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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 倒序阅读 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。 v3 q.,I_  
    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 9nrmz>es|-  
    3{*nG'@Mal  
    1 按产品图给定参数确定推导工艺检测齿厚的思路: <bbC &O\  
    9J $"Qt5;6  
    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: E[8R )xC@  
    f+xhS,iDR  
    (+w>hCI  
    M8p6f)l3  
    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: 6myF!  H=  
    dbG5Cf#K\  
    1. 固定弦齿厚; Uxl7O4J@H  
    2. 分度圆弧齿厚; &u}]3E'-k  
    3. 公法线长度; {I:nza  
    4. 量球(棒)跨距:M值; sJ !<qb5!  
    5. 量球球底与被测齿轮中心距:R值。 W8><  
    2iV/?.<Z&  
    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。 LZ 3PQL  
    {)L*\r  
    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。 :)eU)r"s4  
    $(=0J*ND"  
    2 换算过程中关键步骤: }3DZ`8u  
    Fk*C8  
    2.1 根据法向基节,确定齿轮的法向模数: zHu w[  
    5dXDL~/2p  
    Pbn=π*mn*cos(αn) 76BA1x+G  
    ~qu}<u)P  
    2.2 根据基圆螺旋角,换算成分度圆螺旋角: "t!_b ma  
    oT}-i [=}  
    sin(βb)=sin(β)*cos(αn) 31)eDs  
    ?Fp2W+M j  
    2.3 根据基圆弧齿厚最大和最小值,分别推出分度圆弧齿厚最大和最小值: z1vSt[s  
    kmZ  U;Z  
    Sbt=S*rb/(r*cos(β))+db*inv(αt) E WNm }C9  
    hvo7T@*'  
    2.4 由分度圆(或基圆)弧齿厚计算出径向变位系数最大和最小值: r' E|6_0  
    3Q\k!$zq  
    Sn=π*mn/2+2*x*mn*tan(αn) _p^&]eQ+k#  
    g3Z"ri~!G  
    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。 ,E3Ze*(U  
    U6K!FOND  
    2.6 公法线长度计算: /4wPMAlb  
    d: {#Dk#  
    2.6.1 计算当量齿数: W'3~vQF  
    $_orxu0W  
    Zn=Z*INVαt/INVαn 或Zn=Z/COS3(β) WN6%%*w  
    G'c6%;0)  
    2.6.2 计算跨齿数并园整为整数: ,he1WjL  
    U%u%_{-  
    K=(Zn/180°)*arccos(Zn*cos(αn) /(Zn+2*Xn))+0.5 y??^[ sB  
    $dkkgsw 7  
    2.6.3 计算标准公法线长: ?j|i|WUD  
    -hpC8YS  
    Wk*=cosαn*[π*(k-0.5)+z'*invαn] }F=lG-x  
    & T&>4I!'M  
    2.6.4 计算变位增减量值: g7@.Fa.u'!  
    ay`A Gr  
    △W*=2*Xn*sinαn ,将变位系数Xn按最大和最小值分别代入。 t^5xq8w8  
    V \Sl->:  
    2.6.5 计算实际公法线长度值: B82SAV/O  
    dk[MT'DV  
    Wk=mn*(Wk*+△W*),得到实际公法线长度的最大和最小值。 .\}nDT  
    fj:q_P67o  
    2.7 固定弦齿厚计算: dSPye z  
    W0;MGBfb  
    2.7.1. 计算固定弦齿厚: I6lWB(H!u  
    7I;A5f  
    Sc=mn*(cosαn)^2*(π/2 +2*x*tanαn) ("txj[v-/  
    G/y;o3/[Z  
    2.7.2 计算固定弦齿高: u.9syr  
    IEeh9:Km  
    hc=ha-0.5*Sc*tanαn .F^372hH3  
    SEXmVFsQ  
    2.8 M值(量球跨距)和R值(球底半径值)计算: 6!$2nK+  
    pZV=Co3!I  
    2.8.1 量棒(球)中心压力角渐开线函数: r";;Fk#5  
    AoFxho  
    invαMt=invαt+dp/(mn*z*cosαn) +2*xn*tanαn/z-π/(2*z) D5$| vv1  
    G^&P'*  
    2.8.2 球心压力角弧度初值(按经验公式): s~n@|m9k  
    v)s; wD  
    αMt0=(invαMt)^(1/3)-3*invα/7.9 %pBc]n@_  
    #CTeZ/g  
    2.8.3 球心压力角角度值(按经验公式): r9y(j z  
    X3Yi|dyn T  
    αMt=(invαMt+αMt0-tan(αMt0)/ tan(αMt0))^2+αMt0 }zy h!  
    t*(buAx  
    2.8.4 Rm值(球心距): bD4aSubN  
    Y@2v/O,\  
    Rm=d*cosα/(2*cosαMt) 'v0(ki#  
    DTo P|P  
    2.8.5 R值(球底)奇偶齿同: 7;3;8Q FX  
    ,}a'h4C  
    Re=Rm-dp ),5|Ves;t[  
    F/w*[Xi Sh  
    2.8.6 偶数齿M值: .~7:o.BE`n  
    91\]Dg  
    Me=2*Rm+dp u )k Q*&  
    H J0Rcw%  
    2.8.7 奇数齿M值: K_o[m!:jU  
    7QM1E(cMg  
    Mj=2*Rm*cos(π/(2*z)+dp -W.bOr  
    h)pYV>!d  
    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 e!oL!Zg  
    ~=k?ea/>  
    3 计算工艺要求的R值: M+GtUE~"  
    nNpXkI:  
    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 `L7Cf&W\l8  
    O*udVE>  
    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: 5#B M  
    4gh` >  
    |H&&80I  
    @BoZZ  
    Qv;q*4_  
    |oX1J<LM  
    dLtmG:II  
    DsCbMs=Y  
    C8AR ^F W  
    X3R:^ff\  
    参考文献 }dpE>  
    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 . bEB9J- Q  
    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。 q$7/X;A  
    Rgb&EnVW  
    (作者:神龙汽车有限公司 龚昌钧)
     
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