基于重载机车牵引齿轮精加工工艺的研究
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HXD1B型机车齿轮箱小箱体关键加工工艺设计及优化
ｔ ｈ ｌ ６ ０ ０ ｍ ｍ， 上 下行程 １ ４ ０ ０ ｍ ｍ。
２ ． ２ 装 夹 方 式
行最 终精 加工 前适 当地 松开 辅 助支撑 压 板 。
１ ． ３ 机 加 工 工 装 设 计
由于齿 轮 箱 结构 比较 复 杂 ， 在 设计 机 械 加 工 工
艺装 备 时 ， 使用 Ｐ ｒ ｏ ／ Ｅ三 维造 型进 行设 计 和改 进 。 １ ． ３ ． １ 精 加工 合箱 面工 装 齿 轮箱 合 箱 面 精 加工 平 面度 要 求 比较 高 ， 在 齿
目前 生产 的齿 轮箱 一 般是 在 合 箱后 再 精 加 工 ，
且 加工后 的半 箱必 须配 对组 装 。该 齿 轮箱 则不 同 ， ２
高生产 效率 。此 外 ， 在 粗加 工 过 程 中需 合 理 安排 加
工设备 ， 若 完全采 用镗 床进 行加 工 ， 则 效率 低且 成本
个 半箱 （ 大、 小齿轮箱 ） 完全独立粗 、 精加工 ， 大、 小 齿 轮箱各 自之间 能 够完 全 互 换 使 用 ， 因 此必 须 提 高 箱 体 的机加 工精 度 ， 以保 证 组 装 的需 要 。组 装 时合
时， 要 求大 齿轮箱 和小 齿 轮箱 各 自之 间均 能 够 完全 互换 ， 因此 对齿 轮 箱 加 工 的精 度 要 求 比较 高 。为此
首先从 整体 加工 工 艺 进行 摸 索 确 定 ， 然 后 再 对 困难 工序 进行 优化提 升 ， 在 保 证 产 品 质量 的 同时 提 升加
工 效 率
根据 齿轮箱 图纸加工 精度 要求 ， 进行 工 艺分析 。
小齿 轮箱 刚性要 相 对 好 ， 但 是 加 工部 位 附 近 的筋 比 较多 ， 加 工空 间狭 窄 ， 为此 需要 定做 专用 的刀 具进 行 加工 。小 箱体 空 间尺寸精 度 主要依 靠先 进 的加工 设
２ ． ２ 装 夹 方 式
行最 终精 加工 前适 当地 松开 辅 助支撑 压 板 。
１ ． ３ 机 加 工 工 装 设 计
由于齿 轮 箱 结构 比较 复 杂 ， 在 设计 机 械 加 工 工
艺装 备 时 ， 使用 Ｐ ｒ ｏ ／ Ｅ三 维造 型进 行设 计 和改 进 。 １ ． ３ ． １ 精 加工 合箱 面工 装 齿 轮箱 合 箱 面 精 加工 平 面度 要 求 比较 高 ， 在 齿
目前 生产 的齿 轮箱 一 般是 在 合 箱后 再 精 加 工 ，
且 加工后 的半 箱必 须配 对组 装 。该 齿 轮箱 则不 同 ， ２
高生产 效率 。此 外 ， 在 粗加 工 过 程 中需 合 理 安排 加
工设备 ， 若 完全采 用镗 床进 行加 工 ， 则 效率 低且 成本
个 半箱 （ 大、 小齿轮箱 ） 完全独立粗 、 精加工 ， 大、 小 齿 轮箱各 自之间 能 够完 全 互 换 使 用 ， 因 此必 须 提 高 箱 体 的机加 工精 度 ， 以保 证 组 装 的需 要 。组 装 时合
时， 要 求大 齿轮箱 和小 齿 轮箱 各 自之 间均 能 够 完全 互换 ， 因此 对齿 轮 箱 加 工 的精 度 要 求 比较 高 。为此
首先从 整体 加工 工 艺 进行 摸 索 确 定 ， 然 后 再 对 困难 工序 进行 优化提 升 ， 在 保 证 产 品 质量 的 同时 提 升加
工 效 率
根据 齿轮箱 图纸加工 精度 要求 ， 进行 工 艺分析 。
小齿 轮箱 刚性要 相 对 好 ， 但 是 加 工部 位 附 近 的筋 比 较多 ， 加 工空 间狭 窄 ， 为此 需要 定做 专用 的刀 具进 行 加工 。小 箱体 空 间尺寸精 度 主要依 靠先 进 的加工 设
大轴重机车牵引齿轮副的设计分析
副 ，满 足 公 司大 轴 重机 车 的装车 需要 。
综合 系 数Ｋ＝ ． Ｉ ２
齿形 系数 Ｙｌ ２２ ： ．５ Ｓ ＝
主 齿轮 齿数初 选Ｚ。１ ＝４
２ 机 车 总体 参 数
齿 轮副许 用 弯 曲极 限
２６
２１￣ ２ ００ Ｓ Ｉ Ｎ Ｅ ＆ Ｔ ０ Ｇ Ｆ Ｚ Ｃ Ｎ ． ， ２ １ ＣＥＣ Ｅ Ｉ Ｙ０ Ｌ Ｏ ２ ０ ００
“ ２ 型 ： 广ｌ 一
— — Ｉ ｌ ＋ ． ｕ 十 ・ １ ０５ ｕ５
（． ３ ｆ ３ｉ 一（ 一 （） ）８ ６ ３ ＿ ’ ５ Ｊ
因此 ，齿轮副传递工作载荷所需的模数取为
１ ＂１才能达到要求。 ２ －３ － ｂ齿轮副 中心距和主动齿轮分度 圆直径的初 ） 选必须满足齿轮接触强度的要求。
取）
齿宽系数’ ＝ ０ Ｉ １ Ｉ
代 入上 述参 数得
ｍ ≥ １ ． １ ＊ ５ ６ ．５ ０ ／４ ２１ ） （／） ２６ ｆ． １ ０ ３ ２２ ／ ０１ ／ｏ １ ２ ３ ３
＝１ ４６ ２．
将上述初选参数代入公式得 ：
当主动齿轮齿数Ｚ＝ ５ ｌ１时，ｍ￣ｌ． ＞ １ ９
研 究与 改进
蛊 机 科 阳 车 技
２ ０ ２ ０第期 １
Ｓ Ｉ Ｎ Ｅ ＆ Ｔ Ｃ ｏ． Ｙ ０ Ｌ ０ ２ ２ １ ＣＥ Ｃ Ｅ 】Ｇ ＦＺ ｃ Ｎ ． ， ００ ０
大轴重机车牵 引齿轮 副的设计分析
机车研发部
摘
曹仕平
要 ：主要介 绍３ ｔ ２轴重机车牵引齿轮副的设计 ， 齿轮副的选材、参数、热处理质量、加工到组蓑进 从 行 了分析 ， 望设计 出的齿轮副能满足大轴重机车的装车要 求， 期 并且齿轮 副的使用寿命能满足机
综合 系 数Ｋ＝ ． Ｉ ２
齿形 系数 Ｙｌ ２２ ： ．５ Ｓ ＝
主 齿轮 齿数初 选Ｚ。１ ＝４
２ 机 车 总体 参 数
齿 轮副许 用 弯 曲极 限
２６
２１￣ ２ ００ Ｓ Ｉ Ｎ Ｅ ＆ Ｔ ０ Ｇ Ｆ Ｚ Ｃ Ｎ ． ， ２ １ ＣＥＣ Ｅ Ｉ Ｙ０ Ｌ Ｏ ２ ０ ００
“ ２ 型 ： 广ｌ 一
— — Ｉ ｌ ＋ ． ｕ 十 ・ １ ０５ ｕ５
（． ３ ｆ ３ｉ 一（ 一 （） ）８ ６ ３ ＿ ’ ５ Ｊ
因此 ，齿轮副传递工作载荷所需的模数取为
１ ＂１才能达到要求。 ２ －３ － ｂ齿轮副 中心距和主动齿轮分度 圆直径的初 ） 选必须满足齿轮接触强度的要求。
取）
齿宽系数’ ＝ ０ Ｉ １ Ｉ
代 入上 述参 数得
ｍ ≥ １ ． １ ＊ ５ ６ ．５ ０ ／４ ２１ ） （／） ２６ ｆ． １ ０ ３ ２２ ／ ０１ ／ｏ １ ２ ３ ３
＝１ ４６ ２．
将上述初选参数代入公式得 ：
当主动齿轮齿数Ｚ＝ ５ ｌ１时，ｍ￣ｌ． ＞ １ ９
研 究与 改进
蛊 机 科 阳 车 技
２ ０ ２ ０第期 １
Ｓ Ｉ Ｎ Ｅ ＆ Ｔ Ｃ ｏ． Ｙ ０ Ｌ ０ ２ ２ １ ＣＥ Ｃ Ｅ 】Ｇ ＦＺ ｃ Ｎ ． ， ００ ０
大轴重机车牵 引齿轮 副的设计分析
机车研发部
摘
曹仕平
要 ：主要介 绍３ ｔ ２轴重机车牵引齿轮副的设计 ， 齿轮副的选材、参数、热处理质量、加工到组蓑进 从 行 了分析 ， 望设计 出的齿轮副能满足大轴重机车的装车要 求， 期 并且齿轮 副的使用寿命能满足机
机车从动齿轮渗碳淬火变形问题的分析与预防
机车从动齿轮渗碳淬火变形问题的分析与预防摘要齿圈类机车从动齿轮，因为尺寸较大的薄板形结构，渗碳淬火后不可避免地要发生变形。
这样既影响从动齿轮的精度，也严重影响齿轮的使用性能。
本文从材料、热处理等影响齿轮热处理变形的几个主要因素入手，分析其产生的原因，并通过适当的选材以及热处理工序等相应措施，减少齿轮热处理变形，从而提高齿轮加工精度。
关键词齿轮热处理变形因素变形控制1 前言目前，在铁路跨越式发展理念的引导下，各个主机厂都以“客运高速、货运重载”为目标，应用新材料、研究新工艺、开发新产品。
牵引从动齿轮是机车驱动装置上的关键零部件，它的好坏直接影响到机车是否能够高速重载。
由于大功率机车从动齿轮因为尺寸较大，渗碳淬火后易产生变形，已经成为制约产品质量和使用性能的瓶颈，所以对机车从动齿轮渗碳淬火的研究有重要的现实意义。
2 齿轮热处理变形的影响因素2.1齿轮材料对齿轮变形的影响由于同一牌号的钢材，其淬透性曲线会在一定范围内变化，导致了淬透性带宽的不同，渗碳淬火后的组织就会出现差异，变形也就不一样，如果淬透性带宽过宽，必然会导致齿轮热处理变形无规律。
实验表明，钢的淬透性越高，热处理后齿轮的变形就越大。
当心部硬度高于HRC40时，变形就会明显增大。
目前，使用与从动齿轮强度相匹配的窄淬透性带宽的渗碳钢已经成为齿轮行业选材的共识。
2.2 预备热处理对齿轮变形的影响齿轮预备热处理组织的均匀性和稳定性对齿轮最终热处理变形的影响很大，因为齿轮各部分的原始组织不同，其比热就不同，在热处理过程中产生的尺寸变化也就不同。
齿轮经高温锻造后，由于其组织粗大不利于随后的渗碳处理，所以一般高温锻造后的齿轮需要经过正火处理，以达到细化晶粒和改善显微组织的目的。
但是，往往正火硬度过高，出现大量索氏体或魏氏体组织，它们的存在都会使内孔变形增大，所以必须引起足够的重视。
2.3 渗碳工艺对齿轮的影响2.3.1 温度的均匀性对齿轮的影响温度的均匀性是造成热处理变形的因素之一。
对电力机车牵引电机小齿轮失效的探讨
度。
另外，大齿轮与电机小齿轮组装后需把大齿轮用轮箱固定在电 １ ． １铁道条件 ， 矿山的铁道路基较差 ， 弯道半径小 ， 采场及排土场 机上 ， 这时工作人员往往忽略了一点就是齿轮箱的止 口是否完好 ， 硬 多是移动线路 ， 水平较差 ， 上下波动大 ， 铁路上常有矿石影响 ， 使电车 性用 螺栓 固定 往往 使齿 受力 加上 在 曲线受 到 冲击很 易折 断 。 受到巨大的冲击和振动 ， 反映到齿轮的传动上 ， 处在最恶劣 的条件下 所 以， 小齿 轮 与 电机组 装 时 ， 轴 必须 光 滑无 损伤 ， 无斑 痕 ， 这 样保 工作 ， 按 照 设计 规 范 １ ５ ０吨 电车 最小 曲线半 径 Ｒ ＝ ８ ０米 ， 而我矿山由 证 足够 接 触面 ， 有 时做 不到 这一 点受 到外 力 的小 齿 轮就会 迟 缓脱 落 ， 于 条件 所 限达 不 到 ８ ０米 ， 有 的地 方 曲线 半 径 ６ ５ — ７ ０米 ， 这 样 电车 在 造 成 电机轴 和小齿 轮 报废 。而且 情况 是 比较严 重 的。 曲线 上 ， 小齿 轮轴 向串动 使侧 啮合 力 不 同 ， 往 往影 响使 用 寿命 或造 成 ３问题解 决方 法 齿的折断， 有时往往把电机轴折断， 这是我主要的论述重点。 ． ３ ． １只将一主动小齿轮加热套在牵引电机器电枢轴上 ， 然后将电 １ ． ２接触 网的条件 ： 矿山铁道多是采用临时接触 网， 电机车受电 机 吊入 专 用工 具 台上 ，以套好 主动 小齿 轮 沟定 位 ，热套 另 一 主动 齿 条件较差 ， 尤其是在装卸区只使用旁弓与接触网产生不 良接触 ， 使电 轮 。 机 电器 受 到有 害 电流 的冲 击 ，电机 及 电源 接触 器 的烧损 都 与此 因 素 ３ ． ２热套 前 只将 另一 主动小 齿轮 松套 在 电枢 上进 行调 节定 位 ， 通 有 直接 的联 系 。 过象限仪侧及另端小齿轮偏差角相等后 ，将该小齿轮退 出并加热待 １ ＿ ３ 电源条 件 ： 由于牵 引 变 电所 负载 变 化大 ， 电车 与变 电所 的 距 升到 规定 温 度再 放入 专用 工具 台套装 （ 专 用工 具 台放 在专 用定 位 支 离加 大 ， 致 使 接触 网 电压 波动 也大 ， 这样 在 装卸 区频 繁 冒弓使得 无 论 架上 ， 在支承架上作平行移动的方 向旋入 ， 经象 限仪定好度 ， 主动齿 对 电器与机 械 冲击都 是非 常严 重 的。 轮也 可 以采 用标 准 轮对 的方 法安 装 ，即 以双边 压 好从 动 轮的 轮对 作 直流 电力 机 车牵 引 电压波 动范 围规定 额定 值 的 ６ ７ — １ ２ ０ ％，而 我 标准来安装， 这种方法简单而且提高工作效率 。 但当齿轮螺旋角较大 矿最 低 到 ８ ０ ０ — ９ ０ ０伏 ， 还 有 环境 条 件 、 限 界条 件 、 运行 条 件 等 ， 因此 ， 时， 热套 装 需要 沿 螺 旋角 扭 动来 装 入 ， 此 工 艺 是湘 潭 电机 厂专 利 ， 我 工矿 电力 机车 工作 环境相 当恶劣 。所 以 ， 要 求在 产 品设计 及制 造必 须 车间有一台仿型设备需改进 的，参照电机工程手册第六卷及有关机 符合这些要求 ， 在检修及维护上应尽力改善条件。随着矿山向深部开 械零件教科书） 此种方法是采用定位侧量方法， 保证了齿轮的啮合精 采 和采 掘量 的增加 ，矿 山铁 道 运输 的坡 道 运距 运 量 都 相应 增 大 ， 因 度 ， 保证两侧齿轮同时进入啮合区使每个齿受力相等 ， 也能避免折齿 此， 采 用更 大机 车牵 引力 保证 良好 机车性 能 。 现 象发 生 。 通 过几 年 的生产 与实 践 ， 我认 为齿 轮 的折 断主要 是矿 山生 产 条件 特 殊性 ， 需 要 我们 不 断 提 高认 识 ， 从 各 个 方 面采 取 措 施 ， 使 检 ２在检修 中应注意的问题 在工矿电机车运行过程 中，小齿轮是电力机车牵引力传递的主 修 工艺 不 断改 进 ，采用 先进 工 艺确 保齿 轮装 配 精度 也是 避免 齿 轮 折 要部件 ， 但是 ， 由于受运行条件的影响经常造成小齿轮折断及失效而 断主要方法 ， 这是我们在设备检修过程 中的粗浅认识 。 频 繁更换 ， 给 生产 和检修 带来 很 大麻烦 。主要原 因有 以下 几点 ： ３ ． ３ 由于 电力 机车 的工 作条 件十 分恶 劣 ，为 了减 少齿 轮 的磨 损 ， ２ ． １齿的磨损 我们让 电力机车司机交接班时随时检查 电机车的每个齿轮盒是否完 我们 知道 齿轮 产 生磨 损主 要原 因由于 杂质 金属 以及尘 土等 进入 好 。有 破 损 的 ， 及 时 回库更 换 ， 每班 认真 检查 齿 轮盒 是否 漏 油 或缺 油 发 现 时及 时处 理 。检 修更 换 小齿 轮 时 ， 认 真检 查小 齿 轮 表面 光 齿 的工作面 ，齿的光洁度不够或润滑油不足也是造成研磨 的主要原 现象 ， 因。 齿 面 的磨损 ， 将 降低齿 的工 作强 度 ， 由于磨 损所 造成 的齿 形误 差 ， 洁度 ， 光洁度不够的禁止使用。 ３ ． ４在 电力 机车 的使 用 中 ，严格 控制 司机启 动机 车 时启 动过 快 ， 将 使 运动 不平 稳 ， 从而 产生 附 加载 荷及 噪音 ， 开 式齿 轮 传动 使磨 损 比 较严重 ， 虽 然 电机 车是 闭式 齿 轮传 动 ， 但是 运行 中齿 轮 盒经 常受 到铁 要逐 级 增速 。正 反 向运行 时 ， 不要 动作 过 快 ， 等 电机车停 稳 后 再反 向 道 内的岩 石磨 损 ， 经 常进 入齿 轮盒 内部部 分杂 质 ， 造成 齿轮磨 损 。 提 速 。在 加工 工艺 上 ， 限制加工 小 齿轮 时的根 切 现象 。 ２ ． ２齿 的折 断 ４ 实际效 果 以上 几个 简 单 的改 进 方法 ， 经 过 一 段 时 间 的运 行 ， 效果 很 好 ， 更 齿 轮象 一个 悬臂 梁 ， 受 载 以后齿 根处 弯 曲应 力 最大 ， 再加 上齿 根 过渡 部 分尺 寸发 生 急剧 变化 ， 以及 沿 齿宽 方 向 留下 的加 工刀 痕 ， 引起 换 小齿 轮 的频 次 由原来 的月更换 变 成 了一 季度更 换 ，大 大减 轻 了检 应力 集 中 。 修人员 的检修强度 ， 减少 了电力机车的回库修时间 ， 提高 了电力机车 如果齿工作时产生的弯曲应力的数量值和应力循环次数超过一 的开动率。 定限度时 ， 就会在应力集中的根部产生疲劳裂纹 ， 疲劳裂纹的扩展导 参 考文 献 致齿的折断。严重的过载或冲击载荷也可能导致齿轮的折断 ， 尤其是 『 １ １ 职业教育出版社Ｃ － ｒ － 矿电力机车司机》 ． 在 曲线半径小 ， 移动线路水平距离高低差较大 ， 齿轮基本上是在这两 『 ２ １ 鞍山冶金运输学校《 电力机车电器、 检修与运用》 ． ３ ］ 范佳． 机车牵引电机 小齿轮微裂纹原因分析及改进措施ｆ Ｊ １ ． 科技致富 种载荷状态下运行， 所 以齿折断的机会更大。由于齿轮轴和支座的变 【 形或制造安装的偏差使载荷集中齿的某一部分也可能造成齿的折 向导 ． ２ ０ １ ３ （ １ ５ ） ． 断。 【 ４ Ｉ 曹殿涛， 刘振 海． 牵引电机轴承 固死及小齿轮弛缓故障处理叫． 机 车 ２ － ３齿 的润 滑状况 电传 动 ． ２ ｏ ｏ ５ （
另外，大齿轮与电机小齿轮组装后需把大齿轮用轮箱固定在电 １ ． １铁道条件 ， 矿山的铁道路基较差 ， 弯道半径小 ， 采场及排土场 机上 ， 这时工作人员往往忽略了一点就是齿轮箱的止 口是否完好 ， 硬 多是移动线路 ， 水平较差 ， 上下波动大 ， 铁路上常有矿石影响 ， 使电车 性用 螺栓 固定 往往 使齿 受力 加上 在 曲线受 到 冲击很 易折 断 。 受到巨大的冲击和振动 ， 反映到齿轮的传动上 ， 处在最恶劣 的条件下 所 以， 小齿 轮 与 电机组 装 时 ， 轴 必须 光 滑无 损伤 ， 无斑 痕 ， 这 样保 工作 ， 按 照 设计 规 范 １ ５ ０吨 电车 最小 曲线半 径 Ｒ ＝ ８ ０米 ， 而我矿山由 证 足够 接 触面 ， 有 时做 不到 这一 点受 到外 力 的小 齿 轮就会 迟 缓脱 落 ， 于 条件 所 限达 不 到 ８ ０米 ， 有 的地 方 曲线 半 径 ６ ５ — ７ ０米 ， 这 样 电车 在 造 成 电机轴 和小齿 轮 报废 。而且 情况 是 比较严 重 的。 曲线 上 ， 小齿 轮轴 向串动 使侧 啮合 力 不 同 ， 往 往影 响使 用 寿命 或造 成 ３问题解 决方 法 齿的折断， 有时往往把电机轴折断， 这是我主要的论述重点。 ． ３ ． １只将一主动小齿轮加热套在牵引电机器电枢轴上 ， 然后将电 １ ． ２接触 网的条件 ： 矿山铁道多是采用临时接触 网， 电机车受电 机 吊入 专 用工 具 台上 ，以套好 主动 小齿 轮 沟定 位 ，热套 另 一 主动 齿 条件较差 ， 尤其是在装卸区只使用旁弓与接触网产生不 良接触 ， 使电 轮 。 机 电器 受 到有 害 电流 的冲 击 ，电机 及 电源 接触 器 的烧损 都 与此 因 素 ３ ． ２热套 前 只将 另一 主动小 齿轮 松套 在 电枢 上进 行调 节定 位 ， 通 有 直接 的联 系 。 过象限仪侧及另端小齿轮偏差角相等后 ，将该小齿轮退 出并加热待 １ ＿ ３ 电源条 件 ： 由于牵 引 变 电所 负载 变 化大 ， 电车 与变 电所 的 距 升到 规定 温 度再 放入 专用 工具 台套装 （ 专 用工 具 台放 在专 用定 位 支 离加 大 ， 致 使 接触 网 电压 波动 也大 ， 这样 在 装卸 区频 繁 冒弓使得 无 论 架上 ， 在支承架上作平行移动的方 向旋入 ， 经象 限仪定好度 ， 主动齿 对 电器与机 械 冲击都 是非 常严 重 的。 轮也 可 以采 用标 准 轮对 的方 法安 装 ，即 以双边 压 好从 动 轮的 轮对 作 直流 电力 机 车牵 引 电压波 动范 围规定 额定 值 的 ６ ７ — １ ２ ０ ％，而 我 标准来安装， 这种方法简单而且提高工作效率 。 但当齿轮螺旋角较大 矿最 低 到 ８ ０ ０ — ９ ０ ０伏 ， 还 有 环境 条 件 、 限 界条 件 、 运行 条 件 等 ， 因此 ， 时， 热套 装 需要 沿 螺 旋角 扭 动来 装 入 ， 此 工 艺 是湘 潭 电机 厂专 利 ， 我 工矿 电力 机车 工作 环境相 当恶劣 。所 以 ， 要 求在 产 品设计 及制 造必 须 车间有一台仿型设备需改进 的，参照电机工程手册第六卷及有关机 符合这些要求 ， 在检修及维护上应尽力改善条件。随着矿山向深部开 械零件教科书） 此种方法是采用定位侧量方法， 保证了齿轮的啮合精 采 和采 掘量 的增加 ，矿 山铁 道 运输 的坡 道 运距 运 量 都 相应 增 大 ， 因 度 ， 保证两侧齿轮同时进入啮合区使每个齿受力相等 ， 也能避免折齿 此， 采 用更 大机 车牵 引力 保证 良好 机车性 能 。 现 象发 生 。 通 过几 年 的生产 与实 践 ， 我认 为齿 轮 的折 断主要 是矿 山生 产 条件 特 殊性 ， 需 要 我们 不 断 提 高认 识 ， 从 各 个 方 面采 取 措 施 ， 使 检 ２在检修 中应注意的问题 在工矿电机车运行过程 中，小齿轮是电力机车牵引力传递的主 修 工艺 不 断改 进 ，采用 先进 工 艺确 保齿 轮装 配 精度 也是 避免 齿 轮 折 要部件 ， 但是 ， 由于受运行条件的影响经常造成小齿轮折断及失效而 断主要方法 ， 这是我们在设备检修过程 中的粗浅认识 。 频 繁更换 ， 给 生产 和检修 带来 很 大麻烦 。主要原 因有 以下 几点 ： ３ ． ３ 由于 电力 机车 的工 作条 件十 分恶 劣 ，为 了减 少齿 轮 的磨 损 ， ２ ． １齿的磨损 我们让 电力机车司机交接班时随时检查 电机车的每个齿轮盒是否完 我们 知道 齿轮 产 生磨 损主 要原 因由于 杂质 金属 以及尘 土等 进入 好 。有 破 损 的 ， 及 时 回库更 换 ， 每班 认真 检查 齿 轮盒 是否 漏 油 或缺 油 发 现 时及 时处 理 。检 修更 换 小齿 轮 时 ， 认 真检 查小 齿 轮 表面 光 齿 的工作面 ，齿的光洁度不够或润滑油不足也是造成研磨 的主要原 现象 ， 因。 齿 面 的磨损 ， 将 降低齿 的工 作强 度 ， 由于磨 损所 造成 的齿 形误 差 ， 洁度 ， 光洁度不够的禁止使用。 ３ ． ４在 电力 机车 的使 用 中 ，严格 控制 司机启 动机 车 时启 动过 快 ， 将 使 运动 不平 稳 ， 从而 产生 附 加载 荷及 噪音 ， 开 式齿 轮 传动 使磨 损 比 较严重 ， 虽 然 电机 车是 闭式 齿 轮传 动 ， 但是 运行 中齿 轮 盒经 常受 到铁 要逐 级 增速 。正 反 向运行 时 ， 不要 动作 过 快 ， 等 电机车停 稳 后 再反 向 道 内的岩 石磨 损 ， 经 常进 入齿 轮盒 内部部 分杂 质 ， 造成 齿轮磨 损 。 提 速 。在 加工 工艺 上 ， 限制加工 小 齿轮 时的根 切 现象 。 ２ ． ２齿 的折 断 ４ 实际效 果 以上 几个 简 单 的改 进 方法 ， 经 过 一 段 时 间 的运 行 ， 效果 很 好 ， 更 齿 轮象 一个 悬臂 梁 ， 受 载 以后齿 根处 弯 曲应 力 最大 ， 再加 上齿 根 过渡 部 分尺 寸发 生 急剧 变化 ， 以及 沿 齿宽 方 向 留下 的加 工刀 痕 ， 引起 换 小齿 轮 的频 次 由原来 的月更换 变 成 了一 季度更 换 ，大 大减 轻 了检 应力 集 中 。 修人员 的检修强度 ， 减少 了电力机车的回库修时间 ， 提高 了电力机车 如果齿工作时产生的弯曲应力的数量值和应力循环次数超过一 的开动率。 定限度时 ， 就会在应力集中的根部产生疲劳裂纹 ， 疲劳裂纹的扩展导 参 考文 献 致齿的折断。严重的过载或冲击载荷也可能导致齿轮的折断 ， 尤其是 『 １ １ 职业教育出版社Ｃ － ｒ － 矿电力机车司机》 ． 在 曲线半径小 ， 移动线路水平距离高低差较大 ， 齿轮基本上是在这两 『 ２ １ 鞍山冶金运输学校《 电力机车电器、 检修与运用》 ． ３ ］ 范佳． 机车牵引电机 小齿轮微裂纹原因分析及改进措施ｆ Ｊ １ ． 科技致富 种载荷状态下运行， 所 以齿折断的机会更大。由于齿轮轴和支座的变 【 形或制造安装的偏差使载荷集中齿的某一部分也可能造成齿的折 向导 ． ２ ０ １ ３ （ １ ５ ） ． 断。 【 ４ Ｉ 曹殿涛， 刘振 海． 牵引电机轴承 固死及小齿轮弛缓故障处理叫． 机 车 ２ － ３齿 的润 滑状况 电传 动 ． ２ ｏ ｏ ５ （
基于钢丝螺套的HXD3电力机车牵引装置修复技术研究
该M24螺栓按865 N・m 士 15%的把紧力矩
体
销相连接。该M24螺栓处于既
预紧力K作用又承 向载荷(这里为拉力F)
作
& M24螺纹连接如图2所示&
图1牵引装置总图
通过装配结构分析可知，牵引杆体与牵引销是
通过1：5| 度 安
，其
间隙很小，机车
过程中由机车 力或制动力作用产 横向
力 作用在
销上，连
杨永燕.HXD1型电力机车轴箱拉杆座故障螺纹孔修复技术 研究名城绘,2019（）:454 崔涛涛.加装钢丝螺套修复HXD2C型机车齿轮箱放油孔方 法的研究（）•郑铁科技通讯2017（4）:9-11. 王文东.HXD3系列电力机车EBV典型故障原因分析及整改 措施铁道机车与动车,019（7）:37-39. 刘为亚，杨凯，陈一萍，等.地铁转向架牵引销螺栓扭矩值优 化分析（）•内燃机与配件2019（21）71-73. 李路阳，刘洪哲，周 浩，等.HX_D2C型机车牵引及防落座底孔 修复方案分析（）•电力机车与城轨车辆,019,42（5）:81-83. 高庆水，田 河，张 楚，等.螺纹孔单边螺栓T形连接节点受 拉性能研究（I）：试验研究（）•建筑钢结构进展，2020, 22（2）:76-85 徐力.构架螺纹孔检修工艺探析（）•现代工业经济和信息 化,2017,7（24）:34-36,42.
摘要：针对电力机车检修过程牵引装置中牵引销 连接螺纹孔出现的脱扣、乱牙等问题，在采用钢丝螺套修复 方案的基础上，对牵引装置进行力学分析，以确保选取的钢 丝螺套具备良好的力学性能；对螺栓组螺纹连接强度进行计 算，以确保选取的钢丝螺套具备足够的连接强度；对钢丝螺 套进行可靠性分析，以确保修复方案能够满足相关技术要 求"通过固化修复方案和实践验证，证明所制定修复方案具 有一定的实用价值°
人字齿轮轴制造方案研究及优化
人字齿轮轴制造方案研究及优化2.一重集团天津重工有限公司高级工程师天津 300301摘要：本文介绍了一种基于秦川集团YK31300滚铣机床齿轮轴加工方案，对装夹方案进行了优化，并详细介绍了超长齿轮轴在带顶尖机床的加工方案研究，同时介绍了两种窄间隙人字齿轮轴无法磨齿前提下的齿面硬化方案。
关键词：超长窄空刀槽人字齿轮轴加工齿面硬化近年来，随着国内汽车市场需求的不断增长，使得机械压力机市场订单量激增，各个车企为了快速抢占市场，致使国内压力机订单周期也越来越短。
齿轮是机械压力机设备的核心零部件，设计图纸要求齿轮加工精度为JIS3级，对应国内标准为7级精度，此前人字齿轮一直由外协加工成品，但外协加工齿轮质量及加工精度往往不能满足齿轮精度要求，且天津重工生产的机械压力机齿轮为窄空刀槽人字齿轮，齿面加工后无法精磨来提高精度。
加工齿轮精度不合格，一方面造成现场齿轮出现接触率不合格，装配后齿轮啮合普遍接触率较差，图纸要求齿轮工作表面的接触面积沿齿高不小于60%，沿齿长不小于80%，但是装配后发现齿轮接触实际多为线接触，接触位置也发生偏移，且两侧接触位置不对称或单侧接触(见图1），设备运行一段时间后容易产生齿面点蚀等问题（见图2）。
图1 齿轮线性单侧接图2压力机现场齿轮点蚀严重经过一年研究，已经解决厂内齿轮加工难题，但是齿轮轴仍无法实现厂内加工。
齿轮轴与齿轮啮合，其啮合频率更高，更容易出现齿面点蚀，甚至断齿等问题。
为此，研究采购了一台秦川集团YK31300滚铣机床，该机床特点是能够通过更换铣头，实现滚齿加工及铣齿加工。
1 滚铣机床常规加工方案介绍YK31300滚铣机床后立柱顶尖中心至工作台面距离为0-2600，其转台下方有1900mm深地坑，因此最长能加工4500mm长齿轮轴，加工齿轮轴一般情况下为顶尖顶住齿轮轴上端，下端齿轮轴台阶端面与工装辅具端面贴合，通过顶尖传递压力将齿轮轴固定，从而实现加工时，齿轮轴与转台共同转动（见图3）。
齿轮加工技术和装备发展现状与趋势
汽车齿轮加工技术和典型装备重庆机床（集团）有限责任公司廖绍华一、前言齿轮是汽车行业主要的基础传动元件，通常每辆汽车中有18~30个齿部，齿轮的质量直接影响汽车的噪声、平稳性及使用寿命。
目前按产量计我国已成为世界第三大汽车生产国，强大的汽车工业必然需要强大的齿轮加工装备业支撑。
齿轮加工机床是一种复杂的机床系统，是汽车行业的关键设备，世界上各汽车制造强国如美国、德国和日本等也是齿轮加工机床制造强国。
据统计，我国80%以上的汽车齿轮由国产制齿装备加工完成。
同时，汽车工业消费了60%以上的齿轮加工机床，汽车工业将一直是机床消费的主体。
二、汽车齿轮加工方法1．最常用的齿轮加工工艺根据尺寸、材料和用途的不同，齿轮可用不同的方法制造。
目前齿轮加工最主要的工艺方案如下。
■滚齿（插齿、锻齿）→剃齿→热处理■滚齿（插齿、锻齿）→热处理→刮剃■滚齿（插齿、锻齿）→热处理→刮滚■滚齿（插齿、锻齿）→热处理→刮滚→珩齿（强力珩）■滚齿（插齿、锻齿）→热处理→磨齿■滚齿（插齿、锻齿）→热处理→磨齿→珩齿（强力珩）2．汽车齿轮加工最常用的工艺方法及其特点■滚齿（插齿、锻齿）→剃齿→热处理→（珩齿）特点：加工效率高、加工成本低，适合轿车及微型车齿轮加工。
■滚（插齿）→剃齿→热处理特点：加工效率高、加工成本低，适合于一般中重型汽车齿轮加工。
■滚（插齿）→热处理→磨齿特点：加工精度高、加工效率较低、加工成本，适合于高速齿轮、大型客车、高档重型汽车齿轮的加工。
3．齿轮加工应考虑的因素■根据加工对象和要求，要选择适合的机床。
如适合的机床的规格、数控轴数、性能，机床要有高的刚性、良好的热稳定性、高可靠性等；■齿轮的加工精度和效率，还与刀具的材料、参数、涂层工艺、精度等级及刚性，夹具的定位方式、精度和刚性，齿坯的材料、硬度、精度和刚性，切削用量的合理选用，以及切削液的选用有关。
4．齿轮加工新技术■高速干式切削特点：绿色加工、高效率、单件加工成本低。
HXD3B机车齿轮箱加工工艺及精加工胎具设计
证使用粗基准找正时更方便 ， 装夹工件 时更加可靠． ２ ２ 齿轮箱 体 Ｊ ｒｍ艺分 析 ． ｍ－ Ｈ Ｄ Ｂ齿 轮箱 体属 于薄壁 类零 件 ， 装夹 时 Ｘ３ 在
２ １１ 精 基准 的选择 ．． 选 择精 基准 时 ， 要 考 虑保 证 加 工 精 度 和 工 主 件 安 装 方便 可 靠 ． 择原 则 为 ： 准 重合 原 则 ， 选 基 即
要求 ０ ０ ｍ， ．４ｍ 以小 面 为基准 检测大 面 ， 为了加 成 工 上 的一个难 点 ． 另外 ， 纸 要求 ｑ７ ０ｌＤ外 圆 图 ｂ ４ ｌ ／－ ｉ 与 Ａ—Ｂ同轴 度 为 ０ ０ ｉ ￣３ ０ｌ ４ ０ ＩＩ ． ５１ ｂ ０ ｌ ２ ０ＩＩ Ｔ ｍ， ｔ ｍ、 Ｔ ／
也 遵循 了“ 准 统一 ” 基 的原 则．
图 １ ＨＸ ３ Ｄ Ｂ齿 轮 箱
２ 制定 ＨＸ ３ 齿 轮 箱 体 加 工 工 艺 ＤＢ 路 线
２ １ 定位 基准 的选择 ．
正确选 择定 位基 准 ， 别是 主要 的精 基准 ， 特 对 保 证零 件加 工精 度 、 理 安 排 加 工顺 序 起 决 定 性 合 的作用 ． 当用夹具 安装 工件 时 ， 为基 准 的选择 还 定
合 减小 误差 ， 齿 轮箱 底 面增 加 了 两个 工 艺 台阶 在 面， 将原 本 不 加 工 的 表 面 改 为 加 工 表 面 （ 图 ２ 如
（） ｂ
所 示 ） 通过 三个 平 面 为精 基 准定 位 ， ， 简单 方 便 的 限制 了齿轮 箱 的 ６个 自由度 ， 位稳定 可靠 ， 定 同时
组装精度 、 机械性能及使 用寿命 ． 目前国内的 同类产品普遍存在着功率与重量 比较小 ， 或者传 动 比大而机 械效 率 过低 的 问题 ． 国外 的 同类 产 品 特别是减速器 ， 以德 国 、 麦 和 日本 处 于 领 先 地 丹 位 ， 别在 材料 和制造 工艺 方面 占据优 势 ， 工作 特 其
２ １１ 精 基准 的选择 ．． 选 择精 基准 时 ， 要 考 虑保 证 加 工 精 度 和 工 主 件 安 装 方便 可 靠 ． 择原 则 为 ： 准 重合 原 则 ， 选 基 即
要求 ０ ０ ｍ， ．４ｍ 以小 面 为基准 检测大 面 ， 为了加 成 工 上 的一个难 点 ． 另外 ， 纸 要求 ｑ７ ０ｌＤ外 圆 图 ｂ ４ ｌ ／－ ｉ 与 Ａ—Ｂ同轴 度 为 ０ ０ ｉ ￣３ ０ｌ ４ ０ ＩＩ ． ５１ ｂ ０ ｌ ２ ０ＩＩ Ｔ ｍ， ｔ ｍ、 Ｔ ／
也 遵循 了“ 准 统一 ” 基 的原 则．
图 １ ＨＸ ３ Ｄ Ｂ齿 轮 箱
２ 制定 ＨＸ ３ 齿 轮 箱 体 加 工 工 艺 ＤＢ 路 线
２ １ 定位 基准 的选择 ．
正确选 择定 位基 准 ， 别是 主要 的精 基准 ， 特 对 保 证零 件加 工精 度 、 理 安 排 加 工顺 序 起 决 定 性 合 的作用 ． 当用夹具 安装 工件 时 ， 为基 准 的选择 还 定
合 减小 误差 ， 齿 轮箱 底 面增 加 了 两个 工 艺 台阶 在 面， 将原 本 不 加 工 的 表 面 改 为 加 工 表 面 （ 图 ２ 如
（） ｂ
所 示 ） 通过 三个 平 面 为精 基 准定 位 ， ， 简单 方 便 的 限制 了齿轮 箱 的 ６个 自由度 ， 位稳定 可靠 ， 定 同时
组装精度 、 机械性能及使 用寿命 ． 目前国内的 同类产品普遍存在着功率与重量 比较小 ， 或者传 动 比大而机 械效 率 过低 的 问题 ． 国外 的 同类 产 品 特别是减速器 ， 以德 国 、 麦 和 日本 处 于 领 先 地 丹 位 ， 别在 材料 和制造 工艺 方面 占据优 势 ， 工作 特 其
铁路货车轮轴组装工艺改进研究
铁路货车轮轴组装工艺改进研究摘要：随着铁路货车重载、高速的发展需要，对轮轴的制造水平要求越来越高，以进一步提升车辆的运行品质。
铁路货车轮轴主要由车轴、车轮、轴承及前盖后挡等附件组成，车轴与车轮加工后采用过盈配合冷压装装配形成轮对，轴承及附件与轮对装配后成为轮轴。
基于此，本文主要对铁路货车轮轴组装工艺改进进行分析探讨。
关键词：铁路货车；轮轴组装；工艺改进1轮对组装工艺及改进研究轮对组装须符合TB/T1718《铁道车辆轮对组装技术条件》相关要求，目前我国主要铁路货车以准轨为主，设计时速小于120km/h，要求同一轮对的两车轮直径差不大于1mm，同一车轮相互垂直的直径差不大于0.5mm，轮对内侧距离为(1353±2)mm，且轮对内侧距任意三处相差不大于1mm，轮位差不大于3mm。
1.1轮对压装工艺轮对压装工艺设计时，车轴与车轮采用过盈配合，采用自动化压装设备进行压装，其装配过盈量为车轴轮座直径的0．8‰～1．5‰，轮对压装最终压装力根据轮毂孔直径进行计算，轮对压装后，通过轮对尺寸检测及压装位移—压力曲线综合判断车轮车轴的装配质量。
车轴车轮及轮对尺寸检测项目较多，配置有内径外径千分尺、轮径尺、内侧距尺、深度尺、圆弧样板、踏面全形样板、三孔位置度检具、轮位差尺、轮轴偏心检测仪、样板轮对等成套量具检具，用于控制轮对的组装尺寸及组装质量。
轮对压装为特殊过程工序，车轮与车轴的装配质量难以用肉眼观察，需通过压装实物质量与压装曲线综合判断轮对组装质量，其组装尺寸及形位公差满足产品图纸及技术条件相关要求，压装曲线要求光滑并均匀上升，不得有跳动;压装压力曲线长度不小于理论长度的80%;曲线起点陡升时，陡升值不超过98kN;曲线中部不得有下降，平直长度不超过该曲线投影长度的10%;压力曲线末端平直线长度不超过该曲线投影长度的15%;压力曲线开始上升点与终点连成一直线，曲线应全部在此直线之上。
轮对压装曲线可直观判断轮对的装配质量，压装过程中装配不良、损伤拉伤等质量缺陷可通过压装曲线的平直、陡升、降吨、异常凸起等缺陷进行判断，车轮与车轴的压装位移通过位移－压力曲线长度进行判断。
高速动车组牵引齿轮国产化研究
小齿轮 采用 锻造 、 粗加 工 、 滚齿、 齿 面硬化 热处 理 、 精
加工 、 磨 齿 的技 术 路线 。其 中 ， 国产 化大 、 小 齿 轮齿 面硬化 采用 渗碳 淬 火工 艺 ， 区别 于 日本 小 齿 轮采 用
锥 面 的接 触面 积及控 制高将 影 响联 轴节 的装 配 精 度 。 由于 锥 面 接 触 面 积 要 求 ９ ０ ％ 以上 ， 锥度 １ ：
２ 设 计 校 核
大、 小 齿轮基 本参 数见 表 ２ ， 按 Ｇ Ｂ ／ Ｔ ３ ４ ８ ０—
齿 轮弯 曲 、 接触、 胶 合 安 全 系 数 均 满 足 高 可靠 度 要
求， 具有 足够 的强 度 和胶合 承载 能力 。
１ ９ ９ ７和 Ｇ Ｂ ／ Ｔ ６ ４ １ ３—２ ０ ０ ３进 行齿 轮 弯 曲疲 劳 强 度 、
的国产化 替代 。
轮采 用 进 口欧 洲 或 日本 的 产 品 ， 见表 １ ， 采 购 周 期
长、 成本 高 。某 公 司依 托 在 齿 轮研 发 、 新 材料 、 新工
艺及 新 技 术 研 究 方 面 的 综 合 优 势 ， 对 日本 模 式 的
表 １ 中国 Ｃ ＲＩ － Ｉ系列 高 速 动 车 组 牵 引 齿 轮 概 况
渗碳 淬火 、 大齿 轮采用 高频感 应淬 火 ； 另 外加 入 了轮 齿 喷丸 强化 工序 ， 进 一步 提 高 齿 轮抗 弯 曲和抗 冲击
的性能 。
表２ 大、 小 齿 轮 基 本 参数
３ ． ３ ． １ 油孑 Ｌ 加 工精度 控制 该 油孔 加 工 精度 直接 影 响 大齿 轮 的注 油退 卸 。 由于该 油孔 为渗碳 淬火后 加工 ， 硬度较 高 ， 因此控 制
SS8-Ⅱ型机车牵引齿轮的修形降噪设计
SS8-Ⅱ型机车牵引齿轮的修形降噪设计汤兆平;唐帅;孙剑萍;颜力【摘要】介绍了低噪声齿轮的设计方法和准则.在分析齿轮修形原理、基本参数的确定及修形方案设计的基础上,以SS8-Ⅱ型准高速客运电力机车齿轮传动为研究实例,对其进行了齿廓修形和齿向修形设计;并通过噪声检测,发现在同样条件下,修形后的驱动装置噪声的A声级可降低6～10 dB,实现较好的降噪效果.研究将对建立修形要素与振动噪声之间的直接映射关联,探寻齿轮振动噪声的最优控制策略具有重要意义.【期刊名称】《科学技术与工程》【年(卷),期】2016(016)008【总页数】6页(P201-205,253)【关键词】机车牵引齿轮;降噪;齿轮修形;修形设计【作者】汤兆平;唐帅;孙剑萍;颜力【作者单位】华东交通大学,南昌330013;华东交通大学,南昌330013;华东交通大学,南昌330013;南车戚墅堰机车车辆工艺研究所有限公司,常州213011【正文语种】中文【中图分类】TH132.41载荷作用下、齿轮传动系统变形、齿轮本身的传递误差、时变啮合刚度、热及弹性变形等诸因素共同导致的综合变形，将破坏轮齿齿廓共轭啮合传动的平衡条件，引起激烈的传动振动和噪声[1—3]。
试验结果表明：转速加倍，齿轮噪声的A声级可提高8dB，较大的齿面粗糙度可提高7 dB；当轮齿齿形存在S形、中凹齿形等误差，噪声可增加18 dB，若轮齿存在齿距误差时则可增加噪声7 dB；不合理的齿形重合系数、压力角、模数、齿宽、变位系数、齿轮直径等参数也将明显影响传动噪声。
大多数低噪声齿轮的设计方法和准则主要集中在控制和减少齿轮内部激励的来源，即啮合过程中的接触状态偏离理想状态的程度，其中最为关键的就是接触面的形状差异[4—6]。
现有实验和理论分析表明，高速、重载下，完全符合理论齿形的齿轮，其传动性能并不能达到最优[7]；而合理的轮齿形状不仅能有效地降低内部激励引起的振动和噪声，还能通过均匀齿宽载荷，改善齿面应力分布，提高承载能力，有效地减少恒定扭矩下的单位负荷。
重载机车牵引齿轮端面齿齿高的测量
（ 辑 ：唐 源 ） 编
盘 的高 度 Ⅳ， 把 它 作 为 标 准量 块 。测 量 时 将 该 端 并
面齿盘 嵌入 待测 量 的 端 面齿 零 件 的端 面齿 上 ， 户 用 仅需测 量 出轴端 面 到端 面 齿 盘 的底 面尺 寸 ， 后 然
一
减 去端 面齿 盘 的高 度Ⅳ， 即得 到 端 面 齿 零件 的端 面
试 验 检 测
文 章 编 号 ：０ ７６ ３ （ ０２）ｌ０３ －２ １ ０ －０ ４ ２ １ Ｏ － ７ ０ ０
重载 机 车 牵 引齿 轮 端 面齿 齿 高 的测 量
颜 力 ，刘 忠伟 ，唐 亮 ，王 文 健
（ 南车戚 墅 堰机 车车 辆 工艺研 究 所有 限公 司， 苏 常 州 ２ ３ １ ） 江 １０ １
一
３８
况下 这种 误 差很 小 ， 乎 可 以忽 略不 计 。 几
图 ３ 端 面 齿 的 测 量
图 １ 端 面齿 零 件
测量 时将 圆棒 置 于所 述 待 测端 面齿 的齿槽 内 ，
图４
端 面 齿 的 测 量 展 开 图
圆棒 的直 径 大小需 满 足测量 时 至少有 一 部分 卡在 待 测 端 面齿 的齿 槽 内且 与两侧 齿 面相切 ， 图 ３所 示 。 如 测量 装 置 在使 用 时 ， 先 用 楔形 块 将 待 测端 面 首 齿 轮倾 斜 垫起 ， 即把 楔 形 块 塞 入 端 面 齿 轮 下端 的一
收 稿 日期 ：０ １— ８— １ ２ １ ０ ０ 作 者 简 介 ： 力 （ ９ ４一） 男 ， 程 师 ， 士 。 颜 １８ ， 工 硕
测 量 时 ， 量者 一手 压紧 圆棒 ， 测 另一 手用 其他 测 量 工具 如深 度 尺 测 量 圆棒 的 外 圆 周 高 点 Ｅ至 水 平 面 的距 离 ￡， 同时 再参 考其 他几 个 数 据量 值 ： 即端 面 齿 轮 的直径 Ｄ， 面 齿 的齿槽 宽 口 齿 形 角 和 倾 角 端 、 卢， 圆棒 的半 径 Ｒ， 后 通 过 下 述 三 角 关 系 式 换 算 出 最 端 面齿 的高 度 日。
盘 的高 度 Ⅳ， 把 它 作 为 标 准量 块 。测 量 时 将 该 端 并
面齿盘 嵌入 待测 量 的 端 面齿 零 件 的端 面齿 上 ， 户 用 仅需测 量 出轴端 面 到端 面 齿 盘 的底 面尺 寸 ， 后 然
一
减 去端 面齿 盘 的高 度Ⅳ， 即得 到 端 面 齿 零件 的端 面
试 验 检 测
文 章 编 号 ：０ ７６ ３ （ ０２）ｌ０３ －２ １ ０ －０ ４ ２ １ Ｏ － ７ ０ ０
重载 机 车 牵 引齿 轮 端 面齿 齿 高 的测 量
颜 力 ，刘 忠伟 ，唐 亮 ，王 文 健
（ 南车戚 墅 堰机 车车 辆 工艺研 究 所有 限公 司， 苏 常 州 ２ ３ １ ） 江 １０ １
一
３８
况下 这种 误 差很 小 ， 乎 可 以忽 略不 计 。 几
图 ３ 端 面 齿 的 测 量
图 １ 端 面齿 零 件
测量 时将 圆棒 置 于所 述 待 测端 面齿 的齿槽 内 ，
图４
端 面 齿 的 测 量 展 开 图
圆棒 的直 径 大小需 满 足测量 时 至少有 一 部分 卡在 待 测 端 面齿 的齿 槽 内且 与两侧 齿 面相切 ， 图 ３所 示 。 如 测量 装 置 在使 用 时 ， 先 用 楔形 块 将 待 测端 面 首 齿 轮倾 斜 垫起 ， 即把 楔 形 块 塞 入 端 面 齿 轮 下端 的一
收 稿 日期 ：０ １— ８— １ ２ １ ０ ０ 作 者 简 介 ： 力 （ ９ ４一） 男 ， 程 师 ， 士 。 颜 １８ ， 工 硕
测 量 时 ， 量者 一手 压紧 圆棒 ， 测 另一 手用 其他 测 量 工具 如深 度 尺 测 量 圆棒 的 外 圆 周 高 点 Ｅ至 水 平 面 的距 离 ￡， 同时 再参 考其 他几 个 数 据量 值 ： 即端 面 齿 轮 的直径 Ｄ， 面 齿 的齿槽 宽 口 齿 形 角 和 倾 角 端 、 卢， 圆棒 的半 径 Ｒ， 后 通 过 下 述 三 角 关 系 式 换 算 出 最 端 面齿 的高 度 日。
矿用电机车冲击重载齿轮的弹性结构设计及动态特性分析
一 一 一 一 ～ ～ 一 一
图 １齿轮 系统示意图
重载齿轮啮合产生外部激励的形式有 ：① 与系统的运动状 态 无关 的外部动态激励 ； 与系统运动历程 （ ② 如旋转角励 （ 参数 激励 ）③与系统中某些 自 ；
１ 弹性齿轮结构设计
１ １工况 分析 ．
机 械设 计与 制造
Ｍａ ｈ ｎ ｒ Ｄｅ ｉｎ ＆ Ｍａ ｕ ａ ｔ ｒ ｅ ｉｅｖ ｓｕ ｎ ｆ ｅｕ ｅ 一１ 一 ９
装载相动臂镗 孔毫 用棚 床硇 设计
杨 颖 李志 鹏 （ 临沂 师 范学 院 物 理 系 ，临沂 ２ ６０ ） ７０ ５
维普资讯
第 ２期 ２０ ０ ６年 ２月
文 章 编 号 ：０ １—３ ９ （０ ６ ０ １０ ９ ７ ２ ０ ）２—０ １ ０ ７—０ ２
机 械设 计与 制造
Ｍａ ｈ ｎ ｒ Ｄｅ ｉｎ ｃ ｉ ｅｙ ｓｇ ＆ Ｍａ ｕ ａ ｔ ｒ ｎ ｆ ｃｕ ｅ 一１ ７一
何 缓 冲 装 置 ， 起 尖 峰 载 荷 冲击 。 过 齿 轮 的失 效 分 析 ，Ｏ吨 电 ３ ＣＮ 铸造 ， 引 通 ８ ５ ｒｉ 调质处理 ， 齿面淬火 ， Ｒ Ａ Ｈ Ｃ ０—４ ， ５ 热处理后的芯 机 车牵 引 大齿 轮 的实 际破 坏 形 式 主要 是 轮齿 折 断 、齿 轮 面 过 度 部性能 ０２ ８ ＭＰ ， ２ ５ ０ ａ ＂ ：７ ６ ａ ＝ ８ ＭＰ 。电机车机车额定功率 Ｐ＝ ６ 磨 损 和 齿 面 压溃 。 现 场统 计分 析 ８ 据 Ｏ吨 电机 车 的 轮 齿 折 断 故 障 ２ ０ Ｗ，机车启动最大牵引力 ， ＝ ３ ２ Ｎ，机车 的额定速度 １ｋ － ２５０ 柚
重车起 、 停频繁 ， 造成很 大的冲击 和振动 ； 引电机采用抱 轴瓦 １ｒ 口＝ ０， 牵 ０ ｍ， ２ 。 ａ 变位系数 莉＝ ．、２ ０２４精度 ８ ， ０５ Ｘ＝ ．９ ， 级 中心距 半悬挂式 ， 电动机直接 驱动小齿 轮 ； 功率经 由小齿 轮 、 其 大齿轮 Ａ ＝４ ２５ ｍ， ｏ ６ ． ｍ 齿宽 ｂ ＝１０ ｍ、 ２ ４ ｍ 材质及热处 理 ： ｌ ４ ｍ ６ ＝１５ ｍ。 小 传 递给车轮 ，属 于刚性传递 ；外来 附加载荷对机车动 力冲击亦 齿轮采用 ２ ＣＭｎ ｉ ０ ｒ Ｔ，表面渗碳深 １ ｍ Ｈ Ｃ ６—６ ， —２ ｍ， Ｒ ５ ２ 热处理 由车轮 、牵 引大齿轮刚性传给 电动机及 整个机车 ，相互间无任 后 的 芯 部 性 能 Ｏ ｌ ０ ９ ａ Ｉ ８４ Ｍ ａ 大 齿 轮 采 用 ＇ ＝１７ ＭＰ 。 ｔ ＝ ３ Ｐ ；
牵引电机外锥传动转轴机械加工工艺优化
面的不 同轴 。
圆、 普通 车床平端面和修 中心孔 、 摇臂钻床钻端 面孔 和注
在车削中心上精车时 ，为 了尽 可能地 提高 中一 ￣ 与 Ｃｆ ，Ｌ
收稿 日期 ： ０ ０ ０ — ８ ２ １— ４ ０
作者简介 ： 连新 ， 肖 高级 程师 ， ８ Ｉ ： １ ７年毕业于南京航空学院机械 工艺及设备专业 ， ９ 现主要从事电机制造和机械加 工工艺工作 。
关键词： 牵引 电机转轴 ； 机械加工 ； 传统工艺 ； 工艺优化
中 图分 类号 ： ２ ０６ Ｕ ７． 文 献 标识 码 ： Ａ 文章 编 号 ：１７ — １７ ２ １ ）５ ０ ３ — ３ ６ ２ １８ （０ ０ ０ — ０ ６ ０
Ｏｐ ｉ ｚｎ ｒｔ ｅｍａ ｈ ｎ ｎ ｒ ｃ ｓ ｆ ｈ ｒ ｃ ｏ ｏ ｈ ｆ ｔｍｉｉ ｇｆ ｃ ｉ ｉ ｇｐ ｏ ｅ ｓｏ ｅｔ ａ ｔ ｏ ｈ ｔ ｍ ｔ ｒｓ ａ ｔ
选用80棱形和55棱形立方氮化硼涂层刀片进行半精考虑到数控加工的尺寸精度一致性保持的特点即车和精车可以达到快速去除余量和达到较高的表面质在一次装夹中车削的每个台阶尺寸将与程序尺寸一致量的要求如果轴的外圆设计有较深的圆弧槽可以选用公差几乎为零所以将测量基准转化为只测量转轴最大35棱形刀片这样刀片的后角不会干涉而碰伤非加工外径的长度尺寸便可保证所有长度尺寸精度要求
・制造 技 术 ・
牵引 电机外锥传 动转轴机械加 工工 艺优化
肖连新
（ 南车株 洲电机有 限公 司， 湖南 株洲 摘 ４２０ ） １０ １ 要： 文章分析牵引 电机转轴采用传统多机床加工工艺存在 的不足 ， 详细介绍改进工艺手段 和工艺 方法 、 优化 工艺
参数等 ， 极大地提 高了转轴 的加工质量和生产效率。
圆、 普通 车床平端面和修 中心孔 、 摇臂钻床钻端 面孔 和注
在车削中心上精车时 ，为 了尽 可能地 提高 中一 ￣ 与 Ｃｆ ，Ｌ
收稿 日期 ： ０ ０ ０ — ８ ２ １— ４ ０
作者简介 ： 连新 ， 肖 高级 程师 ， ８ Ｉ ： １ ７年毕业于南京航空学院机械 工艺及设备专业 ， ９ 现主要从事电机制造和机械加 工工艺工作 。
关键词： 牵引 电机转轴 ； 机械加工 ； 传统工艺 ； 工艺优化
中 图分 类号 ： ２ ０６ Ｕ ７． 文 献 标识 码 ： Ａ 文章 编 号 ：１７ — １７ ２ １ ）５ ０ ３ — ３ ６ ２ １８ （０ ０ ０ — ０ ６ ０
Ｏｐ ｉ ｚｎ ｒｔ ｅｍａ ｈ ｎ ｎ ｒ ｃ ｓ ｆ ｈ ｒ ｃ ｏ ｏ ｈ ｆ ｔｍｉｉ ｇｆ ｃ ｉ ｉ ｇｐ ｏ ｅ ｓｏ ｅｔ ａ ｔ ｏ ｈ ｔ ｍ ｔ ｒｓ ａ ｔ
选用80棱形和55棱形立方氮化硼涂层刀片进行半精考虑到数控加工的尺寸精度一致性保持的特点即车和精车可以达到快速去除余量和达到较高的表面质在一次装夹中车削的每个台阶尺寸将与程序尺寸一致量的要求如果轴的外圆设计有较深的圆弧槽可以选用公差几乎为零所以将测量基准转化为只测量转轴最大35棱形刀片这样刀片的后角不会干涉而碰伤非加工外径的长度尺寸便可保证所有长度尺寸精度要求
・制造 技 术 ・
牵引 电机外锥传 动转轴机械加 工工 艺优化
肖连新
（ 南车株 洲电机有 限公 司， 湖南 株洲 摘 ４２０ ） １０ １ 要： 文章分析牵引 电机转轴采用传统多机床加工工艺存在 的不足 ， 详细介绍改进工艺手段 和工艺 方法 、 优化 工艺
参数等 ， 极大地提 高了转轴 的加工质量和生产效率。
HXD2型机车牵引齿轮可靠性关键技术研究
Ｙ Ａ Ｎ Ｇ Ｄ ｏ ｎ ｇ — ｙ ｏ ｕ ， Ｇ ＡＯ Ｘ ｉ ａ ｏ － ｐ ｉ ｎ ｇ ， Ｑ Ｉ Ｎ Ｌ ａ ｎ － ｘ ｉ ａ ｎ ｇ ， Ｃ ＨＥ Ｎ Ｇ ｅ ｎ ｇ — ｑ ｉ ａ ｎ ｇ
（ Ｃ Ｎ Ｒ Ｂ ｅ ｉ ｊ ｉ ｎ ｇ Ｎ ａ ｎ ｋ ｏ ｕ Ｒ ａ ｉ ｌ ｗ ａ ｙ Ｔ ｒ ａ ｎ ｓ ｉ ｔ Ｍａ ｃ ｈ ｉ ｎ ｅ ｒ ｙ Ｃ ｏ ． ， Ｌ ｔ ｄ ． ， Ｂ ｅ ｉ ｊ ｉ ｎ ｇ １ ０ ２ ２ ０ ２ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
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机车牵引齿轮受控喷丸工艺研究
面齿 轮 强化 能力 差 。 目前 采用 的设 备 为数控 气 压式
喷 丸 工艺是 将 喷丸 气压 、 喷射 距离 、 射角 度及 喷 覆 盖率 等参 数有 机 结合 的工 艺过 程 。中频 感应 齿轮 或者 要求 不 高 、 力 不大 的齿 轮喷 丸 ， 受 只需适 当调整 相关 工艺 参 数就 能达 到强 化效 果 。但 对于渗 碳 淬火 硬齿 面齿 轮 ， 要得 到 较 高 的表 面 残余 压应 力 就 必 须 大 幅度提 高 喷丸气 压 ， 随着 喷丸气 压 的增 加 ， 但 被喷 零 件表 面 的粗糙 度 也 相 应 增加 ， 对 于延 长 零 件 的 这 疲 劳寿命 是 非常 不利 的 。 为解 决 喷丸后 齿 面粗 糙度 下 降过 大及进 一 步提
组织 结构进 一 步提 高 和 优化 ， 主要 的是 其具 有 抛 更 光 的作用 ， 能够 显著 降低 喷丸后 齿轮 表面 的粗糙 度 ， 是一 种兼 顾表 面强化 和抛 光 的复合 喷丸 处理方 法 。 复 合 喷丸 与 一次 喷 丸 相 比 ， 适 当 降低 了喷 丸 仅 的强度 ， 不需 要更 换设 备 和 弹丸 ， 备 投 资小 、 艺 设 工 操作 简 单 、 产效 率高 ， 生 具有 推广 价值 。
中图 分 类 号 ：Ｕ ６ ． ３ ２０３２ 文 献 标 识 码 ： Ｂ
某公司 ２ ０世 纪 ７ ０年 代末 开始 采用 喷 丸强 化 工 艺， 自主研发 设计 并 制 造 了 当时 国 内先进 的 重力 式
在 ＨＲ ６ Ｃ ５以上 … 。其 主要 针 对 Ｄ 型 货运 机 车采 Ｆ 用 中频 感 应 最 终 热 处 理 方 式 的 牵 引 齿 轮 和 要 求 不 高 、 力不 大 的齿轮 ， 于 目前线 路上 广泛 使用 的重 受 对
喷 丸 工艺是 将 喷丸 气压 、 喷射 距离 、 射角 度及 喷 覆 盖率 等参 数有 机 结合 的工 艺过 程 。中频 感应 齿轮 或者 要求 不 高 、 力 不大 的齿 轮喷 丸 ， 受 只需适 当调整 相关 工艺 参 数就 能达 到强 化效 果 。但 对于渗 碳 淬火 硬齿 面齿 轮 ， 要得 到 较 高 的表 面 残余 压应 力 就 必 须 大 幅度提 高 喷丸气 压 ， 随着 喷丸气 压 的增 加 ， 但 被喷 零 件表 面 的粗糙 度 也 相 应 增加 ， 对 于延 长 零 件 的 这 疲 劳寿命 是 非常 不利 的 。 为解 决 喷丸后 齿 面粗 糙度 下 降过 大及进 一 步提
组织 结构进 一 步提 高 和 优化 ， 主要 的是 其具 有 抛 更 光 的作用 ， 能够 显著 降低 喷丸后 齿轮 表面 的粗糙 度 ， 是一 种兼 顾表 面强化 和抛 光 的复合 喷丸 处理方 法 。 复 合 喷丸 与 一次 喷 丸 相 比 ， 适 当 降低 了喷 丸 仅 的强度 ， 不需 要更 换设 备 和 弹丸 ， 备 投 资小 、 艺 设 工 操作 简 单 、 产效 率高 ， 生 具有 推广 价值 。
中图 分 类 号 ：Ｕ ６ ． ３ ２０３２ 文 献 标 识 码 ： Ｂ
某公司 ２ ０世 纪 ７ ０年 代末 开始 采用 喷 丸强 化 工 艺， 自主研发 设计 并 制 造 了 当时 国 内先进 的 重力 式
在 ＨＲ ６ Ｃ ５以上 … 。其 主要 针 对 Ｄ 型 货运 机 车采 Ｆ 用 中频 感 应 最 终 热 处 理 方 式 的 牵 引 齿 轮 和 要 求 不 高 、 力不 大 的齿轮 ， 于 目前线 路上 广泛 使用 的重 受 对
17Cr2Ni2Mo齿轮轴锻造工艺研究
标准要求 内控
实测值
C
Hale Waihona Puke SiMnpsCr
Ni
Mo
名 I~~立; I。飞 0.14-0.19 0.17-0.35 0.40-0.60 .;;.0.030 .;;.0.030 1.50-1.80 1.40-1.70 0;25-0.35
0.1 ~·191 o. 1~~·351 0. 4~.~~·60~~~~!5
(1)该齿轮轴材质为17 Cr2Ni2Mo, 执行JB/T
一 6395 2010《大型齿轮、齿圈锻件技术条件》。在
原材料的选用上，优选真空精炼钢锭，内控各元索
化学成分含量，严格控制钢锭内有害元素S、P及
H的含量，减少钢锭原材料本身的夹杂与偏析，并
P~o. s: 要求保证
01s%, 至0. 010% , [ H]~2. ><
标得到提升。傲粗后增加保温时间，有利于金属 元素扩散均匀和改善俯析程度，同时也为锻造时 焊合大截面锻件心部的空隙缺陷创造了有利条 件。因此在墩粗后、用宽咕拔长前严格控制保温 温度，并将保温时间增加50%。较高的始锻温 度、蚽料良好的均匀加热状态为宽祜走扁方拔长、 进行中心压实、焊合还料中心疏松创造了必要条 件。
1 原材料的选择
3 罕迂 耳江 霆忽;
矗 l~:; ::il忌 ,岔i ~I
雪
图l 17Cr2Ni2Mo齿轮轴锻件图
Figure 1 Sketch of 17Ci2Ni2Mogear shaft forging
该批齿轮轴有效截面尺寸较大，最大外圆尺 寸达到0910 mm, 在我公司32 MN水压机上锻造 生产，设备能力略显不足，满足JB/T 5000. 15一
关键词：齿轮轴；锻造工艺；热处理工艺 中图分类号：TG316 文献标志码：B
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1.1 本文的研究背景及意义 ....................................................................................................... 1 1.2 重载机车的发展现状 ........................................................................................................... 2 1.2.1 国外重载机车的发展现状 ........................................................................................ 2 1.2.2 国内重载机车的发展现状 ........................................................................................ 2 1.3 重载齿轮的发展现状 ........................................................................................................... 3 1.3.1 重载齿轮钢的发展现状 ............................................................................................ 3 1.3.2 重载齿轮精加工工艺的发展现状 ............................................................................ 4 1.4 成形磨齿技术的发展现状 ................................................................................................... 7 1.4.1 成形磨齿机的发展现状 ............................................................................................ 7 1.4.2 成形砂轮廓形计算的发展现状 ................................................................................ 8 1.5 本文的研究内容及方法 ....................................................................................................... 9
III
重庆大学硕士学位论文
Fourth, the experiment of form grinding for heavy haul locomotive traction gear verifies the effectiveness of the proposed method in this paper. The research result has some engineering application value in the design of the control system for gear form grinding machine and the improvement of the gear processing precision. Keywords: heavy haul locomotive, traction gear, gear form grinding, finish machining technology
目
录
目
录
中文摘要..........................................................................................................................................I 英文摘要....................................................................................................................................... III 1 绪论 .............................................................................................................................................. 1
基于重载机车牵引齿轮精加工工艺的研究
重庆大学硕士学位论文
（学术学位）
学生姓名：朱晓冬 指导教师：秦大同 专 教 授
业：机械设计及理论
学科门类：工 学
重庆大学机械工程学院
二 O 一三年五月
The Study on Finish Machining Technology of the Heavy Haul Locomotive Traction Gear
College of Mechanical Engineering of Chongqing University, Chongqing, China May, 2013
中文摘要
摘
要
重载机车牵引齿轮是机车动力输出的核心部件，直接影响机车的可靠性及安 全性。我国重载运输铁路主干线所用的传动系统几乎全部依赖进口，严重制约了 我国重载运输的发展。故研发生产高精度、高技术含量、高品质的重载机车牵引 齿轮，实现批量生产及工程化应用，替代进口并实现出口，是我国产业结构调整 的既定方向。 本文研究的对象重载机车牵引齿轮材料为重载齿轮钢，加工时要采用渗碳淬 火和喷丸等表面硬化技术，同时要求高精度，并且有齿形和齿向修形要求。在各 种硬齿面齿轮精加工工艺中，成形磨齿工艺不仅能够方便地实现齿轮齿形和齿向 的修形，全面纠正齿轮磨削前的各种误差，而且其磨齿精度最高可达 1~2 级，稳 定达到 3 级。因此，本文对重载机车牵引齿轮成形磨削精加工工艺进行了研究， 主要包括以下四个方面的内容： ①成形磨齿的工作原理：分析了成形磨齿的工作原理和作为成形磨齿关键技 术的成形砂轮廓形计算方法。为了较为准确地得到修形斜齿轮成形磨削的砂轮廓 形，本文基于数值模拟法，建立了成形磨削中砂轮廓形的求解模型，提出了一种 砂轮廓形的优化方法。 ②成形磨齿的精度分析：对影响成形磨齿齿形误差的主要因素进行了分析并 提出了齿形误差预测和补偿的方法，同时通过具体实例进行了成形磨齿仿真，仿 真结果表明本文提出的方法可有效降低成形磨齿的齿形误差。 ③重载机车牵引齿轮成形磨削工艺分析：从成形砂轮的选择与修整、磨齿余 量的形式与选择、磨削液和磨削用量的选择等方面进行了分析，为保证磨齿加工 质量提供了理论依据。 ④重载机车牵引齿轮成形磨削试验：通过成形磨齿试验验证了本文所提出的 方法的有效性，研究成果对成形磨齿机控制系统设计和提高齿轮加工精度具有一 定的工程应用价值。 关键词：重载机车，牵引齿轮，成形磨齿，精加工工艺
I
重庆大学硕士学位论文
II
英文摘要
ABSTRACT
Heavy haul locomotive traction gear is the key component of the locomotive power output, which directly affects the reliability and safety of the locomotive. The transmission system of the railway mainline in heavy haul transportation of China is almost entirely dependent on import, which seriously restricts the development of heavy haul transportation in China. Therefore, it is the established direction of the industrial structure adjustment in China to research and develop the high-precision, high-tech and high-quality heavy haul locomotive traction gear to achieve mass production, engineering application and the substitution of export for import. In this paper, heavy haul locomotive traction gear is taken as the research object. Its processing material is heavy-duty gear steel, and the surface hardening techniques are carried out, such as carburizing, quenching and shot peening. In addition, it requires high accuracy, and has the requirements of tooth profile and lead modification. Among the finish machining technology of the surface hardened gear, gear form grinding can easily realize the modification of tooth profile and lead and fully correct various errors before the gear grinding, besides, the grinding accuracy can reach 1~2 grade and maintain steady around 3 grade. Therefore, this paper tends to research on the gear form grinding technology of the heavy haul locomotive traction gear. The main research work of the paper are as follows: First, the principle of gear form grinding is studied, especially the profile calculation of form grinding wheel, which is the key technology. In order to get more accurate profile of grinding wheel for form grinding modified helical gear, a solving model is built and a method based on numerical simulation is proposed to optimize the grinding wheel profile. Second, the main factors which affect the tooth profile error are analyzed and several methods are put forward to predict and compensate the error. Then, an example is given and the calculated results show that the method can effectively reduce the tooth profile error for form grinding gear. Third, an analysis is made about the form grinding technology parameters for heavy haul locomotive traction gear, including form grinding wheel dressing and how to select grinding wheel, grinding allowance, grinding fluid and grinding parameters. The result provides theoretical basis for ensuring the quality of grinding.
III
重庆大学硕士学位论文
Fourth, the experiment of form grinding for heavy haul locomotive traction gear verifies the effectiveness of the proposed method in this paper. The research result has some engineering application value in the design of the control system for gear form grinding machine and the improvement of the gear processing precision. Keywords: heavy haul locomotive, traction gear, gear form grinding, finish machining technology
目
录
目
录
中文摘要..........................................................................................................................................I 英文摘要....................................................................................................................................... III 1 绪论 .............................................................................................................................................. 1
基于重载机车牵引齿轮精加工工艺的研究
重庆大学硕士学位论文
（学术学位）
学生姓名：朱晓冬 指导教师：秦大同 专 教 授
业：机械设计及理论
学科门类：工 学
重庆大学机械工程学院
二 O 一三年五月
The Study on Finish Machining Technology of the Heavy Haul Locomotive Traction Gear
College of Mechanical Engineering of Chongqing University, Chongqing, China May, 2013
中文摘要
摘
要
重载机车牵引齿轮是机车动力输出的核心部件，直接影响机车的可靠性及安 全性。我国重载运输铁路主干线所用的传动系统几乎全部依赖进口，严重制约了 我国重载运输的发展。故研发生产高精度、高技术含量、高品质的重载机车牵引 齿轮，实现批量生产及工程化应用，替代进口并实现出口，是我国产业结构调整 的既定方向。 本文研究的对象重载机车牵引齿轮材料为重载齿轮钢，加工时要采用渗碳淬 火和喷丸等表面硬化技术，同时要求高精度，并且有齿形和齿向修形要求。在各 种硬齿面齿轮精加工工艺中，成形磨齿工艺不仅能够方便地实现齿轮齿形和齿向 的修形，全面纠正齿轮磨削前的各种误差，而且其磨齿精度最高可达 1~2 级，稳 定达到 3 级。因此，本文对重载机车牵引齿轮成形磨削精加工工艺进行了研究， 主要包括以下四个方面的内容： ①成形磨齿的工作原理：分析了成形磨齿的工作原理和作为成形磨齿关键技 术的成形砂轮廓形计算方法。为了较为准确地得到修形斜齿轮成形磨削的砂轮廓 形，本文基于数值模拟法，建立了成形磨削中砂轮廓形的求解模型，提出了一种 砂轮廓形的优化方法。 ②成形磨齿的精度分析：对影响成形磨齿齿形误差的主要因素进行了分析并 提出了齿形误差预测和补偿的方法，同时通过具体实例进行了成形磨齿仿真，仿 真结果表明本文提出的方法可有效降低成形磨齿的齿形误差。 ③重载机车牵引齿轮成形磨削工艺分析：从成形砂轮的选择与修整、磨齿余 量的形式与选择、磨削液和磨削用量的选择等方面进行了分析，为保证磨齿加工 质量提供了理论依据。 ④重载机车牵引齿轮成形磨削试验：通过成形磨齿试验验证了本文所提出的 方法的有效性，研究成果对成形磨齿机控制系统设计和提高齿轮加工精度具有一 定的工程应用价值。 关键词：重载机车，牵引齿轮，成形磨齿，精加工工艺
I
重庆大学硕士学位论文
II
英文摘要
ABSTRACT
Heavy haul locomotive traction gear is the key component of the locomotive power output, which directly affects the reliability and safety of the locomotive. The transmission system of the railway mainline in heavy haul transportation of China is almost entirely dependent on import, which seriously restricts the development of heavy haul transportation in China. Therefore, it is the established direction of the industrial structure adjustment in China to research and develop the high-precision, high-tech and high-quality heavy haul locomotive traction gear to achieve mass production, engineering application and the substitution of export for import. In this paper, heavy haul locomotive traction gear is taken as the research object. Its processing material is heavy-duty gear steel, and the surface hardening techniques are carried out, such as carburizing, quenching and shot peening. In addition, it requires high accuracy, and has the requirements of tooth profile and lead modification. Among the finish machining technology of the surface hardened gear, gear form grinding can easily realize the modification of tooth profile and lead and fully correct various errors before the gear grinding, besides, the grinding accuracy can reach 1~2 grade and maintain steady around 3 grade. Therefore, this paper tends to research on the gear form grinding technology of the heavy haul locomotive traction gear. The main research work of the paper are as follows: First, the principle of gear form grinding is studied, especially the profile calculation of form grinding wheel, which is the key technology. In order to get more accurate profile of grinding wheel for form grinding modified helical gear, a solving model is built and a method based on numerical simulation is proposed to optimize the grinding wheel profile. Second, the main factors which affect the tooth profile error are analyzed and several methods are put forward to predict and compensate the error. Then, an example is given and the calculated results show that the method can effectively reduce the tooth profile error for form grinding gear. Third, an analysis is made about the form grinding technology parameters for heavy haul locomotive traction gear, including form grinding wheel dressing and how to select grinding wheel, grinding allowance, grinding fluid and grinding parameters. The result provides theoretical basis for ensuring the quality of grinding.