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    [转载]圆柱齿轮加工工艺中齿厚的确定 [复制链接]

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    只看楼主 正序阅读 楼主  发表于: 2008-11-10
    — 本帖被 cyqdesign 从 机械加工与制造 移动到本区(2010-12-09) —
    关键词: 齿轮
    摘要:在汽车变速器齿轮加工过程中,目前我公司采用的滚—剃齿(或插齿)工艺,每道工序中都需要控制齿轮齿厚参数,以保证最终产品要求的齿轮侧隙。 FY [WdZDZ  
    关键词:中心距 法向基节 基圆螺旋角 基圆弧齿厚 分度圆弧齿厚 公法线长度 M值 R值 yVvO!  
    .$/Su3]K/  
    1 按产品图给定参数确定推导工艺检测齿厚的思路: Vf#X[$pc/  
    {$,e@nn  
    由于目前神龙公司产品图都是法国PAS集团提供的,产品图中给定的齿轮参数与国内常见参数略有不同,具体见下表: ]A:n]mL  
    /R&!92I0*  
    /vi>@a  
    aU,Zjm7fp  
    当我们拿到零件图纸开始着手编制齿轮加工工艺时,我们应根据产品图纸给定的参数换算成工艺中需要的参数,如:齿轮模数、分度圆螺旋角、变位系数等,并确定便于线边检测的热后终检的齿厚值。而我们通常检测齿厚可以选择下列任意一种方式: K14e"w%6rs  
    EX%KfWDr  
    1. 固定弦齿厚; I @TR|  
    2. 分度圆弧齿厚;  `Nn=6[]  
    3. 公法线长度; ab!,)^  
    4. 量球(棒)跨距:M值; `Ym7XF&  
    5. 量球球底与被测齿轮中心距:R值。 6fhH)]0  
    V,<3uQD9a  
    我公司目前普遍采用的齿厚测量方式均为R值检测法。这种方法的优点是:检测精度高,误差小,操作简单迅速,适用于大批量生产。缺点是:需要专用的R值检测装置,检具一次性投入成本高,对于单件和小批量加工不够经济。 tr6<89e(o  
    ~ztsR;iL  
    在确定了一种零件的终检R值后,我们要通过试切和预批量来跟踪热处理变形量,应多测几次取平均值;在之前还要根据工艺手册余量推荐值作为参考,并通过试验确定滚齿工序应给剃齿工序留多少剃齿余量,以齿形完全剃起来,该值越小越经济,一方面可提高剃齿刀寿命,还可以得到更好的齿面粗糙度。工艺试验均以R值数据来跟踪。 'c3P3`o,;  
    *Ppb;   
    2 换算过程中关键步骤: 6]yYiz2Xn  
    v /{LC4BF  
    2.1 根据法向基节,确定齿轮的法向模数: n`Pwo &  
    )$XW~oA'  
    Pbn=π*mn*cos(αn) j:# wt70  
    Eg&xIyRmm  
    2.2 根据基圆螺旋角,换算成分度圆螺旋角: o(GXv3L  
    ?IR]y-r  
    sin(βb)=sin(β)*cos(αn) LeDty_  
    {3F;:%$`c  
    2.3 根据基圆弧齿厚最大和最小值,分别推出分度圆弧齿厚最大和最小值: u}ULb F  
    xT7JGQ[|  
    Sbt=S*rb/(r*cos(β))+db*inv(αt) FES_:?.0  
    T8( \:v  
    2.4 由分度圆(或基圆)弧齿厚计算出径向变位系数最大和最小值: 4RCD<7  
    :ulOG{z  
    Sn=π*mn/2+2*x*mn*tan(αn) b(JQ>,hX  
    2Fk4jHj  
    2.5 通过以上计算出的各参数结合产品图给定的已知参数,以分度圆(或基圆)弧齿厚为主线,就可以方便的求出我们工艺所需要的各项齿厚:公法线长度、固定弦齿厚、M值及R值等。这些均可在生产线用相应检测工具测量出实际值,以便随时监控并调整生产状况,保证与产品图纸的符合性。 ol QT r  
    oc+TsVt  
    2.6 公法线长度计算: hK F*{,'  
    1p&e:v  
    2.6.1 计算当量齿数: K.s\xA5`_  
    u~WBu|  
    Zn=Z*INVαt/INVαn 或Zn=Z/COS3(β) Y 3W_Z  
    Z<L|WRe  
    2.6.2 计算跨齿数并园整为整数: '4-J0S<<_  
    f]Jn\7j4  
    K=(Zn/180°)*arccos(Zn*cos(αn) /(Zn+2*Xn))+0.5 W^{zlg  
    XpWcf ([  
    2.6.3 计算标准公法线长: dm8N;r/w  
    2P3,\L  
    Wk*=cosαn*[π*(k-0.5)+z'*invαn] L?_'OwaY  
    iNj*G j  
    2.6.4 计算变位增减量值: 'sb&xj`d  
    m'{gO9V  
    △W*=2*Xn*sinαn ,将变位系数Xn按最大和最小值分别代入。 qWz%sT?C3L  
    MIa#\tJj  
    2.6.5 计算实际公法线长度值: X{cFq W7  
    D d['e  
    Wk=mn*(Wk*+△W*),得到实际公法线长度的最大和最小值。 (QS4<J"  
    ^pgVU&-~]/  
    2.7 固定弦齿厚计算: L@9@3?  
    M_ *KA  
    2.7.1. 计算固定弦齿厚: {A<pb{<u  
    Ruy qB>[o  
    Sc=mn*(cosαn)^2*(π/2 +2*x*tanαn) %gBulvg  
    kA c8[Hn  
    2.7.2 计算固定弦齿高: lICpfcc(+  
    90g=&O5@O  
    hc=ha-0.5*Sc*tanαn \ @XvEx%  
    }eKY%WU>O  
    2.8 M值(量球跨距)和R值(球底半径值)计算: ,xcm:; &  
    ckDWY<@v  
    2.8.1 量棒(球)中心压力角渐开线函数: m9~cQ!m  
    73C7g< Mx  
    invαMt=invαt+dp/(mn*z*cosαn) +2*xn*tanαn/z-π/(2*z) :$k] ;  
    B\WIoz;'  
    2.8.2 球心压力角弧度初值(按经验公式): c+dmA(JC  
    fHFy5j0H  
    αMt0=(invαMt)^(1/3)-3*invα/7.9 b*5Yy/U  
    79HKfG2+KB  
    2.8.3 球心压力角角度值(按经验公式): \S5YS2,P  
    { Q?\%4>2  
    αMt=(invαMt+αMt0-tan(αMt0)/ tan(αMt0))^2+αMt0 n1Ic[cM}  
    @wVq%GG}  
    2.8.4 Rm值(球心距): %Z.!T  
    M\m6|P  
    Rm=d*cosα/(2*cosαMt) S/?!ESW6  
    Z'Uc}M'U  
    2.8.5 R值(球底)奇偶齿同: PiL[&_8g  
    PxAUsY  
    Re=Rm-dp 3'*}ZDC  
    {tKi8O^Rb  
    2.8.6 偶数齿M值: :o37 V!  
    yb/v?q?Fk  
    Me=2*Rm+dp xZ\`f-zL  
    }c]u'a!4  
    2.8.7 奇数齿M值: mMt~4(5  
    ;rvZ!/  
    Mj=2*Rm*cos(π/(2*z)+dp =6YffXa_s  
    s[dq-pc "  
    2.8.8 计算反渐开线函数方法二:当在2.8.1中求出测量量球中心压力角渐开线函数后,用牛顿迭代公式:XK+1=XK-f(XK)/f'(XK) ,其中k=0,1,2,...,推导出: αk+1=αk-(tanαk-αk-invαk/(tanαk)^2 ,用Excel编制一个小程序将2.8.1中计算出的值代入αk 可以得到更为精确的球心压力角的角度值。见求反渐开线程序 x<=<Lx0B;  
    6+.8nx:9X  
    3 计算工艺要求的R值: gH u!~l  
    -|cB7 P  
    以上计算出的均为产品图要求的齿厚对应值,在自己编制的Excel程序中输入热处理变形量和留剃量,我们就可以得到我们需要的滚齿和剃齿工艺要求的R值了。原程序计算步骤见Excel附表一(共3页):齿厚计算程序 ^J-"8%  
    M[:},?ah0  
    由齿厚计算程序可确定MA5档主动齿轮齿厚工艺控制范围见下表: )O:T\{7+  
    e0e3b]  
    Z*Lv!6WS  
    yN/Uyhq  
    .ng:Z7  
    i_' u:P<t  
    K0 6 E:  
    _mG>^QI.  
    8|2I/#F}]  
    #Zq[.9!q{  
    参考文献 n&fV^ x  
    1 齿轮手册编委会. [齿轮手册]上册 第一版 机械工业出版社出版 1990年11月重庆第1版 第2-3到2-49页 . j0(+Kq:J  
    2 《小模数齿轮测量手册》编写组. [小模数齿轮测量手册].第一版 国防工业出版社出版 1972年11月第一版 第54~66页; 第184~365页。 |+h8g@;Z  
    <8sy*A?0z  
    (作者:神龙汽车有限公司 龚昌钧)
     
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