等高齿弧齿锥齿轮加工工艺研究
高性能弧齿锥齿轮承载及振动特性分析
高性能弧齿锥齿轮承载及振动特性分析高性能弧齿锥齿轮承载及振动特性分析一、引言弧齿锥齿轮是一种重要的传动元件，广泛应用于机械设备中。
它具有传动效率高、承载能力大、工作平稳等优点，在工业领域有着重要的应用价值。
然而，在实际应用过程中，弧齿锥齿轮的使用寿命和工作性能有时会受到一些不可忽视的挑战，例如承载能力不足，振动过大等问题。
因此，对于弧齿锥齿轮的承载能力和振动特性进行分析和研究，对于提高其工作性能具有重要意义。
二、弧齿锥齿轮的承载特性分析1. 弧齿锥齿轮的基本结构弧齿锥齿轮由圆柱齿轮和锥齿轮组成，其中锥齿轮的齿面是由圆锥面组成的。
在传动过程中，锥齿轮和圆柱齿轮之间产生啮合，承载力主要由齿面间的接触行为来传递。
2. 弧齿锥齿轮的受力分析在实际工作过程中，弧齿锥齿轮会承受多种载荷，例如径向力、轴向力和周向力。
这些载荷会导致弧齿锥齿轮产生变形和应力，在一定的程度上影响弧齿锥齿轮的承载能力和工作性能。
3. 弧齿锥齿轮的承载能力分析弧齿锥齿轮的承载能力是指在一定工作条件下，它能够承受的最大载荷。
分析弧齿锥齿轮的承载能力，需要考虑到其材料性能、齿形参数、工作条件等因素。
通过建立弧齿锥齿轮的数学模型，可以计算出其承载能力，并根据实际工作条件进行验证。
三、弧齿锥齿轮的振动特性分析1. 弧齿锥齿轮的振动原因弧齿锥齿轮在工作过程中会产生振动，其主要原因包括不平衡载荷、制造误差、磨损和松动等。
这些振动会导致弧齿锥齿轮的工作不稳定，影响其传动效率和使用寿命。
2. 弧齿锥齿轮的振动特性分析方法为了分析弧齿锥齿轮的振动特性，可以采用有限元分析方法。
通过建立弧齿锥齿轮的三维模型和材料参数，可以模拟其在不同工作条件下的振动情况，并得到振动响应的频谱图。
在实际工作中，还可以采用实验方法对弧齿锥齿轮进行振动测试，获得其振动特性的实际数据。
四、弧齿锥齿轮的优化设计通过对弧齿锥齿轮的承载能力和振动特性进行分析，可以发现对其进行优化设计的一些方向。
【版主总结】弧齿锥齿轮关键技术
弧齿锥齿轮关键技术一、弧齿锥齿轮加工设计与加工仿真1、弧齿锥齿轮齿坯几何设计2、弧齿锥齿轮加工参数优化设计采用最新锥齿轮研究成果，对t、被动锥齿轮进行齿形参数优化设计，以期达到降低齿根弯曲应力和齿面接触应力，进行合理的强度平衡，在正常热处理质量下达到提高齿轮副强度和表面耐久性，提高齿轮副使用寿命的目的。
优化内容包括几何计算、齿根弯曲应力计算、齿面接触应力计算、效率计算、受力计算、齿厚计算、重叠系数计算等，通过对计算结果的对比分析，择优选取最佳设计方案。
优化设计后的齿轮副与原没计齿轮副使用上互换，并尽可能使用原有毛坯，按现有生产条件进行生产。
3、弧齿锥齿轮加工仿真与齿面生成二、弧齿锥齿轮几何啮合仿真与承载啮合仿真1、弧齿锥齿轮几何啮合仿真（TCA）2、弧齿锥齿轮承载啮合仿真（LTCA）3、弧齿锥齿轮支撑系统变形及对啮合的影响三、弧齿锥齿轮强度计算（有限元分析）1、弧齿锥齿轮弯曲强度计算2、弧齿锥齿轮接触强度计算四、弧齿锥齿轮振动分析1、腹板式结构波振动的有限元建模及分析2、弧齿锥齿轮传动系统的动力学建模及分析五、弧齿锥齿轮数字化齿面的设计与制造1、弧齿锥齿轮离散数字化齿面的生成2、弧齿锥齿轮离散数字化齿面的拟合3、弧齿锥齿轮基于拟合齿面的加工参数反求六、弧齿锥齿轮实际齿面的测量与分析1、弧齿锥齿轮实际齿面的三坐标测量2、弧齿锥齿轮实际齿面的拟合3、弧齿锥齿轮实际齿面的几何啮合与承载啮合仿真4、弧齿锥齿轮基于拟合实际齿面的加工参数反求七、非标准弧齿锥齿轮的设计与制造1、非标准弧齿锥齿轮齿坯的几何设计与啮合仿真2、高强度非零变位弧齿锥齿轮的设计与制造3、高强度非对称齿形弧齿锥齿轮的设计与制造八、改进动态性能的设计与制造方法1、弧齿锥齿轮传动误差的频谱分析及对齿轮动态性能的影响2、弧齿锥齿轮传动误差与啮合印痕的综合优化设计3、弧齿锥齿轮高阶传动误差曲线的设计与加工方法九、弧齿锥齿轮主动设计及制造技术1、弧齿锥齿轮的主动设计2、基于主动设计的弧齿锥齿轮数控加工技术十、弧齿锥齿轮免调整安装技术1、弧齿锥齿轮的齿面精度设计与控制分析2、弧齿锥齿轮的啮合敏感性分析及改善敏感性的设计方法3、弧齿锥齿轮系统安装误差分析及误差分配设计方法。
弧齿锥齿轮的加工仿真研究
・ ・WW万方数据
《 机械与电子》 EDDI （’）
以及产形轮的节锥角等。 本文在较深入理解弧齿锥齿轮切齿原理的基础 上， 实现其整个加工过程的动态仿真， 并为优化实际 加工中的机床调整参数提供依据。
设 *& 是内刀尖顶点， * 是刀盘切削面上任意 一点， ! % * 截面 !! % 与的夹角为 (& / $ #（ % 称 #% 为 * & ’ 点的相位角） ， **& # +% ， * 点的法矢为 0， 沿母线方 & ’ 向的单位矢量为 1。在坐标系 ! 中分别表示为： & ’ 0# （ )*+$&% +,（ , % $ #% ） ， " $ )*+$&% )*+ （ , % $ #% ） ， $ +,-$&% ） & ’ 1# （ +,-$&% +,（ , % $ #% ） ， " $ +,-$&% )*+ （ , % $ #% ） ， )*+$&% ） ’& !*& # （ +% )*+,% . -&% +,（ , % $ #% ） ， （ , % $ #% ） ， &） +% +,-,% . -&% )*+ ’& !* # （ +% )*+,% . -&% +,（ , % $ #% ） ， $ +% +,-$&% +,（ , % $ #% ） ， +% +,-,% $ -&% )*+ （ , % $ #% ） . +% +,-$&% )*+ （ , % $ #% ） ， $ +% )*+$&% ） ’& 从上可以看出， 向量!* 其曲面参数为 +% 和 #% 。 在加工过程中， 摇台在转动， 摇台角 ,% 在加工的每 一瞬时都对应齿面上的每一条瞬时接触线， 这些瞬 ’& 时接触线的集合就构成了大轮的齿面。所以， 由 !* 确定的切削面就是一个不断运动着的曲面。 由齿轮啮合原理可知， 产形面与被加工齿面是 共轭的。要实现其加工仿真， 就必须弄清产形轮和 被加工齿轮之间的相对运动。 ’& ’ & 令!% ! # 2% ， 大轮在坐标系 ! 中一些基本向量 表示为： ’ & &% # （ )*+" *% ， &， +,-" *% ） ’ & 2% # （ $ ’% )*+" *% ， $ )% ，
弧齿锥齿轮氮化工艺试验研究
弧齿锥齿轮氮化工艺试验研究随着社会经济的发展，各行各业都需要各种不同的机械零件以及各种优良的机械性能以满足当前的特殊需求。
弧齿锥齿轮是一种常用的传动元件，它的机械性能直接关系到系统的整体性能，因此，弧齿锥齿轮的氮化工艺技术成为研究者和工程师关注的焦点。
本文以弧齿锥齿轮氮化工艺试验研究为研究内容，通过相关实验以及观察，探讨氮化过程中弧齿锥齿轮的性能变化并结合氮化工艺的优化，从而实现其机械性能的改善。
一、氮化工艺的介绍氮化是一种以氮为基础的表面处理工艺，通过在金属表面形成一层氮化膜的方式，提高金属的耐磨性和耐腐蚀性，同时也改善金属的外观形态。
氮化工艺分为低温氮化和高温氮化两种。
高温氮化工艺能够在更短的时间内完成氮化过程，而且形成的膜层比低温氮化得到的更加热鲜。
低温氮化需要更长的氮化时间，但其形成的氮化膜表面更加均匀，耐腐蚀性更强。
二、弧齿锥齿轮氮化试验1.弧齿锥齿轮氮化前准备在氮化工艺试验前，首先将齿轮进行淬火处理，将齿轮表面细致抛光，以提高其氮化后的表面精度，然后进行氮化前处理，将齿轮表面的油污、污垢等清洗掉。
2.弧齿锥齿轮氮化过程接下来就是进行氮化处理，将齿轮放入氮化设备中，在设定的温度、真空度、电流等条件下完成氮化过程，最后将齿轮取出，通过加工设备进行检测和验证，确保氮化效果达到标准。
3.弧齿锥齿轮氮化后观测氮化后，通过金相扫描电镜（SEM）对氮化膜表面形貌进行分析，从而确定氮化层的硬度、厚度、膜层结构以及连接强度等性能。
其中，用磁粉涂敷的技术来检测氮化膜的结构，它可以直观地反映出氮化膜的结构，以及氮化层的表观晶粒度。
三、氮化工艺的优化为了改善氮化工艺的机械性能，需要根据理论和实验结果，对氮化工艺进行优化，优化内容可以包括温度、真空度、电流等参数的调整，尽可能使氮化膜层具有良好的界面性能，以及颜色统一，优化氮化工艺可以改善齿轮的机械性能，同时也可以延长齿轮的使用寿命，从而满足实际应用的要求。
四、结论通过对弧齿锥齿轮氮化工艺试验的研究，我们得出以下结论：1.氮化工艺可以改善弧齿锥齿轮的表面精度和机械性能，提高抗腐蚀性和抗磨损性。
弧齿锥齿轮加工原理简明讲义
弧齿锥齿轮加工原理简明讲义
1.弧齿锥齿轮的几何参数
2.加工工艺
设计：根据实际的传动需求和工艺要求，确定弧齿锥齿轮的几何参数和加工方案。
车削：首先，将原材料铸件的外形车削成近似的锥面形状。
然后，使用设备上的特殊刀具，分多次进行精细车削，逐步接近设计要求的锥面形状。
车削过程需要注意锥面的角度和平面度的控制。
齿面磨削：在车削完成后，需要对齿面进行磨削，以提高弧齿锥齿轮的精度和平稳性。
通常使用专用的磨削机床和磨削刀具来完成此过程。
磨削过程需要准确控制磨削刀具和齿轮的位置和相对运动，以确保磨削后的齿面符合设计要求。
齿面淬火：淬火是提高弧齿锥齿轮齿面硬度和耐磨性的重要方法。
在齿面磨削完成后，通过加热和快速冷却的方式，使齿面达到所需的硬度。
淬火后需要进行回火处理，以减轻淬火过程中可能产生的内应力和脆性。
3.加工工艺控制
为了保证弧齿锥齿轮的加工质量和精度，需要进行工艺控制。
主要包括锥面加工角度的控制、齿面加工参数的控制、齿面磨削刀具和设备的选择等。
此外，加工过程中还需进行必要的检测和调整，以确保加工精度的达标。
总之，弧齿锥齿轮的加工原理是通过设计和加工工艺来实现的。
通过准确控制各个环节的参数和工艺操作，可以获得满足设计要求的弧齿锥齿
轮。
加工过程需要注意各个环节的控制和调整，以确保加工质量和精度的达标。
弧齿锥齿轮的硬齿精加工探讨
程度地 降低 切削 热 、减少热 应力 。
（ ） 对 于 热 处 理 工 艺 采 取 控 制 碳 含 量 、淬 火 、 ２ 回火及 进行 喷丸 处 理 。① 对 于 ２ Ｃ Ｍｎ ｉ ７ ｒ ｉ ６ ０ ｒ Ｔ 、１ ＣＮ Ｍｏ
粒 度 、锋 利 的 磨 料 、
结 构 致密 的砂轮 。
材料 硬 、磨 削进 给量 大 ，应 选 择硬 度 较硬 、粗 粒 度 、
磨料 韧 性 高 、结 构 疏 松 的砂 轮 ；弧 齿 材 料 软 、磨 削 进 给 量 小 ，
应选 择 硬 度较 软 、细
砂轮 的线速 度大 致相 等 。并 且机 床 上 带有 多 个 喷嘴 ，
喷嘴 尽 量 以 ３ 。～４ 。 ０ ０ 的角 度 从 各 个 方 向贴 近 砂 轮 ， 这样 能确保 砂 轮把 磨 削液 充 分 带 到 磨 削 区 域 ，最 大
要求 ，机 械机床 （ ：Ｙ ２ ０ 如 ２ ８ ）对 刀先手 动将 刀 头与 齿槽 （ 或加 工齿 面 ）对 准后 ，根据 刮削 量逐 渐 递进 。 此 方式对 技 师 的 操 作 能力 要 求 较 高 ， 而采用 数 控 机 床 对刀则 容 易 多 。对 刀 的准 确 与 否 直 接影 响 到 刮刀 的崩刃 。刮刀 对 刮 削 量 和 刮 削 速 度 有 一 定 的要 求 ，
是 磨齿 ，需 要 根 据 不 同 工 厂产 品精 度 要 求 、生 产 情 况 等方 面综 合 评 定 。而 对 于 刮 齿 和 磨 齿 两 种 加 工 工 艺 如何 更好 地 应 用于 实 践 ，需 要 我 们 不 断 地 学 习 探
～
（ ）对 于磨 削 加 工 应 该 注 意 砂 轮材 料 、磨 削速 １
度 、磨削 量及 是 否 充 分 冷 却 。对 于 磨 削 砂 轮 建 议 应
大型弧齿锥齿轮制造工艺设计
大型弧齿锥齿轮制造工艺设计
首先，我们需要确定大型弧齿锥齿轮的工艺参数。
这些参数包括模数、齿数、压力角、齿轮材料等。
这些参数将直接影响齿轮的性能和使用寿命。
其次，我们需要进行齿轮的设计计算。
这包括计算齿轮的齿根强度、
齿面强度、齿面接触强度等。
这些计算需要遵循相关的标准和规范，并考
虑齿轮的使用条件和要求。
然后，我们需要进行大型弧齿锥齿轮的加工工艺设计。
根据齿轮的尺
寸和要求，选择合适的加工方法和设备。
常用的加工方法包括铣齿、磨齿、滚齿等。
需要注意的是，由于大型弧齿锥齿轮的尺寸较大，加工难度较大，可能需要特殊的加工设备和工艺。
加工工艺设计完成后，我们需要进行齿轮的热处理。
由于大型弧齿锥
齿轮的工作条件较为恶劣，需要具有较高的硬度和耐磨性。
常用的热处理
方法包括正火、淬火、渗碳等。
我们需要根据齿轮的材料和设计要求选择
合适的热处理方法。
最后，我们需要进行大型弧齿锥齿轮的精加工和检测。
精加工是为了
改善齿轮的精度和表面质量，常用的方法包括研磨、超精磨等。
同时，我
们还需要进行齿轮的尺寸和形位公差的检测，确保齿轮的质量符合设计要求。
总之，大型弧齿锥齿轮的制造工艺设计涉及到很多方面，包括工艺参
数确定、设计计算、加工工艺设计、热处理、精加工和检测等。
各个环节
都需要仔细考虑和设计，以确保齿轮的质量和性能满足使用要求。
等高弧齿锥齿轮硬齿面的磨削加工
引育 目前 国内 （ 世界） 无法磨削 等高弧齿锥 齿轮， 工业需求 的等高弧齿锥 齿轮主 要 从国外 进 口（ 热后进 行刮 削） 近 年来 我 国工业 高速 发展， 别是 重载汽 车 、 ， 特 冶 金矿 山、石 油 化工 、 工程 机械 的需求 量 增 多， 高 速列 车 、船 泊 、轧 钢 如 机 、石 油机械 ， 所需要 的机械 性能 要求 不断提 高， 同样 变速机 里所需 要的等 高 弧齿锥 齿轮机 械性能要 求不端提 高， 设计者 不得不 设计出超规 格等高弧 齿锥 齿 轮 。国 内、外无 法磨 齿， 有刮 齿， 只 特别 是 大规 格等 高 弧齿锥 齿 轮大 多树 必 须进 口， 而进 口齿轮价 格贵 、周期长 ， 难满 足要求 ， 很 为了解 决其难 题， 我从 磨 齿 机 设计 原理 、 空 间 曲面 分 析 、齿 面修 正 的原 因 分 析 、 改变 大 、 小 轮 加 工调 整参数 ， 把理论齿 面修 正成 一个互 相啮合 的实 际齿面， 使接触 区不 能布满 整个齿 面而是 形成一个 以齿面某 一点的局 部接触， 实现在格里 森机床 上加 工 来 超 规格 等 高弧 齿 锥齿 轮 。 １扁齿 机设 计原 理 机床 的摇台机 构模拟 一个假想 的齿 轮， 安装在 摇台上 的砂 轮的磨削 面是假 想 的一个 轮齿 。 当工件 即被加 工齿 轮 以一定 的传 动 比绕 各 自的轴 线旋 转时 ， 砂轮 就会在 工件 的齿槽 内磨 出齿面 。齿轮 的磨削 过程就象 一对 准双 曲面齿 轮 啮合过 程一样 ， 轮的 磨削 面与被加 工 出的轮齿 曲面 是一对 完全共 轭 的齿 面 。 砂 摇 台就代 表 的假想 齿轮 就 是产 形轮 ， 产 形轮 为平 面产 形轮 。 此 ２空 间曲面 分析 磨 削等 高弧齿锥 齿轮 的 砂轮， 其磨 削面 是 一个 圆锥 面面 。圆锥面 的 方程
弧齿锥齿轮加工原理
弧齿锥齿轮加工原理1.设计和选择切削工具：在进行弧齿锥齿轮加工之前，首先需要根据设定的齿轮要求进行设计，确定其模数、分度圆直径、齿数等参数。
然后选择合适的切削工具，如铣刀和磨具，根据锥齿轮的要求来确定刀具的类型、尺寸等。
2.锥齿轮铣削加工：铣削是常用的锥齿轮加工方法之一，可以分为两种不同的方式进行铣削。
(1)单刀具径向进给：在这种方式下，铣刀的轴线与锥齿轮的轴线相交并构成一个角度，刀具进行径向进给来加工锥齿轮的齿廓。
这种方式适用于成形刀具（非专用刀具）的铣削加工，如球头铣刀等。
(2)两刀具法：这种方式需要两个刀具同时进行加工，一个用于加工齿廓，另一个用于加工顶角。
两个刀具的轴线夹角等于锥齿轮的齿顶角，可以使用特殊设计的刀具进行加工。
铣削加工中，通过控制刀具的径向和轴向运动来控制切削深度和加工齿廓的准确度。
3.锥齿轮磨削加工：磨削是精密加工锥齿轮的常用方法，具有较高的加工精度和表面质量。
锥齿轮磨削加工分为两种方式：仿形磨削和蜗杆磨削。
(1)仿形磨削：仿形磨削是通过磨削机床的数控系统控制工作台和磨削轮的运动轨迹，实现锥齿轮齿廓的精确磨削。
这种方式适用于高精度、大模数的锥齿轮加工。
(2)蜗杆磨削：蜗杆磨削是利用蜗杆磨削机床进行锥齿轮的磨削加工，具有高效率、高稳定性和较低的技术要求。
蜗杆磨削适用于中小模数的锥齿轮加工。
磨削加工中，通过控制磨削轮和工件之间的相对位置和运动轨迹，来实现锥齿轮齿廓的精确磨削。
4.弧齿锥齿轮加工的注意事项：(1)切削参数控制：加工过程中需要合理控制切削速度、进给量和切削深度等参数，以提高加工效率和保证加工质量。
(2)刀具选型和刀具磨损：选择合适的刀具类型和尺寸，并及时对刀具进行磨损检查和更换，以保证加工质量和切削效率。
(3)加工精度和表面质量：弧齿锥齿轮加工需要对加工精度和表面质量进行严格控制，以满足齿轮的使用要求。
采用精密的加工设备和加工工艺，可以提高加工精度和表面质量。
(4)温度控制和润滑：加工过程中需要控制加工温度，防止过热对加工质量产生不利影响。
弧齿锥齿轮氮化工艺试验研究
弧齿锥齿轮氮化工艺试验研究氮化是金属表面处理技术领域中一种有效、广泛应用且已经逐渐成为主流技术的表面处理技术。
它不仅可以提高金属表面的耐磨性，而且还可以扩大表面的抗腐蚀能力，同时有利于保持零件的几何精度和表面光洁度。
因此，氮化工艺的应用范围越来越广泛。
然而，在氮化工艺中，弧齿锥齿轮容易受到氮化处理过程所带来的残余应力、热变形、氮化层凝固应力等影响，而且会出现表面损伤，尤其是在重型机械中更容易出现这种情况，因此有必要开展有关弧齿锥齿轮氮化工艺的研究。
首先，基于常见的齿轮氮化工艺研究，从结果可以看出，氮化处理可以显著改善齿轮的表面耐磨性和抗腐蚀能力，同时可以提高表面光洁度和加工精度，使齿轮表面结构和几何尺寸更加规整。
但是，实际上难以保证良好的氮化效果，甚至会出现表面损伤。
为了解决这一问题，研究者们重点研究了弧齿锥齿轮氮化工艺，并进行了严格的试验。
通过对常规锥齿轮氮化工艺的研究，可以发现在氮化过程中，横向锥齿弧齿会受到氮化处理所带来的残余应力和热变形影响，这两种应力会降低齿轮表面的耐磨性和抗腐蚀能力，并会在表面形成氢气孔。
然后，对试样进行分析，发现在普通锥齿氮化试验后，横向锥齿弧齿表面上有明显的烧坏现象，横向锥齿弧齿表面氮化层的硬度和抗腐蚀性也有明显的改善，但是表面的残余应力仍然较高，因此可以说普通锥齿氮化过程无法有效改善弧齿锥齿轮表面的性能。
为了有效改善弧齿锥齿轮表面性能，研究者们开发了一种新型的弧齿锥齿轮氮化工艺此工艺可在氮化过程中，横向锥齿弧齿表面保持良好的氮化层的凝固应力，并可有效改善横向锥齿弧齿表面的性能，使横向锥齿弧齿表面硬度和抗腐蚀性有显著改善，并且横向锥齿弧齿的表面光洁度也有显著提高，进而改善弧齿锥齿轮的氮化效果。
本研究以重型机械弧齿锥齿轮氮化工艺为实验材料，采用新型弧齿锥齿轮氮化工艺进行试验，将氮化温度、氮化时间、氮化压力等控制参数分别进行了调整，从而将氮化层附着在试样表面。
研究结果表明，采用该工艺处理的弧齿锥齿轮表面硬度和抗腐蚀性有显著改善，表面光洁度也有显著提高，残余应力也有所降低，使锥齿轮表面的性能得以改善。
等高齿弧齿锥齿轮加工工艺
等高齿弧齿锥齿轮加工工艺随着我国公路条件的改善及物流行业对车辆性能要求的变化，重型载货汽车车桥齿轮正向着高载荷、大转矩、轻量化、低噪声、宽速比、长寿命和低成本的方向发展。
而单级减速的等高齿轮弧齿锥齿轮因为传动效率高、承载能力大、成本低、油耗少而成为当今重型汽车后桥齿轮的发展趋势。
我公司为此开发了各种系列的小速比、大转矩的弧齿锥齿轮，以我公司469型号为例，相应的延伸速比有8∶37、9∶37、10∶37、11∶37、12∶37、13∶37等。
随着主动齿轮齿数的增加，在保证输出转矩不变的前提下，输入转矩随之增加，这对主动齿轮的强度有了更高的要求。
因此，在齿轮材料选取时，从材料性能、制造成本、原材料价格等方面综合考虑，主、从动齿轮均采用22CrMoH。
毛坯质量控制22CrMoH属于Cr—Mo系高强度齿轮钢，相当于日本牌号SCM822H，化学成分见表1。
C元素与合金元素含量偏高，其淬透性和带状组织不易控制。
在奥氏体化条件一定的条件下，淬透性取决于钢的含碳量和合金化程度。
合金元素偏析产生的枝晶偏析，以及碳元素分布的不均匀，在连铸坯轧制和热处理后分别形成一次带状和二次带状。
表1 22CrMoH钢的化学成分质数分数为保证齿轮表面的耐磨性和抗疲劳强度，心部有高的综合力学性能和抗冲击能力，齿根有高的抗弯曲疲劳的能力，需要严格控制毛坯质量。
由于各钢厂原材料、冶炼工艺、合金成分添加量等的不同，所以生产22CrMoH材料性能存在很大差异。
选用时，应充分考虑其淬透性、渗碳层塑性、回火尺寸稳定性、过热敏感性、防变形开裂倾向、高的冲击韧性等，并对其化学成分、含氧量、夹杂物、低倍组织、晶粒大小、淬透性和带状组织等进行严格控制。
1）22CrMoH钢的化学成分应符合表1中的要求。
2）含氧量≤0.001 5%。
3）非金属夹杂物按GB10561中JK分级标准检验，达到A≤2.5，B≤2，C≤1，D≤1。
4）晶粒度按YB/T5148标准，经930℃×6h渗碳后空冷，奥氏体晶粒度按YB/T5148标准评定不低于五级。
弧齿锥齿轮氮化工艺试验研究
弧齿锥齿轮氮化工艺试验研究近年来，由于弧齿锥齿轮的重要性，国内外科学家、工程师开展了大量的研究，研究了金属氮化工艺的性能和效果。
为了提高弧齿锥齿轮的性能，科学家和工程师致力于探索弧齿锥齿轮氮化工艺。
考虑到氮化工艺作用于金属结构表面的特性，我们对该过程进行了实验研究，以期更好地了解弧齿锥齿轮氮化工艺及其特性。
首先，在氮化试验之前，我们分别采用激光扫描和组织显微镜对弧齿锥齿轮进行了分析，以更好地了解其结构特性。
接着，为了分析外观特征，我们采用X射线衍射仪（XRD）和硬度计对氮化膜进行检测。
采用真空氮化法，我们对弧齿锥齿轮进行深度氮化。
研究证实，温度对氮化行为有显著影响，氮化层的厚度和密度在不断增加，随着温度的上升而增强。
实验结果还表明，氮化处理的弧齿锥齿轮表面更加平滑，生成了更加均匀的氮化外层，形成了均匀的微观结构，从而提高了齿轮的表面硬度和耐磨性能。
此外，通过研究发现，通过深度氮化，弧齿锥齿轮的抗腐蚀性也得到了显著改善。
实验结果表明，弧齿锥齿轮深度氮化后，其电阻性极大地增加，抗腐蚀能力强，有效阻止了铁质齿轮表面氧化，防止腐蚀。
本次实验表明，深度氮化工艺可以显著改善弧齿锥齿轮的性能，有效提高其外观特性和表面硬度，同时也增强了齿轮的抗腐蚀能力，为实际应用提供了重要技术手段。
综上所述，通过本次实验研究，我们在深入了解了弧齿锥齿轮氮化工艺的性能特征及其影响因素，收集到了大量宝贵的信息，为今后研究、开发提供了重要基础。
研究报告发现，氮化工艺对弧齿锥齿轮的性能有显著的改善效果，同时也提高了结构的外观和表面硬度，增强了抗腐蚀性，这是一种可行的技术方法，可以为未来的改进提供重要参考。
然而，还有一些关键性因素有待进一步研究和完善，比如氮化温度、时间、氮源等，以及氮化工艺对弧齿锥齿轮结构性能的影响。
本文所讨论的弧齿锥齿轮氮化工艺试验研究可以为今后的研究和实践提供重要的参考，为弧齿锥齿轮的性能改进提供重要的信息。
同时，在研究的基础上，我们也希望能够通过有效的优化，来进一步改善和优化弧齿锥齿轮氮化工艺，促使弧齿锥齿轮在未来取得更好的性能和效果。
弧齿锥齿轮齿面的高精度修形方法
弧齿锥齿轮齿面的高精度修形方法
随着现代化学、冶金、材料、机械、电子以及工程领域中各类产品的技术要求日益提高，齿轮结构和齿轮表面加工技术也受到了越来越多的关注。
弧齿锥齿轮是一种重要的传动元件，齿轮表面变形应力加大，驱动效率降低。
因此，弧齿锥齿轮齿面的高精度修形技术的研究也显得尤为重要。
一般来说，弧齿锥齿轮齿面的高精度修形技术可以分为拉削法和喷雾抛光法两类。
其中，拉削法可以直接实现较大变形，而且表面粗糙度较低；喷雾抛光方法是在拉削完成以后，再进行抛光处理，以达到高精度要求。
针对拉削法，先要对齿轮齿面的表面形状进行有效的检测和评估，再采用合适的钻头和冲头，选择合理的拉削参数，加工出高精度的齿面几何精度。
此外，高精度的齿轮表面的修形要求较高，还应考虑到齿轮齿面之间的摩擦参数，以确保齿轮的高效传动。
对喷雾抛光法而言，主要是利用磨料和液体混合物，进行磨削加工和抛光处理，使表面光滑度及表面质量达到高精度要求。
这里，喷雾抛光参数，如磨料浓度、喷射压力等应根据实际修形加工条件有效地综合设定。
此外，利用钻孔、切削和内修形技术也可以实现弧齿锥齿轮齿面的高精度修形，但其设备投资较大，而且工序复杂，操作十分繁琐，运行效率较低。
综上所述，弧齿锥齿轮齿面的高精度修形技术具有设备投资低、
工艺简单的特点，现使用的主要技术有拉削法、喷雾抛光法以及钻孔、切削和内修形等技术。
这些技术在经过有效的检测、选择、参数设定以及质量控制等环节后，才能真正实现齿面元件的高精度修形加工要求。
因此，弧齿锥齿轮齿面的高精度修形技术的深入研究，对于提高传动效率，满足各种产品技术要求，具有十分重要的意义。
[锥齿轮,研究分析,规格]大规格弧齿锥齿轮加工技术研究分析
![[锥齿轮,研究分析,规格]大规格弧齿锥齿轮加工技术研究分析](https://img.taocdn.com/s3/m/f28df7eb0912a216157929bb.png)
大规格弧齿锥齿轮加工技术研究分析引言随着我国石油、矿山、冶金、船舶、煤炭、电力等行业主机设备日趋大型化、高精度化，对直径在800 mm以上的高精度硬齿而弧齿锥齿轮的需求量越来越大。
由于弧齿锥齿轮齿而拓扑结构的复杂性，传统的弧齿锥齿轮加工技术必须采用专用型盘状铣刀在专用的机械式或数控型弧齿锥齿轮加工机床上进行齿而展成。
由于加工原理的限制，这种传统的切齿理论要求专用盘铣刀的直径与被加工齿轮直径基本相当，从而导致采用传统展成理论在加工大规格弧齿锥齿轮时会遭遇严重的问题:刀具和机床制造困难，加工费用昂贵。
随着自由曲而数控加工技术的发展，开始了采用小直径刀具加工大型弧齿锥齿轮的研究，主要采用的刀具包括球头铣刀、圆柱和圆锥侧铣刀等小直径指状刀具，以及小直径盘铣刀。
这种加工方法采用的刀具尺寸小、结构简单，而且避免采用专用型高刚性齿轮加工机床，具有更好的通用性，能够充分发挥数控机床的加工能力。
然而球头铣刀包络齿而加工效率较低，而侧铣刀则很容易导致切削颤振，小直径盘铣刀包络齿而可以较好的解决球头铣刀和指状侧铣刀的问题，但要求研究者兼有齿轮理论、包络技术和加工干涉处理的能力。
本文回顾了近年来大规格弧齿锥齿轮加工方法的研究进展，在分析和总结各种方法优缺点的基础上，指出了当前研究的不足和发展方向。
1传统加工方法传统的弧齿锥齿轮加工采用专用盘形铣刀在铣齿机上进行，由机床的摇台机构模拟一个假想的齿轮，安装在机床摇台上的刀盘切削而是假想齿轮的一个轮齿。
当被切齿轮与假想齿轮以一定的传动比绕各自的轴线旋转时，刀盘就会在工件轮坯上切出一个齿槽。
齿轮的切削过程就像一对齿轮的啮合过程一样，刀盘切削而与被加工的轮齿曲而完全共扼。
Gleason公司早期基于局部共扼原理而发展并逐步完善的切齿技术齿轮巨匠Litvin教授提出的局部综合法，以及西安交通大学王小椿教授提出的三阶接触分析理论回，都是应用于采用专用盘铣刀在机械式带摇台的切齿机床加工弧齿锥齿轮的理论和方法。
弧齿锥齿轮制造技术
弧齿锥齿轮基础知识一、弧齿锥齿轮的种类、特点锥齿轮用于传递相交轴之间的运动和动力，一般夹角为90°。
锥齿轮的分类可以按齿面节线、按两轴线相对位置、按齿顶的收缩形式等不同方法。
锥齿轮按齿线形状可以分为直齿、斜齿和曲线齿。
曲线齿又可以分为弧齿、延伸外摆线齿和长幅渐开线齿。
圆弧齿锥齿轮，其轮齿是用圆形盘铣刀切制的，工件的假想平面齿轮的节线为圆弧的一部分。
（图1-1）（图1-1）延伸外摆线齿锥齿轮，齿面节线是延伸外摆线的一部分。
当一个圆在一条直线上无相对滑动的纯滚动时，圆的一点相对于此直线所走的轨迹叫做摆线，这个作纯滚动的圆叫“滚动圆”，如果滚动圆沿着一个叫做“基圆”的内圆周作纯滚动时，滚动圆上一点的轨迹叫做“内摆线”；滚动圆在基圆的外侧圆周作纯滚动时，滚动圆上一点的轨迹叫做“外摆线”。
如果在外摆线滚动圆外有一任一点与滚动圆相（图1-2）对固定，该点相当于滚动圆延长半径上的一点，当滚动圆在基圆上作纯滚动时，该固连的点所走过的轨迹叫做“延伸外摆线”，延伸外摆线锥齿轮的假想平面齿轮齿面节线就是该曲线的一部分。
（图1-2）准双曲线齿轮用于传递交错轴之间的运动和动力。
按齿线可以分为弧齿收缩齿和长幅外摆线等高齿。
该类齿轮相当于把垂直相交轴的小齿轮轴线，向上或者向下偏置一个距离E，这个距离叫做“偏置距”，轴线偏置可以使小轮有较大的螺旋角,由于小轮螺旋角的增大，也增大了小轮的端面模数，从而也增大了小轮直径，并提高了小轮的强度和寿命。
这种齿轮（图1-3）沿齿长和齿高方向都存在相对滑动、轴线偏置齿轮一般称为“双曲线齿轮”，因为这种齿轮的节面为一双曲线回转体表面的一部分。
（图1-3）按齿顶的收缩形式不同，曲线齿锥齿轮可以分为等高齿、渐缩齿、双重收缩齿等。
等高齿锥齿轮的大端、小端的齿高一样，同时面角、根角和节角均相等，刀齿的压力角等于工件的压力角。
切制等高齿锥齿轮的机床调整简便，因为不需要切削刀具的压力角修正，刀具的数量可以大大减少，加工出来的工件精度高。
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等高齿弧齿锥齿轮加工工艺研究, 青特集团有限公司/刘书隆高长宏等高齿弧齿锥齿轮工艺研究随着我国公路条件的改善，物流行业对车辆性能要求的变化，重型载货汽车车桥齿轮正向作高载荷、大转矩、轻量化、低噪声、宽速比、长寿命和低成本的方向发展。
而单级减速的等高齿轮弧齿锥齿轮更因为传动效率高、承载能力大、成本低、油耗低而成为当今重型汽车后桥齿轮的发展趋势。
我公司为此开发了各种系列的小速比、大转矩的弧齿锥齿轮，以469型号为例，相应的延伸速比就有8:37、9:37、10:37、11:37、12::37、13:37等。
随着主动齿轮齿数的增加，在保证输出转矩不变的前提下，输入转矩随之增加，这对主动齿轮的强度有了更高的要求。
因此，在齿轮材料选取时，从材料性能、制造成本、原材料价格等方面综合考虑，主、从动齿轮均采用22CrMoH。
毛坯质量控制22CrMoH属于Cr―Mo系高强度齿轮钢，相当于日本牌号SCM822H，化学成分见表1。
C元素与合金元素含量偏高，其淬透性和带状组织不易控制。
在奥氏体化条件一定的条件下，淬透性取决于钢的含碳量和合金化程度;合金元素偏析产生的枝晶偏析，以及碳元素分布的不均匀，在连铸坯轧制和热处理后分别形成一次带状和二次带状。
表1 22CrMoH钢的化学成分 (质量分数/%)C Si Mn P S Cr Mo Cu 0.19,0.25 0.17,0.37 0.55,0.9 ?0.03 ?0.0350.85,1.35 0.35,0.45 ?0.3为保证齿轮表面高的耐磨性和疲劳强度;心部有高的综合力学性能和抗冲击能力;齿根有高的抗弯曲疲劳的能力，需要严格控制毛坯质量。
由于各钢厂原材料、冶炼工艺、合金成分添加量等的不同，生产22CrMoH材料性能存在很大差异。
选用时，应充分考虑其淬透性、渗碳层塑性、回火尺寸稳定性、过热敏感性、防变形开裂倾向、高的冲击韧性等，并对其化学成分、含氧量、夹杂物、低倍组织、晶粒大小、淬透性、带状组织等进行严格控制。
1)22CrMoH钢的化学成分应符合表1中的要求;2)含氧量?0.0 015%;3)非金属夹杂物按GB10561中JK分级标准检验，达到A?2.5，B?2，C?1，D?1;4)晶粒度按YB/T5148标准，经930?×6h渗碳后空冷后，奥氏体晶粒度按YB/T5148标准评定不粗于五级;5)钢的淬透性试验按GB/T225标准中有关规定执行。
对原材料进行(910?10)?正火后，在(925?5)?进行端淬试验，端淬硬度范围J15=33,38HRC，同炉钢中最大离散值不得大于4HRC。
6)低倍组织按GB/T3077标准中有关规定执行，按GB/T1979标准检验。
一般疏松、中心疏松和偏析均不得大于三级;7)带状组织按GB/T13299标准不大于三级。
弧齿锥齿轮分类及加工1.弧齿锥齿轮分类及现状汽车驱动桥弧齿锥齿轮设计主要采用两种齿制:等高齿和收缩齿，也称为奥利康齿制和格里森齿制。
目前，收缩齿在国内广泛使用，主要是因为收缩齿的接触区敏感性低，在加工及装配误差比较大的情况下，仍能够满足接触区和噪声的要求，符合中国的国情。
随着国际技术交流的日益广泛，国外先进技术和自动化设备的引进，机械加工精度和装配精度完全能够满足产品要求。
等高齿在国外已经广泛应用的齿制，近几年在国内迅速发展，并得到很多齿轮生产厂和主机厂的认可。
原因主要有:一是国外铣齿设备大量引进，尤其是德国的奥利康和美国的格里森设备的引入，六轴联动，线速度达200m/min，全工序加工，效率高;二是干切技术的发展，采用国产材料、国产刀具及涂层，完全能够满足生产和质量要求，成本降低，现场干净整洁;三是与五刀法相比，采用两台设备的生产线布局，现场井然有序，减少运输浪费;四是仅采用热后研齿法，即可保证低噪声的要求。
但是等高齿也有其缺点:其接触区敏感性太高，在相关件加工精度和装配精度无法保证的情况下，需要反复调整，装配效率降低;无法磨齿，传动精度低，不适合在传动精度要求高的设备上使用。
2.弧齿锥齿轮数字化闭环系统目前，世界上生产全套弧齿锥齿轮数字化闭环系统的机床厂家主要有两家:德国克林贝格-奥利康公司和美国格里森公司。
其设备均可实现等高齿、收缩齿的加工转换;均可开发有针对自身设备的齿轮设计、机床加工、测量软件，即KIMOS和Gleason软件;均可实现数字化闭环系统的设计、加工和测量。
采用这两种软件进行设计时，只需要输入转矩、齿数、节圆直径、中点螺旋角、压力角、偏置距、安装距等参数即可实现齿轮的设计，通过Ease off对齿长方向接触区位置、齿高方向接触区位置、齿长方向鼓形量、齿高方向鼓形量、内对角变量等进行调整。
同时，通过对一些给定参数的修正，实现相互转化，从而加工出完全匹配的产品。
为达到对主动齿轮和从动齿轮相同强度或者相同寿命的要求，采用KIMOS或Gleason软件对中重载汽车驱动桥弧齿锥齿轮进行设计时，往往进行等强度或等寿命计算。
我公司生产的弧齿锥齿轮，采用Gleason软件进行等寿命设计，并与KIMOS软件相互转化;采用美国格里森凤凰?代600HC铣齿机，全工序端面滚切法，干切等高齿;采用德国克林贝格P65检测中心，进行齿轮精度检测、齿形误差测量和反调修正参数输出;采用奥利康B27磨刀机及CS200装刀机，保证刀具磨削精度及刀具组装精度，从而保证齿轮加工精度在三级以内;将世界上两大齿轮机床生产商的设备完美融合，实现产品无障碍转换，形成加工(磨削)—测量—反调—再加工(再磨削)的产品加工、刀具磨削的闭环生产系统，并实时传送数据，完全实现生产线的数字化、自动化和信息化，减少人为误差的产生。
3.干切技术干切技术的实现是弧齿锥齿轮加工的一大创新，能大幅提高生产效率，降低生产成本、优化生产环境、实现零污染。
但干切技术在降低生产成本方面，必须充分考虑材料、刀具、涂层等成本因素，使之符合中国的国情。
经我公司试验，材料硬度及硬度均匀性严重影响刀具的使用寿命。
硬度偏高，导致刀具磨损速率增加;材料内的硬点，导致刀具瞬间崩刃。
毛坯经过锻造之后，全部采用等温正火工艺，并保证硬度在160,180HB内，单件硬度偏差在5HB以内。
采用国产硬质合金刀具+氮铝化钛涂层，刀具寿命明显提高，极大地降低了生产成本，有效解决了国外设备和技术水土不服的问题。
热处理及压淬工艺1.热处理工艺我公司产品热处理技术条件如下:有效硬化层1.7,2.1mm;表面硬度58,63HRC;心部硬度33,45HRC;残余奥氏体级别?4级;马氏体级别?4级;碳化物级别?4级;非马组织深度0.02mm。
我公司采用爱协林双排推盘式渗碳直淬、压淬全自动生产线。
控制淬火油温度(70?10)?。
具体工艺见表2。
表2 469双排连续渗碳炉工艺区域 1区 2区 3区 4区 5区预氧化加热强渗高温扩散低温扩散压淬保温回火温度/? 450 890 920 900 860 860 190 碳势(%) 1.1 0.9 0.8 0.8 周期/min 35min其中主动齿轮采用直接淬火工艺;从动齿轮外径为469mm，厚度仅为62mm，要求淬火后大端面平面度?0.1mm，采用直接淬火的方式无法保证平面度，必须采用压淬工艺。
压淬淬火压床上实现。
在格里森537PCM型2.影响热处理变形的因素及压淬控制在热处理渗碳工艺越来越成熟的今天，全自动热处理生产线得到广泛应用。
在材料控制得当的情况下，有效硬化层、金相组织、硬度等技术要求完全可以控制在合理的范围内。
唯有热处理变形是不可避免的。
由于偏析而出现的淬透性和带状组织问题，常规的检验不容易发现，是影响热处理变形的主要因素。
合理的淬透性带和带状组织控制，并选用合理的压淬工艺，对减少变形有很大的帮助。
由于22CrMoH材料淬透性较高，在淬火过程中，心部体积膨胀较大，内应力较大，变形趋势大。
这就需要对压淬工艺进行不断调整，以求达到满意的平面度要求。
压床调整主要从以下四个方面入手:1)提高淬火温度温度越高，材料塑性越好。
但是淬火温度有一定的限度，必须保(证热处理技术要求合格。
而且淬火温度超过一定范围后，心部硬度会提高;淬火后表面残余奥氏体量增多;淬火变形趋势大。
所以应综合考虑各方面因素来提高淬火温度。
(2)延长外压环保压时间当外压环压住工件后，如果保压时间短，工件会自由收缩。
在第一阶段和第二阶段，增加保压时间，减少脉冲次数。
(3)合理调节喷油量第一阶段，快速淬火或淬火油的快速流动能降低工件温度，使其迅速发生转变。
值得注意的是，通过对持续时间和油流量的灵活选择应用，可使快速淬火获得满意的表面硬度和因缓慢淬火而减小变形两者兼得。
第二阶段减小喷油量。
减慢流速，使工件各横截面的温度相等，这样，在连续冷却进行马氏体转变时使其内应力较小，同时获得适当的心部硬度。
第三阶段增大喷油量。
加速淬火油流动，这时工件已完成转变，旨在使工件冷却，便于操作。
(4)合理调整内、外压模压力压力淬火目的是为限制工件，抵消工件的转变应力，而不是重新定形达到最终形状。
所以内、外模的压力应取最小值，能矫正零件即可。
热处理变形规律齿轮在热处理过程中，齿部也会发生相应的变形，包括齿长方向和齿廓方向，从而导致齿轮精度丧失、接触区偏移、噪声增大。
由于齿数较多，必须保证其变形规律的一致性。
对于弧齿锥齿轮，无论是等高齿制还是收缩齿制，齿部变形都遵循一般的热处理齿部变形规律，即热处理淬火后，弧齿锥齿轮中点螺旋角变小，齿长方向有伸直的趋势。
变形导致主、从动锥齿轮接触区的变化，即从动齿轮正车面接触区有偏大端的趋势，反车面接触区有偏小端的趋势。
热后接触区如图1所示，e 表示大端，i表示小端。
e i i e(a)从动齿轮正车面 (b)从动齿轮反车面图1 热处理后齿面接触区热处理后，正车面接触区由中间偏向大端，反车面接触区由大端偏向小端。
因此，在设计过程中，就应该考虑热处理变形的规律问题，进行一定的偏移补偿。
从上图可以看出，齿轮接触区为典型的内对角形式，这对增强抗弯曲强度极为有利。
齿轮精度检测及接触区修正为反映出齿部变形的大小与方向，测量齿轮精度，采用常规的测量手段，不容易分辨。
我公司采用德国克林贝格P65测量中心，对齿轮的精度及拓扑进行测量。
测量结果表明，虽然铣齿精度可以保证三级以内，但是由于热处理变形的存在，齿轮精度丧失严重，仅能保证八级以内。
这就会出现成批量的齿轮接触区不良或者噪声偏大的情况。
通过试验研究，采用研齿机，进行全齿面研齿，对降低噪声有很大的帮助。
在低音环境下，采用分贝仪测量，研齿后噪声降低2,3db，保证噪声在80db以内。
但研齿对接触区的修正作用很小，对齿轮精度的提高也很有限。
当接触区变化在可接受范围内时，可通过调整主动齿轮安装距进行修正，即在装配时调整垫片的厚度。