齿轮齿条传动适合大行程,高精度,大扭矩传动。在数控机床,自动化领域使用非常广泛。
与传动的皮带传动,以及梯形丝杠传动相比,有什么优点呢?
随着 FM 齿条现代加工方式的逐渐进步,使得齿条的模数分布范围非常广, 最小可以达到 M0.5 ,而最大可以达到 M12 ,精度最高可以到 DIN5 级精度。齿条材料分为 SC45 、42CrMu 、40Cr.表面淬火处理。所有面精密磨制。
齿条传动扭矩从 1NM-100000NM,这样,不仅可以在玻璃机械,机械手这样的超轻设备上使用,并且还可以在轮船提升机,重型卧车,数控加工中心,龙门加工中心等场合使用。
DIN6 级的磨制齿条,定位精度可以达到 0.036mm/ 米。这样的精度,是普通的梯形丝杠无法达到的。并且,丝杠的传动长度有限,一般超过 10 米,就无法使用丝杠。而齿条,可以对接,中间预留调整间隙,可以无限长度对接。
齿轮齿条,承载力大,传动精度较高,可达0.036mm ,可无限长度对接延续,传动速度可以很高。
同步带
承载力较大,负载再大就要加宽皮带,传动精度较高,传动长度不可太大,否则需要考虑较大的弹性变形和振动,传动距离大尤其不适合精确定位、连续性运动控制,如大版面数控设备的 XY 轴,但是可用于伺服电机到传动齿轮或伺服电机到丝杠的短距离传动。
优点:短距离传动速度可以很高,噪音低。
典型用途 :小型数控设备、某些打印机 。
梯形丝杠
(1)普通梯形丝杠可以自锁, 这是最大优点, 但是传动效率低下, 比上述二者低许多,所以不适合高速往返传动。缺点是时间久了传动间隙大,回程精度差,用在垂直传动较合适。
2)滚珠丝杠不能自锁,传动效率高,精度高,噪音低,适合高速往返传动,但是水平传动时跨距大了要考虑极限转速和自重下垂变形, 所以传动长度不可太大, 要么改用丝母旋转丝杠不动,但还是不能太长,要么就用齿轮齿条。
齿轮齿条常用材料
齿轮是依靠本身的结构尺寸和材料强度来承受外载荷的,这就要求材料具有较高强度韧性和耐磨性;由于齿轮形状复杂,齿轮精度要求高,还要求材料工艺性好。
常用材料为锻钢、铸钢、铸铁。
一、锻钢
根据齿面硬度分为两大类
HB<350时,称为软齿面
H8>350时,称为硬齿面
l.齿面硬度 HB<350
工艺过程:锻造毛坯→正火--粗车→调质、精加工
常用材料;45#、35SiMn、40Cr、40CrNi、40MnB
特点:
具有较好的综合性能,齿面具有较高强度和硬度,齿芯具有较好韧性。
热处理后切齿精度可达8级
制造简单、经济、生产率高,对精度要求不高
2.齿面硬度 HB>350
采用中碳钢时:
工艺过程:锻造毛坯→常化→粗切→调质→精切→高、中频淬火→低温回火→珩齿或研磨剂跑合、电火花跑合。
常用材料:45、40Cr、40CrNi
特点:
齿面硬度高 HRC=48-55,接触强度高,耐磨性好。
齿芯保持调质后的韧性,耐冲击能力好,承载能力较高。
精度下降半数,可达7级精度。
适用于大量生产,如:汽车、机床等中速中载变速箱齿轮。
采用低碳钢时:
锻造毛坯→常化→粗切→调质→精切→渗碳淬火→低温回火→磨齿。达6级、7级。
常用材料;20Cr、20CrMnTi、20MnB、20CrMnTo
特点:
齿面硬度,承载能力强。
芯部韧性好,耐冲击
适合于高速、重载、过载传动或结构要求紧凑的场合,机车主传动齿轮、航空齿轮。
二、铸钢
当齿轮直径d〉400mm,结构复杂,锻造有困难时,可采用铸钢
材料ZG45.ZG55,正火处理。常化,調质。
三、铸铁
抗胶合及抗点蚀能力强,但抗冲击耐磨性差。
适合工作平稳,功率不大低速或尺寸较大形状复杂时用。能在缺油条件下工作,适于开式传动。
四、非金属材料
布质、木质、塑料、尼龙、适于高速轻载。
选取材料时应考虑:
齿轮的工作条件不同,轮齿的破坏形式不同,是确定齿轮强度计算准则和选择材料和热处理的根据。
1.对于受冲击载荷时,轮齿容易折断应选用韧性较好的材料,可选用低碳钢渗碳淬火。
2.对于高速闭式传动,齿面易点蚀,应选用齿面硬度较好的材料,可选用中碳钢表面淬火。
3.对于低速中载,轮齿折断,点蚀,磨损均可发生时,应选取机械强度,齿面硬度等综合机械性能好的材料,可选中碳钢调质精切。
4.力求材料品种少,便于管理,考虑资源和供应情况。
5.当结构尺寸要求紧凑,耐磨性高时,要采用合金钢。
6.制造单位的设备及技术情况。