对齿轮的要求 |
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1) 精度等级 行星齿轮传动中,一般多采用圆柱齿轮,若有合理的均载机构,齿轮精度等级可根据其相对于行星架的圆周速度υX由表1确定。通常与普通定轴齿轮传动的齿轮精度相当或稍高。一般情况下,齿轮精度应不低于8-7-7级。对于中、低速行星齿轮传动,推荐齿轮精度:太阳轮、行星轮不低于7级,常用6级;内齿轮不低于8级,常用7级;对于高速行星齿轮传动,其太阳轮和行星轮精度不低于5级,内齿轮精度不低于6级。齿轮精度的检验项目及极限偏差应符合GB/T 10095—1988《渐开线圆柱齿轮精度》的规定 |
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表1 圆柱齿轮精度等级与圆周速度的关系 |
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精度等级 |
5 |
6 |
7 |
8 |
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圆周速度 υX/m·s-1 |
直齿轮 斜齿轮 |
>20 >40 |
≤15 ≤30 |
≤10 ≤20 |
≤6 ≤12 |
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2) 齿轮副的侧隙 齿轮啮合侧隙一般应比定轴齿轮传动稍大。推荐按表2的规定选取,并以此计算出齿厚或公法线平均长度的极限偏差,再圆整到GB/T 10095—1988所规定的偏差代号所对应的数值 3) 齿轮联轴器的齿轮精度 一般取8级,其侧隙应稍大于一般定轴齿轮传动 4) 对行星轮制造方面的几点要求 由表均载机构浮动件的浮动量计算中表可知,行星轮的偏心误差对浮动量的影响最大,因此对其齿圈径向跳动公差应严格要求。在成批生产中,应选取偏心误差相近的行星轮为一组,装配时使同组各行星轮的偏心方向对各自中心线(行星架中心与该行星轮轴孔中心的连线)呈相同角度,这样可使行星轮的偏心误差的影响降到最小。在单件生产中应严格控制齿厚,如采用具有砂轮自动修整和补偿机构的磨齿机进行磨齿,可保证砂轮与被磨齿轮的相对位置不变,即可控制各行星轮齿厚保持一致。对调质齿轮,并以滚齿作为最终加工时,应将几个行星轮安装在一个心轴上一次完成精滚齿,并作出位置标记,以便按标记装配,保证各行星轮啮合处的齿厚基本一致。对于双联行星齿轮,必须使两个齿轮中的一个齿槽互相对准,使齿槽的对称线在同一轴平面内,并按装配条件的要求,在图纸上注明装配标记 |
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表2 最小侧隙jnmin μm |
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侧隙 种类 |
中 心 距 /mm |
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≤80 |
>80~125 |
>125~180 |
>180~250 |
>250~315 |
>315~400 |
>400~500 |
>500~630 |
>630~800 |
>800~1000 |
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a b |
190 120 |
220 140 |
250 160 |
290 185 |
320 210 |
360 230 |
400 250 |
440 280 |
500 320 |
560 360 |
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注:1.表中 a 类侧隙对应的齿轮与箱体温差为 40℃;b 类为 25℃; 2.对于行星齿轮传动,根据经验,按不同用途推荐采用的最小侧隙为:精度不高,有浮动构件的低速传动采用 a 类;精度较高(>7级)有浮动构件的低速传动采用b 类。 |
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5) 齿轮材料和热处理要求 行星齿轮传动中太阳轮同时与几个行星轮啮合,载荷循环次数最多,因此在一般情况下,应选用承载能力较高的合金钢,并采用表面淬火、渗氮等热处理方法,增加其表面硬度。在NGW和NGWN传动中,行星轮C同时与太阳轮和内齿轮啮合,齿轮受双向弯曲载荷,所以常选用与太阳轮相同的材料和热处理。内齿轮强度一般裕量较大,可采用稍差一些的材料。齿面硬度也可低些,通常只调质处理,也可表面淬火和渗氮 表3所列为行星齿轮传动中齿轮常用材料及其热处理工艺要求与性能,可参考选用 |
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表3 常用齿轮材料热处理工艺及性能 |
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齿轮 |
材料 |
热处理 |
表面硬度 |
芯部硬度 |
σHlim /N·mm-2 |
σFlim /N·mm-2 |
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太阳轮 行星轮 |
20CrMnTi 20CrNi2MoA |
渗碳 淬火 |
57~61 HRC |
35~40 HRC |
1450 |
400 280 |
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内齿圈 |
40Cr 42CrMo |
调质 |
262~302 HBS |
— |
700 |
250 |
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对于渗碳淬火的齿轮,兼顾其制造成本、齿面接触疲劳强度与齿根弯曲疲劳强度,有效硬化层深度可取为hc=(0.15~0.20)mn。推荐的有效硬化层深度hc与齿轮模数mn的对应关系见表4 |
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表4 太阳轮、行星轮有效硬化层深度推荐值 |
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模数mn/mm |
有效硬化层深度及偏差/mm |
模数mn/mm |
有效硬化层深度及偏差/mm |
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2.0 |
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2.5 |
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3.0 |
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(3.5) |
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4.0 |
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(4.5) |
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5.0 |
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6.0 |
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(7.0) |
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8.0 |
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10 |
|
12 |
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16 |
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(18) |
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20 |
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(22) |
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25 |
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对于表面氮化的齿轮,其轮齿芯部要有足够的硬度(强度),使其能在很高的压力作用下可靠地支撑氮化层。氮化层深度一般为0.25~0.6mm,大模数齿轮可达0.8~1.0mm。常用模数的氮化层深度见表5 |
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表5 齿轮模数与渗氮层深度的关系 |
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模数m/mm |
公称深度/mm |
深度范围/mm |
模数m/mm |
公称深度/mm |
深度范围/mm |
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≤1.25 |
0.15 |
0.1~0.25 |
4.5~6 |
0.50 |
0.45~0.55 |
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1.5~2.5 |
0.30 |
0.25~0.40 |
>6 |
0.60 |
>0.5 |
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3~4 |
0.40 |
0.35~0.50 |
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