齿轮定制渐开线直齿圆锥齿轮齿面的形成与渐开线直齿圆柱齿轮相似,它是一平面沿基圆锥作纯滚动时,其上任一条通过锥顶的直线在空间形成一个渐开线曲面。该曲面即为渐开线直齿圆锥齿轮的齿廓曲面。生产齿轮圆锥齿轮用来传递两相交轴之间的运动和动力。锥齿轮的轮齿分布在截锥体上,所以齿形从大端到小端逐渐缩小。与圆柱齿轮相似,锥齿轮也有基圆锥、分度圆锥、齿顶圆锥及齿根圆锥等。圆锥齿轮的轮齿分直齿、斜齿和曲齿等类型。其中,直齿圆锥齿轮的设计、制造、安装较容易,应用最广。
生产齿轮我国齿轮钢基本满足国民需求和引进技术过程国产化的要求,而重型车传动齿轮及中重型车的后桥齿轮用钢,尚有待开发和生产。根据国内重型汽车的使用技术现状分析,超载使用和路况较差这两个问题较为严重,而且短期内无法克服,这就使齿轮经常承受较大的过载冲击载荷。生产齿轮过载冲击载荷介于疲劳和断裂应力之间,它对齿轮使用寿命有很大影响,往往造成齿轮早期失效。从这一点来说,大模数重负荷汽车齿轮应选择Cr-Ni或Cr-Ni-Mo系钢,如德国的17CrNiM06钢最好,还有国产20CrNi3H、20CrNiMoH钢。大功率发动机的问世促进了新型Cr-Ni-Mo系列齿轮钢的开发和应用。如新型齿轮用钢20CrNi2Mo、17CrNiM06。一汽集团某汽车改装公司开发了一种新型载货汽车桥,其特点是匹配发动机的功率大。为保证齿轮的使用寿命,对齿轮的材料及质量有了更高的要求,原采用22CrMoH钢制成的后桥主动圆锥齿轮在使用过程中出现早期失效,严重时甚至出现断齿现象。在热处理方面,由于齿轮材料热处理工艺有时不够稳定,部分齿轮的有效硬化层不够,齿轮心部和表面硬度偏低,这些都是导致齿轮早期失效的主要原因。而且,Cr容易形成晶间网状碳化物,有损渗层力学性能。分析发现,齿轮轮齿心部硬度低时,过渡层塑性变形会引起渗碳层产生过高应力,因而导致渗碳层形成裂纹,最后使整个轮齿断裂。为此,根据“斯太尔”汽车桥后桥主动圆锥齿轮使用20CrNi3H钢的良好行车使用效果,应确保齿轮的有效硬化层深度在1.8~2.2mm,齿轮轮齿心部硬度在38~45HRC,齿轮表面硬度在60~64HRC,碳化物在1~3级,马氏体、残留奥氏体在1~4级,这样可使齿轮的使用寿命提高30%~40%。
生产齿轮变速器齿轮经常在高转速、高负荷、转速和负荷不断交变的情况下工作。齿轮除了由于正常磨损外,还会由于润滑油品质、润滑条件不良、驾驶操作不当、维修时齿轮装配相互啃合位置不当等原因,均会造成齿轮冲击,轮齿啃合得不好以及起步抖动等,都会加速齿轮的磨损和损伤。生产齿轮齿轮是依靠本身的结构尺寸和材料强度来承受外载荷的,这就要求材料具有较高强度韧性和耐磨性;由于齿轮形状复杂,齿轮精度要求高,还要求材料工艺性好。变速器齿轮常用材料为锻钢。
生产齿轮定制齿轮减速箱噪声产生主要是由于旋转齿轮的冲击和角速度不均匀造成振动而引起的,包括由于齿轮节距误差和齿形偏差及由于齿轮和齿轮轴受载变形等原因使得齿轮在啮入和啮出的瞬间发生撞击。其次由于偏心、齿轮不平衡及在接触表面产生滚动和滑动摩擦等因素对噪声的产生亦有影响。生产齿轮齿轮噪声源有以下几个方面:1、齿轮节距和齿形的误差造成撞击,其撞击次数与齿轮的啮合次数相等,是啮合基本频率故又称基频噪声。2、对于斜齿轮减速机由于周期性传动误差引起齿面波纹误差,其噪声频率与齿轮加工机床工作台传动蜗轮齿数有关,与齿轮本身齿数无关,这是透平齿轮产生噪声主要根源之一。3、偏心,节距累积和节距突变等误差所产生频率为转速或其倍率的噪声,这是一种低频噪声。4、一些无规则的齿距误差将产生随同齿轮转速和齿轮与箱体共振特性有关的变化噪声。5、齿面光洁度的误差产生一种连续性高频的频谱,如果它与某些结构部件发生共振,那也应予以重视。