怎樣才能做出好的齒輪產品？齒輪工業的發展方向是什么？首先，齒輪設計的原則應該改變。早期國內機械工業的設計思想是“擔心強度不足”，受到材料和加工工藝的制約。設計的產品又笨又重，浪費了大量資源。例如，在設計齒輪箱齒輪時，應盡量選擇較大的模數，以滿足特殊工況下的過載要求。

然后(hou)，通過(guo)對國內外先進水平的比(bi)較，我們發現“保證在(zai)使(shi)用期內不壞”的原(yuan)則(ze)進行設計，可以節省大量相(xiang)關(guan)資源。我在(zai)早期發現了(le)很多公(gong)司的齒輪(lun)圖紙，很明顯它(ta)是用在(zai)有很一般(ban)要(yao)求1的場合(he)，但它(ta)的精(jing)度等(deng)級(ji)是5級(ji)以上(shang)。這是一種浪費，需要(yao)糾正過(guo)來(lai)。

目前(qian)的(de)(de)(de)(de)(de)制造工藝水平已今非昔比。如果按照(zhao)原來的(de)(de)(de)(de)(de)思路設(she)計(ji)(ji)，會固化(hua)自己的(de)(de)(de)(de)(de)思維(wei)，造成重復勞動(dong)(dong)和無效勞動(dong)(dong)，大(da)大(da)增加相(xiang)關成本。設(she)計(ji)(ji)必須有精益求精的(de)(de)(de)(de)(de)理念(nian)。目前(qian)，國內齒輪產(chan)(chan)品(pin)(pin)圖(tu)大(da)多(duo)采用通用的(de)(de)(de)(de)(de)設(she)計(ji)(ji)方(fang)法，沒有細(xi)化(hua)的(de)(de)(de)(de)(de)設(she)計(ji)(ji)理念(nian)。真(zhen)正的(de)(de)(de)(de)(de)精細(xi)化(hua)設(she)計(ji)(ji)是(shi)充分(fen)考慮產(chan)(chan)品(pin)(pin)本身(shen)的(de)(de)(de)(de)(de)應用，并有意(yi)識地(di)控(kong)制一定的(de)(de)(de)(de)(de)精度(du)指標(biao)。眾所周知，判斷(duan)齒輪副精度(du)的(de)(de)(de)(de)(de)公(gong)差(cha)有三組：運動(dong)(dong)精度(du)誤(wu)差(cha)、運動(dong)(dong)平穩性(xing)誤(wu)差(cha)和載荷(he)分(fen)布均(jun)勻性(xing)誤(wu)差(cha)。真(zhen)正的(de)(de)(de)(de)(de)精細(xi)設(she)計(ji)(ji)應該是(shi)為每個項目合(he)理選(xuan)擇不同的(de)(de)(de)(de)(de)公(gong)差(cha)等級。

在保(bao)證齒(chi)輪(lun)(lun)和使用壽命(ming)的(de)前(qian)提(ti)下，盡可(ke)能減小齒(chi)輪(lun)(lun)的(de)質量(liang)和轉動慣量(liang)，從(cong)而減輕設備的(de)總(zong)重量(liang)，便于換擋操作。通常通過改變齒(chi)輪(lun)(lun)的(de)結構，如將(jiang)齒(chi)輪(lun)(lun)加工成腹板或孔板式(shi)，實現(xian)齒(chi)輪(lun)(lun)的(de)重量(liang)減輕，同時(shi)提(ti)高功率密度。

齒輪箱是典(dian)型的(de)(de)彈性(xing)結(jie)構(gou)系統(tong)。它在(zai)(zai)軸承動(dong)載荷作用(yong)下產生振(zhen)(zhen)動(dong)和(he)(he)輻射噪(zao)(zao)聲(sheng)。因(yin)此，合(he)理設(she)計箱體(ti)(ti)的(de)(de)結(jie)構(gou)和(he)(he)振(zhen)(zhen)動(dong)特性(xing)有(you)(you)助(zhu)于(yu)降低(di)齒輪系統(tong)的(de)(de)噪(zao)(zao)聲(sheng)。例如，以(yi)箱體(ti)(ti)薄壁振(zhen)(zhen)動(dong)最(zui)小(xiao)(xiao)為目標進行設(she)計時(shi)，以(yi)頻率約(yue)束、應力約(yue)束、幾(ji)何約(yue)束等為約(yue)束條件，將箱體(ti)(ti)壁在(zai)(zai)動(dong)態(tai)激勵下的(de)(de)振(zhen)(zhen)動(dong)最(zui)小(xiao)(xiao)化，達到降低(di)噪(zao)(zao)聲(sheng)輻射的(de)(de)目的(de)(de)。另外，在(zai)(zai)箱體(ti)(ti)結(jie)構(gou)的(de)(de)設(she)計中，應注(zhu)意保證(zheng)支(zhi)座與(yu)箱體(ti)(ti)支(zhi)點之(zhi)間的(de)(de)結(jie)構(gou)連接(jie)具有(you)(you)足夠的(de)(de)剛度，以(yi)減少系統(tong)振(zhen)(zhen)動(dong)。對于(yu)面積較大的(de)(de)薄壁結(jie)構(gou)，應設(she)置(zhi)加強筋，以(yi)降低(di)振(zhen)(zhen)動(dong)噪(zao)(zao)聲(sheng)的(de)(de)振(zhen)(zhen)幅。

對于高(gao)精度(du)齒(chi)(chi)輪(lun)，齒(chi)(chi)輪(lun)的修(xiu)形(xing)(xing)程度(du)有時決定著(zhu)整個傳動系統(tong)的設計水平(ping)。目前的齒(chi)(chi)輪(lun)齒(chi)(chi)面修(xiu)形(xing)(xing)曲線大(da)多是根(gen)據以往的經(jing)驗，或是與同類產品相比較進行仿制。同一宏觀(guan)尺寸的兩對齒(chi)(chi)輪(lun)副(fu)，其(qi)齒(chi)(chi)面修(xiu)形(xing)(xing)參數不同，會(hui)造成使用壽命的巨大(da)差異。

實(shi)際的(de)(de)(de)成形曲(qu)線不是(shi)(shi)設(she)計出來的(de)(de)(de)，而是(shi)(shi)需(xu)要測試的(de)(de)(de)。大(da)(da)型外國公(gong)司(si)已將修改后的(de)(de)(de)產品參數一般(ban)都是(shi)(shi)保(bao)密的(de)(de)(de)，并投入(ru)大(da)(da)量資(zi)源進行開(kai)發。目(mu)前，這方(fang)面的(de)(de)(de)工作還有很大(da)(da)差距。

齒(chi)輪(lun)設計(ji)必(bi)須充(chong)分考慮過程(cheng)。由(you)于(yu)齒(chi)輪(lun)產品(pin)的(de)特殊性，在設計(ji)中必(bi)須考慮粗加(jia)工(gong)、加(jia)工(gong)、熱處理(li)和(he)檢驗等(deng)因素的(de)影響。制造試驗一體(ti)化(hua)可以優化(hua)材(cai)料和(he)工(gong)藝(yi)，定量(liang)評價，輔助決策(ce)，提高產品(pin)的(de)功率密度。特別是對于(yu)弧齒(chi)錐齒(chi)輪(lun)，由(you)于(yu)刀具是非標準(zhun)設計(ji)的(de)，同一系列刀具應盡量(liang)推廣和(he)系列化(hua)。另外(wai)，在設計(ji)齒(chi)輪(lun)時(shi)，也要考慮熱處理(li)變(bian)形的(de)影響，如不(bu)要使齒(chi)尖(jian)過于(yu)鋒利，且(qie)齒(chi)根盡量(liang)不(bu)留未切割的(de)材(cai)料，盡量(liang)不(bu)要使用過薄(bo)的(de)結(jie)構等(deng)。

齒(chi)輪(lun)性(xing)能的(de)實現還需(xu)要高質量的(de)合(he)適材料(liao)。對(dui)于齒(chi)輪(lun)鋼(gang)，從強(qiang)度(du)角度(du)考慮，應盡量減(jian)少(shao)鋼(gang)的(de)內(nei)部(bu)缺陷，以減(jian)少(shao)裂紋(wen)形(xing)成的(de)機會；提(ti)(ti)高鋼(gang)的(de)質量，以增強(qiang)抗裂紋(wen)形(xing)成和(he)擴展(zhan)的(de)能力(li)。最終(zhong)達到了提(ti)(ti)高齒(chi)輪(lun)疲勞強(qiang)度(du)和(he)壽命的(de)目的(de)。因此，齒(chi)輪(lun)產品設計人員必須了解(jie)齒(chi)輪(lun)的(de)制造工(gong)藝，否則(ze)會精疲力(li)竭(jie)。

為(wei)了(le)降(jiang)(jiang)低(di)噪聲(sheng)，鋼制齒(chi)(chi)(chi)輪(lun)(lun)(lun)軸承的(de)(de)齒(chi)(chi)(chi)面(mian)可(ke)以進行(xing)滲(shen)硫或鍍(du)銅處理。齒(chi)(chi)(chi)面(mian)硫化(hua)的(de)(de)目(mu)的(de)(de)是降(jiang)(jiang)低(di)齒(chi)(chi)(chi)面(mian)摩(mo)擦系數。為(wei)了(le)提(ti)高齒(chi)(chi)(chi)輪(lun)(lun)(lun)的(de)(de)接觸精度(du)，在渦輪(lun)(lun)(lun)齒(chi)(chi)(chi)輪(lun)(lun)(lun)上采用(yong)了(le)齒(chi)(chi)(chi)面(mian)鍍(du)銅。齒(chi)(chi)(chi)輪(lun)(lun)(lun)熱(re)處理對(dui)噪音也(ye)有影響。例如，齒(chi)(chi)(chi)輪(lun)(lun)(lun)淬火后衰減性能(neng)惡(e)化(hua)，噪聲(sheng)增加(jia)3-4dB。因(yin)此(ci)，對(dui)強度(du)和磨損性能(neng)要(yao)求(qiu)不(bu)(bu)高的(de)(de)齒(chi)(chi)(chi)輪(lun)(lun)(lun)不(bu)(bu)需要(yao)淬火。對(dui)于(yu)潤(run)滑油和加(jia)油方式的(de)(de)影響，一般認為(wei)，隨著(zhu)油量(liang)和油粘度(du)的(de)(de)增加(jia)，噪聲(sheng)變小。這是因(yin)為(wei)潤(run)滑油具有阻尼(ni)作用(yong)，可(ke)以防止嚙合齒(chi)(chi)(chi)面(mian)之間(jian)的(de)(de)直接接觸。采用(yong)油浴(yu)潤(run)滑時，由于(yu)油面(mian)高度(du)不(bu)(bu)同，齒(chi)(chi)(chi)輪(lun)(lun)(lun)噪聲(sheng)也(ye)不(bu)(bu)同，即不(bu)(bu)同的(de)(de)齒(chi)(chi)(chi)輪(lun)(lun)(lun)箱有不(bu)(bu)同的(de)(de)最佳(jia)油位。

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