性价比高磨齿机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。性价比高磨齿机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%。
性价比高磨齿机定制 一、齿轮振动的实例 1齿轮轮毂的振动 齿轮传递扭矩首先从轴传至轮毂,由轮毂传递到轮齿,再由主动轮轮齿传递到被动轮轮毂和轴系。性价比高磨齿机在传递过程中,由于受到轴向激励力的作用,齿轮轮毂产生轴向振动。另外,由于啮合力的作用,轮毂也会产生横向和沿周向的振动。 2轴承及轴承座的振动 齿轮系统通过轴系安置于轴承及其轴承座上,由于齿轮本体的轴向和周向振动必引起轴承支承系统的振动,相反,外界干扰力(如螺旋桨的轴承力)也可能通过轴承传递给齿轮系统。 3齿轮箱的振动 齿轮的振动由轴系传到齿轮箱,激励箱体振动,从而辐射出噪声。另外,齿轮在箱内振动的辐射声激励箱体,使箱体形成二次辐射噪声,这类噪声大部在中低频范围内。齿轮箱体本身的振动也直接产生辐射声。 4齿轮的振动 在啮合过程中,轮齿先由一点接触而扩展到线接触,或一次实现线接触,使得接触力大小、方向改变,产生机械冲击振动,从而辐射出噪声。这类噪声呈现高频冲击的形式,其典型的齿轮振动时程曲线示于图2。 轮齿啮合时不断变化的啮合力,既激发齿轮的强烈振动,即各个轮齿的响应很大,也激发了齿轮箱箱体较弱的振动。通常认为齿轮产生噪声的主要原因是轮齿之间的相对位移。这类噪声源产生的噪声可以用付氏变换法把噪声表示为稳定频率的分量的集合。 二、齿轮振动噪声产生的机理 1齿轮啮合激励产生的噪声 齿轮的轮齿在啮合时因传动误差产生交变力,在交变力作用下产生线性及扭转响应,使齿轮产生振动辐射出噪声。这是一种主要的噪声源,接触力变化越大,则齿轮相应的振动响应越大。 另外,齿轮的周节差产生的由复杂的或调制频率及其倍频组成的噪声,含有重复的基频(轴频),频率很低。由于周节差产生了不规则的脉冲序列。这种脉冲序列包括了众多的频率成份,但还不能认为是宽带随机噪声。在众多频率成份中,由于脱啮后轮齿重新啮合时的冲击,所产生的噪声是明显的。在一般情况下,啮合振动能够产生轴频的任何一个倍频上的激励,这种激励传递到齿轮箱引发箱体共振时产生明显的噪声,尤其当箱体的固有频率较低,而啮合频率很高时,很可能在某倍频下产生箱体共振。 键槽或花键槽在啮合力作用下,使得齿轮和花键之间间隙产生无规则的变化,从而产生与周节差引发的相似的噪声。 2滑油喷注产生的噪声 一种齿宽较大的直齿齿轮,在啮入端吸入过多的滑油,这些滑油滞留于齿根间隙中而无法迅速从端部排出形成"困油现象"。困油现象发生在两个啮合齿的接触部位形成的一个封闭容积内。这种封闭容积在齿轮转动时会产生容积变化。由于滑油是不可压缩液体(压缩性小,体积模量为1.4×109),即使很小的容积变化都会使齿轮轴上的附加载荷发生周期性的剧烈变化,使齿轮激励振动而产生噪声。另外,在容积增大时,压力即迅速减少,从而使得轮齿间迅速减压造成"空蚀",使齿轮激发出强烈的高频振动,同时辐射出噪声。与此同时,高压油从齿端部高速喷射,射流冲击齿轮箱箱体也会引发啮合频率激励而产生齿频噪声及其倍频噪声。 3轴承力激励 如果齿轮传递扭矩为船用螺旋桨推力(作用在推力轴承上)与扭矩,则螺旋桨在不均匀流场中产生的非定常轴向力或扭矩通过轴系传递到轴承,由轴承传递给齿轮,对齿轮产生不稳定的激励,此即为轴承力激励。由此种激励使齿轮产生振动辐射出噪声,这种噪声与轴承力的激励密切相关。 另外,由于齿轮轮齿的弹性原因,齿轮在传递动力时,后两对轮齿啮合时的齿对数只有一对齿啮合的1/2~2/3。因此,当主动轴旋转时,对应于齿对数的变化,从动齿轮发生与旋转转速变化相同的振动,从而辐射出噪声,这也是主要噪声源之一。
性价比高磨齿机定制螺旋齿轮齿面结构复杂,其加工精度及啮合质量的控制一直是齿轮制造技术中的难题。螺旋齿轮是机械传动系统的主要零件之一,其齿面精度和啮合质量是保证机械产品效率、噪声、传动精度和使用寿命等综合性能的关键。由于螺旋齿轮的几何特性、啮合过程及其切齿机床结构,使其加丁调整最为复杂,同时加工刀具、机床参数设置、加载变形及装配误差等都会引起其啮合、承载及振动性能的改变,使得螺旋齿轮在设计和制造中的质量控制极其困难。性价比高磨齿机而其特殊的用途与优异的啮合性能对齿面几何精度和啮合质量要求十分苛刻,因此,改善螺旋齿轮齿面加工精度及啮合质量一直是各国专家学者广泛关注和研究的对象,并成为齿轮制造的关键技术和终极目标。螺旋齿轮齿面加工技术与成形理论及其加工机床的发展密切相关,随着机床制造技术的不断提高、成形理论的不断完善,螺旋齿轮的加工质量也在不断提高。总体来看,目前螺旋齿轮加工机床发展与齿面加工技术大体分为两个阶段:传统机械铣齿机床及其加工技术、现代数控铣齿机床及其加工技术。传统机械铣齿机床结构复杂,传动链长且异常复杂,从而使得传动误差增大,在一定程度上降低了机床精度,导致齿轮加丁质量稳定性差,另外,传统机械铣齿机床的加工调整复杂,尤其是在加工批量小、参数不同的轮坯时,需要对机床上的刀位、轮位及各种挂轮装置等进行多次调整,这样才能获得较好的接触区,并且它对操作人员要求高,加工周期较长。齿轮滚刀是一个螺旋角较大而螺纹头数一般为1~3个齿,齿很长,并能绕滚刀分度圆柱多圈的螺旋齿轮。加工斜齿轮时,随着滚刀沿工件的轴向进给,工件还应附加一个与斜齿轮的螺旋角相匹配的旋转速度。
磨齿机定制随着国外先进车型的引进,各种齿轮钢的国产化使我国的齿轮钢水平上了一个新台阶。德国的Cr-Mn钢,日本的Cr-Mo系钢,和美国的SAE86钢满足了中小模数齿轮用钢。国产载货汽车齿轮有的采用美国牌号SAE8822H钢,如8t和10t桥用圆锥齿轮采用SAE8822H,该钢的主要化学成分(质量分数,%)为0.19~0.25C,0.70~1.05Mn,0.15~0.35Si,0.35~0.75Ni,0.35~0.65Cr,0.30~0.40Mo。文献认为,控制淬透性是解决齿轮畸变问题的关键。为减少畸变应选用Jominy淬透性带宽在4HRC以下的H钢。采用H钢的齿轮热处理后精度(接触区)比普通钢高70%~80%,使用寿命延长。因此,工业发达国家先后规定了渗碳合金结构钢的淬透性带。性价比高磨齿机根据需要将淬透性带限制在很窄的范围(4~5HRC)。1)在德国订货时,可以要求钢材的淬透性能在给定的范围内,也可以要求缩窄淬透性能的钢材。17CrNiM06非常适合制造大模数重负荷汽车齿轮,该钢主要化学成分(质量分数,%)为0.15~0.20C,0.40~0.60Mn,1.50~1.80Cr,0.25~0.35Mo,1.40~1.70Ni。此钢在我国已开始生产和使用。文献认为,在17CrNiM06钢齿轮渗碳过程中,在适当降低渗碳后期碳势的同时加快渗碳后的冷却速度,由空冷改为风冷,阻止大块碳化物的形成,然后在630cC进行高温回火,以析出部分合金碳化物,为的是在820℃二次加热淬火时减少残留奥氏体量,最终获得较好的金相组织。2)奥地利"Styer"重型汽车厂要求淬透性带宽为7HRC。3)日本中重型货车,如“日野”牌KB222型载重9t汽车和“日产”牌CKL20DD型载货8t汽车的变速器齿轮及后桥齿轮广泛采用Cr-Mo系钢,如SCM420H和SCM822H钢,相当于我国国产化20CrMnMoH和22CrMoH钢。
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