傳動齒輪軸加工加工工藝淺析
來源:振動打樁機聚英 時間:2023-03-09 15:54:13 瀏覽次數:16
傳動齒輪軸零件的主要作用是支撐回轉零件、實現回轉運動并傳遞轉矩和動力。齒輪軸具備傳動效率高、結構緊湊和使用壽命長等一系列優點,是通用機械特別是工程機械傳動中的重要零件之一。齒輪軸加工材料、熱處理方式、機械加工工藝過程的優化,將對提高齒輪軸的加工質量及壽命有著重要借鑒意義。首先分析了齒輪軸零件的作用和加工工藝性,然后進行工藝規程設計。齒輪軸零件的機械綜合性能要求較高,一般選擇鍛件作為毛坯。
齒輪軸一般是小齒輪(齒數少的齒輪),運用在高速級(也就是底扭矩級)傳動中。聚英機械可以生產大模數的長軸齒輪,應用于大型煤礦及建筑機械類產品。齒輪軸一般很少作為變速的滑移齒輪,一般都是固定運行的齒輪,因為處在高速級,其高速度是不適進行滑移變速的。齒輪軸是軸和齒輪合成一個整體的,但是,在設計時,還是要盡量縮短軸的長度,太長了一是不利于上滾齒機加工,二是軸的支撐太長導致軸要加粗而增加機械強度(如剛性、撓度、抗彎等)。
一般齒輪軸有兩個支撐軸徑,工作時通過軸徑支撐在軸承上,這兩個支撐軸徑便是其裝配基準,通常也是其他表面的設計基準,所以它的精度和表面質量要求較高。對于一些重要的軸,支撐軸除規定較高的尺寸精度外,通常還規定圓度、圓柱度以及兩軸徑之間的同軸度等形狀精度要求等。對于其他工作軸徑,如安裝齒輪、帶輪、螺母、軸套等零件的軸徑,除了有本身的尺寸精度和表面粗糙度外,通常還要求其軸線與兩支承軸徑的公共線同軸,以保證軸上各運動部件的運動精度。
齒輪軸零件的主要作用是支撐回轉零件、實現回轉運動并傳遞轉矩和動力。齒輪軸零件是將齒輪部分和軸做成一體無需鍵配合的一種常見機械零件。齒輪軸具備傳動效率高、結構緊湊和使用壽命長等一系列優點,是通用機械特別是工程機械傳動中的重要零件之一。齒輪軸的工作能力一般取決于軸的強度和剛度,轉速高時還取決于軸的振動穩定性。軸的中間部位為斜齒輪部分,主要傳遞運動和動力。
傳統齒輪軸加工利用普通車床、銑床等,依靠技師進行手工操作,生產率低,耗時長,精度低。而聚英機械是使用加工中心進行自動化打磨,從而大大提高了軸部的精度。
齒輪軸加工工藝設計
材料分析生產類型確定
45鋼是中碳結構鋼,冷熱加工性能都不錯,機械性能較好,且價格低、來源廣,所以應用廣泛。它的最大弱點是淬透性低,截面尺寸大和要求比較高的工件不宜采用。45鋼淬火溫度在A3+(30~50) ℃,在實際操作中,一般是取上限的。偏高的淬火溫度可以使工件加熱速度加快,表面氧化減少,且能提高工效。為使工件的奧氏體均勻化,就需要足夠的保溫時間。
45鋼可制造強度要求較高的零件,如曲軸、軸、活塞銷、工夾具等零件。這些零件的制造要求大多是零件表面的高硬度性、高耐磨性,而心部具有高強度和高韌性,調質后進行高頻或火焰表面淬火等。45鋼經低溫球化退火后,它可冷擠壓為成形零件,如球頭銷、推力桿等。45鋼是軸類零件的常用材料,淬火后表面硬度可達45~52HRC 它價格便宜,經過調質(或正火)后,可得到較好的切削性能,而且能獲得較高的強度和韌性等綜合機械性能。45鋼還廣泛用于機械制造等,這種鋼的機械性能很好。但是這是一種中碳鋼,淬火性能并不好,45鋼可以淬硬至HRC42~46。所以如果需要表面硬度,又希望發揮45鋼優越的機械性能,常將45鋼表面滲碳淬火,這樣就能得到需要的表面硬度。
設計中齒輪軸范例采用45鋼。
確定零件的生產類型
已知:備品率a=3% 廢品率b=1% 年產量Q=1000個/年
根據《機械設計手冊》查表可知45鋼密度ρ=cm3
根據圖紙體積V=V1+V2+V3+V4
=82*10π+*π+82*46π+72*π
= mm3
= cm3
齒輪軸質量m=ρV=
計算N=Q*m(1+a%)(1+b%)=1000*(1+3%)(1+1%)=
根據表可知生產類型為批量生產
選擇毛坯,繪制零件圖或根據已有詳圖進行加工
選擇毛坯種類及制造形式
毛坯的選用主要包括毛坯的材料、類型和生產方法的選用。選用正確與否直接關系到毛坯的制造質量、工藝和成本,并影響到機械加工質量、工藝和成本等。毛坯質量主要是指合格毛坯本身能滿足用戶要求的程度。它主要包括外觀質量、內在質量和使用質量。其中,外觀質量包括毛坯表面粗糙度、尺寸精度、質量偏差、形狀偏差和表面缺陷等;內在質量包括毛坯的物理性能、力學性能、金相組織、化學成分、偏析、內應力、致密度、內部缺陷等;使用質量包括毛坯的抗疲勞性能、高溫及低溫力學性能、耐磨性、耐蝕性和精度保持性等。毛坯材料的選用是保證產品內在質量的一個主要因素。 毛坯選用的原則有:①滿足材料的工藝性能要求。如碳鋼主要使用鍛造生產,但其中某些牌號也有較好的鑄造性能;②滿足零件的使用性能要求;③降低制造成本;④符合生產條件。
尺寸大的齒輪軸通常選擇自由鍛造,中小型齒輪軸可選擇模鍛件,一些小齒輪軸也可制作成整體毛坯。若鍛件毛坯為錘上鋼質自由鍛件,其機械加工余量與公差應遵循GB/T15826系列標準;若毛坯為鋼質