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圆柱齿轮加工工艺中齿厚的确定
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cyqdesign
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。
H{Ewj_L
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
WML--<dU
ii?T:T@
1 按产品图给定参数确定推导工艺检测齿厚的思路:
OyO]; Yk
yJI~{VmU7
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:
y >=Y
3&y-xZ u]
(xb2H~WrN
1d< b\P0
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:
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i"<W6
1. 固定弦齿厚;
PuJ3#H T
2. 分度圆弧齿厚;
-$:;en?
3. 公法线长度;
n[Q(q[ULV
4. 量球(棒)跨距:M值;
q\@Zf}
5. 量球球底与被测齿轮中心距:R值。
G%I .u
rQ.zqr
我公司目前普遍采用的齿厚测量方式均为R值检测法。这种方法的优点是:检测精度高,误差小,操作简单迅速,适用于大批量生产。缺点是:需要专用的R值检测装置,检具一次性投入成本高,对于单件和小批量加工不够经济。
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q}t]lD %C
在确定了一种零件的终检R值后,我们要通过试切和预批量来跟踪热处理变形量,应多测几次取平均值;在之前还要根据工艺手册余量推荐值作为参考,并通过试验确定滚齿工序应给剃齿工序留多少剃齿余量,以齿形完全剃起来,该值越小越经济,一方面可提高剃齿刀寿命,还可以得到更好的齿面粗糙度。工艺试验均以R值数据来跟踪。
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2 换算过程中关键步骤:
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2.1 根据法向基节,确定齿轮的法向模数:
1b~21n
32z4G =l
Pbn=π*mn*cos(αn)
8m{e,o2.
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2.2 根据基圆螺旋角,换算成分度圆螺旋角:
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U 3< 3 T
sin(βb)=sin(β)*cos(αn)
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2.3 根据基圆弧齿厚最大和最小值,分别推出分度圆弧齿厚最大和最小值:
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y$%oR6K7-
Sbt=S*rb/(r*cos(β))+db*inv(αt)
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W_}j~[&
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:
W4o8]&A
Onq^|r's&
Sn=π*mn/2+2*x*mn*tan(αn)
5f7id7SI
H0s*Lb
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。
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A&M_ J
2.6 公法线长度计算:
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2.6.1 计算当量齿数:
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J]U_A/f
Zn=Z*INVαt/INVαn 或Zn=Z/COS3(β)
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7Vy_Cec1
2.6.2 计算跨齿数并园整为整数:
DT`HS/~fH
-*k2:i`
K=(Zn/180°)*arccos(Zn*cos(αn) /(Zn+2*Xn))+0.5
~s+vJvWz
Oz6$u
2.6.3 计算标准公法线长:
`-{l$Hn9|~
'6M6e(
Wk*=cosαn*[π*(k-0.5)+z'*invαn]
Nud =K'P=
YIRe__7-NU
2.6.4 计算变位增减量值:
q=W.82.U
W\~ie}D{
△W*=2*Xn*sinαn ,将变位系数Xn按最大和最小值分别代入。
|aP`hVm
>8"(go+02
2.6.5 计算实际公法线长度值:
C7dq=(p&
hV(^Y)f
Wk=mn*(Wk*+△W*),得到实际公法线长度的最大和最小值。
3JGrJ!x
',R%Q0Q
2.7 固定弦齿厚计算:
@/^<9
G[ U5R?/
2.7.1. 计算固定弦齿厚:
-|FHv+
Zp7Pw
Sc=mn*(cosαn)^2*(π/2 +2*x*tanαn)
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P*!`AWn
2.7.2 计算固定弦齿高:
7<)H?;~;
i?!9%U!z4
hc=ha-0.5*Sc*tanαn
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v)Y)tu>
2.8 M值(量球跨距)和R值(球底半径值)计算:
q\<l"b z
p? L%'
2.8.1 量棒(球)中心压力角渐开线函数:
DujVV(+I
1Of(O!
invαMt=invαt+dp/(mn*z*cosαn) +2*xn*tanαn/z-π/(2*z)
v's1&%sM
d0)]^4HT|y
2.8.2 球心压力角弧度初值(按经验公式):
|p/*OFC6
)l`Ks
αMt0=(invαMt)^(1/3)-3*invα/7.9
W!<7OA g $
x\Q}fk?{t
2.8.3 球心压力角角度值(按经验公式):
d3q%[[@
gbzBweWF
αMt=(invαMt+αMt0-tan(αMt0)/ tan(αMt0))^2+αMt0
LY0f`RX*&
dXxf{|gk>
2.8.4 Rm值(球心距):
PV#h_X<l%
uMDd Zj&
Rm=d*cosα/(2*cosαMt)
rhkKK_
A{s-g>s
2.8.5 R值(球底)奇偶齿同:
Pp }Z"
_]*YSeh=
Re=Rm-dp
4wSZ'RTSR
|aLK_]!
2.8.6 偶数齿M值:
ei4LE XQ16
h"ZIh= j@
Me=2*Rm+dp
^"7-`<J
2vpQ"e- A
2.8.7 奇数齿M值:
pK-tj
>fYcr#i0[
Mj=2*Rm*cos(π/(2*z)+dp
"a2|WKpD
;<0vvP|
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
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HK :K~h
3 计算工艺要求的R值:
RVAku
+#,J`fV%
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
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9.(|ri
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:
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[KBa=3>{
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02Vfg42
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