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国内锥齿轮技术发展综述DevelopmentalSummarizationofBevelGears-TechnologyofChina王延忠张以都汪苏阮德林北京航空航天大学100083WangYanzhongZhangYiduWangSuRuanDelinBeijingUniversityofAeronauticsandAstronauticsBeijing100083ChinaAbstract:OnthebasisoftheresearchhistorythepresentdevelopmentalsummarizationandthedevelopmentaltrenditsystematicallyexpatiatesthedevelopmentalsituationofChinesebevelgears-technology.Andonthebasisofthedesignmanufacturingmaterialandheattreatmentdamnificationandlubricationitdetailedlypresentsthepresentdevelopmentalsummarizationandthedevelopmentaltrend.Keywords:BevelgearsResearchhistoryPresentdevelopmentalsummarizationDevelopmentaltrend
1.前言锥齿轮是机械上用来传递空间相交轴的运动和动力的主要零部件,其传动相当于一对节圆锥作相对的纯滚动运动按照齿长曲线特点,锥齿轮可分为直线齿锥齿轮直齿锥齿轮、斜齿锥齿轮和曲线齿锥齿轮弧齿锥齿轮、摆线齿锥齿轮、准双曲线齿锥齿轮传统的直齿和斜齿锥齿轮因采用单齿分度法加工,效率较低,且相比同样尺寸的螺旋锥齿轮,其重迭系数、承载能力及传动平稳性都相对逊色,因此,在重载齿轮传动的条件下,己逐渐被螺旋锥齿轮所替代
2.我国锥齿轮技术研究历史在齿轮技术研究方面,我国和其他工业发达国家一样,是以微分儿何为基础,研究齿轮的儿何学、运动学,从而形成完整的、较为系统的齿轮啮合理论,为齿轮齿形的优化设计和新齿形的研究与开发提供可靠的理论基础和有效手段在此基础上,进而对锥齿轮技术进行了深入而系统的研究在我国较早开展齿轮技术研究的是哈尔滨工业大学李华敏教授,他长期从事齿轮理论和加工技术的研究工作,其代表著作有《齿轮手册》
[1]《渐开线齿轮的几何原理与计算》
[2]等1974年,北京齿轮厂的工人、技术人员和干部,通过总结该厂数年来生产螺旋锥齿轮的实践经验,并搜集了相关资料编写了《螺旋锥齿轮》
[3],书中较全面地阐述了螺旋锥齿轮生产中的有关问题,但是该书并没有对其中的技术进行较为深入的研究自1972年以来,我国首先由数学工作者对齿轮啮合理论的数学基础方面,作了系统的研究南开大学数学系成立了齿轮啮合理论研究小组,严志达、吴大任等人先后发表了数篇论文〔56],总结了我国对齿轮啮合理论的最新研究成果吴序堂编著的《齿轮啮合原理》[7」则系统论述了齿轮啮合的基本原理,这些成果都为我国齿轮技术的研究奠定了必备的理论基础随后原机械工业部把“格里森成套技术的研究”列为重点科研项目,组织了很多院校、工厂攻关,在理论和实践方面都取得了较大的收获中南大学曾韬编著的《螺旋锥齿轮设计与加工》[8〕把螺旋锥齿轮轮坯设计、切齿计算都归结为计算某一对准双曲面齿轮的节面参数和节点曲率,在弄清准双曲面齿轮节面各参数之间关系的基础上,只需用初等数学方法和简单的公式代换,就可以导出各种格里森计算卡的所有公式,从而构成一个完整的体系,即所谓的“节面分析法”郑昌启编著的《弧齿锥齿轮和准双曲面齿轮》
[9]通过严密而简明易懂的数学解析方法,研究了用于弧齿锥齿轮和准双曲面齿轮设计的局部共扼原理,导出了弧齿锥齿轮和准双曲面齿轮的各项计算公式的数学过程,阐明了各部分计算的共扼啮合原理对于锥齿轮的另外两种齿制:克林根贝尔格Cyclo-Palloid制锥齿轮和奥利康Oerlikon制锥齿轮,我国学者也进行了不懈的探索和研究中国农业大学董学朱导出了奥利康和克林根贝尔格锥齿轮铣齿机差速挂轮比和分齿挂轮比计算通式,并对摆线齿锥齿轮连续分类法铣齿原理进行了系统研究「13]此外,他还对克林根贝尔格制锥齿轮加工方法和奥利康制锥齿轮在SKM2型铣齿机上的加工方法进行了分析,根据共辘齿面啮合理论,提出了一种展成克林根贝尔格制延伸外摆线锥齿轮精确的切齿调整计算新方法〔14]o此外,石凤山、李润芳等人也在锥齿轮理论、设计以及加工方法等方面进行了不懈的研究,取得了可喜的成果,有效地推动了我国锥齿轮技术研究的不断深入
3.我国锥齿轮技术发展现状据中国齿轮工业协会不完全统计,目前我国有锥齿轮生产厂家80多个,生产的锥齿轮产品也广泛应用到众多相关行业中我国的锥齿轮行业取得了长足的进步,但是由于我国的锥齿轮发展起步晚,与国外先进工业国家的发展水平相比还存在着较大的差距
3.1锥齿轮设计目前,我国锥齿轮的设计方法主要有三种:利用格里森标准进行参数设计、基于局部综合法的啮合仿真设计和非零变位设计
3.
1.1利用格里森标准进行参数设计我国广泛使用于汽车、拖拉机、机床、航空、航海等领域中的螺旋锥齿轮即弧齿锥齿轮和准双曲面齿轮大都采用美国格里森Gleason齿制这种齿轮的设计与制造方法紧密联系在一起,理论较深,机床的操作调整也很复杂,格里森公司又从不公开其公式来源经过我国众多齿轮学者的不懈探索,理论上不仅解密了格里森计算公式的来源,而且有所创新和发展如西安交大吴序堂教授等人提出的“点啮合共振面失配传动性能的预控”理论,可以有效地预先控制理想的传动性能,并使计算工作量大为减少,在实践中取得了很好的效果
[20]重庆大学郭晓东教授研发的“锥齿轮及准双曲面齿轮设计分析”软件
[21]在国内也得到了广泛应用近年来,我们在齿面接触区分析TCA,加载齿面接触分析LTCA及有限元分析等齿轮理论分析方面,也取得了紧跟世界最新理论和技术的研究成果,并在生产实践中得到应用笔者在文献〔23]中详细讨论了用B样条函数拟合表示的螺旋锥齿轮轮齿齿面接触分析方法,建立了螺旋锥齿轮拟合齿面的接触点求解模型,给出了拟合齿面接触区及传动误差曲线的绘制方法.华中科技大学利用齿面接触分析设计齿面,为齿轮NC加工运动计算提供了新的途径
[24].西北工业大学方宗德结合局部综合的切齿参数设计、TCA技术和LTCA技术,提出了高重合度螺旋锥齿轮的设计思想和设计方法,构成了迭代设计和仿真软件,获得了重合度接近
2.0或
3.的高重合度螺旋锥齿轮传动〔26]西安公路交通大学根据螺旋锥齿轮副的接触特性及赫兹理论,确定出螺旋锥齿轮轮齿的载荷边界条件,建立了当量螺147旋锥齿轮轮齿的三维有限元计算模型,并进行了弯曲强度分析
[27].
3.
1.2基于局部综合法的啮合仿真设计F.L.Litvin教授于20世纪60年代提出的局部综合法〔2829],其主要思路是预先规定啮合要求,即确定参考点位置、接触椭圆尺寸、接触路径方向和传动比函数的一阶导数然后根据参考点位置和选定的大轮刀具,计算大轮机床设置参数由大轮加工参数,唯一地确定大轮齿面,根据产形轮和大轮在切削中的线接触条件,可计算得到参考点处全部二阶参数再由预先规定的啮合条件和齿轮副的点接触条件,算出小轮齿面在参考点处的全部二阶参数最后根据小轮切削时产形轮与小轮的线接触条件,即可算出满足小轮参考点二阶参数要求的全部机床和刀具参数至此,大轮和小轮齿面完全确定,而且严格满足预先规定的啮合要求这是一种用于研究近似啮合的方法,其目的是要在指定的接触点邻域内达到最佳的啮合质量到80年代末,该方法己臻于完善方宗德等人进行了基于局部综合法的弧齿锥齿轮磨齿加工参数设计的研究[[311,指出采用该方法能够准确控制齿面参考点的一阶、二阶接触参数,即能够准确控制齿面上参考点的位置、参考点处接触轨迹方向、接触椭圆大小和传动比变化率,较之传统使用的调整卡方法具有较大的优越性
3.
1.3非零变位设计曲齿锥齿轮设计中,由于轴交角是根据实际要求确定的,设计前后不能改变,因此传统的锥齿轮设计中,为保证变位前后轴交角不变,都采用零变位设计这种零变位思路局限于锥齿轮的变位只能是节锥变位、分锥不变,而忽略了分锥与节锥位置的改变是相对的河南科技大学梁桂明教授则利用分锥与节锥相对变位的原理,提出了“节锥不变、分锥变位”的新思路,发明了一种新型的非零传动曲齿锥齿轮技术【33],目前己在一些传动装置中推广应用
3.2锥齿轮加工弧齿锥齿轮的加工,于1956年由一汽采用原苏联援建技术,实现国产化生产1967年,东风车桥股份有限公司与萦江齿轮厂首次引进美国格里森公司的成套设备,并相继由天津第一机床厂、南京机床厂及内江机床厂进行国产化切齿设备的研制,从而奠定了我国弧齿锥齿轮加工的物质技术基础目前,我国的锥齿轮生产厂家,大部分设备仍然依赖于进口随着对锥齿轮技术研究的深入,我国也加快了对锥齿轮生产设备的研制和开发尤其随着数控加工技术的发展,加快数控加工设备的研发更是具有重大的意义具有代表性的设备有:中南大学于1999年和2001年先后研制成功的我国第一台六轴五联动YK2212数控螺旋锥齿轮铣齿机和主要用于汽车齿轮加工的YK2245数控螺旋锥齿轮铣齿机,被誉为我国数控机床领域的六大跨越之一2002年,中南大学又成功研制出YD2045型数控螺旋锥齿轮磨齿机,该机去掉了传统凸轮鼓轮和所有调节环节机械传动链,用计算机控制,使我国成为世界上第三个能够生产这种高精密机床的国家,打破了外国的技术垄断,填补了国内空白,是我国高精度数控机床领域的一个新突破华中科技大学探讨了基于通用五坐标数控机床螺旋锥齿轮NC加工,在计算机上对螺旋锥齿轮数控加工进行了仿真,并给出了相应的计算和实验结果
[35].宝鸡绒西磨棱机厂的YMDV和YMDV50两种弧齿锥齿轮磨棱机是2001年开发的新产品,是目前国内性能较好的、能解决弧齿锥齿轮主、从动轮齿端全齿形磨棱加工的设备,同时还具备YMII与YMIII型磨棱机的加工功能陕西秦川机械发展股份有限公司和西安交通大学联合开发的YH2240六轴五联动螺旋锥齿轮加工中心更是代表了国内弧齿锥齿轮加工技术的最高水平,该加工中心在具备与国外同类铣齿机同等加工精度和功能的情况下,在刀具装夹上大胆引入了加工中心的概念,特别设计了国际首创的3148副刀盘换刀式旋转刀库,工件一次装夹后可完成粗切、精切凸面、精切凹面等工序此外,天津第一机床厂也研制生产了YKD2240数控弧齿锥齿轮铣齿机和YKD2940数控弧齿锥齿轮拉齿机近年来,锥齿轮修形的设计与加工已成为锥齿轮研究领域中的一个重要组成部分锥齿轮修形技术己广泛应用于航空、汽轮机、矿山以及冶金等领域中的高速重载锥齿轮上以降低噪声、改善齿面载荷分布与承载性能数控加工锥齿轮修形克服了传统加工方法的缺点,能够保证高精度的加工要求文献【37]中对齿轮修形的原理和方法进行了综合论述:方宗德提出了齿轮修形的数控规律和设计方法,并对数控修形齿轮的啮合特性加以分析,总结出了齿轮修形设计与加工的一体化方法
[38]a
3.3锥齿轮材料及热处理
3.
3.1锥齿轮材料材料是齿轮承载能力的基础,合理选用材料可以使齿轮在充分满足性能要求的同时,以最低的成本生产出来锥齿轮用的材料,应有足够的机械性能、低的成本及良好的工艺性能钢是我国制造锥齿轮中用的最普遍的材料,其次是铸铁,在某些场合,也可使用非金属材料从经济性考虑,在锥齿轮设计制造时,一般应优先选用价廉、易得的优质碳素钢,尽量少用或不用昂贵的合金钢对于直径小于400mm的锥齿轮,大部分用渗碳钢,汽车用螺旋锥齿轮中,儿乎全部都是渗碳钢如20CrMnTi用于制造锥齿轮的非金属材料主要是塑料,如夹布胶木、木质塑料以及尼龙等塑料锥齿轮的振动和噪音小,但其承载能力低,可用于高速轻载和要求低噪音的场合国产材料加工的锥齿轮在齿面接触、齿根弯曲和齿面胶合三方面的承载能力比较差,有时热处理技术也落后,因此常导致锥齿轮的强度不高,噪音较大
3.
3.2锥齿轮热处理齿轮的热处理主要有调质、表面淬火、渗碳和碳氮共渗以及渗氮等工艺热处理是保证锥齿轮内在质量的关键,其质量的好坏与齿轮的承载能力及使用寿命有直接关系,同时对锥齿轮生产的其它工序也有很大的影响为此,我国在锥齿轮热处理方面,进行了不懈的探索,并取得了可喜的成绩为了适应汽车大批量生产的要求,我国在20世纪60年代末期,就开始自主研制连续渗碳装备俗称无罐炉东风车桥股份有限公司建厂初期自行设计、制造了首台无罐炉该公司80年代又与一汽同时引进了美国HOLCRDFT/LOFTUS公司双排气体渗碳自动线,投产后,又在消化吸收引进技术的基础上,坚持走国产化自主开发的道路,使该项技术日臻先进完善由西安北恒实业公司开发的“BH催渗技术”,200收藏本文到网摘:发送短消息查看公共资料查找该会员全部帖子UID:1457精华:0威望:0状态:离线溜心花缘溜心花缘组别:高级会员性别:女年龄:22学校:广东工业大学学历:本科积分:942帖子:28713注册:2009-03-062009-09-2310:58|只看楼主树型|收藏|小中大2国内锥齿轮技术发展综述计算机论文发表网www.lw
20.com咨询联系QQ:790062161TEL:15915798www.gxqingyuan.com1301年7月在一汽经中国热处理行业协会鉴定,被认定为一项国际领先的高新技术该技术提高了炉气中碳的活性,减少了炭黑,延长了氧探头及耐热件的寿命,在使用过程中不产生废气、废水及其他有害物质,不会造成环境污染
3.4锥齿轮的损伤和润滑根据齿轮损伤的本质,损伤可分为轮齿折断、齿面疲劳、胶合、磨损、塑性变形及其他损伤从损伤产生的机理上看,许多类型的齿面损伤如点蚀、胶合、磨损、塑性变形等都可通过合理的润滑来防止或减轻,因此,润滑对于齿轮传动的工作能力有着很大的影响正确的润滑,可以提高齿轮的承载能力,减少齿轮的失效,延长齿轮的寿命,提高齿轮的传动效率我国齿轮润滑技术研究起步较晚,自20世纪80年代以来,有关部委投入了大量的人力、财力开始研究齿轮润滑技术随着我国大型成套设备及汽车制造业的发展,润滑己经作为齿轮传动中一项重要技术逐渐发展起来对于高质量的弧齿锥齿轮和准双曲面齿轮来说,在设计过程中必须考虑其润滑特性,因为润滑状况的好坏严重影响着齿轮副的疲劳寿命、传动效率和运动稳定性近年来,我国锥齿轮润滑技术己经在理论研究和实际生产中取得了长足的进步弧齿锥齿轮作为航空发动机中主要的传动部件,与一般机械中的弧齿锥齿轮相比,其工况条件相对恶劣加之弧齿锥齿轮齿面接触是局部点接触,对于形成油膜更加不利同时,也给油膜计算和润滑状态分析带来不便.文献〔40」利用空间点接触齿面啮合理论的矢量法,推导了啮合点位置、接触点曲率半径和齿面上接触点的运动速度及其方向以轮齿加载接触分析LTCA方法确定各瞬时单齿承载百分比计算两齿面间的油膜厚度和膜厚比,作为润滑状态的理论判据同时以扫描电镜观测分析300小时台架试验后的齿面形貌,结合理论判据,确定典型工况下的弧齿锥齿轮齿面润滑状态文献[411提出了弧齿锥齿轮和准双曲面齿轮润滑和加载接触分析的新方法,将热弹性动力润滑分析Thermal-EHL和轮齿加载接触分析LTCA结合在一起加以考虑运用LTCA可以得到齿轮副的接触状况,轮齿表面的几何特性,以及进行轮齿啮合表面热弹性流体动力润滑分析所需的法向载荷和运动参数等从Thermal-EHL的分析结果中,设计者能够得到包括油膜形成能力,油膜压力分布和温度增升等的润滑特性在LLTCA模型中,综合建立了轮齿接触和润滑特性与运转条件和齿轮加工所决定的几何特性之间的联系文献[
[42]
[43]以某航空发动机弧齿锥齿轮为研究对象,在弧齿锥齿轮加载接触分析基础上,利用空间曲面共扼原理,建立起适合弹流润滑分析的动态坐标系,确定出动态坐标系与几何齿面、刀具产形面坐标系之间统一的变换关系用点弹流润滑理论对高速弧齿锥齿轮在啮合过程中各啮合点的油膜压力分布、油膜温度分布和油膜厚度分布情况进行研究,确定出啮合过程中最小油膜厚度、最大油膜压力等润滑特性的变化规律,并寻找出了载荷、速度和润滑油粘度等因素对轮齿弹流特性的影响规律
4.我国锥齿轮技术发展趋势探讨新一代锥齿轮技术的发展趋势是长寿命、高可靠性、低成本和优良的传动性能
4.1锥齿轮参数化设计
①随着我国学者对格里森制螺旋锥齿轮研究的不断深入,该齿制锥齿轮的应用将更加广泛,其技术理论也将逐渐发展;
②基于局部综合法的啮合仿真设计随着其理论的不断发展和完善,将成为锥齿轮设计先进方法的代表:
③随着计算机技术、信息技术、自动化技术在现代机械制造业中的广泛应用,以及与传统的制造技术相结合,锥齿轮先进制造技术将会得到前所未有的发展,例如用创造性思维开发广义优化设计建pi-方案分析/动态分析/遗传算法,大系统设计人一机一环境,绿色经济,新产品虚拟设计,工业艺术造型设计和精益生产,智能制造,虚拟制造等等
4.2锥齿轮的高精度加工计算机数控技术的飞速发展,将导致数控CNC齿轮加工机床逐渐代替复杂的内传动链机床,其最大优势是具有精密分度作用在高效率精加工方面的创新表现在以下几点推广立方碳化硼CBN刀具材料的磨齿技术;运用高新技术改造传统齿轮加工机床、实现锥齿轮的数控加工;采用数控加工齿轮修形,为高质量、高可靠性的锥齿轮传动的设计和制造提供了技术手段
4.3锥齿轮材料及热处理可控技术当代锥齿轮对承载能力、精度、可靠性的要求越来越高,因此,对材料的要求更高,ISO对材质的品质评定控制日益严格,突出表现在广泛采用控制淬透性宽度的“H”钢和真空脱气、真空浇注或电渣重熔净化钢,借以显著提高锥齿轮的接触疲劳和弯曲疲劳强度及冲击韧性,特别是改善钢的横向性能,减少产品的热处理变形,使钢的使用性能和可靠性得到保证此外,质量轻、有吸振和自润滑性能的复合材料或工程塑料也将是锥齿轮材料的一个发展方向,但是目前还有诸如热膨胀、高温变性等缺点急需解决这些都急需材料学科的研究人员和齿轮专家一起,共同进行研究和开发随着锥齿轮使用参数的提高以及锥齿轮加工技术的进步,锥齿轮热处理更着重向硬齿面方向发展在硬齿面热处理工艺中,渗碳包括C一共渗热处理锥齿轮具有最佳的综合力学性能,成为锥齿轮的主导热处理工艺,虽然我国在热处理技术方面己经取得了显著的研究成果,但是热处理设备及工艺参数控制水平方面的研究仍然是我国锥齿轮热处理技术研究的方向
4.4锥齿轮润滑技术目前,我国还有许多企业领导及设备管理人员对锥齿轮润滑知识缺乏了解,对合理润滑的重要性认识不足,导致锥齿轮在使用过程中过早失效因此,我国的锥齿轮润滑技术的理论研究和实践使用,仍然任重道远5结束语围绕着长寿命、高可靠性、低成本、优良传动性能的螺旋锥齿轮设计、制造技术研究将是我国锥齿轮技术发展的重要主题参考文献
[1]齿轮手册编委会齿轮手册.北京:机械工业出版社,
1990.
[2]李华敏,韩元莹,王知行等.渐开线齿轮的几何原理与计算.北京:机械工业出版社,
1985.
[3]北京齿轮厂.螺旋锥齿轮.北京:科学出版社,
1974.[’]南开大学数学系齿轮啮合理论研究小组.齿轮啮合理论的数学基础.
一、二,《数学的实践与认识》1976年第12期;三,《应用数学学报》1976年第2期.
[5]严志达论共辘齿面的法曲率关系及应用.机械工程学报,1979年第1期.[6』吴大任.微分几何讲义.北京:人民教育出版社,1960年.
[7]吴序堂.齿轮啮合原理.北京:机械出版社,
1982.
[8]曾韬.螺旋锥齿轮设计与加工.黑龙江:哈尔滨工业大学出版社,
1989.
[9]郑昌启.弧齿锥齿轮和准双曲面齿轮北京:机械工业出版社,
1988.[10〕北京齿轮机床厂.格利森锥齿轮技术资料译文集第一分册.北京:机械工业出版社,1986年.〔川格利森公司编,北京齿轮厂编译格利森锥齿轮技术资料译文集第二分册—格利森锥齿轮设计及计算.北京:机械工业出版社,1983年07月.[121格利森公司编,北京齿轮厂编译.格利森锥齿轮技术资料译文集第三分册—格利森锥齿轮强度分析及计算.北京:机械工业出版社,1984年03月.
[13]W学朱.摆线齿锥齿轮连续分齿法铣齿原理的研究·机械传动,1999年第23卷第2期:29-
30.
[14]董学朱.延伸外摆线锥齿轮切齿调整计算法的改进·机械传动,1997年第21卷第4期:41-
47.
[15]李润方,郭晓东,林超,龚道香,杨仁华.齿轮传动计算机辅助工程软件系统.机械传动,19%年S1期:5-
6.151[161王小椿,王军,姜虹,李润方,冯文军.螺旋锥齿轮的齿面测量及机床加工参数修正.机械工程学报,2003年第8期.[171郭星辉,鄂中凯,陈良玉,王延忠.弧齿锥齿轮波动共振条件分析.航空动力学报,1995年第10卷第1期:13-
16.
[18]郑夕健,鄂中凯,邢俊干.弧齿锥齿轮齿根应力的影响因素分析.沈阳建筑工程学院学报,1997年第13卷第1期:5-
7.[191陈良玉,刘志峰,丁津原,于宏军.Klingelnber发送短消息查看公共资料查找该会员全部帖子UID:1457精华:0威望:0状态:离线溜心花缘溜心花缘组别:高级会员性别:女年龄:22学校:广东工业大学学历:本科积分:942帖子:28713注册:2009-03-062009-09-2310:58|只看楼主树型|收藏|小中大3国内锥齿轮技术发展综述计算机论文发表网www.lw
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3.
1.3非零变位设计曲齿锥齿轮设计中,由于轴交角是根据实际要求确定的,设计前后不能改变,因此传统的锥齿轮设计中,为保证变位前后轴交角不变,都采用零变位设计这种零变位思路局限于锥齿轮的变位只能是节锥变位、分锥不变,而忽略了分锥与节锥位置的改变是相对的河南科技大学梁桂明教授则利用分锥与节锥相对变位的原理,提出了“节锥不变、分锥变位”的新思路,发明了一种新型的非零传动曲齿锥齿轮技术【33],目前己在一些传动装置中推广应用
3.2锥齿轮加工弧齿锥齿轮的加工,于1956年由一汽采用原苏联援建技术,实现国产化生产1967年,东风车桥股份有限公司与萦江齿轮厂首次引进美国格里森公司的成套设备,并相继由天津第一机床厂、南京机床厂及内江机床厂进行国产化切齿设备的研制,从而奠定了我国弧齿锥齿轮加工的物质技术基础目前,我国的锥齿轮生产厂家,大部分设备仍然依赖于进口随着对锥齿轮技术研究的深入,我国也加快了对锥齿轮生产设备的研制和开发尤其随着数控加工技术的发展,加快数控加工设备的研发更是具有重大的意义具有代表性的设备有:中南大学于1999年和2001年先后研制成功的我国第一台六轴五联动YK2212数控螺旋锥齿轮铣齿机和主要用于汽车齿轮加工的YK2245数控螺旋锥齿轮铣齿机,被誉为我国数控机床领域的六大跨越之一2002年,中南大学又成功研制出YD2045型数控螺旋锥齿轮磨齿机,该机去掉了传统凸轮鼓轮和所有调节环节机械传动链,用计算机控制,使我国成为世界上第三个能够生产这种高精密机床的国家,打破了外国的技术垄断,填补了国内空白,是我国高精度数控机床领域的一个新突破华中科技大学探讨了基于通用五坐标数控机床螺旋锥齿轮NC加工,在计算机上对螺旋锥齿轮数控加工进行了仿真,并给出了相应的计算和实验结果
[35].宝鸡绒西磨棱机厂的YMDV和YMDV50两种弧齿锥齿轮磨棱机是2001年开发的新产品,是目前国内性能较好的、能解决弧齿锥齿轮主、从动轮齿端全齿形磨棱加工的设备,同时还具备YMII与YMIII型磨棱机的加工功能陕西秦川机械发展股份有限公司和西安交通大学联合开发的YH2240六轴五联动螺旋锥齿轮加工中心更是代表了国内弧齿锥齿轮加工技术的最高水平,该加工中心在具备与国外同类铣齿机同等加工精度和功能的情况下,在刀具装夹上大胆引入了加工中心的概念,特别设计了国际首创的3148副刀盘换刀式旋转刀库,工件一次装夹后可完成粗切、精切凸面、精切凹面等工序此外,天津第一机床厂也研制生产了YKD2240数控弧齿锥齿轮铣齿机和YKD2940数控弧齿锥齿轮拉齿机近年来,锥齿轮修形的设计与加工已成为锥齿轮研究领域中的一个重要组成部分锥齿轮修形技术己广泛应用于航空、汽轮机、矿山以及冶金等领域中的高速重载锥齿轮上以降低噪声、改善齿面载荷分布与承载性能数控加工锥齿轮修形克服了传统加工方法的缺点,能够保证高精度的加工要求文献【37]中对齿轮修形的原理和方法进行了综合论述:方宗德提出了齿轮修形的数控规律和设计方法,并对数控修形齿轮的啮合特性加以分析,总结出了齿轮修形设计与加工的一体化方法
[38]a
3.3锥齿轮材料及热处理
3.
3.1锥齿轮材料材料是齿轮承载能力的基础,合理选用材料可以使齿轮在充分满足性能要求的同时,以最低的成本生产出来锥齿轮用的材料,应有足够的机械性能、低的成本及良好的工艺性能钢是我国制造锥齿轮中用的最普遍的材料,其次是铸铁,在某些场合,也可使用非金属材料从经济性考虑,在锥齿轮设计制造时,一般应优先选用价廉、易得的优质碳素钢,尽量少用或不用昂贵的合金钢对于直径小于400mm的锥齿轮,大部分用渗碳钢,汽车用螺旋锥齿轮中,儿乎全部都是渗碳钢如20CrMnTi用于制造锥齿轮的非金属材料主要是塑料,如夹布胶木、木质塑料以及尼龙等塑料锥齿轮的振动和噪音小,但其承载能力低,可用于高速轻载和要求低噪音的场合国产材料加工的锥齿轮在齿面接触、齿根弯曲和齿面胶合三方面的承载能力比较差,有时热处理技术也落后,因此常导致锥齿轮的强度不高,噪音较大
3.
3.2锥齿轮热处理齿轮的热处理主要有调质、表面淬火、渗碳和碳氮共渗以及渗氮等工艺热处理是保证锥齿轮内在质量的关键,其质量的好坏与齿轮的承载能力及使用寿命有直接关系,同时对锥齿轮生产的其它工序也有很大的影响为此,我国在锥齿轮热处理方面,进行了不懈的探索,并取得了可喜的成绩为了适应汽车大批量生产的要求,我国在20世纪60年代末期,就开始自主研制连续渗碳装备俗称无罐炉东风车桥股份有限公司建厂初期自行设计、制造了首台无罐炉该公司80年代又与一汽同时引进了美国HOLCRDFT/LOFTUS公司双排气体渗碳自动线,投产后,又在消化吸收引进技术的基础上,坚持走国产化自主开发的道路,使该项技术日臻先进完善由西安北恒实业公司开发的“BH催渗技术”,20高校情缘交友网www.gxqingyuan.comPAGE2。