雙聯(lián)齒輪加工對齒工藝多樣化淺析

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摘要：主要對雙聯(lián)齒輪對齒多樣性加工工藝進(jìn)行了研究。雙聯(lián)齒輪是汽車、工程機(jī)械和機(jī)車等多種傳動(dòng)類型中的一種重要軸類零件，尤其在新能源汽車行業(yè)逐步應(yīng)用，具有結(jié)構(gòu)緊湊、轉(zhuǎn)速較高等諸多特點(diǎn)。但因其加工難度較高，對加工相位角要求嚴(yán)格，使得該零件的工藝性研究遇到瓶頸。

關(guān)鍵詞：雙聯(lián)；對齒；加工工藝

齒輪傳動(dòng)是機(jī)械傳動(dòng)中比較常見的一種傳動(dòng)方式，廣泛應(yīng)用于航空航天、汽車工業(yè)等工業(yè)領(lǐng)域。不同的齒輪結(jié)構(gòu)應(yīng)該制定相應(yīng)的加工工藝路線才能確保所制造的齒輪是否符合圖樣要求。本文以3種形式雙聯(lián)齒輪的加工工藝為例進(jìn)行了闡述，加工工藝的選擇對雙聯(lián)齒輪的對齒加工精度至關(guān)重要。

一、雙聯(lián)齒輪的設(shè)計(jì)及裝配條件

在行星排傳動(dòng)結(jié)構(gòu)中，雙聯(lián)齒輪的裝配需要滿足一定條件。如果行星輪兩個(gè)齒輪的相對位置可以在安裝時(shí)調(diào)整，那么滿足相應(yīng)的傳動(dòng)比、鄰接和同心條件就可以裝配，而且裝配后再進(jìn)行連接即可。如果雙聯(lián)輪是同一個(gè)齒坯加工，其裝配條件需滿足兩個(gè)要求：第一是需要相位角相同，需要在特定齒輪上做標(biāo)記，以待裝配定位時(shí)使用；第二是齒輪的齒數(shù)與行星輪個(gè)數(shù)需要滿足一定的條件。

二、雙聯(lián)齒輪對齒工藝的多樣性

1.常規(guī)雙聯(lián)齒輪的對齒加工一般常規(guī)雙聯(lián)齒輪，如圖1所示，大齒輪基本選擇滾齒、磨齒工藝，而小齒輪為了與大齒輪齒數(shù)有對應(yīng)關(guān)系，一般會(huì)選擇插齒加工。為了保證對齒精度，要求大齒輪和小齒輪的相位角保持一致。由于大齒輪的干涉使得小齒輪沒有辦法進(jìn)行磨齒加工，因此這種結(jié)構(gòu)齒輪精度不高，制造成本較低，對于噪聲要求不高的機(jī)械傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，可以采用此工藝。

2.花鍵聯(lián)結(jié)雙聯(lián)齒輪的對齒加工所謂花鍵聯(lián)結(jié)，即大齒輪做內(nèi)花鍵，小齒輪做外花鍵，通過過盈配合進(jìn)行聯(lián)結(jié)，使得雙聯(lián)齒輪達(dá)到常規(guī)雙聯(lián)齒輪的結(jié)構(gòu)狀態(tài)。如圖2所示，該工藝方案可以使得大小齒輪分別以單件的形式進(jìn)行加工便于磨齒，以花鍵齒頂（槽）進(jìn)行對齒標(biāo)記定位，齒輪精度得到很好的提升，降低了噪聲。但因增加了花鍵，花鍵壓裝后一般需要增加軸向限位結(jié)構(gòu)，成本也會(huì)有較大的提升，針對成本要求不高的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，建議使用此工藝。

3.焊接雙聯(lián)齒輪的對齒加工激光焊接或者電子束焊接，是把能量密度很高的激光或者電子束照射到工件上，使工件受熱熔化，然后冷卻得到焊縫。雙聯(lián)齒輪采用電子束焊接和激光焊接，可以用光滑的圓柱體配合連接形式代替花鍵聯(lián)結(jié)，也可以使設(shè)計(jì)空刀槽減小，縮減齒輪體積，提高生產(chǎn)效率。這種工藝已經(jīng)在電動(dòng)汽車生產(chǎn)中逐步被應(yīng)用。如圖3所示，焊接后的雙聯(lián)齒輪從成本角度考慮，省去了花鍵聯(lián)結(jié)的雙聯(lián)齒輪大部分工序，同時(shí)兼顧其優(yōu)點(diǎn)，零件可以進(jìn)行單件磨齒，齒輪精度和噪聲基本不會(huì)受到影響。綜上所述，一體件加工出來的雙聯(lián)齒輪從齒輪精度上講，不如分體加工精度高，它適用于轉(zhuǎn)速不高、成本較低的機(jī)械傳動(dòng)裝置；而分體加工出的雙聯(lián)齒輪，其連接方式的不同決定了其承載能力的不同。一般來說，花鍵承載能力比焊接雙聯(lián)齒輪承載能力強(qiáng)，但成本較高；從工藝裝配上講，焊接雙聯(lián)齒輪對于對齒工序具有極大的便利性，提升了生產(chǎn)效率。

三、結(jié)語

雙聯(lián)齒輪加工常因齒輪的結(jié)構(gòu)形狀、精度等級、生產(chǎn)批量及生產(chǎn)條件不同而采用不同的工藝方案。結(jié)合具體齒輪的技術(shù)要求采用不同方案的加工工藝，工件既可以滿足設(shè)計(jì)上的需要，又可以確保齒輪精度的優(yōu)良，同時(shí)兼顧成本的要求。

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作者:劉勇 陳培凱 單位:天津天海同步科技有限公司