qiáng)焊接的有效率。可以運(yùn)用到高強(qiáng)鋼補(bǔ)焊法等先進(jìn)的焊接手段，使齒輪箱裂紋得到有效的恢復(fù)與處理。如果汽車齒輪發(fā)生斷齒，技術(shù)人員則可以在虛擬維修接測法的支持下，綜合運(yùn)用堆焊法拼接法等不同修復(fù)方法，加強(qiáng)齒輪的修復(fù)效率，保證汽車的有效運(yùn)行。技術(shù)人員在判斷齒輪故障時，可以從汽車行駛過程中轉(zhuǎn)速異常、汽車外形、汽車產(chǎn)品設(shè)計等多方面進(jìn)行考慮，在維修過程中也需要考慮到這些現(xiàn)實(shí)性的因素，綜合提出以及落實(shí)解決辦法，有效的進(jìn)行齒輪修復(fù)與處理，提升汽車維修中齒輪修復(fù)與處理方面的技術(shù)。綜上所述。加強(qiáng)汽車維修中齒輪技術(shù)的應(yīng)用能力，提升汽車維修中齒輪恢復(fù)技術(shù)是有效手段。

摘要：分析了煤礦機(jī)械齒輪斷裂的主要原因，提出了提高煤礦機(jī)械故障維修技術(shù)水平的可行性措施，比如運(yùn)用先進(jìn)的潤滑技術(shù)、盡可能地使用新型材料、提高技術(shù)人員的專業(yè)水平，探討了煤礦機(jī)械故障診斷技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：煤礦機(jī)械；齒輪；軸承；故障診斷

在中國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展歷程中，煤炭資源占到了非常重要的一部分。然而，如何才能保證煤炭品質(zhì)卻是一個嚴(yán)峻的問題，這就需要深度思考煤礦機(jī)械的性能問題。由于機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行時間一般都很長，而且煤礦機(jī)械在很惡劣的環(huán)境中工作，使得企業(yè)對煤礦機(jī)械的保養(yǎng)及維護(hù)有一定的難度。在這種情況下，要保證機(jī)械的穩(wěn)定運(yùn)行更是難上加難。相關(guān)資料顯示，機(jī)械設(shè)備中70%的故障是因機(jī)械振動引起的，而機(jī)械振動又主要是因齒輪問題引發(fā)的。機(jī)械設(shè)備中齒輪起著承受和傳遞載荷的作用，它們的運(yùn)行狀況會直接影響到設(shè)備的整體性能，因此需要對煤礦機(jī)械的故障診斷技術(shù)進(jìn)行進(jìn)一步的優(yōu)化及運(yùn)用。

1煤礦機(jī)械齒輪斷裂的主要原因

煤礦機(jī)械齒輪斷裂的原因主要有：a)軸承的內(nèi)外圈滾道出現(xiàn)損傷，接觸面不夠光滑，引發(fā)齒輪斷裂；b)在工作中軸承受力不均勻，導(dǎo)致斷裂；c)齒輪本身質(zhì)量不佳，導(dǎo)致抗拉強(qiáng)度不足，嚴(yán)重影響齒輪的使用壽命，導(dǎo)致齒輪運(yùn)行中斷裂；d)齒輪無法承受較強(qiáng)的靜載荷，較薄的位置會受到影響，導(dǎo)致斷裂；e)齒輪運(yùn)行時間超過壽命周期，導(dǎo)致因過度使用而使得齒輪斷裂；f)齒輪所承受的靜載荷超過自身極限，從而因載荷過大而導(dǎo)致斷裂。由以上斷裂原因可以看出，要延長齒輪的使用壽命，就需要從以下幾個方面做起。a)設(shè)計方面。由于礦井使用條件的限制，如何保證在齒輪外形尺寸一致的情況下提高每一個齒輪的強(qiáng)度，延長其使用壽命是一個很重要的問題。在一些特定的情況下，齒輪所承受的沖擊載荷要求齒輪彎曲極限應(yīng)力達(dá)到1200MPa，接觸耐久性極限強(qiáng)度增加到1600MPa[1]。要達(dá)到這樣的標(biāo)準(zhǔn)，就需要準(zhǔn)確計算載荷、修正強(qiáng)度計算公式、選擇合適的材料、運(yùn)用良好的加工和處理工藝，進(jìn)一步優(yōu)化齒輪的設(shè)計參數(shù)，主要包括表面光潔度、硬度、嚙合參數(shù)、裝配要求等，并進(jìn)一步提高標(biāo)準(zhǔn)。b)制造過程方面。煤礦機(jī)械使用的齒輪大多數(shù)是低速重載齒輪，對強(qiáng)度的要求比較高，因此在制造齒輪的過程中，應(yīng)該少用鑄鋼制作，多用鍛鋼；對于一些大齒輪，使用鍛鋼制作有較大的難度，此時可以利用鑄鋼齒輪的輪芯鑲嵌鋼齒圈組合件，而且要注意鍛鋼的鍛造過程中鍛造比要大于3[2]。另外，不管是鍛件還是鑄件，都要對其品質(zhì)進(jìn)行嚴(yán)格的把控，并且要對其進(jìn)行超聲波探傷，確保產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)到既定標(biāo)準(zhǔn)要求。c)注重改善齒輪的熱處理技術(shù)。齒輪表面硬度和剪切強(qiáng)度決定了煤礦機(jī)械的承載能力。對于齒輪硬化處理，可以采用深層滲碳淬火的方法，利用深層滲碳淬火，得到性價比相對較高的齒輪芯部硬度。齒輪齒面的含碳量必須控制在0.8%～1%。滲碳齒輪經(jīng)過淬火和回火后，要求表面硬度為HRC62，消除齒輪的殘余內(nèi)應(yīng)力，可以將碳的滲入深度控制在0.2mm以內(nèi)，這樣不僅能保證齒輪表層得以硬化，還能產(chǎn)生壓應(yīng)力。采用這種工藝時，單單滲碳齒輪的強(qiáng)度極限應(yīng)力就可以提高13%以上。熱處理過后，還要進(jìn)行人工時效處理，消除熱處理過程中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力。對齒輪表面進(jìn)行熱處理后，還應(yīng)該對齒輪齒面和齒根做噴丸強(qiáng)化處理。噴丸強(qiáng)化處理的過程要嚴(yán)格按照其要求工藝進(jìn)行操作。因?yàn)閲娡鑿?qiáng)化處理不僅可以使齒根的彎曲疲勞強(qiáng)度變得更高，還可以有效阻止裂紋出現(xiàn)，使齒輪的載荷小于外加載荷，這樣既可以有效減少破壞，又可以極大地提升耐久性。除此之外，齒輪噴丸強(qiáng)化處理還可以有效消除加工過程中出現(xiàn)的一些刀痕和磨削導(dǎo)致的缺陷。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)判斷，經(jīng)過噴丸強(qiáng)化處理后的齒輪與沒有經(jīng)過噴丸強(qiáng)化處理的齒輪相比，壽命顯著延長，大量的統(tǒng)計資料表明，壽命可以延長6倍以上[3]。d)齒輪的安裝和使用過程。在使用過程中必須注意相關(guān)的操作規(guī)范和技術(shù)要求，尤其是在安裝、更換、檢修齒輪時，要注意齒輪軸心的中心距、平面度和水平度等重要參數(shù)，一定要保證這些參數(shù)滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。在檢修過程中，如果齒輪的磨損較大，或者已經(jīng)損壞，要盡可能地按照原有的安裝方法合理地調(diào)整齒輪的安裝位置，確保齒輪正常嚙合。齒輪不可以單換，要對相應(yīng)的齒輪進(jìn)行成對更換。在使用過程中，要注意齒輪的潤滑。在齒輪相關(guān)結(jié)構(gòu)的設(shè)計過程中，應(yīng)充分考慮齒輪的潤滑情況，但同時也不能忽視齒輪的維護(hù)過程。在煤礦機(jī)械傳動中，使用的基本都是低速重載齒輪，這種齒輪要求有更高的接觸應(yīng)力，因此一定要保證其接觸表面不能有局部的彈性形變。輪齒在共軛嚙合過程中，除了切點(diǎn)附近的部位以外，其余都是滾動和滑動運(yùn)行，這樣更加符合彈性流體動力潤滑理論。目前，中國煤礦機(jī)械設(shè)備的事故率仍較高，煤炭生產(chǎn)和運(yùn)輸過程中仍存在較多問題。在煤礦機(jī)械的運(yùn)行過程中，故障出現(xiàn)最多的原因就是機(jī)械齒輪失效。因此，對各種齒輪的失效形式及原因進(jìn)行相應(yīng)的分析和討論，對于改善煤礦機(jī)械設(shè)備事故率高的狀況有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。

2提高煤礦機(jī)械故障維修技術(shù)水平的可行性措施

模具是工業(yè)生產(chǎn)上通過注塑、吹塑、擠出、壓鑄、鍛壓成形、冶煉、沖壓等成形方法獲得所需工業(yè)產(chǎn)品的各種模子和工具的統(tǒng)稱。齒輪作為重要的傳動件，在各行各業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用。齒輪成形按加工方式分為無切削加工和有切削加工兩大類，其中無切削加工主要包括熱軋、冷軋、精鍛、粉末冶金等新成形工藝，該類成形方式需要齒輪模具；有切削加工主要包括成形法和展成法等成形方式。齒輪模具是齒輪制造成形過程中的重要組成部分，直接影響齒輪成形精度和疲勞壽命，因此對齒輪模具進(jìn)行相關(guān)研究顯得尤為必要。基于其他學(xué)者對齒輪成形模具的研究，以某齒輪模具為研究對象，運(yùn)用模具建模軟件UG對齒輪模具進(jìn)行設(shè)計，運(yùn)用有限元仿真軟件ANSYSWorkbench對設(shè)計的齒輪模具進(jìn)行有限元仿真，為齒輪模具優(yōu)化設(shè)計及仿真分析提供參考。

1模鍛齒輪分析

（1）齒輪結(jié)構(gòu)特性研究對象為某帶偏心軸的直齒圓柱齒輪，該類齒輪廣泛應(yīng)用于煤礦機(jī)械、汽車、工業(yè)品生產(chǎn)機(jī)械設(shè)備中，帶偏心軸的直齒圓柱齒輪主要用于實(shí)現(xiàn)特殊軌跡的齒輪傳動系統(tǒng)中，要求傳動平穩(wěn)可靠、齒輪精度高、振動噪聲小。帶偏心軸的直齒圓柱齒輪三維模型及主要二維尺寸如圖1所示。為了獲得圖1所示的帶偏心軸的直齒圓柱齒輪，需要對齒輪材料和模鍛模具材料進(jìn)行選型和分析，同時對齒輪模鍛成形模具進(jìn)行精確設(shè)計和優(yōu)化。（2）齒輪及模具材料選型及特性根據(jù)帶偏心軸的直齒圓柱齒輪形狀，結(jié)合齒輪實(shí)際使用工況，選取齒輪精度為7級，齒輪要求有較高的強(qiáng)度和剛度，綜合力學(xué)性能和耐磨性優(yōu)良，自潤滑性好，耐疲勞和耐熱性好。選取齒輪模鍛坯料材料為40Cr，模鍛模具材料為H13模具鋼，齒輪及模具材料特性如表1所示。

2齒輪模具設(shè)計

為了提高加工效率及保持模鍛力均衡，在模具設(shè)計中考慮同時加工2件帶偏心軸的直齒圓柱齒輪，比單件加工生產(chǎn)效率提高了1倍。齒輪模鍛模具主要由模鍛上模、定位銷、模鍛下模等零部件組成，運(yùn)用專業(yè)三維模具建模軟件UG建立由模鍛上模、定位銷、模鍛下模等零部件組成的直齒圓柱齒輪模鍛模具三維模型如圖2所示。根據(jù)圖2，結(jié)合模具設(shè)計原則和工作原理，得到帶偏心軸直齒圓柱齒輪模鍛模具的主要二維尺寸如圖3所示。

3有限元建模及工況添加

摘要：行星減速器齒輪軸是行星重要的組成部分，主要用于行星減速，連接發(fā)動機(jī)與減速器齒輪，主要起到傳輸動力以及減速的作用。行星減速器齒輪軸又簡稱為軸，隨著我國工業(yè)的發(fā)展，科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步以及綜合國力的提高，我國的行星減速器技術(shù)也得到十足的提升，但隨著時代的改變，我們對于行星減速器熱處理技術(shù)以及機(jī)械加工工藝的要求也越來越高。

關(guān)鍵詞：行星減速器；齒輪軸；熱處理技術(shù)；加工工藝

我們知道行星減速器主要用于行星的減速作用，是連接傳動裝置傳輸減小動力的主要裝置，而齒輪軸是行星減速器中最為重要的裝置。齒輪軸性能的好壞以及機(jī)械加工工藝是否精湛直接關(guān)系到行星系統(tǒng)的安全，因此我們對于行星減速器的要求很高。在行星減速器的制作工藝過程中，行星減速器齒輪軸的熱處理技術(shù)以及機(jī)械加工制作工藝是判定行星減速器質(zhì)量好壞的關(guān)鍵因素。在我們?nèi)粘５纳a(chǎn)工作中，通過科學(xué)的理論以及不斷地實(shí)踐總結(jié)，我們通過三級行星減速器的加工制作工藝，能夠準(zhǔn)確的分析出減速效果，保證傳輸動力的精確度，并且使用壽命比傳統(tǒng)技術(shù)制造的壽命要延長。因此，筆者在實(shí)踐總結(jié)中，本文重點(diǎn)介紹行星減速器齒輪軸的熱處理與機(jī)械加工工藝研究。

一、行星減速器技術(shù)簡介

行星齒輪減速機(jī)又稱為行星減速機(jī)，伺服減速機(jī)。在減速機(jī)家族中，行星減速機(jī)以其體積小，傳動效率高，減速范圍廣，精度高等諸多優(yōu)點(diǎn)，而被廣泛應(yīng)用于伺服電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)、直流電機(jī)等傳動系統(tǒng)中。其作用就是在保證精密傳動的前提下，主要被用來降低轉(zhuǎn)速增大扭矩和降低負(fù)載/電機(jī)的轉(zhuǎn)動慣量比。行星齒輪減速機(jī)主要傳動結(jié)構(gòu)為：行星輪，太陽輪，內(nèi)齒圈。行星減速機(jī)因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)原因，單級減速最小為3，最大一般不超過10，常見減速比為：3/4/5/6/8/10，減速機(jī)級數(shù)一般不超過3，但有部分大減速比定制減速機(jī)有4級減速。相對其他減速機(jī)，行星減速機(jī)具有高剛性、高精度(單級可做到1分以內(nèi))、高傳動效率(單級在97%-98%)、高的扭矩/體積比、終身免維護(hù)等特點(diǎn)。因?yàn)檫@些特點(diǎn)，行星減速機(jī)多數(shù)是安裝在步進(jìn)電機(jī)和伺服電機(jī)上，用來降低轉(zhuǎn)速，提升扭矩，匹配慣量。行星減速機(jī)額定輸入轉(zhuǎn)速最高可達(dá)到18000rpm(與減速機(jī)本身大小有關(guān)，減速機(jī)越大，額定輸入轉(zhuǎn)速越小)以上，工作溫度一般在-25℃到100℃左右，通過改變潤滑脂可改變其工作溫度。精密行星減速機(jī)因搭配伺服電機(jī)所以背隙等級(弧分)相當(dāng)重要，不同背隙等級價格差異相當(dāng)大，行星減速機(jī)可做多齒箱連結(jié)最高減速比達(dá)100000。

二、行星減速器工作原理與齒輪軸性能分析

摘要

我國機(jī)械工業(yè)迅速發(fā)展的今天，每年所生產(chǎn)的齒輪數(shù)以千萬計，而加工時由于機(jī)床，刀具及工件系統(tǒng)的影響，被切齒輪的齒形會產(chǎn)生一定的誤差。這個誤差如果不能控制在一定范圍內(nèi)，將會影響齒輪傳動的平穩(wěn)性，并引起噪音和振動。因此對齒形誤差進(jìn)行測量是評定齒輪質(zhì)量的一個重要方面。同時還能從中分析出產(chǎn)生誤差的原因，并研究出提高質(zhì)量的措施。

隨著科學(xué)技術(shù)和制造業(yè)的發(fā)展，許多機(jī)器和設(shè)備所需的動力速度愈來愈大，因而對齒輪的精度要求也將越來越高。一些老式的齒輪測量儀已經(jīng)跟不上時代的步伐，但在其基礎(chǔ)上，通過某些方面的改進(jìn)，可使之重新煥發(fā)青春，以免過早淘汰。

本次設(shè)計的目的是對一臺單盤式漸開線檢查儀進(jìn)行改裝，以改善其功能。

原來的單盤式漸開線檢查儀，存在著諸多不足，在設(shè)計過程中，我著重考慮了以下三個方面的不足：

一、定位裝置采用圓錐定位，限制了儀器只能測量帶孔齒輪，而對帶軸齒無能為力。

摘要:弧齒錐齒輪的精確3D幾何模型是虛擬裝配、接觸性能分析和精密測試的基礎(chǔ)。由于弧齒錐齒輪齒面屬于復(fù)雜曲面，形狀和結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，當(dāng)今的齒面成型技術(shù)還不成熟，以至于齒面無法精確成型。為提高齒面成形精度，研究一種快速精確的齒面成形方法。以齒輪嚙合原理為理論依據(jù)，MATLAB為主要運(yùn)算工具，精確輸出齒面點(diǎn)三維坐標(biāo);采用3D建模軟件SolidWorks進(jìn)行三維建模。結(jié)果表明:該方法可以提高齒輪齒面的精度。

關(guān)鍵詞:弧齒錐齒輪;齒面成形;建模

弧齒錐齒輪正朝著高速、重載和輕量化的方向發(fā)展。長期以來，可用于螺旋錐齒輪的齒面類型受到限制，并且型號很少。齒輪齒面的形狀取決于所用機(jī)床刀具的形狀，嚴(yán)重影響了工業(yè)設(shè)備的進(jìn)一步發(fā)展應(yīng)用［1］。目前可查到的文獻(xiàn)，主要通過分析齒面的幾何設(shè)計、加工制造及接觸，實(shí)現(xiàn)齒面優(yōu)化，提高齒面的承載能力。但尚未查到關(guān)于提高齒輪傳動性能的研究。弧齒錐齒輪的嚙合過程和齒面形狀極為復(fù)雜，因此其建模過程異常困難。該方法和一般齒輪的共軛曲面成形理論不同，它以齒輪的嚙合理論為基礎(chǔ)，運(yùn)用MATLAB作為運(yùn)算輔助工具，利用三維軟件Solid-Works進(jìn)行三維繪制，以研究一種快速精確的齒輪齒面設(shè)計方法。該方法的研究有利于推進(jìn)弧齒錐齒輪制造工藝的發(fā)展和進(jìn)行齒輪有限元分析［2］。

1齒面成形機(jī)制

1.1齒輪的嚙合方程

2個齒輪相互嚙合傳動的基本要求是齒輪2個相互接觸的齒面必須相切于空間的某一點(diǎn)，如圖1所示。分別設(shè)置S1和S2為齒輪相互嚙合的2個齒面，且相切于點(diǎn)M，無論2個齒面如何運(yùn)動，點(diǎn)M都在2個運(yùn)動曲面上。這2個齒面S1和S2上分別有坐標(biāo)系σ1和σ2，并隨著齒面的運(yùn)動而運(yùn)動。在曲面S1和S2上分別設(shè)置徑向矢量r1和r2、法向矢量n1和n2，設(shè)置O1和O2分別為坐標(biāo)系σ1和σ2的原點(diǎn)，則由O1到O2徑向矢量m=O1O2［3］。根據(jù)齒輪的嚙合原理，切點(diǎn)M處的2個曲面必須滿足接觸并且相切的要求，則有如下方程組當(dāng)齒輪的2個接觸齒面在點(diǎn)M處接觸時，條件是上述方程組中的第1個公式;當(dāng)2個齒面在點(diǎn)M處相切時，條件是上述方程組中的第2個公式［4］。齒輪在旋轉(zhuǎn)過程中要達(dá)到嚙合狀態(tài)，必須滿足方程組(1)。采用相對微分的方法，對接觸點(diǎn)的曲率、速度進(jìn)行轉(zhuǎn)換，在齒面嚙合接觸的位置，還需要滿足以下條件:v12·n=0(2)該方程的物理含義:2個運(yùn)動表面的法向子速度必須相等，以確保2個運(yùn)動表面連續(xù)嚙合。否則，這2個表面將在下一刻分離或彼此嵌入，但這是不被允許的［5－6］。在弧齒錐齒輪2個相互接觸嚙合的齒面，無論是線接觸還是點(diǎn)接觸均應(yīng)同時滿足公式(1)和公式(2)［7］。

傳統(tǒng)齒輪加工機(jī)床的運(yùn)動關(guān)系復(fù)雜，以滾齒機(jī)(或蝸桿砂輪磨齒機(jī))為例，在齒輪機(jī)床中存在著展成分度鏈、差動鏈、進(jìn)給傳動鏈等。調(diào)整既復(fù)雜又費(fèi)時。快速趨近、工進(jìn)、快退的位置和距離都需要精心調(diào)試或試切才能完成，且需要的輔件多。

為了提高齒輪加工精度和加工效率，到了20世紀(jì)80年代以后，國內(nèi)外開始對齒輪加工機(jī)床進(jìn)行數(shù)控化改造和生產(chǎn)數(shù)控齒輪加工機(jī)床。特別是近年來，由于微電子技術(shù)的迅速發(fā)展和以現(xiàn)代控制理論為基礎(chǔ)的高精度、高速響應(yīng)交流伺服系統(tǒng)的出現(xiàn)，為齒輪加工數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展提供了良好的條件和機(jī)遇。我們將齒輪加工系統(tǒng)分為全功能和非全功能兩大類。

差動掛輪箱

非全功能齒輪加工數(shù)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

配這類數(shù)控系統(tǒng)的機(jī)床進(jìn)給軸為數(shù)控軸，多采用伺服系統(tǒng)。由于80年代齒輪加工數(shù)控化剛開始起步，當(dāng)時數(shù)控技術(shù)無法滿足齒輪加機(jī)床展成分度鏈的高同步性的要求,因此展成分度鏈和差動鏈仍為傳統(tǒng)的機(jī)械傳動。這種數(shù)控加工方式，調(diào)整比機(jī)械式齒輪加工機(jī)床要方便的多。它們可以通過幾個坐標(biāo)軸的聯(lián)動來實(shí)現(xiàn)齒向修形齒輪的加工，省去了傳統(tǒng)加工修形齒輪所需要的靠模等裝置，提高了生產(chǎn)率和加工精度。但是這類齒輪加工數(shù)控系統(tǒng)屬經(jīng)濟(jì)型數(shù)控系統(tǒng)，由于其展成分度鏈和差動鏈仍為傳統(tǒng)的機(jī)械式，齒輪加工精度取決于機(jī)械傳動鏈的精度。目前這種齒輪加工數(shù)控系統(tǒng)多用于對現(xiàn)有機(jī)械式齒輪加工機(jī)床的數(shù)控改造。

全功能齒輪加工數(shù)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)