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机械科普:齿轮是如何被加工生产出来的?

浏览数量: 5     作者: 合纵重工     发布时间: 2023-12-26      来源: 本站

提到行星齿轮减速机,就少不了提及行星齿轮减速机中的核心部件:齿轮。齿轮的材料选取,质量优劣,也会在一定程度上影响行星齿轮减速机的性能。


在上一篇推文中,小合带领大家一起了解了齿轮的基础知识,齿轮的产生、发展与现状。那么,齿轮生产时一般选用哪些材料呢?齿轮又是如何被生产加工出来的?


这篇文章中,小合继续带领大家深入了解齿轮的材料选取与加工工艺。


齿轮加工工艺


(1) 生产齿轮时,一般选用哪些材料?


齿轮材料的选用,一般有特定的要求,具体来说,齿轮的齿体应有较高的抗折断能力,齿面应有较强的抗点蚀、抗磨损和较高的抗胶合能力,即满足齿面硬、芯部韧的特点。

齿轮材料一般可分为两大类,金属材料和非金属材料。金属材料包括:锻钢、铸钢和铸铁,非金属材料包括塑料、夹布胶木等。在锻钢选用上,45钢是最常用,经济、货源充足的材料;中碳合金钢一般选取35SiMn、40MnB、40Cr等;低碳合金一般选取20Cr、20CrMn Ti等。


总的来说,在齿轮选材上,一般应考虑工作条件、载荷性质、经济性、制造方法等,选取最合适的材料。


(2) 齿轮生产的加工工艺包括哪些?


当顶圆直径d≤500mm时,一般采用锻造齿轮,比如常见的实体式圆柱齿轮,就是采用该工艺;当顶圆直径>500mm时,一般采用铸造齿轮,比如常见的腹板式圆柱齿轮和轮辐式圆柱齿轮,都是采用铸造工艺。


齿轮生产加工工艺主要包括:齿胚锻造——平面钻中心孔——精车齿胚——滚齿——插齿——剃齿——磨齿——花键轧齿——热处理。但是,并非所有的齿轮生产加工,都会完整采用这九大工艺,大多数齿轮的加工工艺仅涉及其中的某几项工艺。


(3)每一项加工工艺的核心是什么?


齿胚锻造的基本过程为:铸钢锭——加热——锻造——正火;平面钻中心孔是后续各工序加工的定位基准,应主要控制:中心孔深度、表面粗糙度、中心孔维度、两端同心度;精车齿胚属于典型的轴类零件车削加工,主要控制:径向尺寸(直径)、轴向尺寸、外圆及端面跳动、表面粗糙度这些因素。


滚齿是齿形加工中生产效率较高、精度较高、应用最广泛的一种加工方法,是展成法的一种,一般用于齿轮的粗加工和精加工,能加工直齿、斜齿圆柱齿轮、直齿锥齿轮;插齿是常用的齿形加工方法,用来粗、精加工内、外圆柱齿轮。插齿加工的齿面粗糙度比滚齿高,但齿距累积误差较大,且效率比滚齿低。


剃齿是一种高效齿轮精加工 方法,用于热前加工;相对于磨齿,剃齿具有效率高、成本低、齿面无烧伤和裂纹等优点,剃齿精度可达5级;磨齿指的是利用砂轮作为磨具对齿轮进行磨削加工,主要用于消除热处理后变形的精度提高,磨削后齿的精度可达3-6级。


花键轧齿是机械传动的一种,主要作用为传递机械扭矩,在轴的外表有纵向的键槽,套在轴上的旋转件也有对应的键槽,可保持跟轴同步旋转。较直就是将热处理过程中产生的弯曲校正,分手工较直和设备自动较直。


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