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鏈輪設計與機械加工
發布日期:2014-10-13 21:48:38 點擊次數:12

  鏈輪是鏈傳動中的重要零件,鏈輪齒形、節距等與鏈條相關尺寸加工是否正確,將直接關系到鏈條的使用壽命。因此,必須給于足夠的重視。  一、常見鏈輪的形狀與結構  通常,鏈輪是由齒圈、輪毅和輪幅三部分組成。常見鏈輪形狀有:   1.單片式單雙排鏈輪。2.單凸緣式單雙排鏈輪。3。雙凸緣式單雙排鏈輪。  鏈輪的結構大致有:1.整體結構。一般應用在標準鏈條P=38.1以下的單、雙排,單、雙凸緣鏈輪的加工。  2.焊接結構。主要應用在中、大規格單、雙凸緣鏈輪的加工。加工時,凸緣部分采用棒料車成凸形。齒圈部分可采用板材切割后加工外徑與軸孔,孔一端車出焊接坡口套入凸緣部分進行焊接。焊接時要兩端焊,采用低氫焊條如T506焊條等。  3.鑄造鏈輪。主要應用在大型鏈輪的加工,加工時只加工齒圈、凸緣兩端面、外徑和內徑及鍵槽,然后再加工齒形。環鏈輪都是鑄造的。鑄造鏈輪的材料一般有兩種,鑄鐵和鑄鋼如HTl5O、HT2O0和ZG310-570(ZG45)。  4. 鍛造鏈輪。主要應用在受力較大的中、大規格鏈輪的生產上。鍛造時,不管是單凸緣式或雙凸緣式,一般都鍛成凸形,軸孔留出足夠的加工余量,材料利用率較低,成本高。  二、鏈輪材料的選擇  對于不需要熱處理的片式鏈輪,可采用Q235、Q345(16Mn)、或10、20鋼制造。一般硬度在HBl40以下,適于中速、中等功率、較大的鏈輪加工。要求熱處理的鏈輪一般選用 45鋼、45鋼鍛造、45鑄鋼或4OCr鋼加工,適用于受力較大重要場合與高強度鏈條配套的主、從動鏈輪的加工。鑄鐵鏈輪主要應用在精度要求不高或外形復雜的鏈輪,如環鏈輪等。   三、鏈輪的基本參數  l、Z-齒數,2、P-鏈條節距, 3、d-滾子直徑, 4、d分一分度圓直徑,5、d頂一頂圓直徑, 6、d根一齒根圓直徑, 7、一節距角 8、Q一壓力角,R一齒溝圓弧半徑。前三個參數為用戶提供的重要數據,后序參數為鏈輪設計參數可參照有關標準計算。  四、鏈輪齒形的幾何形狀與設計原則  1. 鏈輪齒形的幾何形狀:常見鏈輪的幾何形狀有三圓弧一直線形、兩圓弧一直線形、兩圓弧凸齒形、一圓弧一直線形、齒槽中心有偏移的直線齒形和直線齒形。  2.設計原則:鏈輪齒形設計主要應滿足三方面要求:即嚙合要求、使用要求、工藝性與精度要求。  (1)保證鏈條能順利的嚙入與嚙出,不會有干涉現象。  (2)具有足夠的容納鏈條節距伸長的能力。  (3)具有合理的作用角。  (4)齒廓曲線與鏈傳動工況相適應。  (5)有利于嚙入和防止因鏈條跳動而掉鏈。  (6)加工工藝性好。  目前我國所執行的鏈輪標準為GBl244-85齒形。  五、鏈輪設計與加工  1、鏈輪設計:對于節距12.7-38.1標準鏈條的鏈輪各廠家己采用  標準滾刀在滾齒機上生產。加工時,用戶只需提供鏈輪齒數、節距和滾子直徑即可生產。鏈輪設計按GBl244-85設計。非標準鏈輪在用戶提供必要數據的基礎上,要做如下計算:分度圓直徑:d分=P/sin180度/Z=P·K, P-節距,K-齒數系數可查表。  齒溝圓弧半徑:Rmin=O.505d, d=滾子直徑。壓力角 Qmin=l20度-90/2; Qmax=140度-90/2。一般選用Qmax。齒面圓弧半徑Remin=O.008d;(Z·Z+180);Remax=O.12( Z·Z+2)。一般選用Remax。齒面圓弧半徑的位置Do在 d分一0.2P圓周上。齒溝分離量 S:機加,Smin=0.08d;非加,Smin=O.04P。一般選用機加齒溝分離量。節距角a=360/Z。齒厚:單排為內節內寬的0.95,雙排為內節內寬的0.93。  齒頂圓可根據作圖來決定,也可在分度圓的基礎上加0.85一0.95倍的滾子直徑。以上數據是鏈輪設計的重要參數。  當然。特殊鏈條的鏈輪設計與此有區別,需按有關手冊的鏈輪公式計算。  2、鏈輪齒形加工鏈輪加工最主要的是齒形加工。前面己經講過,標準鏈條的鏈輪大部分在滾齒機上用滾刀加工。而大規格與非標鏈輪的加工方法由于受設備和刀具、數量的限制各公司的加工方法有所不同。目前,應用最廣泛的仍然是成形法銑切鏈輪與范成法滾切鏈輪兩種。滾子鏈鏈輪銑刀的齒形是按鏈輪齒槽形狀設計的。為了節省刀具,通常按鏈輪齒數分組設計刀具,每一組按計算齒數設計齒形,計算齒數可按下式計算:   Zc=2Zl·Z2/Zl+Z2式中:Zl一同組中最小齒數,Z2一同組中最大齒數。(1)成型刀加工齒形方法:用成型圓盤銑刀或用指狀成型銑刀,在配有分度頭的臥式或立式銑床上加工齒槽是目前常用的加工方法。適合于大節距鏈輪批量加工。(2)鞍形銑刀加工齒形方法:用鞍形銑刀在配有分度頭的臥式銑床上同時在相鄰兩個齒槽上銑出對稱的兩個齒是目前齒形鏈輪常用的加工萬法。適于中、小批量生產。(3)滾切加工齒形方法:在滾齒機上用滾刀加工出齒槽,適合于標準鏈輪節距P=38.1以下的鏈輪加工。生產效率高。精度好。(4)插齒加工齒形方法:在插齒機上用圓盤插齒刀或梳齒刀加工出鏈輪齒槽。適合于單件小批量生產。(5)較大型的鏈輪也可采取劃線、鉆孔在刨加工或插加工齒形又是一種加工方法,很顯然,此種方法較為落后,但大型鏈輪受加工設備和數量限制也可采用這種方法。(6)最近,有的單位采用仿形機切割齒形的方法解決了大型鏈輪加工的難題,很有創意。  仿形切割齒形加工工藝如下:   A.先將己機加的鏈輪放在分度盤上,鏈輪通過芯棒上的壓板和鏍栓固定。要求齒圈面一定要平。  B.在己加工好的齒圈上任一位置按樣板齒形切割深度小于設計齒形4-5mm的齒形,然后用角尺測量其尺面垂直度。  C.測量己切割好的尺形深與己加工好的軸孔邊緣的距離H。  D.計算還需加工深度B。B=測量尺寸-軸孔邊緣與分度圓直徑邊緣的距離。  E.調整切割機連桿尺寸,即在原尺寸的基礎上伸長一個加深量,調整后即可按樣板切割。  F.切割一齒后,用分度盤分度。切割三個齒后跨齒測量同側同位距離。切第四齒后按同樣方法移動一齒同側同位測量,以此類推。  G.如果通過測量尺寸相差較大或齒頂寬度出入較大,可將較寬的一面多于部分切割下來焊在另一齒面上進行修整。  H.切割后的齒形表面用手砂輪磨光后進行表面淬火。  L.進行其它加工。  3.片式、凸緣式鏈輪機加方法  (1)片式鏈輪加工:片式鏈輪一般采用鋼板切割后再機加,可提高其材料利用率。小規格的鏈輪居多,標準鏈輪占多數,車削后在滾齒機上加工,一次可加工數片。  (2)凸緣式鏈輪加工:凸緣式鏈輪加工有以下兩種方法;   A.整體加工,即用棒料切削加工后再加工齒形。此種方法材料利用率低,成本高。  B. 焊接加工,很顯然此種方法材料利用率比整體加工高,成木低。具體加工方法是:齒圈部分可用鋼板切割后粗加工外徑和軸孔,軸孔一側留焊接坡口。然后采用棒料車凸緣部分成凸形,齒圈部分和凸緣部分相拼后雙面焊接再加工成品,焊口部分車圓弧。機加后再選定適當的方法加工齒形。  焊接鏈輪的焊條最好采用低氫焊條,防止45鋼由于焊接焊口開裂。對于大型重要鏈輪焊接前焊條最好預熱,預熱溫度150-200,時間1-2小時。  六、刀具設計  鏈輪加工刀具主要有:1.標準滾刀應用在中小標準鏈輪的加工上。2.盤銑刀是按鏈輪齒形設計的一種多齒盤式刀具。一般在臥銑上加工鏈輪。3.成型刀是一種按鏈輪齒形設計的單齒刀具。加工時鏈輪靠分度頭分度。成型刀裝在立銑上單步加工。4.仿形切割加工,此種方法最簡單,不需做任何刀具,只按鏈輪齒形做出切割樣板在仿形切割機上切割即可,切割后齒面需修磨、打光。鏈輪齒面熱處理一般為HRC40-45,可高頻處理或表面火焰淬火。低碳鋼可滲碳處理。

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