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齿轮在制造行业的重要作用,以及齿轮的未来的发展

发布时间:2018-02-07 | 来源:互联网 | 作者:
齿轮是指轮缘上有齿轮连续啮合传递运动和动力的机械元件。齿轮在传动中的应用很早就出现了。19世纪末,展成切齿法的原理及利用此原理切齿的专用机床与刀具的相继出现,随着生产的发展,齿轮运转的平稳性受到重视。

起源


在西方,公元前300年古希腊哲学家亚里士多德在《机械问题》中,就阐述了用青铜或铸铁齿轮传递旋转运动的问题。18世纪工业革命时期,齿轮技术得到高速发展,人们对齿轮进行了大量的研究。1733年法国数学家卡米发表了齿廓啮合基本定律;1765年瑞士数学家欧拉建议采用渐开线作齿廓曲线。1955年苏诺维科夫对圆弧齿轮进行了深入的研究,圆弧齿轮遂得以应用于生产。这种齿轮的承载能力和效率都较高,但尚不及渐开线齿轮那样易于制造,还有待进一步改进。

  我国最早的齿轮

齿轮在中国行业里的发展

1.状况

中国齿轮制造业与发达国家相比还存在自主创新能力不足、新品开发慢、市场竞争无序、企业管理薄弱、信息化程度低、从业人员综合素质有待提高等问题。现阶段齿轮行业应通过市场竞争与整合,提高行业集中度,形成一批拥有几十亿元、5亿元、1亿元资产的大、中、小规模企业;通过自主知识产权产品设计开发,形成一批车辆传动系(变速箱、驱动桥总成)牵头企业,用牵头企业的配套能力整合齿轮行业的能力与资源;实现专业化、网络化配套,形成大批有特色的工艺、有特色的产品和有快速反应能力的名牌企业;通过技改,实现现代化齿轮制造企业转型。
  
  齿轮最初的应用

2.发展

2012年齿轮行业发展可能呈现“前低后高、中速增长”的态势。2012年四季度出现的行业增长放缓的趋势将延续到今年。下半年,随着国家扩大内需政策的逐步到位,战略性新兴产业的发展以及国家“三基规划”的开始实施,必将提升现代装备制造业,从而带动整个齿轮行业新一轮的上升。预计齿轮行业销售收入将增长10%以上,出口增幅或将达15%。

  用途、适用范围

1.塑料齿轮

随着科学的发展,齿轮已经慢慢由金属齿轮转变为塑料齿轮。因为塑料齿轮更具有润滑性和耐磨性。可以减小噪音,降低成本,降低摩擦。

  塑料齿轮

2.汽车齿轮

我国中重型载货汽车齿轮用钢牌号较多,主要是为适应引进当时国外先进汽车技术的要求。50年代我国从原苏联里哈乔夫汽车厂引进当时苏联中型载货汽车(即“解放”牌原车型)生产技术的同时,也引进了原苏联生产汽车齿轮的20CrMnTi钢种。

3.冶金齿轮

主要粉末冶金齿轮:粉末冶齿轮是少切屑、无切屑的高新技术的产物。

4.配套类别零部件名称:汽车发动机;凸轮轴、曲轴正时带轮,水泵、油泵带轮,主动、从动齿轮,主动、从动链轮,凸轮,轴承盖,摇臂,衬套,止推板,气门导管,进、排气门阀座汽车变速箱;各种高低速同步器齿毂及组件,离合器齿轮,凸轮、凸轮轴,滑块,换挡杆,轴套,导块,同步环

摩托车零件;从动齿轮及组件,链轮,起动棘爪,棘轮,星形轮,双联齿轮,副齿轮,变速齿轮,推杆凸轮,轴套,滑动轴承,定心套,从动盘,进、排气门阀座

汽车、摩托车油泵;各种油泵齿轮、齿毂,各种油泵转子,凸轮环汽车、摩托车减振器各种活塞,底阀座,导向座压缩机各种活塞,缸体,缸盖,阀板,密封环农机产品 各种轴套,转子,轴承.

5.其他;分电器齿轮,行星齿轮,内齿盘,组合内齿轮,各种不锈钢螺母,磁极。  

  发动机上齿轮展示

材料详解——30CrNiMo8

德国DIN标中30CrNiMo8是调质钢,相当于我国30Cr2Ni2Mo 。

特性:有较高的屈服强度、抗拉强度和疲劳强度,还有足够的塑性和韧性。

冶炼方法:一般采用电弧炉和氧气顶吹转炉冶炼,要求高的采用炉外精炼、电渣重熔或真空处理、真空感应炉冶炼或双真空冶炼、合适的热处理。

化学成分:碳C(0.26-0.34)硅Si(0.4) 锰Mn(0.3-0.6) 磷p(0.035) 硫s(0.035 ) 铬Cr(1.8-2.2)钼Mo(0.3-0.5) 镍Ni(1.8-2.2)

具体应用:广泛,除了用于压力较高且波动频繁的高压化工容器外,还用于压力管道、塑料模具、重要的结构等。如东方汽轮机厂FD70A、FD77A型风力发电机组主轴采用优质合金钢(30CrNiMo8)锻件制造。

结构分类

一般有轮齿、齿槽、端面、法面、齿顶圆、齿根圆、基圆、分度圆。

轮齿:简称齿,是齿轮上 每一个用于啮合的凸起部分,这些凸起部分一般呈辐射状排列,配对齿轮上的轮齿互相接触,可使齿轮持续啮合运转。

齿槽:是齿轮上两相邻轮齿之间的空间;端面是圆柱齿轮或圆柱蜗杆上 ,垂直于齿轮或蜗杆轴线的平面。

端面:是齿轮两端的平面。

法面:指的是垂直于轮齿齿线的平面。

齿顶圆:是指齿顶端所在的圆。

齿根圆:是指槽底所在的圆。

基圆:形成渐开线的发生线作纯滚动的圆。

分度圆:是在端面内计算齿轮几何尺寸的基准圆。

加工方式

渐开线齿轮加工方法有2大类,一个是仿形法,用成型铣刀铣出齿轮的齿槽,是“模仿形状”的。另一个是范成法(展成法)。

(1)滚齿机滚齿:可以加工8模数以下的斜齿

(2)铣床铣齿:可以加工直齿条

(3)插床插齿:可以加工内齿

(4)冷打机打齿:可以无屑加工

(5)刨齿机刨齿:可以加工16模数大齿轮

(6)精密铸齿:可以大批量加工廉价小齿轮

(7)磨齿机磨齿:可以加工精密母机上的齿轮

(8)压铸机铸齿:多数加工有色金属齿轮

(9)剃齿机:是一种齿轮精加工用的金属切削机床

  未来应用

未来齿轮正向重载、高速、高精度和高效率等方向发展,并力求尺寸小、重量轻、寿命长和经济可靠。

制造齿轮常用的钢有调质钢、淬火钢、渗碳淬火钢和渗氮钢。铸钢的强度比锻钢稍低,常用于尺寸较大的齿轮;灰铸铁的机械性能较差,可用于轻载的开式齿轮传动中;球墨铸铁可部分地代替钢制造齿轮 ;塑料齿轮多用于轻载和要求噪声低的地方,与其配对的齿轮一般用导热性好的钢齿轮。

而齿轮理论和制造工艺的发展将是进一步研究轮齿损伤的机理,这是建立可靠的强度计算方法的依据,是提高齿轮承载能力,延长齿轮寿命的理论基础;发展以圆弧齿廓为代表的新齿形;研究新型的齿轮材料和制造齿轮的新工艺; 研究齿轮的弹性变形、制造和安装误差以及温度场的分布,进行轮齿修形,以改善齿轮运转的平稳性,并在满载时增大轮齿的接触面积,从而提高齿轮的承载能力。
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