钢焊接可以满足刚性和强度的要求,同时提供经济的重量和成本,如果适当的设计

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1970

齿轮必须具有刚性和强度,以抵抗复杂的应力网络。钢焊接可以满足这些要求,并为设计人员提供经济的重量和成本适当的设计。北美的做法是对大于50英寸的坯料进行焊接。接触齿之间的压力产生作用于所有齿轮部件的力。齿轮臂承受着复杂的应力,必须在轮毂和轮辋之间传递扭矩。此外,臂必须抵抗来自推力载荷和离心力的轴向拉力的任何侧弯。扭矩在臂上产生一个弯矩,假设它在所有臂上均匀分配。每个臂被认为是一个悬臂梁固定和支撑在轮毂和载荷在节圆。扭矩不是直接使用,而是使用与齿的切向力成正比的最大弯矩。分析的一个问题是确定承受径向力的轮辋段的弧长。 A conservative approach is to consider the arc length as equal to the diametral pitch by assuming one tooth will resist the full bending moment that results from the radial force. As this estimate affects the cross section’s moment of inertia, an engineer’s judgment is required to determine the amount of any modification to this approximation.

改进的焊接方法,如黄油,使焊接齿轮钢,如4140和4340实用。边缘硬度通常为300-340 BHN。当牙齿硬度超过300-340HB范围时,需要额外的材料和加强。轮辋可以是合金钢轧制的环,并热处理到所需的牙齿硬度,而低成本的钢提供强度和刚性肋。两个主要的全熔透焊缝将环连接到中心。为了保证第一次和最后一次焊接后焊缝的牢固,必须进行磁助熔剂处理。焊接的螺距线速度通常限制在25000 /每分钟。所有焊接的齿轮毛坯均应消除应力。不同的钢很容易焊接。当面宽超过24英寸时,至少需要三个支撑肋或腹板。 The rim thickness must provide full support for the tooth root. Minimum rim thickness below the root circle usually equals the tooth thickness at the pitch circle.

齿轮轮毂的截面必须与轴直径和键槽相匹配,并为轮毂的支撑臂提供刚性支撑。轮毂长度通常从1.25到2倍的轴直径,因此,齿运行真实,没有任何摆动。车轮必须有强度和刚度,以承受将适用于牙齿的力量。当齿轮要进行渗碳处理时,通常的做法是在接合处加上销钉。腹板可以放置在两个盘之间,以提供工字钢截面。这为齿轮提供了与轴一致的足够刚性,以吸收端部推力。

根据质量规格,设定关键齿轮尺寸的公差,包括外径、孔、面、总跳动和通过毛坯的长度。在整个制造过程中保持这些公差是非常重要的,参考公差表是可用的。在任何齿轮切割前对毛坯进行全面检查也是必要的。人们认为生产比要生产的齿轮更紧(最小)公差的毛坯更经济。规定焊接接头的一个困难是确定其质量。焊工的经验和技能至关重要。在焊接设备方面也有了相当大的进步,并且具有远程电流能力,设置在机器内部。检验员应检查气孔、未熔合或接头渗透、不可接受的焊缝轮廓和裂纹的存在。五个关键因素包括环境、技能、方法、设备和材料。

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他是全国电力传输会议(National Conference on Power Transmission)的前主任,以及AGMA的营销委员会(Marketing Council)和封闭式驱动委员会(closed Drive Committee)的前主席。他曾是蒂森齿轮厂(Thyssen Gear Works)的驻北美工程师,后来又在弗兰德·格拉夫斯坦登(Flender Graffenstaden)工作。他是这本书的作者蜗轮蜗杆的设计与应用