齒輪發(fā)展趨勢
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國際上，動力傳動齒輪裝置正沿著小型化析桥、高速化弯屈、標準化方向發(fā)展．特殊齒輪的應(yīng)用历恐、行星齒輪裝置的發(fā)展怀泊、低振動套媚、低噪聲齒輪裝置的研制是齒輪設(shè)計方面的一些特點．為達到齒輪裝置小型化目的蔫卦，可以提高現(xiàn)有漸開線齒輪的承載推力贤方。各國普遍采用硬齒面技術(shù)芜田，提高硬度以縮小裝置的尺寸具藐；也可應(yīng)用以圓弧齒輪為代表的特殊齒形。英法合作研制的艦載直升飛機主傳動系統(tǒng)采用圓弧齒輪后蜈沛，使減速器高度大為降低庞溜。隨著船舶動力由中速柴油機代替的趨勢，在大型船上采用大功率行星齒輪裝置確有成效碑定；現(xiàn)在冶金流码、礦山、水泥一軋機等大型傳動裝置中延刘，行星齒輪以其體積小漫试、同軸性好、效率高的優(yōu)點而應(yīng)用愈來愈多碘赖。
由于機械設(shè)備向大型化發(fā)展驾荣，齒輪的工作參數(shù)提高了。如高速齒輪的傳遞功率為1000-30000kw崖疤。齒輪圓周速度為20~200m／s（1200-12000r／min）秘车，設(shè)計工作壽命為5X104-10X104 小時；軋鋼機齒輪的圓周速度已由每秒幾米提高到20m/s，甚至30～50m/s叮趴。傳遞扭炬達l00~200t.m, 要求使用壽命在20～30年以上割笙。這些齒輪的精度等級一般在3～8級。并對平穩(wěn)性與噪聲有較高的要求丰躺。對于高速齒輪（包括透平機械齒輪）勉惋。在圓周速度超過100m／s時 由于運轉(zhuǎn)中的熱效應(yīng) 要求在設(shè)計始對產(chǎn)生的熱變形進行修正，使齒輪在工作時達到一個正常的嚙合狀態(tài)肄琉。特別對于高速重載齒輪丧爸。更要加以考慮。其次洋训，對于低速重載齒輪 如軋鋼機齒輪带超，由于采用硬齒面齒輪后，其齒面負荷系數(shù)增加而引起的整個齒輪裝置系統(tǒng)的彈性變形變得突出了妙散，所以有時也要對反映到齒面的彈性變形進行修正昨宋。這種對齒輪輪齒修形的技術(shù)是目前大功率、高速诅慧、重載齒輪制造的一個重要趨勢紧除。在齒輪制造技術(shù)方面．重點是進行硬齒面加工，尤其是大型硬齒面齒輪的切切與熱處理工藝的發(fā)展班聂，如超硬切齒竿靠、滾內(nèi)齒、成形磨齒霍衫、大模數(shù)齒輪珩齒候引、彈性砂輪拋光、輪齒修形慕淡、以及深層沙碳等新工藝正在生產(chǎn)上不斷地試驗與應(yīng)用背伴。
齒輪制造工藝的發(fā)展 很大程度上表現(xiàn)在精度等級與生產(chǎn)效率的提高．自七十年代以來各種齒輪的制造精度，普遍提高一級左右．有的甚至2～3級．一般低速齒輪精度由過去的8～9級提高到7～8級峰髓。機床齒輪由6～8級提高到4～6級．軋機齒輪由7～8級提高到5～6級傻寂。
對于模數(shù)不大的中小規(guī)格齒輪，由于高性能滾齒機的開發(fā)携兵，加上刀具材料的改善疾掰，滾齒效率有了顯著提高。采用多頭滾刀徐紧，在大進給且條件下静檬，可達到的切削速度為90m/s。如用超硬滾刀加工模數(shù)3左右的調(diào)質(zhì)鋼齒輪并级，切削過度可達200m／s．提高插齒效率拂檩，要受到插齒機刀具往復(fù)運動機構(gòu)的限制侮腹。最近在開發(fā)采用刀具卸載，使用靜壓軸承夭蒜，增強刀架與立柱剛性等新結(jié)構(gòu)后栋灿，效率有明顯提高。新型插齒機的沖程數(shù)可達到2000次／分值舌。
由于硬齒面齒輪廣泛應(yīng)用浴瞭，以及高速、高性能要求的齒輪日益增多漓蜗，因此要求磨齒加工岳散，在效率和質(zhì)量上都要提高。一般來說螃恕。展成法磨齒用得較普遍．而成形法磨齒則少．MAAG磨齒法眠煮，雖然磨齒精度高，但效率低膳几。不適合重磨削儡簿。而Niles與Hofler公司生產(chǎn)的單砂輪磨齒機剛性好 精度可靠，適合于大進給量加工稽羔，效率高。近年來唐片，為提高效率也在改進磨制方法丙猬，如減少磨削次數(shù)，壓縮展成長度费韭，縮短尾削沖程茧球；為此MAAG公司提出的"K"一磨削法與Niles公司提出的"雙面磨削法"都提高了實際磨削效率。目前對于成批磨削中星持、小用數(shù)齒輪抢埋，傾向于采用蝸桿砂輪磨齒機，磨削效率很高督暂，對于磨削大模數(shù)齒輪揪垄，除可應(yīng)用能重磨削的單砂輪磨齒外，采用成形圖削方法逻翁。也是一種高效磨削的有效途徑饥努。
此外，還有一些新的工藝方法八回，如美國格利森公司研制的G－TRAC No765型軌道式切齒機酷愧，每小時能加工88個齒輪，比普通滾齒機提高3～4倍撼烹。雙刀盤高效切齒工藝．切削速度可達137m/s濒垫，粗匕憋、精加工一個m=1.5mm、外徑24．43mm久泞、齒寬19mm的斜齒輪族帅，只需6秒鐘，其效率為該齒的5～10倍．美國密芝根工具公司的多刀頭插齒铁磕，效率比普通插齒提高5~10倍怠写，汽車行業(yè)齒輪冷成型工藝，冷擠剖宪、熱軋等少無切削工藝也不斷獲得新的發(fā)展竟恩。
關(guān)于齒輪材料與熱處理．隨著便自面齒輪的發(fā)展，也逐漸受到人們的重視雨晃。
齒輪用鋼的發(fā)展趨勢伸坑；一是含Cr，Ni躺刷，Mo的低合金鋼念脯；二是硼鋼；三是碳氮共滲用鋼弯淘；四是易切削鋼绿店。由于我國缺乏Ni、Cr庐橙，常用20CrMnTi滲碳鋼或用含硼加稀土鋼假勿。重型機械常用18CrMnNiMo滲碳鋼或中碳合金鋼。機床行業(yè)食用40Cr态鳖，38CrMoAl等鋼以及高速齒輪用25Cr2MoV鋼進行氮化转培。
齒輪熱處理工藝一般有碳滲（或碳氮共滲）、氮化浆竭、感應(yīng)淬火浸须、調(diào)質(zhì)等四類．當前總的趨勢是提高齒面硬度，滲碳淬火齒輪的承載能力可比調(diào)質(zhì)齒輪提高2~3倍邦泄，表111＃出用不同加工方法制造的齒輪．其中心距删窒、重量、安全系數(shù)的對比顺囊。
滲碳淬火齒輪可以獲得高的表面硬度巷况、耐磨性、韌性和抗沖擊性能扣飘，能提供高的抗點蝕诵捏、抗疲勞性能。
心部和滲碳層的性能主要取決于選用何種熱處理工藝杀蝌，如將齒輪調(diào)質(zhì)處理到360HB時罕鞭，其齒面接觸疲勞極限應(yīng)力ph．750N/mm2屋孕，如表面淬火到HRC56-60-時，pJ1500N/mm2,如表面滲碳到同樣硬度時yi.-1200N/mm2驴嚣，對于調(diào)質(zhì)齒輪．由于齒輪刀具材料的改進．已將小齒輪的齒面硬度提高到360HB,大齒輪提高到280HB以上硕纯。
齒輪滲碳大多數(shù)采用氣體滲碳法。常用丙烷氣發(fā)生爐生成氣體黔巨，送入滲碳爐進行握帘，也有用液注式滲碳爐，使有機液體在爐內(nèi)氣化進行滲碳．這種方法占地少预甲，原料與處理費用低：爐子不穩(wěn)定工作時間也短篱俊，有利于節(jié)約能源和成本．最近發(fā)展的真空離滲碳法，尤其對于深層滲碳要求的齒輪耳鸯，可進一步縮短時間湿蛔，減少變形。
電子計算機在各工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用县爬；促進了各項技術(shù)的發(fā)展．同樣阳啥，在齒輪的設(shè)計、計算方面進展也很快财喳，人們利用計算機能對各種可能的設(shè)計方實進行計算察迟、分析和比較，并通過優(yōu)選耳高，取得較為理想的結(jié)果．例如在分析齒面接觸區(qū)卷拘，求嚙合線與相對速度夾角中，對彈流潤滑計算以及幾何參數(shù)計算等方面編制了程序祝高。還有，在齒輪修形計算與齒輪承載能力計算方面都編有程序．我國已編制了GB3480-83漸開線圓柱齒輪承載能力計算標準的程序軟件,供生產(chǎn)應(yīng)用．在齒輪加工方面污筷，可以利用計算機控制整個切齒過程．使制造質(zhì)量穩(wěn)定可靠．目前工闺，國內(nèi)在研究應(yīng)用微機對弧齒錐齒輪的切齒調(diào)整卡進行計算，可對加工偏差及時調(diào)整．使齒面接觸達到比較理想的位置瓣蛀，并大大提高了工效尾烛。此外，根據(jù)數(shù)控原理踢周，應(yīng)用微機對環(huán)面蝸桿螺旋齒面進行拋物線修形萤考，已經(jīng)應(yīng)用于生產(chǎn)。雖然這方面的工作在國內(nèi)還處于起步階段黎撤，但它對提高齒輪制造質(zhì)量和技術(shù)水平具有重要意義乒柳。
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