電動叉車減速器齒輪的齒棱倒角技術

高安康，賴學文，陳德順，楊容，謝大治

長沙中傳變速箱有限公司 湖南長沙 410000

1序言

在齒輪類零件工程圖樣中，對齒棱倒角的規定一般在技術條件里注明，如“齒輪齒棱倒角C0.3～C0.5”，因為齒形面與齒頂圓夾角不是90°，僅標明倒角數值無法表達清楚齒形面和齒頂圓面具體需要加工的尺寸，所以在齒輪類零件制造過程中，技術人員、檢測人員和質量管理人員對齒輪齒棱倒角存在不同的理解，造成判斷標準不同，檢測結果不一樣，甚至發生推諉扯皮現象。根據發現的問題，經過討論，決定對齒輪齒棱倒角進行明確標注，從而保證齒輪零件的設計、加工和驗收狀態的一致性，提高齒輪運動和接觸精度[1]。

2 齒棱倒角的定義和制造

2.1 齒棱倒角的定義

齒棱倒角是倒角的一種表達方式，是對齒輪的齒面和齒頂交接區域進行的倒角[2]，為了表達清晰，齒端倒角、齒棱倒角和齒廓倒角的三維模型如圖1所示。

2.2 齒棱倒角的制造

齒棱倒角的制造是齒輪生產過程中一項必要的工序，根據齒輪的模數、齒數和變位系數設計齒棱倒角，從而滿足設計和使用要求。

在齒棱倒角制造過程中，主要用到的設備和方法見表1。

表1 齒棱倒角制造中的主要設備和方法

3 齒棱倒角的優點

3.1 減小齒輪工作時的異響

齒輪在轉運及裝配時容易發生磕碰，使齒面產生凸起，從而導致嚙合不平穩而產生異響。齒棱倒角可以降低齒輪齒面對磕碰傷的敏感性，減少電動叉車減速器異響的產生。

3.2 減少嚙合沖擊，降低噪聲值

齒輪副開始嚙合時，齒輪加工制造時的變形容易使齒頂和齒根發生干涉，產生很大的沖擊而導致電動叉車減速器運行時噪聲大。齒棱倒角可以消除齒頂和齒根干涉，減少嚙合沖擊，降低電動叉車減速器運行時的噪聲值。

3.3 齒輪副嚙合和分離更平順，延長齒輪工作壽命

一對齒輪副在工作時，極易出現小齒輪齒頂刮擦大齒輪齒根的現象。嚴重時產生劃傷，有時將齒輪的齒面也劃傷，使齒輪副嚙合和分離不順暢，齒輪的工作壽命變短。齒棱倒角可以使齒輪副嚙合和分離更平順[3]，避免刮擦，延長齒輪工作壽命。

3.4 減少熱處理時的應力集中

齒輪在熱處理時，內部應力釋放會產生裂紋、變形及尖角處氧化脫碳。齒棱倒角可減少熱處理過程引起的淬火裂紋，能夠有效地預防淬火開裂[4]。并且消除齒頂和齒廓的尖角，以防止熱處理滲碳過程中輪齒尖角處氧化脫碳。

3.5 更安全、美觀

齒輪上的尖角在加工、轉運和裝配中容易劃傷操作人員。同時，齒輪上的尖角及毛刺會降低齒輪的外觀整潔度。齒棱倒角可以去除尖角、毛刺，降低齒輪劃傷操作人員的概率，并且提高外形的美觀度。

4 齒棱倒角值的影響因素

齒棱倒角值的大小受齒輪模數、齒頂厚度及齒輪承載強度的影響。通常來講，如果模數越小，齒頂厚度越薄及承載強度越低，那么齒棱倒角值越小，反之越大。齒頂厚度通過計算很容易獲得，更能反映齒輪的真實狀況。由于齒頂厚度比齒輪的承載強度對齒輪齒棱倒角值的影響更大，因此將齒頂厚度作為對齒棱倒角值的評判依據。為了更加準確地評判齒輪的齒棱倒角值，在相同模數下，對齒頂厚度又進行了細分，分為＜2mm和≥2mm這兩種情況，給出每種情況對應的齒棱倒角值。

5 齒棱倒角值的設計

5.1 初始的設計標準

目前業內對齒棱倒角值沒有一致的標準，各個企業自行制定齒棱倒角的取值范圍和有關齒棱倒角的標準?，F列出長沙中傳變速箱有限公司的齒棱倒角取值標準，供參考。

根據齒輪的法向模數和齒頂厚度制定齒輪齒棱倒角大小設計標準（見表2），示例如圖2所示（H表示齒棱倒角后沿齒頂厚度方向的長度），齒棱倒角后的實物如圖3所示。

表2 齒輪齒棱倒角大小設計標準

圖2 齒輪齒棱倒角示例

圖3 齒棱倒角后實物

5.2 優化后的設計標準

按照初始時設計的齒輪齒棱倒角標準實施，經過對多種型號的齒輪分析后發現，齒棱倒角值比較小，討論后決定在原來齒棱倒角值的基礎上進行優化，增大齒棱倒角，優化后的齒輪齒棱倒角大小設計標準見表3。

表3 齒輪齒棱倒角大小設計標準

6 結束語

齒輪齒棱倒角僅體現在圖樣的技術要求內容里，在齒輪制造過程中，有的企業為了減少齒輪的制造經濟成本，進而忽略齒棱倒角，檢驗人員又未執行檢測標準，對齒棱倒角的優點視而不見，很容易讓未進行齒棱倒角的齒輪流入裝配現場。為了在激烈的市場競爭中尋求更強的競爭力，提高齒輪的嚙合精度和更好地滿足使用需求，在齒輪的設計和制造中進行齒棱倒角是一項非常有效的工藝措施，尤其在電動叉車減速器齒輪制造、使用中擁有更廣闊的前景。因此，應該把電動叉車減速器齒輪的齒棱倒角作為一項十分重要的要求在工程圖樣上明確地標注，防止制造和檢驗人員因為疏忽而漏掉這一關鍵環節。