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齿轮与齿轮轴

作者:JZ Editor     时间:2021-06-19 22:24     已有 人浏览
  齿轮传动是现代机械设备中是很常见且运用最广泛的一种传动方式,大规模应用于各类生活器械中,如汽车、钟表等。而下文的齿轮轴则是其中的传动部件之一。
  
  虽然齿轮随处可见,但具体定义是什么呢?
  
  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。
  
  
  那齿轮轴又是何物呢?
  
  齿轮轴指支承转动零件并与之一起回转以传递运动、扭矩或弯矩的机械零件。一般为金属圆杆状,各段可以有不同的直径。机器中作回转运动的零件就装在轴上。
  
  根据轴线形状的不同,轴可以分为曲轴和直轴两类。根据轴的承载情况,又可分为:
  
  ①转轴,工作时既承受弯矩又承受扭矩,是机械中最常见的轴,如各种减速器中的轴等。
  
  ②心轴,用来支承转动零件只承受弯矩而不传递扭矩,有些心轴转动,如铁路车辆的轴等,有些心轴则不转动,如支承滑轮的轴等。
  
  ③传动轴,主要用来传递扭矩而不承受弯矩,如起重机移动机构中的长光轴、汽车的驱动轴等。
  
  此外,齿轮轴主要表面的加工顺序,在很大程度上取决于定位基准的选择。轴类零件本身的结构特征和主轴各主要表面的位置精度要求都决定了以轴线为定位基准是最理想的。这样既保证基准统一,又使定位基准与设计基准重合。一般多以外圆为粗基准,以轴两端的项尖孔为精基准。
  
  在设计中,齿轮轴的运用一般无外乎以下几种情况:
  
  1、齿轮轴一般是小齿轮(齿数少的齿轮)。
  
  2、齿轮轴一般是在高速级(也就是低扭矩级)。
  
  3、齿轮轴一般很少作为变速的滑移齿轮,一般都是固定运行的齿轮,一是因为处在高速级,其高速度是不适进行滑移变速的。
  
  4、齿轮轴是轴和齿轮合成一个整体的,但是,在设计时,还是要尽量缩短轴的长度,太长了一是不利于上滚齿机加工,二是轴的支撑太长导致轴要加粗而增加机械强度(如刚性、挠度、抗弯等)。
  
  具体选择时还要注意以下几点:
  
  (1)当各加工表面间相互位置精度要求较高时,最好在一次装夹中完成各表面的加工。
  
  (2)粗加工或不能用两端顶尖孔(如加工主轴锥孔)定位时,为提高工件加工时工艺系统的刚度,可只用外圆表面定位或用外圆表面和一端中心孔作为定位基准。在加工过程中,应交替使用轴的外圆和一端中心孔作为定位基准,以满足相互位置精度要求。
  
  
  (3)如果轴是带通孔的零件,通孔钻出后将使原来的顶尖孔消失。为了仍能用顶尖孔定位,一般均采用带有顶尖孔的锥堵或锥套心轴。当轴孔的锥度较大(如铣床主轴)时,可用锥套心轴;当主轴锥孔的锥度较小(如CA6140型机床主轴)时,可采用锥堵。必须注意,使用的锥套心轴和锥堵应具备较高的精度并尽量减少其安装次数。锥堵和锥套心轴上的中心孔既是其本身制造的定位基准,又是主轴外圆的精加工基准,因此必须保证锥堵或锥套心轴上的锥面与中心孔有较高的同轴度。若为中小批生产,工件在锥堵上安装后一般中途不更换。若外圆和锥孔需反复多次互为基准进行加工,则在重装锥堵或轴套心轴时必须按外圆找正或重新修磨中心孔。
  
  从以上分析来看,齿轮轴加工工艺过程中选择定位基准应考虑这样安排工艺过程:一开始就以外圆作为粗基准钻端面中心孔,为粗车准备定位基准;而粗车外圆则为后续加工准备定位基准:此后,为了给半精加工、精加工外圆准备定位基准,又先加工好前、后顶尖孔作定位基准;齿轮齿形加工也采用顶尖孔作为定位基准,这非常好地体现了基准统一原则,也充分体现了基准重合原则。
  
  一个国家的工业化进程,往往体现在类似于齿轮与齿轮轴这样的小部件中。尽管发达国家机械起步时间远远早于我们,但通过技术人员的钻研和攻克,赶超他们势在必行。

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