圓弧齒輪滾刀一種齒輪滾刀，用於加工圓弧齒輪。圓弧齒輪滾刀是從建立基本齒條與滾刀基本蝸桿的無隙嚙合關係入手，運用空間嚙合理論，通過解析計算求出滾刀基本蝸桿齒面方程，進而推導出滾刀前刀面齒廓方程。
基本介紹
- 中文名：圓弧齒輪滾刀
- 分類：齒輪滾刀
概述,發展趨勢,
概述
採用圓弧齒輪滾刀切制的圓弧齒輪，其齒形完全符合空間嚙合理論，與解析計算得到的圓弧齒輪齒形曲線相吻合。
發展趨勢
雙圓弧齒輪的強度，不論是齒面接觸強度或是輪齒彎曲強度，都比漸開線齒輪和單圓弧齒輪高得多，尤其是分階式雙圓弧齒輪具有更好的性能。在加工工藝上，切制雙圓弧齒輪僅需具有凸、凹齒廓的一把滾刀。測量時只測凸齒齒形上的公法線長度，因此測景儀器和公法線長度計算都大為簡化。分階式雙圓弧齒輪，在加工精度良好的情況下，用於高、中、低速大功率動力傳動中，都顯示出良好的性能。
目前，同外漸開線齒輪的最高節圓速度約達220m/s，轉數為每分鐘10萬轉，功率達25000kW以上，齒輪直徑達4．25m，齒寬達1．25m，一台減速器的重量可達280多噸。如果改用圓弧齒輪，預期能達到體積小、重量輕、壽命長、噪音小、速比大、效率高等要求。
努力提高製造和安裝精度，尤其是嚴格控制齒輪副的中心距偏差，保證嚙合齒面的正確接觸位置，以利於跑合，降低噪音、減少振動、防止點蝕及膠合等，並且對提高齒輪的抗彎強度，防止斷齒也是很重要的。
要把潤滑和冷卻技術列入到設計和維護的內容中去。由於對齒輪傳動裝置的要求不斷提高，對齒輪的潤滑和冷卻也必須引起足夠的注意。研究成功的許多潤滑油添加劑，可以很有效地防止齒輪的失效，延長使用壽命。在冷卻技術方面可採用沖離齒輪熱量的方法，或者改用有效的冷卻劑，使潤滑油用量大大減少，不僅節約了潤滑油，也縮小了齒輪裝置的體積。
研究提高齒輪的材質。根據我國的資源條體研究採用矽、錳、硼、鈦及稀土元素的合金鋼和無鎳合金鋼，以達到節鎳代鎳和延長園弧齒輪的壽命。此外，材料的純潔度對齒輪的強度影響極大，因此必須發展無損探傷技術，保證材料的純潔度。
圓弧齒輪的破壞形式與齒輪的負荷情況有關。例如，輕負荷和中等負荷的齒輪(約相當於最大額定許用扭矩的20一60%)，這種負荷的齒輪是比較大量使用的，其主要破壞形式是齒面磨損(也有個別產生齒麵點蝕的)。重負荷的齒輪(約相當於最大額定許用扭矩的80—l00%)，這種負荷的齒輪，有的經常是滿負荷運轉。有的是部分時間的滿負荷，其餘時間是中等負荷或不滿負荷的運轉。其主要破壞形式是齒麵點蝕、疲勞折斷和齒面磨損。若有突然衝擊負荷的齒輪，其主要破壞形式是輪齒斷裂，或者輪齒產生輕微裂紋後，導致輪齒提前疲勞斷裂。由此可知，對於要求使用壽命長，輕微或無衝擊的雙圓弧齒輪，如以防止齒面疲勞點蝕為主，則設計時，可以考慮採用較大的全齒高係數，從而獲得較大的接觸弧長，有利於提高接觸強度。而對於彎曲強度有更大要求的齒輪傳動，設計時，則可考慮採用短齒制的雙圓弧齒輪。
雙圓弧齒輪的熱處理，國內外都進行了硬齒面雙圓弧齒輪的試製和使用，使雙圓弧齒輪的壽命得到了進一步的提高，也是今後應注意的一種發展趨勢。齒輪熱處理的新技術正在迅速發展，例如多元素共滲，雙頻感應淬火，混合處理法(例如先用氮化或滲碳後，再用感應淬火或者旋轉火焰淬火)等，不僅能得到理想的淬硬層深度，而且殘餘應力很小。同時也提高了氮化時抗腐蝕能力，增強了齒面疲勞強度，並降低了溫度增高時的軟化傾向，齒面硬度比單一熱處理法要高。以上說明了熱處理新技術具有特殊的重要性。材料和熱處理質量提高后，齒輪的壽命可以大大延長。我國齒輪的壽命較十餘年前約提高了五倍以上，不久將來可能提高得更多。
關於硬齒面分階式雙圓弧齒輪的試製使用經驗，初步認為：小齒輪氮化硬度約可控制在HRC 55左右；大齒輪調質硬度最好不低於HB280。
生產實踐和試驗研究證明，對中、高速齒輪傳動，最好採用齒高較大的雙圓弧齒輪，因為齒高較大時，可以增加齒的柔性，起降低噪音的作用。
目前，同外漸開線齒輪的最高節圓速度約達220m/s，轉數為每分鐘10萬轉，功率達25000kW以上，齒輪直徑達4．25m，齒寬達1．25m，一台減速器的重量可達280多噸。如果改用圓弧齒輪，預期能達到體積小、重量輕、壽命長、噪音小、速比大、效率高等要求。
努力提高製造和安裝精度，尤其是嚴格控制齒輪副的中心距偏差，保證嚙合齒面的正確接觸位置，以利於跑合，降低噪音、減少振動、防止點蝕及膠合等，並且對提高齒輪的抗彎強度，防止斷齒也是很重要的。
要把潤滑和冷卻技術列入到設計和維護的內容中去。由於對齒輪傳動裝置的要求不斷提高，對齒輪的潤滑和冷卻也必須引起足夠的注意。研究成功的許多潤滑油添加劑，可以很有效地防止齒輪的失效，延長使用壽命。在冷卻技術方面可採用沖離齒輪熱量的方法，或者改用有效的冷卻劑，使潤滑油用量大大減少，不僅節約了潤滑油，也縮小了齒輪裝置的體積。
研究提高齒輪的材質。根據我國的資源條體研究採用矽、錳、硼、鈦及稀土元素的合金鋼和無鎳合金鋼，以達到節鎳代鎳和延長園弧齒輪的壽命。此外，材料的純潔度對齒輪的強度影響極大，因此必須發展無損探傷技術，保證材料的純潔度。
圓弧齒輪的破壞形式與齒輪的負荷情況有關。例如，輕負荷和中等負荷的齒輪(約相當於最大額定許用扭矩的20一60%)，這種負荷的齒輪是比較大量使用的，其主要破壞形式是齒面磨損(也有個別產生齒麵點蝕的)。重負荷的齒輪(約相當於最大額定許用扭矩的80—l00%)，這種負荷的齒輪，有的經常是滿負荷運轉。有的是部分時間的滿負荷，其餘時間是中等負荷或不滿負荷的運轉。其主要破壞形式是齒麵點蝕、疲勞折斷和齒面磨損。若有突然衝擊負荷的齒輪，其主要破壞形式是輪齒斷裂，或者輪齒產生輕微裂紋後，導致輪齒提前疲勞斷裂。由此可知，對於要求使用壽命長，輕微或無衝擊的雙圓弧齒輪，如以防止齒面疲勞點蝕為主，則設計時，可以考慮採用較大的全齒高係數，從而獲得較大的接觸弧長，有利於提高接觸強度。而對於彎曲強度有更大要求的齒輪傳動，設計時，則可考慮採用短齒制的雙圓弧齒輪。
雙圓弧齒輪的熱處理，國內外都進行了硬齒面雙圓弧齒輪的試製和使用，使雙圓弧齒輪的壽命得到了進一步的提高，也是今後應注意的一種發展趨勢。齒輪熱處理的新技術正在迅速發展，例如多元素共滲，雙頻感應淬火，混合處理法(例如先用氮化或滲碳後，再用感應淬火或者旋轉火焰淬火)等，不僅能得到理想的淬硬層深度，而且殘餘應力很小。同時也提高了氮化時抗腐蝕能力，增強了齒面疲勞強度，並降低了溫度增高時的軟化傾向，齒面硬度比單一熱處理法要高。以上說明了熱處理新技術具有特殊的重要性。材料和熱處理質量提高后，齒輪的壽命可以大大延長。我國齒輪的壽命較十餘年前約提高了五倍以上，不久將來可能提高得更多。
關於硬齒面分階式雙圓弧齒輪的試製使用經驗，初步認為：小齒輪氮化硬度約可控制在HRC 55左右；大齒輪調質硬度最好不低於HB280。
生產實踐和試驗研究證明，對中、高速齒輪傳動，最好採用齒高較大的雙圓弧齒輪，因為齒高較大時，可以增加齒的柔性，起降低噪音的作用。
