應(yīng)用變位切削及鑲?cè)Q齒方法修復(fù)大型齒輪技術(shù)

本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)提供了一種將報(bào)廢大型齒輪，化費(fèi)少量代價(jià)，應(yīng)用變位切削及鑲?cè)Q齒方法進(jìn)行修復(fù)，使其再生使用。其修復(fù)方法是：將大齒輪外圓按要求車(chē)削去一圈后重新對(duì)刀滾齒，得出一個(gè)直徑縮小了而齒數(shù)、模數(shù)不變的新齒輪；將小齒輪的牙齒沿軸頭齊根車(chē)掉，得到一根新軸，再重新加工一個(gè)齒圈，用熱裝法套在軸上，即可得到一根新的齒軸。（*該技術(shù)在2015年保護(hù)過(guò)期，可自由使用*）

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專(zhuān)利技術(shù)屬冶金機(jī)械及水泥機(jī)械領(lǐng)域。目前，冶金及水泥行業(yè)，尤其是軋鋼機(jī)械，廣泛地應(yīng)用大型齒輪，其制造時(shí)間長(zhǎng)，造價(jià)高。而在使用時(shí)，齒輪只是因?yàn)辇X面點(diǎn)蝕、磨損、剝落，其余部位均完好無(wú)損的情況下，即予報(bào)廢。這種情況普遍存在，實(shí)在是巨大的浪費(fèi)。本專(zhuān)利技術(shù)的目的在于避免上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處而提供一種將報(bào)廢大型齒輪，化費(fèi)少量代價(jià)，應(yīng)用變位切削及鑲?cè)Q齒方法進(jìn)行修復(fù)，使其再生使用。本專(zhuān)利技術(shù)的目的可以通過(guò)以下措施來(lái)達(dá)到一種應(yīng)用變位切削及鑲?cè)Q齒修復(fù)大型齒輪的方法，其特征是a、將大齒輪外圓按要求車(chē)削去一圈后重新對(duì)刀滾齒，得出一個(gè)直徑縮小了而齒數(shù)、模數(shù)不變的新齒輪；b、將小齒輪的牙齒沿軸頭齊根車(chē)掉，得到一根新軸，再重新加工一個(gè)齒圈，用熱裝法套在軸上，即可得到一根新的齒軸。本專(zhuān)利技術(shù)相比現(xiàn)有技術(shù)具有如下優(yōu)點(diǎn)1、節(jié)省加工費(fèi)用軋鋼機(jī)齒輪造價(jià)少則數(shù)萬(wàn)元，多則十幾萬(wàn)至幾十萬(wàn)元，用此法修復(fù)齒輪及齒軸，可正常使用，而造價(jià)可節(jié)省一半左右；2、縮短加工周期大型齒輪加工周期一般需一年以上，用此法修復(fù)可免除或減少木模、造型、鑄造、熱處理、金加工等工藝過(guò)程，加工周期可縮短三分之二；3、延長(zhǎng)使用壽命由于小齒輪采用正移距，其嚙合參數(shù)得到改善，并且由于改為鑲?cè)Y(jié)構(gòu)，可選用更優(yōu)材質(zhì)，改善了熱處理性，使用壽命大大延長(zhǎng)。實(shí)踐證明，可提高使用壽命一倍以上。附圖說(shuō)明圖1是本專(zhuān)利技術(shù)大齒輪修復(fù)方法示意2是本專(zhuān)利技術(shù)齒輪軸修復(fù)前示意圖。圖3是本專(zhuān)利技術(shù)齒輪軸修復(fù)后示意圖。圖4是本專(zhuān)利技術(shù)干涉計(jì)算示意圖。圖5是本專(zhuān)利技術(shù)滑動(dòng)比驗(yàn)算示意圖。圖6是本專(zhuān)利技術(shù)滑動(dòng)比示意圖。圖7是本專(zhuān)利技術(shù)壓強(qiáng)比驗(yàn)算示意圖。圖8是本專(zhuān)利技術(shù)小齒輪端面變化示意圖。圖9是本專(zhuān)利技術(shù)大齒輪端面變化示意圖。圖1中1′是原齒輪之外圓，2′是原齒輪之齒廓，3′是原齒輪之齒根，1是新齒輪之外圓，2是新齒輪之齒廓，3是新齒輪之齒根，圖3中4是齒圈，5是齒輪軸。下面結(jié)合附圖對(duì)本專(zhuān)利技術(shù)作進(jìn)一步描述一、關(guān)于疲勞問(wèn)題的闡述大齒輪用變位原理修復(fù)，固然可行，但該齒輪已使用了多年，是否已產(chǎn)生金屬疲勞，即使能用，壽命如何？關(guān)于這個(gè)問(wèn)題，我們作如下闡述金屬材料在對(duì)稱(chēng)彎曲應(yīng)力作用下，經(jīng)受一定應(yīng)力循環(huán)次數(shù)而仍不發(fā)生疲勞斷裂時(shí)所能承受的最大應(yīng)力叫做疲勞極限。對(duì)鋼來(lái)說(shuō)，如應(yīng)力循環(huán)數(shù)達(dá)106～107次仍不發(fā)生疲勞斷裂時(shí)，則可認(rèn)為，隨著應(yīng)力循環(huán)次數(shù)的增加，將不再發(fā)生疲勞斷裂。該齒輪材質(zhì)為鑄鋼，上述理論對(duì)它是適用的。該齒輪承受過(guò)的應(yīng)力循環(huán)數(shù)已大大超過(guò)106～107次。因此可以認(rèn)為，該齒輪過(guò)去使用時(shí)，其實(shí)際應(yīng)力值低于疲勞極限，否則早就斷了，過(guò)去沒(méi)斷，即使應(yīng)力循環(huán)次數(shù)增加，也不會(huì)斷齒。所以，對(duì)于彎曲疲勞破壞問(wèn)題，是不必?fù)?dān)心的。齒輪除了承受彎曲載荷以外，齒面上還承受接觸剪應(yīng)力和接觸壓應(yīng)力。在此應(yīng)力的長(zhǎng)期作用下，齒面逐漸產(chǎn)生細(xì)微裂紋，在潤(rùn)滑油滲透及齒面壓力作用下，此細(xì)微裂紋漸漸擴(kuò)展而形成點(diǎn)狀小坑，這就是疲勞點(diǎn)蝕。這種現(xiàn)象在該齒輪承載一、二個(gè)月后即出現(xiàn)，且不斷發(fā)展，幾年以后就不能使用了。只要我們將點(diǎn)蝕層切削掉，接觸疲勞問(wèn)題就不存在，這正是搞齒輪變位修復(fù)的目的。我們?cè)鴮?duì)該齒輪的170對(duì)牙齒進(jìn)行著色及磁粉探傷，在齒的根部均未發(fā)現(xiàn)疲勞裂紋。對(duì)齒面點(diǎn)蝕層用砂輪打磨后檢查，發(fā)現(xiàn)疲勞層深一般在點(diǎn)蝕下0.2～0.3mm。所以，只要將切削深度選擇得當(dāng)，接觸疲勞是可以消除的。二、變位系數(shù)的選擇變位系數(shù)ξ的選擇，應(yīng)首先滿足修復(fù)的目的，即變位后能削去點(diǎn)蝕磨損層，恢復(fù)漸開(kāi)線齒廓。有關(guān)資料介紹采用下式確定變位系數(shù)-ξ2=L02-L2″+ΔL22·m·sinα0]]>式中L02——非變位公法線長(zhǎng)；L2″——齒輪磨損后實(shí)際公法線長(zhǎng)；ΔL2——恢復(fù)齒廓需要的減薄量；但是，此式在齒輪塑性變形嚴(yán)重或齒寬b＜L02·sinβf，無(wú)法測(cè)出實(shí)際公法線長(zhǎng)度L2″時(shí)，不能應(yīng)用。我們要修復(fù)的齒輪就是這種情況。所以，只好根據(jù)直接測(cè)量出的點(diǎn)蝕深度(該齒輪點(diǎn)蝕深約2～3mm)，確定減薄量，算出變位系數(shù)。因變位后齒厚單邊增減量ΔS＝ξn·mn·tgαn，所以 故初步選取ξn2＝-0.5。另一方面，由于這對(duì)齒輪的速比較大(i＝6.071)，小齒輪接觸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度及負(fù)荷循環(huán)數(shù)均較大齒輪相差很多，所以還想通過(guò)變位修正，改善小齒輪的嚙合性能，從這一原則出發(fā)，選擇最佳變位系數(shù)。據(jù)有關(guān)資料介紹1、從使小齒輪獲得等彎曲強(qiáng)度并提高接觸強(qiáng)度的質(zhì)量指標(biāo)出發(fā)，選取ξn1＝0.42ξn2＝-0.422、從提高耐磨損及抗膠合性能出發(fā)ξn1＝0.39ξn2＝-0.393、從提高彎曲強(qiáng)度出發(fā)ξn＝±0.52。4、根據(jù)英國(guó)曼特利變位制，為使Z1＞20的小齒輪獲得等彎強(qiáng)度并改善齒廓曲率，選取ξ1=0.5×[1-Z1Z2]]]>=0.5×(1-28170)=0.418]]>綜合以上考慮，我們?nèi)ˇ蝞1＝0.5；ξn2＝-0.5。三、對(duì)所取之變位系數(shù)進(jìn)行驗(yàn)算齒輪變位后，引起一系列嚙合性能的變化，這些變化，有有利的一面，也有不利的一面，而此齒輪，對(duì)生產(chǎn)關(guān)系重大，必須認(rèn)真加以驗(yàn)算1、齒輪干涉的驗(yàn)算圖4所示為滾刀切制齒輪的情況，當(dāng)?shù)毒叩凝X頂線恰好通過(guò)嚙合極點(diǎn)N1點(diǎn)時(shí)，則基圓以外的齒廓均為漸開(kāi)線；如刀具的齒頂線在N1點(diǎn)以下，設(shè)其與嚙合線相交于B21則齒廓B21K為漸開(kāi)線，而B(niǎo)2以內(nèi)部分，則為齒頂圓B21切出的非漸開(kāi)線齒廓，稱(chēng)為過(guò)渡曲線。一對(duì)齒輪傳動(dòng)時(shí)，如一齒輪的齒頂漸開(kāi)線與另一齒輪齒根的過(guò)渡曲線接觸，則將產(chǎn)生過(guò)渡曲線干涉，要設(shè)計(jì)變位齒輪時(shí)，應(yīng)對(duì)此進(jìn)行驗(yàn)算，避免發(fā)生這種情況。要使齒輪不發(fā)生過(guò)渡曲線干涉，條件是齒廓工作段起始點(diǎn)應(yīng)在齒廓的漸開(kāi)線部分，也就是齒廓工作段起始點(diǎn)的壓力角應(yīng)大于或等于齒廓漸開(kāi)線起始點(diǎn)的壓力角。1)小齒輪不發(fā)生過(guò)渡曲線干涉的檢驗(yàn)式tgαs′-Z2Z1(tgαas2-tgαs1)]]>≥tgαs-4(fs-ξs1)Z1·sin2αs----(1)]]>式中αs″一端面?zhèn)鲃?dòng)嚙合角，對(duì)于高變位傳動(dòng) αs一端面分度圓嚙合角；Z2(大齒輪齒數(shù))＝170；Z1(小齒輪齒數(shù))＝28；fs(端面齒高系數(shù))＝0.88；ξs1(端面變位系數(shù))＝0.44；αas2——大齒輪頂圓端面壓力角 ＝23.173°因(1)式左端＝0.3259，(1)式右端＝0.3246，所以左端＞右端，故小齒輪不發(fā)生過(guò)渡曲線干涉。2)大齒輪不發(fā)生過(guò)渡曲線干涉的檢驗(yàn)式tgαs′-Z1Z2(tgαas1-tgαs′)]]>≥tgαs-4(fs-ξs2)Z2sin2αs----(2)]]>式中 αs′、αs、Z1、Z2、f2同上；ξs2＝0.44； ＝32.386°因(2本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種應(yīng)用變位切削及鑲?cè)Q齒修復(fù)大型齒輪的方法，其特征是：ａ、將大齒輪外圓按要求車(chē)削去一圈后重新對(duì)刀滾齒，得出一個(gè)直徑縮小了而齒數(shù)、模數(shù)不變的新齒輪；ｂ、將小齒輪的牙齒沿軸頭齊根車(chē)掉，得到一根新軸，再重新加工一個(gè)齒圈，用熱裝法套在軸上 ，即可得到一根新的齒軸。

【技術(shù)特征摘要】

【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：酈建平，酈虹，康莊，姜文韜，李躍章，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：酈建平，酈虹，
類(lèi)型：發(fā)明
國(guó)別省市：32[中國(guó)|江蘇]