行星减速机在当今的工业领域上是不可获缺的,它是人类工业历史上的伟大发明。行星减速机的发展有相当长的历史。
在南北朝时期,数学家袓冲之就发明了具有锥齿轮行星差动传动的指南车;从19世纪开始,由于工程机械行业的迅速崛起,也使行星传动行业的使用范围扩大,进一步促进了行星齿轮减速机的发展;1951年德国首先成功研制了高速大功率行星齿轮传动装置,并广泛应用于船舶、航空及工程机械以及军事等领域。随后,世界各国都开始大力发展这种技术并且不断创新。
在改革开放以来,我国在行星减速机领域有很大发展,特别是最近几年,随着中央提出“中国制造2025”及其节能减排,提高工业化水平政策后,在行星减速机领域出现井喷式发展。但相对于国外来说,我国在领域的技术相对落后,一些关键技术领域被国外所垄断。这也我们所要发展的方向。
好的行星减速机材料,有利于提高齿轮减速机的承载力及使用寿命。
针对精密减速机的结构特点和齿轮的载荷性质,应该广泛采用硬齿面齿轮。获得硬齿面齿轮热处理方法有很多。如表面淬火、整体淬火、渗碳淬火、渗氮等,应根据齿轮行星减速机的特点选定。
1.表面淬火
常见的表面淬火方法有高频淬火(对小尺寸齿轮)和火焰淬火(对大尺寸齿轮)两种。表面淬火的淬硬层包括齿根底部时,其效果最好。齿面硬度可达45-55HRC.
2.渗氮
采用渗氮可保证齿轮在变形最小的条件下,达到很高的齿面硬度和耐磨性,热处理后不再进行最好的精加工,提高了承载能力。
3.渗碳淬火
渗碳淬火齿轮具有相对较大的承载能力,但必须采用精加工工序(磨齿)来消除热处理变形,以保证精度。
渗碳淬火齿轮常用渗碳前碳的分数为0.2%-0.3%的合金钢,其齿面硬度常在58-62HRC范围内,若低于57HRC时,硬面强度显著下降,高于62HR则脆性增加。渗碳淬火齿轮的硬度,从齿轮表面至深层逐渐降低,而有效渗碳深度规定为表面至硬度5.25HRC处的深度。
渗碳淬火在齿轮弯曲疲劳强度方面的作用除使心部硬度有所提高外,还在于表面的残余压应力。它可使最大压应力区的应力减小,因此磨齿时不能磨齿根部分。