螺旋傘齒輪（又稱螺旋錐齒輪或弧齒錐齒輪）因其傳動平穩、噪音低、承載能力強等特點，廣泛應用于汽車差速器、機床主傳動、等領域。其制作和安裝需兼顧精度、材料和工藝控制，以下是詳細的制作、安裝及選擇方案：

一、制作工藝

1. 材料選擇

高精度傳動場景（如汽車差速器）：

齒輪本體：選用 20CrMnTi 或 20CrMoH 等合金鋼，經滲碳淬火處理（表面硬度HRC 58-62，心部硬度HRC 30-45），兼顧表面耐磨性和心部韌性。

軸類零件：采用 40Cr 或 42CrMo，調質處理（硬度HRC 28-32），提高抗疲勞性能。

低負載場景（如輕型機械）：

選用 45號鋼，調質后表面高頻淬火（硬度HRC 45-50），降低成本。

特殊環境（如高溫、腐蝕）：

使用 不銹鋼（如316L） 或 鎳基合金（如Inconel 718），通過真空淬火或氣相沉積（PVD）提升表面性能。

2. 加工流程

毛坯制備：

鍛造：采用 模鍛 或 等溫鍛造，減少內部缺陷，提高材料致密度。

熱處理：正火處理（850-900℃保溫后空冷）消除鍛造應力，改善切削性能。

粗加工：

滾齒：用 螺旋滾刀 切削齒形，預留0.3-0.5mm精加工余量。

銑削：加工齒輪軸孔和鍵槽，保證同軸度≤0.02mm。

精加工：

磨齒：采用 CNC成型磨齒機，通過砂輪修整技術控制齒形誤差≤0.01mm，齒向誤差≤0.005mm/齒寬。

珩齒：對軟齒面齒輪進行珩磨，降低表面粗糙度（Ra≤0.4μm），提升嚙合平穩性。

熱處理強化：

滲碳淬火：在930-950℃滲碳后淬火，油冷或氣冷，再經 低溫回火（180-200℃） 消除內應力。

氮化處理：對不銹鋼齒輪進行 氣體氮化（520-550℃），形成0.1-0.2mm硬化層，提高耐磨性。

表面處理：

噴丸強化：用鋼丸轟擊齒面，引入殘余壓應力（≥500MPa），提升抗疲勞壽命30%-50%。

鍍層防護：對腐蝕環境齒輪進行 達克羅涂層 或 鎳磷鍍，厚度5-10μm。

3. 質量控制

幾何精度檢測：

使用 三坐標測量儀（CMM） 檢測齒距累積誤差（Fp≤0.03mm）、齒形誤差（ff≤0.015mm）。

通過 齒輪測量 檢測接觸斑點，要求斑點分布均勻（占齒面60%以上），無邊緣接觸。

無損檢測：

磁粉探傷（MT）檢測表面裂紋，超聲波探傷（UT）檢測內部缺陷（如縮孔、夾雜）。

性能測試：

跑合試驗：在專用臺架上以額定載荷的50%運行2小時，檢查溫升（≤40℃）和噪音（≤75dB）。

壽命試驗：模擬實際工況加載，測試齒輪疲勞壽命（如汽車差速器齒輪要求≥50萬次循環無失效）。

二、安裝方案

1. 安裝前準備

清潔處理：

用 超聲波清洗機 去除齒輪和軸上的油污、鐵屑，避免微粒進入嚙合區。

配對檢查：

檢測齒輪與軸的配合公差（如H7/k6），確保過盈量符合設計要求（通常0.01-0.03mm）。

檢查齒輪副的側隙（通常0.1-0.3mm），通過 鉛絲壓痕法 或 百分表測量法 驗證。

2. 安裝工藝

熱裝法（適用于過盈配合）：

將齒輪加熱至150-200℃（油浴或感應加熱），迅速套入軸上，避免冷卻后收縮導致應力集中。

冷壓法（適用于中小尺寸齒輪）：

使用 液壓壓裝機 緩慢壓入，控制壓力≤設計允許值（如100MPa），防止齒輪或軸變形。

鍵連接安裝：

選用 平鍵 或 花鍵，鍵槽對稱度≤0.03mm，鍵與槽間隙≤0.05mm，避免傳動打滑。

3. 調試與校準

軸向定位：

通過 調整墊片 或 鎖緊螺母 控制齒輪軸向游隙（通常0.05-0.1mm），防止軸向竄動。

嚙合調整：

旋轉齒輪副，檢查接觸斑點位置：

正確位置：斑點位于齒面中部，略偏向小端（因螺旋角導致）。

調整方法：通過 修磨軸頸 或 調整軸承預緊力 修正接觸位置。

噪音測試：

在空載和額定負載下測量噪音（≤80dB），若超標需重新調整嚙合間隙或平衡齒輪質量。

三、選擇方案

1. 應用場景導向

高轉速、高精度場景（如數控機床主軸）：

選用 磨齒齒輪，精度等級 6級（GB/T 10095），材料為 20CrMnTi 滲碳淬火，表面硬度HRC 58-62。

重載、低速場景（如礦山機械）：

選用 鍛造齒輪，材料為 42CrMo 調質處理（硬度HRC 28-32），齒面進行 感應淬火（硬度HRC 50-55）。

腐蝕環境場景（如船舶傳動）：

選用 不銹鋼齒輪（如316L），表面進行 鈍化處理，配合 防腐軸承 和密封結構。

四、關鍵注意事項

螺旋角匹配：螺旋角誤差≤±5'，否則會導致嚙合沖擊和噪音大。

潤滑選擇：

高速齒輪（n＞3000rpm）選用 合成齒輪油（ISO VG 68-100），低速重載齒輪選用 壓鋰基脂（NLGI 2號）。

安裝溫度控制：熱裝時齒輪溫度需均勻（溫差≤30℃），避免局部過熱導致變形。

防錯裝設計：在齒輪和軸上刻制 配對標記，防止不同批次或方向的齒輪混裝。