对齿轮的要求

对齿轮的要求

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

表1                    圆柱齿轮精度等级与圆周速度的关系

精度等级

5

6

7

8

圆周速度

υX/m·s-1

直齿轮

斜齿轮

>20

>40

≤15

≤30

≤10

≤20

≤6

≤12

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

表2                      最小侧隙jnmin                       μm

侧隙

种类

中  心  距  /mm

≤80

>80~125

>125~180

>180~250

>250~315

>315~400

>400~500

>500~630

>630~800

>800~1000

a

b

190

120

220

140

250

160

290

185

320

210

360

230

400

250

440

280

500

320

560

360

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。

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

表3                    常用齿轮材料热处理工艺及性能

齿轮

材料

热处理

表面硬度

芯部硬度

σHlim

/N·mm-2

σFlim

/N·mm-2

太阳轮

行星轮

20CrMnTi

20CrNi2MoA

渗碳

淬火

57~61

HRC

35~40

HRC

1450

400

280

内齿圈

40Cr

42CrMo

调质

262~302

HBS

—

700

250

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

表4                    太阳轮、行星轮有效硬化层深度推荐值

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

2.0

2.5

3.0

(3.5)

4.0

(4.5)

5.0

6.0

(7.0)

8.0

10

12

16

(18)

20

(22)

25

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

表5                    齿轮模数与渗氮层深度的关系

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

≤1.25

0.15

0.1~0.25

4.5~6

0.50

0.45~0.55

1.5~2.5

0.30

0.25~0.40

>6

0.60

>0.5

3~4

0.40

0.35~0.50