磨齒機技術(shù)論文
磨齒機是利用砂輪作為磨具加工圓柱齒輪或某些齒輪(斜齒輪,錐齒輪等)加工刀具齒面的齒輪加工機床。下面小編給大家分享一些磨齒機技術(shù)論文,大家快來跟小編一起欣賞吧。
磨齒機技術(shù)論文篇一
鋼球磨硬齒面減速機設(shè)計
【摘要】針對市場需求、我廠磨機配套減速機現(xiàn)狀及動力齒輪裝置發(fā)展趨勢,立足于我廠現(xiàn)有的加工設(shè)備,隨著近年滲碳、淬火―磨齒工藝的發(fā)展日臻成熟,齒輪材料用精煉鋼,采用ISO原版公式,合理的角變位設(shè)計,經(jīng)過細致反復的計算,自主創(chuàng)新設(shè)計了兩種新型硬齒面減速機,為我廠今后的長遠發(fā)展打下了良好基礎(chǔ)。
【關(guān)鍵詞】滲碳;淬火;硬齒面減速機
引言
圓柱齒輪在機械產(chǎn)品中應用廣泛,品種、規(guī)格繁多。長期以來,在齒形上以采用漸開線齒形為主。在一般設(shè)計中較多采用中碳鋼(或中碳合金鋼)調(diào)質(zhì)處理的齒輪(也稱軟齒面齒輪),很少采用低碳合金鋼經(jīng)滲碳淬火處理的齒輪(也稱硬齒面齒輪)[1]。
在工藝上,對于冶金、礦山、起重運輸、通用等機械中所用的大、中模數(shù)齒輪,一般采用調(diào)質(zhì)處理―滾齒工藝,但近年來,滾齒―滲碳、淬火處理―磨齒工藝逐漸發(fā)展起來[1]。
國際上,動力齒輪裝置正沿著小型化、高速化、標準化方向發(fā)展。為達到齒輪裝置小型化目的,可以提高現(xiàn)有漸開線齒輪的承載能力。各國普遍采用硬齒面技術(shù),提高硬度以縮小裝置的尺寸[1]。
1、鋼球磨減速機現(xiàn)狀
以我廠為例,鋼球磨減速機是我廠長期生產(chǎn)的批量產(chǎn)品,基本上都是1975年以后陸續(xù)設(shè)計的圖紙。三十年來,只是隨著標準化的貫徹局部改動外,其設(shè)計結(jié)構(gòu)、性能、參數(shù)基本未變,全部為鑄造機體機蓋、粗鋼鑄造大齒輪、粗鋼鍛造軸齒輪,軟齒面8級精度。雖然多數(shù)勉強能達到5―10年的運轉(zhuǎn)壽命,但其間所出現(xiàn)的振動、噪聲、發(fā)熱、滲漏油等缺陷,造成停車維修,在不同程度上影響用戶的經(jīng)濟效益,造成產(chǎn)品聲譽不佳。
2、設(shè)計新型硬齒面減速機
無論是現(xiàn)今動力齒輪裝置的發(fā)展趨勢,或是我廠鋼球磨減速機的現(xiàn)狀,從哪一點考慮,設(shè)計新型硬齒面減速機都是必須的。
2.1齒輪材料的選擇
齒輪用鋼的發(fā)展趨勢:一是含Cr、Ni、Mo的低合金鋼;二是硼鋼;三是碳氮共滲用鋼;四是易切削鋼。由于我國缺乏Cr、Ni,常用20CrMnTi滲碳鋼或用含硼加稀土鋼。重型機械常用18CrMnNiMo滲碳鋼或中碳合金鋼[1]。在我廠,多年來一直是粗鋼鑄造大齒輪、粗鋼鍛造軸齒輪,材料大多是35CrMo、ZG45Ⅱ、37SiMn2MoV等中碳鋼,經(jīng)熱處理工藝后達到軟齒面8級精度,遠遠落后于當今先進的齒輪技術(shù)。所以,為達到設(shè)計硬齒面減速機的目的,齒輪材料決定選用20CrMnMo,此材料不僅價格較低,亦符合齒輪用鋼的發(fā)展趨勢。
2.2齒輪熱處理工藝及精煉工藝
2.2.1熱處理工藝
齒輪熱處理工藝一般有滲碳(或碳氮共滲)、氮化、感應淬火、調(diào)質(zhì)等四類。當前總的趨勢是提高齒面硬度,滲碳淬火齒輪的承載能力可比調(diào)質(zhì)齒輪提高2~3倍,可以獲得高的表面硬度、耐磨性、韌性和抗沖擊性能,能提供高的抗電蝕、抗疲勞性能[1]。因此,通過滲碳淬火,然后磨齒,可以達到硬齒面6級精度的目的。
2.2.2精煉工藝
通過以下合理先進的工藝,使齒輪材料為精練鋼,保證其機械性能提高10%~15%:
(1)除P、S有害雜質(zhì),使其含量≤0.015,以提高其韌性。
(2)除H2、O2,使其真空度≤3ppm,減少白點和砂眼。
(3)除渣,保證材料性能,使其缺陷達Ⅱ級,許用當量φ3.5以下。
2.3設(shè)計計算
針對我廠長期系列生產(chǎn)的KH兩種減速機,設(shè)計了兩種全新的硬齒面減速機。設(shè)計計算時,全部齒輪基本采用合理的角變位設(shè)計,使其接觸強度提高15%~30%,此乃先進設(shè)計公認的數(shù)據(jù);齒輪強度公式采用ISO原版公式[2]。下面簡要介紹一下兩種新型硬齒面減速機的設(shè)計計算情況:
2.3.1硬齒面減速機設(shè)計計算簡要介紹
1、外形尺寸計算
①電動機功率N=1250KW 轉(zhuǎn)數(shù)n=985r/min 傳動比i=6.74 中心距a=800mm
?、陔妱訖C功率N=1800Kw,轉(zhuǎn)數(shù)n=985r/min 中心距a1=430、a2=650,ī=7.6
因兩種減速機計算原理是相同的,故以第①種減速機為例作介紹
低速軸的強度計算及軸承的選擇計算與高速軸齒輪的計算原理相同,礙于篇幅有限,僅列出滾動軸承的選擇,其它的不能夠一一列出,故略去。
2.3.3小結(jié)
經(jīng)過反復細致的計算,得出上述計算結(jié)果,確定兩種減速機的基本尺寸和軸承型號的選擇。
2.3.4結(jié)構(gòu)形式
①為一級結(jié)構(gòu)減速機,②為二級結(jié)構(gòu)減速機。
共同的結(jié)構(gòu)特點:
1)機體、機蓋均為焊接結(jié)構(gòu),除端蓋外幾乎沒有鑄件。
2)針對高速軸軸承易發(fā)熱的特點,特別設(shè)計了風扇,使其與冷卻水管同時降溫。
3)為大齒輪設(shè)計了單獨的小油池,降低油溫,以防因大齒輪攪動油而造成能量損失和溫升。
4)每件軸承均設(shè)有油盒,以保證軸承充分潤滑。
5)每種減速機都設(shè)計成兩種箱式結(jié)構(gòu),以方便用戶的選擇。
3、結(jié)論
3.1先進性
我廠原有減速機屬70年代水平,而新型硬齒面減速機采取滲、淬、磨齒,達到硬齒面6級精度,在結(jié)構(gòu)和性能方面均優(yōu)于我廠原有減速機,產(chǎn)品水平已完全達到SEW、弗蘭德等公司產(chǎn)品的同等技術(shù)水平。
3.2創(chuàng)新性
此次自主設(shè)計的均為硬齒面減速機;針對溫升和滲漏油問題,設(shè)計了風扇、小油池和油盒;齒輪材料為精煉鋼,基本全部采用角變位設(shè)計;焊接機體、機蓋不僅能降低整機重量,而且也減少了鑄造缺陷,同時美化外觀。我廠原有減速機基本不曾有以上這些設(shè)計,而且,按我公司目前的工藝裝備,不需增加任何設(shè)備,完全能夠制造。
參考文獻
[1]齒輪手冊編委會.《齒輪手冊》(上).機械工業(yè)出版社.1990年11月重慶第1版.1-5.
[2]《機械設(shè)計手冊》聯(lián)合編寫組.《機械設(shè)計手冊》(中).化學工業(yè)出版社.1982年10月北京第二版.
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