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2008-11-10 21:24 |
圆柱齿轮加工工艺中齿厚的确定
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。 AO R{Xm 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 /3VSO"kcZ oV(|51(f 1 按产品图给定参数确定推导工艺检测齿厚的思路: -/y]'_a [%);N\o2Y 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: aw\\oN* _:B/XZ
/Vg=+FEO ZCT\4Llv# 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: !>,\KxnM g?e$B}% 1. 固定弦齿厚; C
V{kP8# 2. 分度圆弧齿厚; Xiy9Oeq2uh 3. 公法线长度; O7M8!3Eqm 4. 量球(棒)跨距:M值; ]~Su 5. 量球球底与被测齿轮中心距:R值。 zA
; 7Nv$3 b6mSPH@ 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。 SWX[|sjdB $j+RUelFY 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。 LXZ0up-B- 6ka,
FjJ\ 2 换算过程中关键步骤: ?F^$4: wb#ZRmx} 2.1 根据法向基节,确定齿轮的法向模数: k3HPY}- ,R-T( <r Pbn=π*mn*cos(αn) ,EE,W0/zzM nOH x^( 2.2 根据基圆螺旋角,换算成分度圆螺旋角: 0:CIM u%o]r9xl' sin(βb)=sin(β)*cos(αn) 8NE+G.:G s9Tp(Yr,k 2.3 根据基圆弧齿厚最大和最小值,分别推出分度圆弧齿厚最大和最小值: 2ncD,@ij ^Uj\s / Sbt=S*rb/(r*cos(β))+db*inv(αt) !T'`L{Sj 2@A%;f0Q 2.4 由分度圆(或基圆)弧齿厚计算出径向变位系数最大和最小值: \6{w#HsP8 q)m0n237P Sn=π*mn/2+2*x*mn*tan(αn) l"{1v~I K+s@.D9J 2.5 通过以上计算出的各参数结合产品图给定的已知参数,以分度圆(或基圆)弧齿厚为主线,就可以方便的求出我们工艺所需要的各项齿厚:公法线长度、固定弦齿厚、M值及R值等。这些均可在生产线用相应检测工具测量出实际值,以便随时监控并调整生产状况,保证与产品图纸的符合性。 tFi'RRZ cbton<r~ 2.6 公法线长度计算: 8p;|&7 KF%tF4^+| 2.6.1 计算当量齿数: 61[ 8I},V Q{:5gh Zn=Z*INVαt/INVαn 或Zn=Z/COS3(β) N<$dbqoT| M2$.Yom[ 2.6.2 计算跨齿数并园整为整数: <Lt%[dn /O^aFIxk K=(Zn/180°)*arccos(Zn*cos(αn) /(Zn+2*Xn))+0.5 uZg[PS=@!X Q[wTV3d 2.6.3 计算标准公法线长: Fx3CY W mBrH`! Wk*=cosαn*[π*(k-0.5)+z'*invαn] tF/)DZ.to ,Vc>'4E- 2.6.4 计算变位增减量值: N4xCZb RCL}bE △W*=2*Xn*sinαn ,将变位系数Xn按最大和最小值分别代入。 :pp@x*uNP F=B[%4q`% 2.6.5 计算实际公法线长度值: xa=Lu?t%< JZo18^aD"' Wk=mn*(Wk*+△W*),得到实际公法线长度的最大和最小值。 v<_wf MyJ\/` 8 2.7 固定弦齿厚计算: s-Z< t)i{=8rq 2.7.1. 计算固定弦齿厚: xnR;#Yc >, 9R :X( Sc=mn*(cosαn)^2*(π/2 +2*x*tanαn) lB(E:{6OZ Qvx[F:#Tk 2.7.2 计算固定弦齿高: UqA<rW f i_'Ny># hc=ha-0.5*Sc*tanαn 1^HmM"DD N|N#- 2.8 M值(量球跨距)和R值(球底半径值)计算: dPm_jX M SnRx*- 2.8.1 量棒(球)中心压力角渐开线函数: -r'/PbV0 z{q|HO invαMt=invαt+dp/(mn*z*cosαn) +2*xn*tanαn/z-π/(2*z) Fmd^9K P&=H<^yd 2.8.2 球心压力角弧度初值(按经验公式): ,u<oAI` ;usR=i36b αMt0=(invαMt)^(1/3)-3*invα/7.9 .,9e~6} 0DsW1 2.8.3 球心压力角角度值(按经验公式): JG:li} N M}S1Zz%Ii1 αMt=(invαMt+αMt0-tan(αMt0)/ tan(αMt0))^2+αMt0 og~Uv"&?T #3_t}<fX 2.8.4 Rm值(球心距): @CUYl*.PD m+a\NXWR?N Rm=d*cosα/(2*cosαMt) ( Ev=kO b)(rlX 2.8.5 R值(球底)奇偶齿同: &*nq.l76X` Dga;GYx Re=Rm-dp <Crbc$!OeX Ifu[L&U 2.8.6 偶数齿M值: DmA~Vj!a^y T1\@4x Me=2*Rm+dp /)-OK7x _pN:p7l( 2.8.7 奇数齿M值: SmUj8?6" GpZ}xY'|w, Mj=2*Rm*cos(π/(2*z)+dp u= =`]\_@ 49Q
tfk 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 nc[Kh8N9 "|^-Yk\U 3 计算工艺要求的R值: gy*c$[NS$ N87)rhXSo, 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 ecsQshR >>b <)?3Rv 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: gtwUY$ 2CY4nSKW
.dO8I/lhV l8~s#:v6X
]/6i#fTw R8%%EEB
bP)(4+t~ t8ZzBD!dP
5XzN%<_h9 [lz#+~rOS 参考文献 Wi+}qO 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 . PY76;D*` 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。 35KRJY# V]5MIiNl (作者:神龙汽车有限公司 龚昌钧)
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