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齿轮

齿轮加工技术与装备的发展趋势分析

为适应齿轮加工行业对制造精度、生产效率、清洁生产、提高质量的要求，制齿机床及制齿技术出现了以下发展趋势。

1.数控化

由于通过将机床的各运动轴进行CNC控制及部分轴间进行联动后，具有以下优点：

（1）增加了机床的功能，如滚削小锥度及鼓形齿轮等变得极为简单。

（2）缩短了传动链，同时采用半闭环或全闭环控制后，通过数控补偿可以提高各轴的***精度和重复***精度，从而提高了机床的加工精度及Cp值，增加了机床的可靠性。

（3）换品种时由于省去了计算及换分齿挂轮及差动挂轮、进给及主轴换挡的时间，插齿机还省去了换斜导轨的时间，从而减少了辅助加工时间，增加了机床的柔性。

（4）由于机械结构变得简单了，可以设计得更有利于提高机床的刚性及把热变形降到底。

（5）各轴间没有机械联系，结构设计变得典型化，更利于实施模块化设计及制造。

2.高速

齿轮加工机床如滚齿机、插齿机及磨齿机的高速化主要是指机床拥有高的刀具主轴转速和高的工作台转速，它们是提高切削效率的主要指标。

传统机械滚齿机的滚刀主轴速度通常高为500r/min,工作台转速高为32r/min.随着齿轮加工刀具性能的提高，齿轮加工机床的高速、切削得到了飞速发展和成熟，齿轮滚齿切削速度由100m/min,发展到可达500~600m/min,切削进给速度由3~4mm/r发展到20mm/r,这使滚齿机主轴的高转速可达5500r/min,工作台高转速可达800r/min,机床部件移动速度也高达10m/min;大功率主轴系统使机床可运用直径和长度均较大的砂轮进行磨削，有利于增加砂轮寿命，也有利于操作者选择优的磨削参数来完成磨削加工。014mm，这几项均比一般精度的齿轮要求为高，因此，在齿坯加工中，除了要注意控制端面与内孔的垂直度外，尚需留一定的余量进行精加工。

加工是机床从各个方面采用了专用技术来得以保证：具有佳吸振效果的铸造床身；众所周知，齿轮传动是近代机器中常见的一种机械传动，是机械产品的重要基础零部件。使机床具有佳热稳定性的集成冷却介质循环系统；切削区保护隔板大倾角及光滑设计使干式切削产生的切屑迅速有效排出；具有用预载的、无隙滚珠丝杆驱动的进给系统；具有耐磨损直线导轨或采用PLC控制的定量润滑铸铁导轨等。电主轴的应用使刀具主轴得到提高，而工作台转速的提高则是采用了斜齿轮副或力矩电动机。电主轴及力矩电动机具有回转精度高、无反向间隙和不用维修等优点。

齿轮的加工误差有哪些

齿轮的基本参数

齿轮是机器、仪器中使用多的传动零件，齿轮是一个较复杂的几何体，对单个齿轮的齿廓加工误差标准规定了17种控制参数，根据齿轮使用要求的不同，对 以上17个参数控制的要求也不同。因此，它已成为许多机械产品不可缺少的传动部件，也是机器中所占比重大的传动形式。如何确定齿轮的精度等级以及依据其精度等级确定相关控制参数的公差值，是齿轮设计的关键所在。

齿轮的组成结构一般有轮齿、齿槽、端面、法面、齿顶圆、齿根圆、基圆和分度圆。

（1）齿数：一个齿轮的轮齿总数叫齿数，用Z表示。小齿轮的齿数可取为z1=20~40。开式（半开式）齿轮传动，

由于轮齿主要为磨损失效，为使齿轮不致过小，故小齿轮不亦选用过多的齿数，一般可取z1=17~20。

（2）模数 由于齿轮的分度圆直径 d 可由其周长 zp 确定，即d = zp/π。为便于设计、计算、制造和检验，令p/π= m ，m 称为齿轮的模数，并已标准化。它是决定齿轮大小的主要参数。分度圆直径d=mZ，所以m=d/z。

(3)压力角α 即分度圆压力角，并规定其标准值为α=200。它是决定齿轮齿廓形状的主要参数。分度圆直径 d=mZ/cosβ ， 压力角 rb=rcosα=1/2mzcosα 在两齿轮节圆相切点P处，两齿廓曲线的公法线（即齿廓的受力方向）与两节圆的公切线（即P点处的瞬时运动方向）所夹的锐角称为压力角，也称啮合角。在这其中次热处理是用来消除一下齿条材料的内应力，然后再进行次线切割齿形，齿形留2mm的余量就行。对单个齿轮即为齿形角。标准齿轮的压力角一般为20”。在某些场合也有采用α＝14.5° 、15° 、22.50°及25°等情况。

(4)齿顶高系数和顶隙系数—h*a 、C* 两齿轮啮合时，总是一个齿轮的齿顶进入另一个齿轮的齿根，为了防止热膨胀顶死和具有储成润滑油的空间，要求齿根高大于齿顶高。为次引入了齿顶高系数和顶隙系数。

正常齿：h*a =1； C*=0.25

短齿：h*a =0.8； C*=0.3 一对相互啮合的齿轮，模数、压力角必须相等。标准齿轮的压力角（对单个齿轮而言即为齿形角）为20°。留磨余量可缩小到0.1 mm左右，以提高磨齿效率。

链轮是齿轮中的一种，它不是轮与轮直接啮合，而是轮与链条啮合，所以加工要求要低的多。

一、齿轮是通过互相啮合来传动的，型号单位多为公制，用模数表示。传动的功率和速度范围较大。结构紧凑可实现较大的传动比，、使用寿命长。链轮是用链条来传动的，型号单位一般是英制的。在这个阶段中除了加工出基准外，对于齿形以外的次要表面的加工，也应尽量在这一阶段的后期加以完成。有单排、双排和多排的。适用于低速、重载和高温条件下。和齿轮相比，可以用在两轴中心较远的场合。

二、一般来说链轮是用悬挂链条来传动的，型号单位一般是英制的。有单排、双排和多排的。适用于低速、重载和高温条件下。和齿轮相比，可以用在两轴中心较远的场合。塑料齿轮因其质量轻、成本低、惰性好等优点在很多领域已经逐步替代了金属齿轮。齿轮是通过互相啮合来传动的，型号单位多为公制，用模数表示。传动的功率和速度范围较大。结构紧凑可实现较大的传动比，、使用寿命长。

三、它们的主要区别：

1、齿轮是渐开线齿形，而链轮是“三圆弧一直线”齿形。

2、齿轮可实现平行轴、任意交错轴间的传动，而链轮只能实现平行轴间的传动。

3、齿轮是通过两齿轮的轮齿相互啮合实现传动，而两链轮间要通过链条实现传动。

4、齿轮传动结构紧凑，而链轮可实现远距离传递。

　　5、在通常情况下，链传动有较高的链轮轮齿与链条同时参加啮合且链轮齿槽圆弧大、齿轮应力集中小的特点，因此，链传动有较大的承载能力，轮齿表面磨损也相对轻;

　　6、由于链条具有较好的弹性，加上链条的每个铰链部位能贮存润滑油，因此，与刚性接触的轮齿来比较，具有较好的缓冲能力和吸振能力;

　　7、在传动能力受到空间限制，要求中心距小，瞬时传动比要求恒定，或者传动比要求太大、转速极高、噪声要求很小的情况下，链条传动的性能不如齿轮传动。

　　当前齿轮行业存在的“三重三轻”现象已成为齿轮行业进一步发展、产品水平进一步提高的阻力。

　　1、重技改轻研发。目前世界上一些主要的齿轮大型制造企业，利润虽然不高，但研发费用始终保持一定额度，一般占销售收入的3%，有的达到甚至超过5%。这些企业不追逐短期利润，而是更看重企业的长久发展，希望保持住在行业内的竞争优势，而这就需要不断进行产品创新与研发。反观国内企业，过分注重甚至依赖于技术改造，尤其是近年来行业内掀起了一股技改热潮，众多企业纷纷投入巨资，购买***设备。正火是将大型齿轮铸件加热到一定温度，保温一定时间，然后出炉在空气中冷却的热处理工艺。可以说，许多齿轮制造企业目前的硬件水平已经达到水平，但是研发费用的投入却远远不够。以陕西法士特为例，2006年的销售收入达到25亿元，但研发费用所占的比例连1%都不到。龙头企业尚且如此，小企业的状况更可想而知。

　　2、重实用轻基础。齿轮加工齿轮传动装置是由多个齿轮组成的传动机构，利用齿轮的啮合原理，将原动机的转速转换到所需要的转速，并得到相应扭矩。国内齿轮企业通常是根据市场需求来调整生产计划，哪些型号或品种的齿轮热销，企业就纷纷上马哪些项目，产品虽具有一定的实用性，但在技术、性能上显得较差，包括对其基础理论的研究都远远不够，这就使产品的终寿命及其性能与国外产品的差距进一步加大。

　　3、重眼前轻长远。相当多的齿轮生产企业目前的发展态势还不错，但如果就满足于目前的状况，可能很快就沦落为落后企业了。齿条加工的方式主要是有两种，针对一些精度比较高的、硬度非常大的齿条进行加工，包括对材料进行热处理、加工齿形等，采用的是两次线切割齿形以及两次齿形热处理的方式。我国的齿轮产品在技术水准和质量上只有很少一部分接近或达到水平，大部分连国际二流水平都达不到,其中的主要原因之一就是自主设计能力弱。技术创新能力是未来评价企业竞争力的标准之一，如果企业不重视研发，没有长远的战略考虑与超前的产品储备，根本无法跟上主机发展的步伐，现在进步的企业有可能今后就是落后的企业，甚至会被淘汰。