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            硬核--RV減速機行星齒輪加工工藝解惑

            2023-11-08

            行星齒輪又稱為直齒漸開線圓柱齒輪,是RV減速機關鍵零件之一。當齒輪的齒形由漸開線和過渡線組成時,便被稱為漸開線齒輪,具有角速度不變的優點。

            RV減速機的行星齒輪要求內花鍵齒和相配的曲柄軸外漸開線齒相位一致,不然三個行星齒在傳動時產生角相位差,與太陽齒輪嚙合時產生嚙合沖擊。我司采用精密定心的內花鍵心軸,對齒安裝加工;配合硬切削精拉內花鍵齒, 確保行星齒輪的相位一致精度及互換通配,合格率與效率均能得到保證。

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            RV減速機采用差動式行星傳動原理,第一級為漸開線圓柱齒輪行星傳動機構,第二級為擺線針輪行星傳動機構。齒輪作為第一級傳動的核心部件,其位置承載著輸入軸高速嚙合的同時,又通過花鍵與第二級的曲柄軸連接,并將傳動精度精準輸入到第二減速級曲柄軸-擺線輪上。對于第一級減速級來說,至關重要的是內花鍵和外嚙合的漸開線齒輪。內花鍵主要是傳扭和定心的作用,需要有高強度和良好的齒形精度,外嚙合的漸開線齒輪需要三片齒輪同時與輸入軸嚙合,這就要求同時嚙合的齒輪角向高度一致,同時具備高精度齒輪徑向及切向誤差。因此,行星齒輪必需具備的兩個關鍵特性:一是成組每片齒輪的對稱度,保證相同角度下三個齒槽同時嚙合;二是內齒與外齒的相對偏心,這是影響整機噪音和振動的關鍵因素,即保證內花鍵本身的精度及相對內花鍵的外齒齒距累計誤差和徑向跳動。

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            加工工藝難點

            齒輪的內花鍵一般是在熱處理前通過拉削加工完成,熱處理后不再加工。熱處理滲碳淬火時內花鍵容易發生 變形, 花鍵精度下降?;ㄦI變形誤差將導致內、外花鍵在齒廓上的接觸區精度降低,齒輪的回轉精度得不到保證。

            由于RV減速機中三片行星齒輪同時嚙合,對于單片齒輪要求內外齒相位差必須一致 。加工過程中通常采用 成組加工, 成組流轉;且熱前需打碼、熱處理整批次進爐、熱后需要人工按碼分組等,程序繁瑣。加之內花鍵尺寸存在加工誤差,內花鍵尺寸熱處理變形后的散差要求在0.01mm以內;過程控制非常困難。

            齒輪加工熱后要進行精刮齒加工,傳統刀具精度AA級無法達到漸開線齒輪IT6精度要求。成組齒輪穿工裝芯軸加工時,由于花鍵定心直徑小,疊片加工加長工裝芯軸,最終導致夾持剛性不夠,出現齒形S形和齒向抖紋,同時疊片加工漸開線齒輪成組粗精滾齒無法實現每片都保證零間隙定位,無法達到預期精度。


            控制熱處理加工誤差

            原材料采用擁有較小的過熱敏感性,良好的淬透性,高碳附著能力的低碳合金鋼;內花鍵加工 要求端面與內孔垂直度在0.01以內,花鍵精度保持在5級(GB T3478.1 2008)以內;優化原材料與熱處理工藝,獲取最佳機械性能的同時,保證內花鍵熱變形在0.01mm以內。

            熱后用高精度拉床精拉,消除熱處理變形,為精加工外齒做準備。

            優化相位精度

            為了解決內外齒角向問題,摒棄之前成組滾齒的方式,采用單片滾、刮加工。工藝上對花鍵和外齒相位進行了嚴格要求,使用高精度角向定位夾具,確保每片齒輪相位的一致性,實現任意三片齒輪均可通配使用。大幅降低了過程管理難度。  

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            齒部加工基金

            漸開線外齒輪作為傳動系統關鍵的嚙合區域,使用進口臥式高速滾齒機的熱前滾熱后硬齒面刮齒工藝,齒面刮削精度可以達到IT6級,相較于傳統熱前滾熱后磨齒,加工后齒面晶粒細化組織更優。工裝采用高精度定心芯軸,大幅提高加工齒輪相對于內齒中心的徑向精度。進一步在刀具上采用硬質合金AA+級硬刮齒滾刀,加工的齒形誤差及周節累計誤差可達到IT5級。


            坤沛動力科技有限公司以精密排齒起家,深耕機械業。工廠同仁及研發團隊具有十幾年的齒輪制造研發及設計經驗。為提升產品升級,公司策略性整合傳動系列商品,全系列上線高精度行星減速機,型號有:KPB高精度行星減速機、KPD行星減速機、KPF行星減速機、KPE行星減速機、KPBR行星減速機、KPDR行星減速機、KPFR行星減速機、KPER行星減速機。


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