磨齿机技术论文

发布时间:2017-06-08 12:51

磨齿机是利用砂轮作为磨具加工圆柱齿轮或某些齿轮(斜齿轮,锥齿轮等)加工刀具齿面的齿轮加工机床。下面小编给大家分享一些磨齿机技术论文,大家快来跟小编一起欣赏吧。

磨齿机技术论文篇一

钢球磨硬齿面减速机设计

【摘要】针对市场需求、我厂磨机配套减速机现状及动力齿轮装置发展趋势,立足于我厂现有的加工设备,随着近年渗碳、淬火―磨齿工艺的发展日臻成熟,齿轮材料用精炼钢,采用ISO原版公式,合理的角变位设计,经过细致反复的计算,自主创新设计了两种新型硬齿面减速机,为我厂今后的长远发展打下了良好基础。

【关键词】渗碳;淬火;硬齿面减速机

引言

圆柱齿轮在机械产品中应用广泛,品种、规格繁多。长期以来,在齿形上以采用渐开线齿形为主。在一般设计中较多采用中碳钢(或中碳合金钢)调质处理的齿轮(也称软齿面齿轮),很少采用低碳合金钢经渗碳淬火处理的齿轮(也称硬齿面齿轮)[1]。

在工艺上,对于冶金、矿山、起重运输、通用等机械中所用的大、中模数齿轮,一般采用调质处理―滚齿工艺,但近年来,滚齿―渗碳、淬火处理―磨齿工艺逐渐发展起来[1]。

国际上,动力齿轮装置正沿着小型化、高速化、标准化方向发展。为达到齿轮装置小型化目的,可以提高现有渐开线齿轮的承载能力。各国普遍采用硬齿面技术,提高硬度以缩小装置的尺寸[1]。

1、钢球磨减速机现状

以我厂为例,钢球磨减速机是我厂长期生产的批量产品,基本上都是1975年以后陆续设计的图纸。三十年来,只是随着标准化的贯彻局部改动外,其设计结构、性能、参数基本未变,全部为铸造机体机盖、粗钢铸造大齿轮、粗钢锻造轴齿轮,软齿面8级精度。虽然多数勉强能达到5―10年的运转寿命,但其间所出现的振动、噪声、发热、渗漏油等缺陷,造成停车维修,在不同程度上影响用户的经济效益,造成产品声誉不佳。

2、设计新型硬齿面减速机

无论是现今动力齿轮装置的发展趋势,或是我厂钢球磨减速机的现状,从哪一点考虑,设计新型硬齿面减速机都是必须的。

2.1齿轮材料的选择

齿轮用钢的发展趋势:一是含Cr、Ni、Mo的低合金钢;二是硼钢;三是碳氮共渗用钢;四是易切削钢。由于我国缺乏Cr、Ni,常用20CrMnTi渗碳钢或用含硼加稀土钢。重型机械常用18CrMnNiMo渗碳钢或中碳合金钢[1]。在我厂,多年来一直是粗钢铸造大齿轮、粗钢锻造轴齿轮,材料大多是35CrMo、ZG45Ⅱ、37SiMn2MoV等中碳钢,经热处理工艺后达到软齿面8级精度,远远落后于当今先进的齿轮技术。所以,为达到设计硬齿面减速机的目的,齿轮材料决定选用20CrMnMo,此材料不仅价格较低,亦符合齿轮用钢的发展趋势。

2.2齿轮热处理工艺及精炼工艺

2.2.1热处理工艺

齿轮热处理工艺一般有渗碳(或碳氮共渗)、氮化、感应淬火、调质等四类。当前总的趋势是提高齿面硬度,渗碳淬火齿轮的承载能力可比调质齿轮提高2~3倍,可以获得高的表面硬度、耐磨性、韧性和抗冲击性能,能提供高的抗电蚀、抗疲劳性能[1]。因此,通过渗碳淬火,然后磨齿,可以达到硬齿面6级精度的目的。

2.2.2精炼工艺

通过以下合理先进的工艺,使齿轮材料为精练钢,保证其机械性能提高10%~15%:

(1)除P、S有害杂质,使其含量≤0.015,以提高其韧性。

(2)除H2、O2,使其真空度≤3ppm,减少白点和砂眼。

(3)除渣,保证材料性能,使其缺陷达Ⅱ级,许用当量φ3.5以下。

2.3设计计算

针对我厂长期系列生产的KH两种减速机,设计了两种全新的硬齿面减速机。设计计算时,全部齿轮基本采用合理的角变位设计,使其接触强度提高15%~30%,此乃先进设计公认的数据;齿轮强度公式采用ISO原版公式[2]。下面简要介绍一下两种新型硬齿面减速机的设计计算情况:

2.3.1硬齿面减速机设计计算简要介绍

1、外形尺寸计算

①电动机功率N=1250KW 转数n=985r/min 传动比i=6.74 中心距a=800mm

②电动机功率N=1800Kw,转数n=985r/min 中心距a1=430、a2=650,ī=7.6

因两种减速机计算原理是相同的,故以第①种减速机为例作介绍

低速轴的强度计算及轴承的选择计算与高速轴齿轮的计算原理相同,碍于篇幅有限,仅列出滚动轴承的选择,其它的不能够一一列出,故略去。

2.3.3小结

经过反复细致的计算,得出上述计算结果,确定两种减速机的基本尺寸和轴承型号的选择。

2.3.4结构形式

①为一级结构减速机,②为二级结构减速机。

共同的结构特点:

1)机体、机盖均为焊接结构,除端盖外几乎没有铸件。

2)针对高速轴轴承易发热的特点,特别设计了风扇,使其与冷却水管同时降温。

3)为大齿轮设计了单独的小油池,降低油温,以防因大齿轮搅动油而造成能量损失和温升。

4)每件轴承均设有油盒,以保证轴承充分润滑。

5)每种减速机都设计成两种箱式结构,以方便用户的选择。

3、结论

3.1先进性

我厂原有减速机属70年代水平,而新型硬齿面减速机采取渗、淬、磨齿,达到硬齿面6级精度,在结构和性能方面均优于我厂原有减速机,产品水平已完全达到SEW、弗兰德等公司产品的同等技术水平。

3.2创新性

此次自主设计的均为硬齿面减速机;针对温升和渗漏油问题,设计了风扇、小油池和油盒;齿轮材料为精炼钢,基本全部采用角变位设计;焊接机体、机盖不仅能降低整机重量,而且也减少了铸造缺陷,同时美化外观。我厂原有减速机基本不曾有以上这些设计,而且,按我公司目前的工艺装备,不需增加任何设备,完全能够制造。

参考文献

[1]齿轮手册编委会.《齿轮手册》(上).机械工业出版社.1990年11月重庆第1版.1-5.

[2]《机械设计手册》联合编写组.《机械设计手册》(中).化学工业出版社.1982年10月北京第二版.

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