齒輪軸設(shè)計與制造的完整技術(shù)路線，綜合機(jī)械設(shè)計規(guī)范與加工工藝要點。我們來看看吧。
一、設(shè)計階段
參數(shù)計算
確定模數(shù)（常用2.0~2.5）、齒數(shù)（≥22）、壓力角（標(biāo)準(zhǔn)20°）等基本參數(shù)
校核齒根圓至鍵槽底距離：若≤2.5倍模數(shù)則設(shè)計為齒輪軸
結(jié)構(gòu)設(shè)計
采用階梯軸形式，分段設(shè)置軸身（支撐段）、齒輪段（嚙合區(qū)）、鍵槽（動力連接）
高速級齒輪軸需縮短長度以降低撓度，長度建議＜5倍軸徑
材料選擇
優(yōu)先選用20CrMnTi合金鋼，調(diào)質(zhì)處理后硬度220-255HBS
重載工況采用滲碳淬火工藝，表面硬度達(dá)58-65HRC
二、加工制造
（1）毛坯制備
鍛造制坯：采用楔橫軋技術(shù)成型階梯軸毛坯，精度±0.5mm
正火處理：等溫正火工藝（溫度920℃±10℃）內(nèi)應(yīng)力
（2）機(jī)械加工
車削：數(shù)控車床一次裝夾完成內(nèi)孔/端面/外徑加工，垂直度≤0.02mm
滾齒：涂層滾刀（TiN）壽命提升90%，模數(shù)2.5齒輪齒距累積公差≤0.053mm
熱處理：滲碳層深度0.8~1.2mm，淬火后低溫回火（180℃×2h）
磨削：精磨軸頸至Ra0.4μm，徑向跳動≤0.043mm（模數(shù)2.0齒輪軸）
（3）檢測標(biāo)準(zhǔn)
齒輪精度：3.2級（GB/T10095）
軸身直線度：≤0.01mm/m
三、建模與仿真
三維建模
SolidWorks使用「大工程師」插件參數(shù)化生成齒輪軸（支持模數(shù)/齒數(shù)/壓力角輸入）
UG建模流程：創(chuàng)建齒輪→定義軸線（X/Y/Z軸）→拉伸生成軸體
有限元分析
重點校核齒輪嚙合區(qū)接觸應(yīng)力（需＜材料許用應(yīng)力）
臨界轉(zhuǎn)速驗證：工作轉(zhuǎn)速＜0.7倍一階臨界轉(zhuǎn)速
四、典型應(yīng)用規(guī)范
減速機(jī)齒輪軸：輸入軸轉(zhuǎn)速＞1500rpm時需做動平衡（G2.5級）
汽車變速箱軸：采用徑向剃齒工藝，齒向修形量0.005~0.01mm
