盆角齒輪全名叫做：差速器主被動齒輪，分為主齒輪和被動齒輪兩部分，俗稱盤角齒。
基本介紹
- 中文名：盆角齒輪
- 套用領域：機械工程
工作原理,加工方法,齒輪毛坯加工,齒面加工,精加工,盆角齒輪熱處理,調質處理,常見缺陷及防止措施,影響齒輪熱處理畸變的主要因素,常見缺陷及防止措施,
工作原理
工作原理：單級減速器就是一個主動椎齒輪（俗稱角齒），和一個從盆角齒，主動椎齒輪連線傳動軸，順時針旋轉，從盆角齒貼在其右側，嚙合點向下轉動，與車輪前進方向一致。由於主動錐齒輪直徑小，盆角齒直徑大，從而達到減速的功能。
雙級減速由於使車橋體積增大，過去主要用在發動機功率偏低的車輛匹配上，現在主要用於低速高扭矩的工程機械方面。
在雙級式主減速器中，若第二級減速在車輪附近進行，實際上構成兩個車輪處的獨立部件，則稱為輪邊減速器。這樣作的好處是可以減小半軸所傳遞的轉矩，有利於減小半軸的尺寸和質量。輪邊減速器可以是行星齒輪式的，也可以由一對圓柱齒輪副構成。當採用圓柱齒輪副進行輪邊減速時可以通過調節兩齒輪的相互位置，改變車輪軸線與半軸之間的上下位置關係。這種車橋稱為門式車橋，常用於對車橋高低位置有特殊要求的汽車。
按主減速器傳動比檔數分，可分為單速式和雙速式兩種。目前，國產汽車基本都採用了傳動比固定的單速式主減速器。在雙速式主減速器上，設有供選擇的兩個傳動比，這種主減速器實際上又起到了副變速器的作用。
加工方法
齒輪毛坯加工
齒輪的毛坯加工在整個齒輪加工過程中占有很重要的地位。齒面加工和檢測所用的基準必須在齒輪毛坯加工階段加工出來，同時齒坯加工所占工時比例較大，對生產效率和齒輪加工質量都具有很大影響，餘量過多將導致後續半精加工和精加工所需加工的量增多，耗時增加，降低生產效率；若餘量過少，則後續加工需特別謹慎，否則將超出齒輪設計精度尺寸使得產品不合格。因此需要對齒輪毛坯加工階段予以特別重視。
齒面加工
針對齒面加工的方法很多，主要有滾齒、插齒、剃齒、磨齒、銑齒、刨齒、梳齒、擠齒、研齒和珩齒等，其中使用最多的是前四種方法：滾齒、插齒、剃齒和磨齒。
1、滾齒
滾切齒輪屬於展成法，可將看作無嚙合間隙的齒輪與齒條傳動。當滾齒旋轉一周時，相當於齒條在法向移動一個刀齒，滾刀的連續傳動，猶如一根無限長的齒條在連續移動。當滾刀與滾齒坯間嚴格按照齒輪於齒條的傳動比強制嚙合傳動時，滾刀刀齒在一系列位置上的包絡線就形成了工件的漸開線齒形。隨著滾刀的垂直進給，即可滾切出所需的齒廓。滾齒是目前套用最廣的切齒方法，可加工漸開線齒輪、圓弧齒輪、擺線齒輪、鏈輪、棘輪、蝸輪和包絡蝸桿，精度一般可達到DIN4~7級。目前滾齒的先進技術有：(a)多頭滾刀滾齒；(b)硬齒面滾齒技術；(c)大型齒輪滾齒技術；(d)高速滾齒技術。
2、插齒
3、剃齒
剃齒加工是根據一對螺旋角不等的螺旋齒輪嚙合的原理，剃齒刀與被切齒輪的軸線空間交叉一個角度，它們的嚙合為無側隙雙面嚙合的自由展成運動。剃齒是一種高效齒輪精加工方法，和磨齒相比，剃齒具有效率高、成本低、齒面無燒傷和裂紋等優點。所以在成批生產的汽車、拖拉機和工具機等齒輪加工中，得到廣泛套用。對角剃齒法和徑向剃齒法還可用於帶台肩齒輪的精加工。
4、磨齒
磨齒是獲得高精度齒輪最有效和可靠的方法。已開發國家都用硬齒面齒輪，磨齒成為高精度齒輪的主要加工方法。目前碟形砂輪和大平面砂輪磨齒精度可達DIN2級，但效率很低。蝸桿砂輪磨齒精度達DIN3~4級，效率高，適用於中、小模數齒輪磨齒，但砂輪修正較為複雜。磨齒的主要問題是效率低、成本高，尤其是大尺寸的齒輪。所以提高磨齒效率，降低費用是當前的主要研究方向。近年來磨齒方面的新技術有：(a)雙面磨削法；(b)立方氮化硼砂輪高效磨齒；(c)連續成型磨齒技術和超高速磨削技術。
5、銑齒
銑齒屬成形法加工齒輪，刀具的截形與被加工齒輪的齒槽形狀相同，刀具沿齒輪的齒槽方向進給，一個齒槽銑完，被加工齒輪分度後，再銑第二個齒槽，齒輪的齒節距由分度控制。由於齒輪的齒槽形狀與齒輪的齒數、修正量、甚至齒厚公差有關，成形法銑齒難於實現刀具齒形與被加工齒輪齒槽都相同，實際上銑齒大都是近似齒形。大模數的齒輪，銑齒生產效率較高，銑齒廣泛用於粗切齒。
6、刨齒
刨齒一般是用刨齒刀加工直齒圓柱齒輪、錐齒輪或齒條等的齒面。刨刀有兩個運動：一是刨刀的直線切削往復運動；二是刨刀隨搖台的平面迴轉運動，刀具與被加工錐齒輪的運動關係，相當於一個平頂或平面齒輪的齒與被加工錐齒輪的嚙合。刀具展成切齒循環一次，加工出一個齒，被加工錐齒輪分度後，加工第二個齒。
7、梳齒
梳齒是用齒條刀插削圓柱齒輪。特點是加工精度高，可達DIN5級。由於刀具結構簡單、製造刃磨方便，精度高、刃磨次數多，便於採用硬質合金刀片和立方氮化硼刀片加工淬硬齒輪。
精加工
目前工業套用的齒輪精加工方式主要是剃齒、磨齒、擠齒、研齒和珩齒。
剃齒是在剃齒機上用剃齒刀剃齒，是齒輪精加工的一種方法，剃齒刀相當於齒面上開了很多刃的斜齒輪。它帶動被加工齒輪相對轉動，如同交錯軸齒輪嚙合，靠齒面上的相對滑動，剃齒刀切去齒面上很薄的一層金屬，完成齒輪的精加工，剃齒機溜板的調整保證齒輪的齒向加工正確。剃齒精度受剃前齒加工的精度限制。剃齒生產效率較高，適用於滾齒、插齒後的軟齒面精加工。
磨齒則是用砂輪對齒面進行磨削，磨齒可以磨削齒面淬硬的齒輪，消除熱處理變形，提高齒輪精度。磨齒根據使用的砂輪不同，又分為：（1）錐形砂輪磨齒；（2）蝶形砂輪磨齒；（3）大平面砂輪磨齒；（4）蝸桿砂輪磨齒；（5）漸開線包絡環面蝸桿砂輪磨齒；（6）成型砂輪磨齒。
擠齒和珩齒都是齒輪精加工的方法。擠齒是利用擠壓輪對被加工齒輪的齒面進行擠壓，提高齒輪的表面質量，主要適用於滾齒、插齒後的軟齒面齒輪精加工。而珩齒則與剃齒的方法基本相同，即將剃齒刀換成形狀相同的珩磨輪，靠與齒面的相對滑動對齒面進行拋光，被加工齒輪的齒面軟硬均可。
盆角齒輪熱處理
調質處理
盆角齒輪的特點是尺寸和重量大，但設計、加工及熱處理較易，運行中容易跑合，齒根強度富裕，抗衝擊能力強。一般針對中高碳鋼和中高碳合金鋼。
常見缺陷及防止措施
序號 | 缺陷名稱 | 產生原因 | 防止措施 |
1 | 硬度偏低 | 齒輪鋼材含碳量偏低；淬火加熱規範不當；表面脫碳；淬火冷卻不足；回火溫度偏高；材料選擇不當 | 檢查鋼材化學成分；調整加熱淬火規範；降低回火溫度；更換鋼材 |
2 | 調質深度不足 | 選材不當，鋼材碳含量或合金元素含量偏低，淬火規範不當 | 根據齒輪模數和尺寸選用合適淬透性鋼材；檢查鋼材化學成分；調整加熱冷卻規範；大模數齒輪採用開齒調質 |
3 | 硬度不均勻 | 鋼材原始組織不良；淬火冷卻不均勻；淬火回火加熱溫度不均勻 | 檢查鋼材質量；重新進行一次正火或退火；加強冷卻液的餓循環；改善淬火回火溫度均勻度 |
影響齒輪熱處理畸變的主要因素
影響因素 | 造成齒輪變形的原因 |
設計 | 形狀對稱性及截面均勻性差，輪輻剛度差 |
材料 | 晶粒度不均勻，帶狀組織嚴重，淬透性帶 |
鍛造 | 鍛造流線不對稱，鍛後冷卻不均勻 |
預備熱處理 | 加熱溫度過高或過低，冷卻不均勻 |
切削加工 | 切削量過大，工藝孔位置安排不當 |
最終熱處理 | 加熱溫度過高或過低，冷卻不均勻 |
常見缺陷及防止措施
序號 | 缺陷名稱 | 產生原因 | 防止措施 |
1 | 毛坯硬度偏高 | 正火溫度偏低或保溫時間不足使組織中殘留少量硬度較高（≥250HV）的魏氏組織，正火溫度超過鋼材晶粒顯著長大的溫度 | 應重新制定正火工藝；檢查控溫儀表，校準溫度，控制正火冷卻速度 |
2 | 毛坯硬度偏低 | 正火冷卻過緩 | 重新正火，加強冷卻 |
3 | 帶狀偏析 | 鋼材合金元素和雜質偏析，一般正火難以消除 | 更換材料 |
4 | 層滲不足 | 碳勢偏低；溫度偏低；溫度偏低或滲期不足 | 提高碳勢；檢查爐溫，調整工藝，延長滲碳（共滲）時間 |
5 | 滲層過滲 | 碳勢過高，滲碳（共滲）溫度偏高；滲期過長 | 降低碳勢；縮短周期，調整工藝 |
6 | 滲層不均 | 爐內各部分溫度不均勻；碳勢不均勻；爐氣循環不佳；工件相互碰撞；齒面有髒物；滲碳時在齒面結焦 | 齒輪表面清洗乾淨；合理設計夾具；防止齒輪相互碰撞；在齒輪料盤上加導流罩，保證爐內各部溫度均勻；嚴格控制滲碳劑中不飽和碳氫化合物 |
7 | 表面碳濃度過高形成大塊碳（氮）化合物網 | 爐氣碳勢過高，強滲時間過長 | 降低碳勢，縮短強滲時間；如果滲層深度允許，可在較低碳勢爐中進行擴散處理；適當提高淬火溫度；進行一次滲層的球化退火 |
8 | 表面殘留奧氏體過多 | 碳（氮）含量過高；滲後冷卻過快，碳（氮）量析出不夠，淬火溫度偏高 | 調整滲碳（共滲）工藝控制碳（氮）含量；從滲碳（共滲）爐或預冷爐中出爐溫度不宜過高；降低淬火溫度 |
9 | 表面碳含量過低 | 爐氣碳勢過低，爐溫偏高；擴散時間過長 | 提高碳勢；檢查爐溫，調整強滲與擴散時間的比例 |
10 | 表層馬氏體針粗大 | 淬火溫度偏高 | 降低淬火溫度 |
11 | 表層出現非馬氏體組織 | 升溫排氣不充分；爐子密封性差，漏氣，使表層合金元素氧化，淬火冷卻速度低 | 從設備和工藝操作上減少空氣進入爐內；適當提高淬火冷卻速度；在滲碳最後10min左右通入適量氨氣 |
12 | 表層脫碳 | 滲後出爐溫度過高；爐子出現嚴重漏氣；淬火時產生氧化 | 防止爐子漏氣；降低出爐溫度；控制淬火時爐內氣氛；鹽爐淬火脫氧要充分；補滲碳 |
13 | 心部硬度偏低 | 淬火溫度過低；冷卻速度不當，心部游離鐵素體過多；選材不當 | 提高淬火溫度；加強淬火冷卻；採用兩次淬火；更換材料 |
14 | 畸變 | 淬火溫度偏高；冷卻方法不當；夾具設計不合理，材料選擇不當 | 調整淬火工藝，合理設計夾具，改善冷卻條件，改換鋼材 |
