采用激光熔覆与磨削加工的正交偏置面齿轮

摘要： 为进一步发挥面齿轮传动的优势并提升其抗粘着性能与耐磨性，提出以激光熔覆为主工艺、磨削加工为辅工艺的新型方法——即基于激光熔覆技术采用两种材料形成材料梯度，实现正交偏置面齿轮的齿面强化，随后通过五轴磨削加工完成精加工。首先根据面齿轮齿面成形原理，建立正交偏置面齿轮与齿轮刀具坐标系，推导虚拟齿轮刀具齿面方程及正交偏置面齿轮齿面方程；其次研究激光熔覆原理，搭建正交偏置面齿轮激光熔覆试验平台，通过分析熔覆层设计、面齿轮工艺参数、扫描路径选择、激光熔覆过程中的热积累及扫描位置精度控制等因素，开展偏置正交面齿轮激光熔覆实验；第三基于机床结构建立面齿轮加工坐标系，对熔覆后的面齿轮进行磨削实验；最后分析磨削后面齿轮的表面形貌与硬度，并完成轴面齿轮传动系统的台架试验验证。结果表明：经磨削后齿面精度与表面硬度显著提升，同时验证了面齿轮激光熔覆表面的精度与可行性。