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齒輪

齒輪加工時出現(xiàn)齒輪變形的問題

關(guān)于齒輪熱處理畸變的情況很復(fù)雜，是全部冷、熱加工工序影響因素的綜合反映。機械加工產(chǎn)生的殘留應(yīng)力，熱處理過程的熱應(yīng)力、組織應(yīng)力都會對變形產(chǎn)生一定的影響。而它們的影響因素較多，涉及原材料、工件結(jié)構(gòu)形狀設(shè)計、整個工藝過程、技術(shù)要求、機加工方法、加工條件、熱處理工藝（加熱、冷卻）、工裝等。有時單從熱處理方面采取措施來解決齒輪的變形有一定的困難，要從冷、熱加工全過程的各種因素來考慮，具體情況具體分析，采取相應(yīng)措施，排除或減弱。

齒輪作為機械傳動裝置中的主要零件，其應(yīng)用十分廣泛。塑料齒輪因其質(zhì)量輕、成本低、惰性好等優(yōu)點在很多領(lǐng)域已經(jīng)逐步替代了金屬齒輪。模具是影響塑料齒輪注射成形質(zhì)量的關(guān)鍵因素，如何提高模具設(shè)計的質(zhì)量與效率是齒輪模具行業(yè)面臨的關(guān)鍵共性問題。同時，由于塑料齒輪在注射成形過程中會發(fā)生收縮，如何對模具的型腔進行修正，以保證齒輪的成形精度，更是模具設(shè)計中的難點。因此，本文對塑料齒輪注射模CAD系統(tǒng)進行了研究與開發(fā)。本文首先分析了漸開線齒輪齒廓的形成原理及其相關(guān)特性，結(jié)合注射成形塑料制品收縮的一般規(guī)律，對塑料齒輪注射模型腔修正規(guī)則進行了研究，提出了一種快速有效的齒輪型腔修正方法。然后本文對參數(shù)化建模技術(shù)進行了研究，采用關(guān)系表達式法建立了漸開線直齒圓柱齒輪和漸開線斜齒圓柱齒輪的參數(shù)化模板，通過人機交互實現(xiàn)了塑料齒輪的參數(shù)化建模，用戶只需輸入的齒輪的關(guān)鍵參數(shù)就可以自動創(chuàng)建相應(yīng)類型的齒輪。基于上述基礎(chǔ)，本文在UG NX平臺上開發(fā)出一套塑料齒輪注射模CAD系統(tǒng)，包括型腔設(shè)計、模架/標(biāo)準(zhǔn)件設(shè)計、澆注系統(tǒng)設(shè)計、冷卻系統(tǒng)的設(shè)計等。通過該系統(tǒng)的應(yīng)用，用戶不但可以快速有序的進行塑料齒輪注射模設(shè)計，還能自動獲得型腔修正結(jié)果，極大的提高了模具設(shè)計的效率和質(zhì)量，縮短了模具設(shè)計周期。

中國的齒輪消費量十分巨大，每輛汽車有20余個大小不等的齒輪，齒輪多為齒輪鋼20CRMNTI制成，只有少量轎車傳動齒輪是用不銹鋼制成，所以齒輪鋼是隨著汽車、輪船、工程機械等同步增長。此外，中國的機電產(chǎn)品出口帶動齒輪的需求，近年來，中國的機電產(chǎn)品出口每年遞增30%以上，齒輪的消費量約有25%以上的增幅。特殊、專用齒輪傳動對市場也很大，如非圓齒輪、粉末冶金齒輪、小模數(shù)齒輪等，對齒輪鋼的需求量同樣不小。由此來看，年內(nèi)由于終端有效需求的繼續(xù)釋放，支撐齒輪鋼市場平穩(wěn)運行，價格較為堅挺。

齒輪行業(yè)發(fā)展存在的問題

我國齒輪產(chǎn)品經(jīng)過近10年的發(fā)展取得了長足的進步，不少產(chǎn)品已達到或接近水平，但仍有相當(dāng)大一部分齒輪與變速箱產(chǎn)品，在振動噪聲與疲勞壽命方面與水平差距明顯，而這又與齒輪材料與熱處理裝備及工藝水平息息相關(guān)。這些問題已成為中國齒輪產(chǎn)品趕超國際水平的瓶頸。

齒輪加工通常都使用滾齒機和插齒機來工作，對于調(diào)整維護方便，對于大規(guī)模的生產(chǎn)來說生產(chǎn)效率就會偏低。后來對于滾刀、插刀刃磨后的再次涂鍍技術(shù)的產(chǎn)生，可以使得刀具能夠明顯地提高使用時間，能夠減少了換刀次數(shù)和刃磨時間，提率。在剔齒過程中，徑向剃齒技術(shù)有很大的優(yōu)勢，包括，設(shè)計齒形、齒向的修形容易實現(xiàn)。