機(jī)械齒輪加工工藝分析

劉春杰

目前我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展十分快速，信息技術(shù)行業(yè)發(fā)展也十分快速，機(jī)械制造行業(yè)迎來了前所未有的發(fā)展機(jī)遇和挑戰(zhàn)。在機(jī)械工程制造的過程中，齒輪非常重要，如果齒輪加工不當(dāng)，就會阻礙機(jī)械工程鋼造的順利開展，對機(jī)械制造行業(yè)造成不利影響，就目前來看，我國機(jī)械制造行業(yè)中的齒輪加工還存在一些問題，阻礙了機(jī)械制造質(zhì)量和水平的提升。為了促進(jìn)機(jī)械制造行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，應(yīng)用科學(xué)的機(jī)械齒輪加工工藝勢在必行。

機(jī)械齒輪 加工工藝 機(jī)械制造行業(yè) 機(jī)械裝置 齒輪數(shù)量

引言

隨著人們生活質(zhì)量的提高，工業(yè)企業(yè)越來越普遍。為全面提升企業(yè)生產(chǎn)效率，其整體機(jī)械系統(tǒng)應(yīng)始終處在優(yōu)質(zhì)高效且健康的運(yùn)行狀態(tài)。同樣內(nèi)部安全生產(chǎn)環(huán)境的基礎(chǔ)要素也離不開機(jī)械設(shè)備始終的可靠高效運(yùn)行以及低能耗工作機(jī)理。針對機(jī)械設(shè)備服務(wù)運(yùn)行的過程做快速有效的監(jiān)督掌控，實(shí)施周密細(xì)致的分析以及應(yīng)對處理，是確保機(jī)械系統(tǒng)處于健康狀態(tài)的重要因素，同時也為其維修過程提供了良好的技術(shù)保障。

結(jié)構(gòu)和種類

對機(jī)械齒輪的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，可以發(fā)現(xiàn)機(jī)械齒輪主要是由輪齒、齒槽、齒面、齒圓幾個部分組成的。對機(jī)械齒輪的類型進(jìn)行劃分，可以以不同的參數(shù)作為劃分依據(jù)：第一，齒輪的齒形。根據(jù)齒形的不同，可以將機(jī)械齒輪劃分為漸開線齒輪、擺線齒輪、小壓力角齒輪、大壓力角齒輪等。漸開線齒輪的生產(chǎn)工藝相對簡單，應(yīng)用范圍非常廣泛。擺線齒輪的生產(chǎn)工藝相對發(fā)展，應(yīng)用范圍受到限制。大壓力角齒輪的抗壓能力較好，可以實(shí)現(xiàn)機(jī)械裝置的連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。小壓力角齒輪的抗壓能力較差，經(jīng)常會出現(xiàn)損壞的情況；第二，齒輪的外形。根據(jù)齒輪外形的不同，可以將機(jī)械齒輪劃分為圓形齒輪、錐形齒輪、直線齒輪、斜線齒輪等；第三，齒輪的表面。根據(jù)齒輪表面的不同，可以將機(jī)械齒輪劃分為外部齒輪和內(nèi)部齒輪等。

當(dāng)前我國機(jī)械制造過程中齒輪加工的不足

（1）齒輪兩側(cè)失衡

在當(dāng)前我國機(jī)械制造行業(yè)的齒輪加工中，存在齒輪兩側(cè)失衡的問題。正常來說，齒輪的兩側(cè)應(yīng)該保持平衡，但是在實(shí)際加工過程中，經(jīng)常會出現(xiàn)齒輪失衡的問題，這是由以下兩個原因造成的：第一，技術(shù)人員沒有提高滾刀安裝的效率。在設(shè)計機(jī)械齒輪時，需要事先安裝滾刀，并對滾刀的半徑和方向進(jìn)行測算和分析，保證切齒的精確性。一些技術(shù)人員在安裝滾刀時，沒有對滾刀的工作范圍進(jìn)行計算，也沒有擺正滾刀的軸心位置，導(dǎo)致臺階和螺母的垂直參數(shù)與預(yù)定值相距過大，影響了齒輪兩側(cè)的對稱性；第二，技術(shù)人員沒有對螺旋角進(jìn)行精確設(shè)定。在應(yīng)用滾刀的過程中，螺旋角的齒輪齒數(shù)關(guān)系著滾刀的頭數(shù)，因此需要對螺旋角的齒輪進(jìn)行精確設(shè)定。一些技術(shù)人員在工作的過程中沒有根據(jù)滾刀運(yùn)作速度進(jìn)行螺旋角的旋轉(zhuǎn)，也沒有根據(jù)螺旋角的角度對齒輪進(jìn)行重新安置，導(dǎo)致齒形兩側(cè)出現(xiàn)失衡。

（2）機(jī)械齒輪斷裂

齒輪的斷裂，說明該機(jī)械齒輪已經(jīng)嚴(yán)重喪失了本身的性能，這也是機(jī)械設(shè)備運(yùn)行過程中對齒輪造成的一種極為嚴(yán)重的損害，一旦齒輪發(fā)生斷裂，將會引發(fā)嚴(yán)重的后果。針對齒輪發(fā)生斷裂的原因，可將齒輪斷裂分為超載荷斷裂、磨損斷裂和疲勞斷裂等幾種重要的形式，在機(jī)械設(shè)備運(yùn)行過程中，一旦出現(xiàn)齒輪斷裂現(xiàn)象，應(yīng)該及時予以重視，才能保證機(jī)械設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行，進(jìn)而促進(jìn)企業(yè)的發(fā)展。

我國機(jī)械制造行業(yè)機(jī)械齒輪的加工工藝

（1）漸開線式加工工藝

在我國機(jī)械制造行業(yè)的機(jī)械齒輪加工中，可以應(yīng)用漸開線式加工工藝。漸開線式齒輪在當(dāng)前社會應(yīng)用得非常廣泛，因此機(jī)械制造行業(yè)應(yīng)該掌握漸開線式齒輪的加工工藝。對漸開線式齒輪加工的方法進(jìn)行劃分，可以發(fā)現(xiàn)該加工方法有兩種表現(xiàn)形式：第一種是繪形法。根據(jù)事先設(shè)計的齒輪模型進(jìn)行加工；第二種是展現(xiàn)法。應(yīng)用滾齒機(jī)、銑床等，展現(xiàn)齒輪的工作流程。為了方便闡述，下文將介紹三種常用的漸開線式齒輪加工方法：第一，滾齒機(jī)的加工工藝。這種加工工藝在我國的機(jī)械制造行業(yè)中非常普遍，在應(yīng)用這一加工工藝時，技術(shù)人員需要應(yīng)用齒輪滾刀，根據(jù)機(jī)械設(shè)備的參數(shù)調(diào)整滾輪的外形、齒數(shù)等，并分析齒輪的實(shí)際轉(zhuǎn)動情況。當(dāng)滾齒發(fā)生旋轉(zhuǎn)，刀齒可以看成是一個固定的項，當(dāng)滾齒連續(xù)轉(zhuǎn)動，刀齒也發(fā)生移動，需要將刀齒看成是變化項。當(dāng)二者發(fā)生同時轉(zhuǎn)動時，技術(shù)人員需要測量齒輪齒條的運(yùn)動比率，并根據(jù)齒條的尺寸規(guī)模，進(jìn)行齒輪設(shè)計。滾刀刀齒在轉(zhuǎn)動過程中會分散出不同的運(yùn)動線路，不同的運(yùn)動線路組合在一起，就形成了漸開線式的齒廓。第二，插齒的加工工藝。在應(yīng)用這一加工工藝時，技術(shù)人員需要對齒輪的形狀進(jìn)行判定，優(yōu)化和調(diào)整齒輪的齒條和齒面。在插齒加工中，插齒刀承擔(dān)著重要的工作職能，插齒刀能改變齒輪的外形，因此技術(shù)人員要對齒輪的運(yùn)動軸線進(jìn)行分析，如果齒輪偏離了運(yùn)動軸線，應(yīng)該磨損齒輪的棱角。齒輪在固定的轉(zhuǎn)動區(qū)間進(jìn)行反復(fù)運(yùn)動，插齒機(jī)會不斷磨削齒輪的外圍，直到齒輪的外形已經(jīng)滿足機(jī)械制造的固定標(biāo)準(zhǔn)；第三，剃齒和磨齒的加工工藝。在應(yīng)用這兩種加工工藝時，技術(shù)人員需要應(yīng)用剃齒刀和砂輪對齒輪進(jìn)行加工。這兩種加工工藝不同，應(yīng)用的順序也呈現(xiàn)出較大的差異性。一般來說，在熱處理之前，應(yīng)該采用剃齒刀對齒輪進(jìn)行切削。在熱處理之后，應(yīng)該采用砂輪對齒輪進(jìn)行磨齒精加工。

（2）加強(qiáng)對齒輪表面的強(qiáng)化處理

在機(jī)械設(shè)備運(yùn)行過程中，造成齒輪的承載能力較差的原因有很多，不僅是齒輪表面硬度會對齒輪的承載能力造成影響，齒輪的表層與齒輪芯部之間過渡區(qū)的剪應(yīng)力也會對齒輪的強(qiáng)度造成影響。增強(qiáng)齒輪強(qiáng)度最好的方法就是采用滲碳淬火技術(shù)，該技術(shù)能夠增強(qiáng)齒輪芯部的強(qiáng)度。在滲碳淬火供應(yīng)之后，可以按照相關(guān)的要求，使用小球來撞擊齒輪表面，才能加強(qiáng)齒輪表面的抗疲勞強(qiáng)度，避免齒輪出現(xiàn)嚴(yán)重的失效現(xiàn)象。

結(jié)語

機(jī)械制造行業(yè)也進(jìn)入了快速發(fā)展階段。在機(jī)械生產(chǎn)制造的過程中，機(jī)械齒輪承擔(dān)著重要的工作職能。只有對機(jī)械齒輪進(jìn)行精準(zhǔn)加工，才能保證機(jī)械的連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，提升機(jī)械裝置的工作效率。就目前來看，我國機(jī)械制造行業(yè)中的齒輪加工還存在一些問題，為了促進(jìn)機(jī)械制造行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，應(yīng)用科學(xué)的機(jī)械齒輪加工工藝勢在必行。

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