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齒輪

齒輪加工技術與裝備的發展趨勢分析

為適應齒輪加工行業對制造精度、生產效率、清潔生產、提高質量的要求，制齒機床及制齒技術出現了以下發展趨勢。

1.數控化

   由于通過將機床的各運動軸進行CNC控制及部分軸間進行聯動后，具有以下優點：

   （1）增加了機床的功能，如滾削小錐度及鼓形齒輪等變得極為簡單。

   （2）縮短了傳動鏈，同時采用半閉環或全閉環控制后，通過數控補償可以提高各軸的定位精度和重復定位精度，從而提高了機床的加工精度及Cp值，增加了機床的可靠性。

   （3）換品種時由于省去了計算及換分齒掛輪及差動掛輪、進給及主軸換擋的時間，插齒機還省去了換斜導軌的時間，從而減少了輔助加工時間，增加了機床的柔性。

   （4）由于機械結構變得簡單了，可以設計得更有利于提高機床的剛性及把熱變形降到底。

   （5）各軸間沒有機械聯系，結構設計變得典型化，更利于實施模塊化設計及制造。

2.高速

   齒輪加工機床如滾齒機、插齒機及磨齒機的高速化主要是指機床擁有高的刀具主軸轉速和高的工作臺轉速，它們是提高切削效率的主要指標。

   傳統機械滾齒機的滾刀主軸速度通常高為500r/min,工作臺轉速高為32r/min.隨著齒輪加工刀具性能的提高，齒輪加工機床的高速、切削得到了飛速發展和成熟，齒輪滾齒切削速度由100m/min,發展到可達500~600m/min,切削進給速度由3~4mm/r發展到20mm/r,這使滾齒機主軸的高轉速可達5500r/min,工作臺高轉速可達800r/min,機床部件移動速度也高達10m/min;大功率主軸系統使機床可運用直徑和長度均較大的砂輪進行磨削，有利于增加砂輪壽命，也有利于操作者選擇優的磨削參數來完成磨削加工。根據齒向，平面齒輪傳動還可分為外嚙合、內嚙合及齒輪與齒條的嚙合。

   加工是機床從各個方面采用了技術來得以保證：具有佳吸振效果的鑄造床身；以修整過的基準面定位進行齒形精加工，可以使定位準確可靠，余量分布也比較均勻，以便達到精加工的目的。使機床具有佳熱穩定性的集成冷卻介質循環系統；切削區保護隔板大傾角及光滑設計使干式切削產生的切屑迅速有效排出；具有用預載的、無隙滾珠絲桿驅動的進給系統；具有耐磨損直線導軌或采用PLC控制的定量潤滑鑄鐵導軌等。電主軸的應用使刀具主軸得到提高，而工作臺轉速的提高則是采用了斜齒輪副或力矩電動機。電主軸及力矩電動機具有回轉精度高、無反向間隙和不用維修等優點。

　　一般有輪齒、齒槽、端面、法面、齒頂圓、齒根圓、基圓、分度圓。

　　輪齒

　　簡稱齒，是齒輪上 每一個用于嚙合的凸起部分，這些凸起部分一般呈輻射狀排列，配對齒輪上的輪齒互相接觸，可使齒輪持續嚙合運轉。

　　齒槽

　　是齒輪上兩相鄰輪齒之間的空間；端面是圓柱齒輪或圓柱蝸桿上 ，垂直于齒輪或蝸桿軸線的平面。

　　端面

　　是齒輪兩端的平面。

　　法面

　　指的是垂直于輪齒齒線的平面。

　　齒頂圓

　　是指齒頂端所在的圓。

　　齒根圓

　　是指槽底所在的圓。

　　基圓

　　形成漸開線的發生線作純滾動的圓。

　　分度圓

　　是在端面內計算齒輪幾何尺寸的基準圓。

     鏈輪是齒輪中的一種，它不是輪與輪直接嚙合，而是輪與鏈條嚙合，所以加工要求要低的多。

     一、齒輪是通過互相嚙合來傳動的，型號單位多為公制，用模數表示。傳動的功率和速度范圍較大。結構緊湊可實現較大的傳動比，、使用壽命長。鏈輪是用鏈條來傳動的，型號單位一般是英制的。切齒時希望滾刀的安裝角小些(滾刀螺線與被切齒輪螺線同向，其安裝角就小)，因為這樣，滾刀沿被切齒輪切線方向分力與機床工作臺轉向相反，也就是滾齒機分度蝸桿對蝸輪的軸向力方向相反，這樣可消除蝸輪副的間隙，不易引起振動，從而提高切齒精度。有單排、雙排和多排的。適用于低速、重載和高溫條件下。和齒輪相比，可以用在兩軸中心較遠的場合。

     二、一般來說鏈輪是用懸掛鏈條來傳動的，型號單位一般是英制的。有單排、雙排和多排的。適用于低速、重載和高溫條件下。和齒輪相比，可以用在兩軸中心較遠的場合。展成法磨齒可以采用蝸桿砂輪磨削，也可以采用錐形砂輪或碟形砂輪磨削。齒輪是通過互相嚙合來傳動的，型號單位多為公制，用模數表示。傳動的功率和速度范圍較大。結構緊湊可實現較大的傳動比，、使用壽命長。

     三、它們的主要區別：

     1、齒輪是漸開線齒形，而鏈輪是“三圓弧一直線”齒形。

     2、齒輪可實現平行軸、任意交錯軸間的傳動，而鏈輪只能實現平行軸間的傳動。

     3、齒輪是通過兩齒輪的輪齒相互嚙合實現傳動，而兩鏈輪間要通過鏈條實現傳動。

     4、齒輪傳動結構緊湊，而鏈輪可實現遠距離傳遞。

　　5、在通常情況下，鏈傳動有較高的鏈輪輪齒與鏈條同時參加嚙合且鏈輪齒槽圓弧大、齒輪應力集中小的特點，因此，鏈傳動有較大的承載能力，輪齒表面磨損也相對輕;

　　6、由于鏈條具有較好的彈性，加上鏈條的每個鉸鏈部位能貯存潤滑油，因此，與剛性接觸的輪齒來比較，具有較好的緩沖能力和吸振能力;

　　7、在傳動能力受到空間限制，要求中心距小，瞬時傳動比要求恒定，或者傳動比要求太大、轉速極高、噪聲要求很小的情況下，鏈條傳動的性能不如齒輪傳動。