齒形有多種形式,其中以漸開(kāi)線齒形為常見(jiàn)。漸開(kāi)線齒形常用的加工方法有兩大類,即成形法和展成法。
1.銑齒 采用盤形模數(shù)銑刀或指狀銑刀銑齒屬于成形法加工,銑刀刀齒截面形狀與齒輪齒間形狀相對(duì)應(yīng)。此種方法加工效率和加工精度均較低,僅適用于單件小批生產(chǎn)。
2.成形磨齒
也屬于成形法加工,因砂輪不易修整,使用較少。
3.滾齒
屬于展成法加工,其工作原理相當(dāng)于一對(duì)螺旋齒輪嚙合。齒輪滾刀的原型是一個(gè)螺旋角很大的螺旋齒輪,因齒數(shù)很少(通常齒數(shù)z = 1),牙齒很長(zhǎng),繞在軸上形成一個(gè)螺旋升角很小的蝸桿,再經(jīng)過(guò)開(kāi)槽和鏟齒,便成為了具有切削刃和后角的滾刀。
4.剃齒
批量生產(chǎn)中剃齒是非淬硬齒面常用的精加工方法。其工作原理是利用剃齒刀與被加工齒輪作自由嚙合運(yùn)動(dòng),借助于兩者之間的相對(duì)滑移,從齒面上剃下很細(xì)的切屑,以提高齒面的精度。剃齒還可形成鼓形齒,用以改善齒面接觸區(qū)位置。
5.插齒
插齒是除滾齒以外常用的一種利用展成法的切齒工藝。插齒時(shí),插齒刀與工件相當(dāng)于一對(duì)圓柱齒輪的嚙合。插齒刀的往復(fù)運(yùn)動(dòng)是插齒的主運(yùn)動(dòng),而插齒刀與工件按一定比例關(guān)系所作的圓周運(yùn)動(dòng)是插齒的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。
齒輪設(shè)計(jì)齒輪是傳動(dòng)系統(tǒng)中的主要噪聲源,以固有頻率和嚙合頻率傳播噪聲。提高齒輪的加工精度雖然不是降低齒輪噪聲的途徑,但是重要手段。齒輪的各項(xiàng)誤差以及表面粗糙度幾乎都對(duì)傳動(dòng)噪聲有重要影響。設(shè)計(jì)中必須根據(jù)傳動(dòng)系統(tǒng)的需要對(duì)齒輪精度提出嚴(yán)格的要求。由于正齒輪比斜齒輪的加工工藝性好,能夠制造得比較精密,因此運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)嚙合沖擊小,噪聲小,得到廣泛采用。但斜齒輪的嚙合系數(shù)可以設(shè)計(jì)得較大,齒面之間的接觸在嚙合過(guò)程中是相對(duì)滑移,運(yùn)動(dòng)平穩(wěn),因此斜齒輪的噪聲比正齒輪小,特別是在負(fù)載增加時(shí),噪聲的增加不像正齒輪那樣明顯,故在傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)中,除滑移齒輪必須采用正齒輪外,應(yīng)盡量采用斜齒輪傳動(dòng)。
對(duì)于線速度較高、負(fù)荷較輕及較薄的油泵齒輪,可采用高阻尼、高強(qiáng)度的尼龍或非金屬材料制造。多聯(lián)滑移齒輪塊應(yīng)設(shè)計(jì)成裝配式的,先分別單獨(dú)加工每個(gè)齒輪,然后再組裝成齒輪塊,這樣既能改善加工工藝又能有效地保證加工精度。軸系設(shè)計(jì)高速回轉(zhuǎn)的主軸或其它質(zhì)量較大的傳動(dòng)軸應(yīng)進(jìn)行平衡,以減少運(yùn)動(dòng)沖擊和振動(dòng)。軸的剛性與齒輪噪聲有很大關(guān)系。軸系剛性不足,將由于彎曲和扭轉(zhuǎn)振動(dòng)使齒輪噪聲明顯增大,因此軸的長(zhǎng)徑比以不超過(guò)5∶1為好。盡量不采用懸壁結(jié)構(gòu),且齒輪應(yīng)安裝在靠近軸承處。潤(rùn)滑方式潤(rùn)滑油具有阻尼作用。一定厚度的油膜可防止齒面直接接觸,使振動(dòng)得到衰減。因此,良好的潤(rùn)滑對(duì)降低噪聲是有利的。
隨著機(jī)械工業(yè)現(xiàn)代化的飛速發(fā)展,在某些領(lǐng)域內(nèi)對(duì)齒輪傳動(dòng)的噪聲指標(biāo)提出了越來(lái)越高的要求(如某種型號(hào)的三級(jí)行星減速器的噪聲指標(biāo)是52dB),特別是在分貝值達(dá)到的情況下,還提出沒(méi)有雜音的問(wèn)題。經(jīng)過(guò)多年的努力和不懈地實(shí)踐,我們得出了一些有效降低齒輪傳動(dòng)噪聲的措施。
一.保證原材料的質(zhì)量
制造齒輪常用的材料是40Cr、20CrMnTi、40CrNi等合金鋼及45鋼。為了保證原材料的質(zhì)量,我們采取定點(diǎn)購(gòu)貨的方法,也就是選購(gòu)像首鋼、寶鋼、邯鋼等鋼廠生產(chǎn)的鋼材,到廠后還須經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的化學(xué)成分檢驗(yàn)、晶粒度測(cè)定和純潔度評(píng)定,其目的是便于及時(shí)調(diào)整熱處理工藝,控制熱處理變形,提高齒形加工的質(zhì)量。
二.預(yù)防熱處理變形