硬质构造减速机轮齿技艺和优势

硬质构造减速机轮齿技艺和优势

发布人:曙光传动 发布日期:2011-8-12 16:07:40 点击:1
1.1减速机齿轮技术发展梗概

  现代工业体系几乎无一不含减速机齿轮装置,它甚至深入到千家万户的日常生产中。减速机齿轮是构成机械产品的关键零件,减速机齿轮质量的优劣关系到整个产品的水平,减速机齿轮厂被视为工业的象征。根据著名美国减速机齿轮专家DWDudley的观点,自1890年至1990年百年减速机齿轮技术的发展大致可分为四个时期,每个时期都用减速机齿轮设计和减速机齿轮制造方面的进展来表征。

  1890年~1930年期间,减速机齿轮设计和制造方面的主要进展有:初步建立了减速机齿轮承载能力计算公式。摆线和渐开线减速机齿轮得到使用。减速机齿轮传动的基本类型有直齿轮、斜减速机齿轮、圆锥减速机齿轮和蜗杆传动减速机齿轮。发明了滚齿机、插齿机和磨齿机,并得到了广泛的应用。能加工大减速机齿轮并用铸铁研具进行研磨,从而达到较高的精度。

  1930年~1960年期间,减速机齿轮设计和制造方面的主要进展有:直齿、斜齿、圆柱减速机齿轮承载能力计算公式得到发展。对齿廓和螺旋线开始进行修整(为了提高齿轮的承载能力)。一般情况下使用压力角为20°的渐开线减速机齿轮,而在宇航器和飞机中使用压力角25°的承载能力高的渐开线减速机齿轮。发展了剃齿机,且剃齿机在切齿后的精加工中得到广泛应用(抛光、研磨很少应用)。发明了带插齿刀头的插齿机床,并在快速切齿中使用。测量渐开线、螺旋线以及周节的测量仪取得很大发展。发展了减速机齿轮抗胶合极压添加剂。  

  1980年~1990年期间,减速机齿轮设计和制造方面的主要进展有:减速机齿轮点蚀计算公式中必须考虑接触区弹性流体动力润滑油模厚度问题,并把它作为一个重要的参变量来计算。初步明确认识到,即使在允许限度范围内,点蚀、磨损等类的损伤也能导致减速机齿轮折断失效(甚至对未磨损的齿,在承受相当的载荷时,也会发生这种情况)。为降低噪声,采用重叠系数为2以上的特高齿形的直齿或斜减速机齿轮。减速机齿轮钢的冶金质量得到了严格管制,新的减速机齿轮材料得到了发展,这些材料具有高得多的强度和耐受高温的能力。用刮削法或用CBN切削法精加工硬齿面减速机齿轮,用砂轮进行高速磨削。减速机齿轮几何精度多是采用自动检测。钢直减速机齿轮的热处理过程得到更严格的控制。以满足更为严格的工程技术要求。硬齿面减速机齿轮传动装置已逐步应用在传递功率大、对振动和噪音有要求的各种行业中。

  1990年至今,高精度的硬齿面减速机齿轮更加广泛地应用在各个领域,特别是水泥工业的大型窑磨、辊磨等使用的传动装置已广泛应用硬齿面减速机齿轮。

  1.2渗碳淬火硬齿面技术代表了现代减速机齿轮技术的发展水平

  所谓硬齿面减速机齿轮,就是采用特种钢材,应用多种方法使减速机齿轮表面硬度达到45HRC以上的减速机齿轮。但不同的工艺方法获得的硬化层性能是有很大差异。现介绍如下:

  a.采用向减速机齿轮表面渗氮或氮碳共渗,以获得表面硬度的减速机齿轮叫氮化减速机齿轮。氮化减速机齿轮硬化层深度较浅(一般为0.5mm),其硬度为550HV(52HRC)。其承载能力受到限制,而且氮化硬化层局部过载能力较小,氮化工艺成本很高,故较少采用。氮化减速机齿轮因不能淬火,故变形很小,一般用在不能采用磨齿工艺的内减速机齿轮和花键齿圈上。

  b.采用中频或高频感应淬火和火焰淬火的硬齿面的减速机齿轮因硬化层与非硬化层芯部有明显的界面,硬度梯度大,同时表面硬度低(55HRC左右)。齿根淬硬困难,故其性能和承载能力均不理想。

   综上所述,渗碳淬火硬化层才是具有现代意义的“硬齿面”,高精度渗碳淬火硬齿面技术代表了现代齿轮技术的发展。

  1.3高精度硬齿面减速机齿轮的优点

  众所周知,减速机齿轮的硬度计算主要从考察润滑条件下的齿面接触应力和齿根弯曲应力两个方面进行的。

   随着技术的发展和计算机的应用,世界各国特别是工业发达国家的机械传动装置逐步采用包络减速机、硬齿面齿轮取代软齿面(小于300HB)和中硬齿面(300~335HB)减速机齿轮。根据经济建设的不断发展,机械传动装置向着大型、精密、高速、成套和自动化方向发展,特别是水泥工业生产设备趋向大型化,生产过程向自动化和智能化发展,注重规模效益和节能降耗,这为高精度硬齿面减速机的应用提供广阔的发展前景。高精度硬齿面减速机体积小、重量轻、承载能力大、抗磨损能力强、使用寿命长、运行平稳、噪音小的优点将在大型化、精密化的传动装置中,取得不可替代的作用。

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