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        齒輪齒條旋轉機構設計以及齒輪齒條常用材料介紹

        時間 :2022-05-27 作者 : 來源: 瀏覽 : 分類 :技術文章
        隨著 FM 齒條現代加工方式的逐漸進步,使得齒條的模數分布范圍非常廣, 最小可以達到 M0.5 ,而最大可以達到 M12 ,精度最高可以到 DIN5 級精度。齒條材料分為 SC45 、42CrMu 、40Cr.表面淬火處理。所有面精密磨制。

        齒輪齒條傳動適合大行程,高精度,大扭矩傳動。在數控機床,自動化領域使用非常廣泛。

        與傳動的皮帶傳動,以及梯形絲杠傳動相比,有什么優點呢?

        隨著 FM 齒條現代加工方式的逐漸進步,使得齒條的模數分布范圍非常廣, 最小可以達到 M0.5 ,而最大可以達到 M12 ,精度最高可以到 DIN5 級精度。齒條材料分為 SC45 、42CrMu 、40Cr.表面淬火處理。所有面精密磨制。

        齒條傳動扭矩從 1NM-100000NM,這樣,不僅可以在玻璃機械,機械手這樣的超輕設備上使用,并且還可以在輪船提升機,重型臥車,數控加工中心,龍門加工中心等場合使用。

        DIN6 級的磨制齒條,定位精度可以達到 0.036mm/ 米。這樣的精度,是普通的梯形絲杠無法達到的。并且,絲杠的傳動長度有限,一般超過 10 米,就無法使用絲杠。而齒條,可以對接,中間預留調整間隙,可以無限長度對接。

        齒輪齒條,承載力大,傳動精度較高,可達0.036mm ,可無限長度對接延續,傳動速度可以很高。

        同步帶

        承載力較大,負載再大就要加寬皮帶,傳動精度較高,傳動長度不可太大,否則需要考慮較大的彈性變形和振動,傳動距離大尤其不適合精確定位、連續性運動控制,如大版面數控設備的 XY 軸,但是可用于伺服電機到傳動齒輪或伺服電機到絲杠的短距離傳動。

        優點:短距離傳動速度可以很高,噪音低。

        典型用途 :小型數控設備、某些打印機 。

        梯形絲杠

        (1)普通梯形絲杠可以自鎖, 這是最大優點, 但是傳動效率低下, 比上述二者低許多,所以不適合高速往返傳動。缺點是時間久了傳動間隙大,回程精度差,用在垂直傳動較合適。

        2)滾珠絲杠不能自鎖,傳動效率高,精度高,噪音低,適合高速往返傳動,但是水平傳動時跨距大了要考慮極限轉速和自重下垂變形, 所以傳動長度不可太大, 要么改用絲母旋轉絲杠不動,但還是不能太長,要么就用齒輪齒條。

        齒輪齒條常用材料

        齒輪是依靠本身的結構尺寸和材料強度來承受外載荷的,這就要求材料具有較高強度韌性和耐磨性;由于齒輪形狀復雜,齒輪精度要求高,還要求材料工藝性好。 

        常用材料為鍛鋼、鑄鋼、鑄鐵。 

        一、鍛鋼 

        根據齒面硬度分為兩大類 

        HB<350時,稱為軟齒面 

        H8>350時,稱為硬齒面 

        l.齒面硬度 HB<350 

        工藝過程:鍛造毛坯→正火--粗車→調質、精加工 

        常用材料;45#、35SiMn、40Cr、40CrNi、40MnB

        特點: 

        具有較好的綜合性能,齒面具有較高強度和硬度,齒芯具有較好韌性。 

        熱處理后切齒精度可達8級 

        制造簡單、經濟、生產率高,對精度要求不高 

        2.齒面硬度 HB>350 

        采用中碳鋼時: 

        工藝過程:鍛造毛坯→常化→粗切→調質→精切→高、中頻淬火→低溫回火→珩齒或研磨劑跑合、電火花跑合。 

        常用材料:45、40Cr、40CrNi

        特點: 

        齒面硬度高 HRC=48-55,接觸強度高,耐磨性好。 

        齒芯保持調質后的韌性,耐沖擊能力好,承載能力較高。 

        精度下降半數,可達7級精度。 

        適用于大量生產,如:汽車、機床等中速中載變速箱齒輪。 

        采用低碳鋼時: 

        鍛造毛坯→常化→粗切→調質→精切→滲碳淬火→低溫回火→磨齒。達6級、7級。 

        常用材料;20Cr、20CrMnTi、20MnB、20CrMnTo

        特點: 

        齒面硬度,承載能力強。 

        芯部韌性好,耐沖擊 

        適合于高速、重載、過載傳動或結構要求緊湊的場合,機車主傳動齒輪、航空齒輪。 

        二、鑄鋼 

        當齒輪直徑d〉400mm,結構復雜,鍛造有困難時,可采用鑄鋼 

        材料ZG45.ZG55,正火處理。常化,調質。 

        三、鑄鐵 

        抗膠合及抗點蝕能力強,但抗沖擊耐磨性差。 

        適合工作平穩,功率不大低速或尺寸較大形狀復雜時用。能在缺油條件下工作,適于開式傳動。 

        四、非金屬材料 

        布質、木質、塑料、尼龍、適于高速輕載。 

        選取材料時應考慮: 

        齒輪的工作條件不同,輪齒的破壞形式不同,是確定齒輪強度計算準則和選擇材料和熱處理的根據。 

        1.對于受沖擊載荷時,輪齒容易折斷應選用韌性較好的材料,可選用低碳鋼滲碳淬火。 

        2.對于高速閉式傳動,齒面易點蝕,應選用齒面硬度較好的材料,可選用中碳鋼表面淬火。 

        3.對于低速中載,輪齒折斷,點蝕,磨損均可發生時,應選取機械強度,齒面硬度等綜合機械性能好的材料,可選中碳鋼調質精切。 

        4.力求材料品種少,便于管理,考慮資源和供應情況。 

        5.當結構尺寸要求緊湊,耐磨性高時,要采用合金鋼。 

        6.制造單位的設備及技術情況。


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