磨齿加工的齿轮具有低传动噪音、
采用磨齿加工的齿轮具有低传动噪音、高传动效率和长使用寿命的优点。磨齿加工曾被认为是一种用于航空或其它高技术领域的昂贵齿轮加工手段。但现在,观念已经改变:磨齿机的效率提高了

,砂轮性能也更好,高额成本得以大幅下降。由此,磨齿加工已开始大规模应用于齿轮加工中,如汽车、摩托车齿轮的制造,而且已达到普遍应用的程度。事实上,所有一级汽车齿轮供应商为保持竞争力,已普遍拥有磨齿机。汽车工业在未来2~5年内将逐渐成为硬齿面加工的增长市场。研究齿轮的弹性变形、制造和安装误差以及温度场的分布,进行轮齿修形,以改善齿轮运转的平稳性,并在满载时增大轮齿的接触面积,从而提高齿轮的承载能力。由于磨齿加工能去掉热处理畸变,因此许多齿轮箱均使用磨削齿轮,以更好地控制传动空程和噪音。磨齿加工工艺在整个齿轮行业中已基本成熟并在快速增长。 磨齿机的进步今天的磨齿机比十年前的同类型机床的效率提高了许多。这来源于一系列重大改进:
1 机载测量许多磨齿机因配备了机载测量系统而变得更为。由于使用了在机测量,不必将齿轮从工作台上拆卸下来送到其它地方去检测,避免了再加工时的二次安装误差。加工时,先由机载测量系统初步分析齿轮,再将实测参数与理论设计参数对比,求出所需修正量,控制系统采集到这些修正数据后自动调整磨齿加工状态,然后再进行磨齿和测量。如此反复循环,直至达到所需的精度要求。锥形砂轮磨齿锥形砂轮磨齿法是用锥形砂轮的侧面来形成假想齿条一个齿的齿侧来磨削齿轮的,如图b。一体化机载测量和机载修正系统使现代磨齿机更加***。在国内,如秦川发展股份有限公司的YK75100型成型砂轮磨齿机,配以成都工具研究所的CEP 1000型上置式齿轮测量系统,已成功尝试了开环式在机测量(实测数据的反馈与控制还需人工完成)。但就国内整体水平而言,加工与测量的精度还需进一步提高。
2 直驱电机近年来,结构紧凑的直驱电机在砂轮主轴和齿轮工件主轴上的使用日渐增加。直驱主轴可避免传动链误差。我厂是汽车变速器***制造厂,主要生产东风五吨级变速器及三吨级变速器。因此,在“修砂轮—磨齿轮”循环中运用直驱电机,并配以较好的砂轮和多轴联动控制,可消除切削纹、偏畸几何形状、齿轮使用噪音的高频误差及***振动。
制造齿轮常用的钢有调质钢、淬火钢、渗碳淬火钢和渗氮钢。铸钢的强度比锻钢稍低
软齿面的齿轮承载能力较低,但制造比较容易,跑合性好, 多用于传动尺寸和重量无严格限制,以及小量生产的一般机械中。因为配对的齿轮中,小轮负担较重,因此为使大小齿轮工作寿命大致相等,小轮齿面硬度一般要比大轮的高。
硬齿面齿轮的承载能力高,它是在齿轮精切之后 ,再进行淬火、表面淬火或渗碳淬火处理,以提高硬度。但在热处理中,齿轮不可避免地会产生变形,因此在热处理之后须进行磨削、研磨或精切 ,以消除因变形产生的误差,提高齿轮的精度。
材料
制造齿轮常用的钢有调质钢、淬火钢、渗碳淬火钢和渗氮钢。铸钢的强度比锻钢稍低,常用于尺寸较大的齿轮;为达成通过产业融合推动技术创新的目的,行业间应从技术、标准和***、信息服务与软科学研究、品牌推广等方面合作,合理利用双方的资源,进行前瞻性产品的设计与开发,确保我国自主创新技术的适用性和。灰铸铁的机械性能较差,可用于轻载的开式齿轮传动中;球墨铸铁可部分地代替钢制造齿轮 ;塑料齿轮多用于轻载和要求噪声低的地方,与其配对的齿轮一般用导热性好的钢齿轮。
未来齿轮正向重载、高速、高精度和***率

等方向发展,并力求尺寸小、重量轻、寿命长和经济可靠。
而齿轮理论和制造工艺的发展将是进一步研究轮齿损伤的机理,这是建立可靠的强度计算方法的依据,是提高齿轮承载能力,延长齿轮寿命的理论基础;在国内,如秦川发展股份有限公司的YK75100型成型砂轮磨齿机,配以成都工具研究所的CEP1000型上置式齿轮测量系统,已成功尝试了开环式在机测量(实测数据的反馈与控制还需人工完成)。发展以圆弧齿廓为代表的新齿形;研究新型的齿轮材料和制造齿轮的新工艺; 研究齿轮的弹性变形、制造和安装误差以及温度场的分布,进行轮齿修形,以改善齿轮运转的平稳性,并在满载时增大轮齿的接触面积,从而提高齿轮的承载能力。
摩擦、润滑理论和润滑技术是 齿轮研究中的基础性工作,研究弹性流体动压润滑理论,推广采用合成润滑油和在油中适当地加入极压添加剂,不仅可提高齿面的承载能力,而且也能提高传动效率。
轮齿廓修形机理
在一对齿的啮合过程中,由于参与啮合的齿轮对数变化引起了啮合刚度变化,在极短的时间内,啮合刚度急剧变化将引起严重的激振,为使啮合刚度变化比较和缓;单齿分度展成法编辑单齿分度展成法这类磨齿方法根据砂轮形状可采用锥形砂轮磨齿机、碟形砂轮磨齿机等。为减小由于基节误差和受载变形所引起的啮入和啮出冲击;或为了改善齿面润滑状态防止胶合发生,而把原来的渐开线齿廓在齿顶或接近齿根圆角的部位修去一部分,使该处的齿廓不再是渐开线形状,这种措施或方法就是所谓的齿廓修形。


经过齿顶、齿根修缘后在单对齿和双对齿啮合交替过程中,冲击载荷降低,使运转趋于平稳,减小了噪声和振动。
磨齿加工已开始大规模应用于齿轮加工中,如汽车、摩托车齿轮的制造,而且已达到普遍应用的程度。磨齿是进行高精度硬齿面齿形加工的工艺方法之一,加工精度高,但磨齿存在着设备昂贵、生产率低和调整困难等缺点。传统的研磨齿只能使齿面粗糙度有所好转,能少量修整齿形和齿向误差,对其他误差修整作用很小。尽管这一工艺在工业上得到了广泛的应用,但仅有少数几种科学分析方法存在。因为研磨齿时,两轮处于自由啮合状态,滚滑量在整个齿面上不均匀,在节圆附近滑动小,在齿根、齿顶滑动大,因此研磨时间长会由于不均匀滑动而使齿形质量降低。齿轮齿数的选择要使两互研齿轮的精度同时提高,使两轮的齿数互研时有相同的概率。
变速器噪音主要是在齿轮啮合运转时产生的,由于不可避免的制造和安装误差、齿轮轮齿的弹性变形、扭转变形及热变形等因素,使齿轮在啮合过程中会产生冲击、振动和偏载,如仅仅考虑借助提高齿轮制造和安装精度来改善齿轮的运转质量,必然会增加齿轮的制造成本。我厂是汽车变速器***制造厂,主要生产东风五吨级变速器及三吨级变速器。传统的研磨齿只能使齿面粗糙度有所好转,能少量修整齿形和齿向误差,对其他误差修整作用很小。我厂为提高产品质量,降低齿轮噪音,特别是带变速器进行了不断的探索和试验,对齿轮的修形方面做了大量工作,并通过对齿轮轮齿的齿顶和齿根的修缘,有效地改善了齿轮的啮合性能,使变速器齿轮的噪音有效的控制。随着现代机械工业的发展,齿轮修形的意义愈来愈受到广大学者和机械制造业的广泛关注与重视。
