齒輪材料的機械性能包括強度、硬度、塑性及耐性等,反映材料在使用過程中所表現出來的特性,齒輪在嚙合時齒面觸摸處有觸摸應力,齒根部有至大彎曲應力,或許發生齒面或齒體強度失效。
齒面各點都有相對滑動,會發生磨損,齒輪主要的失效方式有齒面點蝕、齒面膠合、齒面塑性變形和輪齒折斷等,因此要求齒輪材料有高的彎曲疲勞強度和觸摸疲勞強度,齒面要有滿足的硬度和耐磨性,芯部要有一定的強度和耐性。
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冷鍛齒輪 按輪坯塑性變形和成形力的方式不同有冷擠和冷鐓兩種,冷鐓是從冷擠發展而來的。冷擠是利用凸模和凹模的相對移動產生擠壓力,使坯料在模具的約束下塑性流動而得到齒形,常用于加工模數小于 3毫米的直齒圓柱齒輪、內齒輪、花鍵軸或花鍵孔等。
冷鐓是利用上模的錘擊力使坯料在模具中受壓縮而橫向流動形成齒形,常用于加工錐齒輪。通常需先把坯料頭部鐓粗,然后再鐓鍛齒形,冷鐓后的齒輪帶有飛邊,需用切削加工切去。
冷鍛成形的齒輪尺寸誤差可控制在0.05毫米以下,齒面粗糙度可小至Rα3.5~0.3微米,對精度要求較高的齒輪,可在冷鍛成形后再加一道研磨工序精整齒形。模數小于2.5毫米的齒輪,可從輪壞直接軋出齒形,模數大于2.5毫米時,通常先采用切削加工粗切,儀表齒輪加工,或鑄、鍛出齒形,再用冷軋對齒面作精整加工。冷軋一個齒輪的時間只需數十秒。
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銑齒利用盤形齒輪銑刀或指形齒輪銑刀按成形法銑削錐齒輪時,由于錐齒輪的齒形、齒寬和齒高從大端到小端是逐漸變化的,而銑刀齒厚是按齒槽小端的寬度設計的,故須分2~3步才能銑出一個齒槽。
通常先銑出全部齒槽的一個側面,然后利用輪坯的偏移和轉位,再順次將齒槽的另一側銑出。同一模數不同齒數的錐齒輪的齒形不同,故一把銑刀只能加工一段齒數范圍的錐齒輪。銑齒生產率較低,加工精度為 9級(按JB180-60),適于單件或小批量加工精度要求不高的錐齒輪。
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