减速器种类很多,如渐开线圆柱齿轮减速器、双圆弧圆柱齿轮减速器、摆线针轮减速器、NGW型行星齿轮减速器、三环减速器、圆弧圆柱蜗杆减速器等。设计中应该选用标准减速器,便于设计、制造、修理和更换。
选不到适用的标准减速器时,则设计的减速器,在设计时,应该考虑的主要问题有:传动型式、传动布置、传动参数设计,传动件、支承件和箱体等的设计,润滑和密封设计及散热等。还可以进行优化设计以提高设计质量。
由于采用了硬齿面齿轮和设计制造技术的不断提高,传递同样的功率和减速比,减速器的尺寸不断减小,所以散热问题越来越,应该参考齿轮热功率计算技术文件。
对于减速器结构设计,本书提醒要注意以下问题:
1)减速器总体设计和选型。
2)非标准减速器合理设计。
3)减速器箱体设计。
4)减速器润滑和散热。
齿轮传动,作为一种的动力传输方式,被广泛应用于各行业。随着加工工艺的日趋更新,软齿面齿轮已经被逐渐的淘汰,取而代之的是渗碳淬火硬齿面齿轮。它在更小的体积内,实现了更大的扭矩传递,并且在齿部的弯曲强度和接触强度上,得到很大的提高。硬齿面齿轮传动因其较高的承载能力和更长的使用寿命被各行业所认可。
硬齿面齿轮是指硬度在 HRC40 以上的齿轮,通常都需要热处理进行淬火或者渗碳淬火,在热处理之后,由于热处理会使工件产生变形,其热前加工的精度会普遍降低 1-2 级,所以热后需要进行精加工。这样较的硬齿面齿轮较普遍的加工方式为行滚齿,然后进行渗碳淬火,后再进行齿面磨削,这样的工艺可以使整个齿面得到相同的组织以及渗碳层深度,齿面终硬度可以达到 HRC58-HRC62,并且获得很高的齿面几何精度及表面光洁度。这也是现在行业内的主导工艺,其核心工序为滚齿和磨齿。
热前滚齿
由于成本原因,较小模数工件用整体滚刀加工,材质一般为带涂层的高速钢或者粉末冶金,头数为 1-3,在刀具使用窜刀完毕后,需要进行修磨,并返回的厂家重新进行涂层,整体硬质合金的滚刀因为性价比较低,使用较少;较大模数的齿轮由于滚刀体太大,成本太高,一般都设计为镶刀片滚刀,这样的滚刀需要定期检查每一个刀片的磨损程度,并将已磨损或崩刃的刀片换掉;对于特大模数齿轮(一般为 M>22),一般都用齿轮铣刀加工。
滚齿作为粗加工工序,国内的生产厂家如南京第二机床厂,秦川机床厂的滚齿机都可以达到 7-8 级的加工精度。欧洲的滚齿机生产厂家如 Pfauter、Liebherr 等,其机床的滚齿精度可以达到 6-7 级,并且在加工稳定性及寿命方面有较大优势。随着机械行业自动化程度的提高,自动上下料传送带以及多工位上下料系统也被应用于滚齿工序,配合的自动涨紧夹具。使机床更换工件的时间将至低,实现了加工-去毛刺-倒角同时进行。更大的增加了机床的使用效率。
成型磨
砂轮被金刚轮修整成与齿形相同的形状,逐个齿进行磨削。这种生产方式较为柔性,在更换齿轮型号时,只需要将砂轮修整为与其对应的形状即可。整个修整与加工过程由预设的 CNC 轴进行控制。这项加工技术在国际上比较的公司有 Gleason、Hoefler 等, 其生产的成型磨机床加工精度可以达到 3 级,而且由于整个齿面的形状是由成型的砂轮一次连续磨削而成,所以整个齿面粗糙度可以达到 Ra0.4-Ra0.8。
在实际生产过程中,太高的表面质量要求,以及高的磨削进给量,都会产生更高的烧伤风险。不同的企业也都采取更为精细化的磨削参数进行加工,来保持成本优势。随着科技的进步,一些新的工艺也正在出现来满足市场需求,比如在成型模后进行超精磨,这样工件的表面光洁度可以达到 Ra0.2;或者用双磨头加工,其中一个磨头用于粗磨,另一个磨头安装特殊的砂轮用于精磨,来达到效率和质量的双赢。
对于硬齿面齿轮的加工,主要技术方向为:
(1)滚刀材质和涂层技术
,可提高滚齿的效率和机床利用率。
(2)砂轮技术,
随着微控制技术的进步,砂轮的磨料排列方式及形状将更为可控,更为优化的砂轮将实现更高的磨削效率与更高的工件质量。
(3)加工智能化,
机床在自动抓取工件的基础上,对工件进行辨认和识别,对有质量问题的工件进行预先判定。
(4)绿色加工,
机床的能源利用效率将会更高;油气分离技术将降低机床对空气的污染;新的干切技术,也会大量降低油品的使用量,使加工过程更为环保。