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美國AI-Tek齒輪作用
的制造材料和熱處理過(guò)程對齒輪的承載能力和尺寸重量有很大的影響。20世紀50年代前,齒輪多用碳鋼,60年代改用合金鋼,而70年代多用表面硬化鋼。按硬度 ,齒面可區分為軟齒面和硬齒面兩種。 軟齒面的齒輪承載能力較低,但制造比較容易,跑合性好, 多用于傳動(dòng)尺寸和重量無(wú)嚴格限制,以及小量生產(chǎn)的一般機械中。因為配對的齒輪中,小輪負擔較重,因此為使大小齒輪工作壽命大致相等,小輪齒面硬度一般要比大輪的高。 硬齒面齒輪的承載能力高,它是在齒輪精切之后 ,再進(jìn)行淬火、表面淬火或滲碳淬火處理,以提高硬度。但在熱處理中,齒輪不可避免地會(huì )產(chǎn)生變形,因此在熱處理之后須進(jìn)行磨削、研磨或精切 ,以消除因變形產(chǎn)生的誤差,提高齒輪的精度。 材料 制造齒輪常用的鋼有調質(zhì)鋼、淬火鋼、滲碳淬火鋼和滲氮鋼。鑄鋼的強度比鍛鋼稍低,常用于尺寸較大的齒輪;灰鑄鐵的機械性能較差,可用于輕載的開(kāi)式齒輪傳動(dòng)中;球墨鑄鐵可部分地代替鋼制造齒輪 ;塑料齒輪多用于輕載和要求噪聲低的地方,與其配對的齒輪一般用導熱性好的鋼齒輪。 未來(lái)齒輪正向重載、高速、高精度和率等方向發(fā)展,并力求尺寸小、重量輕、壽命長(cháng)和經(jīng)濟可靠。 而齒輪理論和制造工藝的發(fā)展將是進(jìn)一步研究輪齒損傷的機理,這是建立可靠的強度計算方法的依據,是提高齒輪承載能力,延長(cháng)齒輪壽命的理論基礎;發(fā)展以圓弧齒廓為代表的新齒形;研究新型的齒輪材料和制造齒輪的新工藝; 研究齒輪的彈性變形、制造和安裝誤差以及溫度場(chǎng)的分布,進(jìn)行輪齒修形,以改善齒輪運轉的平穩性,并在滿(mǎn)載時(shí)增大輪齒的接觸面積,從而提高齒輪的承載能力。 摩擦、潤滑理論和潤滑技術(shù)是 齒輪研究中的基礎性工作,研究彈性流體動(dòng)壓潤滑理論,推廣采用合成潤滑油和在油中適當地加入極壓添加劑,不僅可提高齒面的承載能力,而且也能提高傳動(dòng)效率。 注意問(wèn)題 進(jìn)行簡(jiǎn)易診斷的目的是迅速判斷齒輪是否處于正常工作狀態(tài),對處于異常工作狀態(tài)的齒輪進(jìn)一步進(jìn)行精密診斷分析或采取其他措施。當然,在許多情況下,根據對振動(dòng)的簡(jiǎn)單分析,也可診斷出一些明顯的故障。 齒輪的簡(jiǎn)易診斷包括噪聲診斷法、振平診斷法以及沖擊脈沖(SPM)診斷法等,zui常用的是振平診斷法。 振平診斷法是利用齒輪的振動(dòng)強度來(lái)判別齒輪是否處于正常工作狀態(tài)的診斷方法。根據判定指標和標準不同,又可以分為值判定法和相對值判定法。 值判定法 值判定法是利用在齒輪箱上同一測點(diǎn)部位測得的振幅值直接作為評價(jià)運行狀態(tài)的指標。 用值判定法進(jìn)行齒輪狀態(tài)識別,必須根據不同的齒輪箱,不同的使用要求制定相應的判定標準。 制定齒輪值判定標準的主要依據如下: (1)對異常振動(dòng)現象的理論研究; (2)根據實(shí)驗對振動(dòng)現象所做的分析; (3)對測得數據的統計評價(jià); (4)參考國內外的有關(guān)標準。 實(shí)際上,并不存在可適用于一切齒輪的值判定標準,當齒輪的大小、類(lèi)型等不同時(shí),其判定標準自然也就不同。 按一個(gè)測定參數對寬帶的振動(dòng)做出判斷時(shí),標準值一定要依頻率而改變。頻率在1kHz以下,振動(dòng)按速度來(lái)判定;頻率在1kHz以上,振動(dòng)按加速度來(lái)判定。實(shí)際的標準還要根據具體情況而定。 相時(shí)值判定法 在實(shí)際應用中,對于尚未制定出值判定標準的齒輪,可以充分利用現場(chǎng)測量的數據進(jìn)行統計平均,制定適當的相對判定標準,采用這種標準進(jìn)行判定稱(chēng)為相對值判定法。 相對判定標準要求將在齒輪箱同一部位測點(diǎn)在不同時(shí)刻測得的振幅與正常狀態(tài)下的振幅相比較,當測量值和正常值相比達到一定程度時(shí),判定為某一狀態(tài)。比如,相對值判定標準規定實(shí)際值達到正常值的1.6~2倍時(shí)要引起注意,達到2.56~4倍時(shí)則表示危險等。至于具體使用時(shí)是按照1.6倍進(jìn)行分級還是按照2倍進(jìn)行分級,則視齒輪箱的使用要求而定,比較粗糙的設備(例如礦山機械)一般使用倍數較高的分級。 實(shí)際中,為了達到*效果,可以同時(shí)采用上述兩種方法,以便對比比較,全面評價(jià)。 美國AI-Tek齒輪可按齒形、齒輪外形、齒線(xiàn)形狀、輪齒所在的表面和制造方法等分類(lèi)。 AI-Tek齒輪的齒形包括齒廓曲線(xiàn)、壓力角、齒高和變位。漸開(kāi)線(xiàn)齒輪比較容易制造,因此現代使用的齒輪中 ,漸開(kāi)線(xiàn)齒輪占多數,而擺線(xiàn)齒輪和圓弧齒輪應用較少。 在壓力角方面,小壓力角齒輪的承載能力較??;而大壓力角齒輪,雖然承載能力較高,但在傳遞轉矩相同的情況下軸承的負荷增大,因此僅用于特殊情況。而齒輪的齒高已標準化,一般均采用標準齒高。變位齒輪的優(yōu)點(diǎn)較多,已遍及各類(lèi)機械設備中。 另外,齒輪還可按其外形分為圓柱齒輪、錐齒輪、非圓齒輪、齒條、蝸桿蝸輪;按齒線(xiàn)形狀分為直齒輪、斜齒輪、人字齒輪、曲線(xiàn)齒輪;按輪齒所在的表面分為外齒輪、內齒輪;按制造方法可分為鑄造齒輪、切制齒輪、軋制齒輪、燒結齒輪等。 |