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全自动直角铣头齿轮的设计

发布时间:2018-10-15   点击次数:95次
   全自动直角铣头齿轮的设计
  全自动直角铣头是龙门铣床以及车铣复合加工设备必备的重要功能部件,其最关键的核心组件为用于传递动力的螺旋圆锥齿轮。在全自动直角铣头设计过程中,此对螺旋圆锥齿轮参数设计是否合适;直接决定着铣头能否实现动力的正常传递以及使用寿命的高低。
  全自动直角铣头需要满足设计要求的大扭矩、重载荷使用要求;并且还须保证在切削过程中具有较强的抗冲击能力,同时还应具备一定的使用寿命。
  铣头传动圆锥齿轮的主要失效形式:
  (1)齿根疲劳断裂
  (2)齿面局部剥落和过度磨损
  1、圆锥齿轮的材料选择及热处理分析
  圆锥齿轮材料应具备的性能:
  (1)具备较高的弯曲疲劳强度和接触疲劳强度
  (2)具备较高的齿面硬度和耐磨性能
  (3)具备良好的心部硬度和耐冲击性
  (4)具备良好的工艺性能
  大功率、大扭矩、重载铣头传动圆锥齿轮不宜采用渗氮齿轮或者是进行表面淬火的齿轮,因为经过实践证明;渗氮处理的齿轮承受重载荷的能力较弱,并且当受到冲击载荷时极容易断裂。表面淬硬齿轮的次表面残余拉应力大;心部硬度低,并且硬化层深度不足(一般不超过0.3mm),在承受大扭矩及其受到冲击载荷时极容易剥落或断裂。
  2、圆锥齿轮螺旋方向的选择
  圆锥齿轮螺旋方向的正确选择是否正确,对于锥齿轮副能否正常工作关系很大,圆锥齿轮的螺旋方向和作用在轴及齿轮上的力的方向有关。锥齿轮工作时的作用力可分解为切向力、径向力和轴向力。虽然在这三种力的作用下,齿轮本身和支撑都会变形,影响传动性能,但由于一般轴向支撑刚性较弱以及齿侧间隙受轴向力的影响较大,因而通常是根据对锥齿轮的轴向力方向的要求来选择螺旋方向的。指向大端的轴向力有使齿面离开的趋势,能改善由安装误差而引起的“别劲”现象。反之,若轴向力指向小端,则可能出现无间隙啮合,甚至咬死。由已知全自动直角铣头实际使用要求,输入端铣主轴为正转,因此上端主动圆锥齿轮工作状态下为顺时针转动,若使上端主动圆锥齿轮在啮合时受到向上的轴向力,则上端主动圆锥齿轮的旋向一定为左旋,同理下端被动圆锥齿轮的旋向为右旋。
  3、全自动直角铣头使用的圆锥齿轮的齿型选择
  圆锥齿轮分为直齿圆锥齿轮、斜齿圆锥齿轮以及螺旋圆锥齿轮三类。螺旋圆锥齿根据加工型制又分为“格里森制”和“奥利康制”,有时也称为圆弧制及摆线制。由于格里森制圆锥齿轮具有传动比稳定、圆弧重叠系数大、承载能力高、耐磨损、对安装误差与受力变形不敏感以及格里森制圆锥齿轮可以进行磨削、加工设备广泛等优点,而相比之下,奥利康制圆锥齿轮无法进行磨削加工通常多为专用设备研磨加工,尤其在大扭矩、重载场合下格里森制圆锥齿轮适应性更强。因此,根据此全自动直角铣头的使用要求及工作特点,此全自动直角铣头使用的圆锥齿轮则采用“格里森制”圆锥齿轮。

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