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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。 U3%!#E{  
    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 8pt;''  
    Uj6R?E{Jt  
    1 按产品图给定参数确定推导工艺检测齿厚的思路: (zye Ch  
    >iWl-hI-  
    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: sStaT R{  
    s`GSc)AI  
    Alh%Z\  
    w.J2pvyB  
    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: ~D<o}ItRF  
    S1%{/w  
    1. 固定弦齿厚; "YHe]R>3s  
    2. 分度圆弧齿厚; In=3#u ,M  
    3. 公法线长度; -twIF49  
    4. 量球(棒)跨距:M值; }"Y]GH4Y  
    5. 量球球底与被测齿轮中心距:R值。 -Qqb/y  
    #.a4}ya19  
    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。 6$ @Pk<w  
    tSE6m-  
    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。 <}N0 y*m  
    A CJmy2  
    2 换算过程中关键步骤: <F>\Vl:  
    $fuFx8`2W  
    2.1 根据法向基节,确定齿轮的法向模数: |5$9l#e  
    `Z]a6@w~  
    Pbn=π*mn*cos(αn) K'N\"Y?>  
    9= \bS6w*  
    2.2 根据基圆螺旋角,换算成分度圆螺旋角: ^/mQo`[G  
    tCtR(mG=A  
    sin(βb)=sin(β)*cos(αn) Zdj~B1  
    #qm<4]9 1  
    2.3 根据基圆弧齿厚最大和最小值,分别推出分度圆弧齿厚最大和最小值: IS]03_uQ  
    4D9l Za}  
    Sbt=S*rb/(r*cos(β))+db*inv(αt) ANp4yy+  
    09%q/-$  
    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: W&BwBp]K  
    kH1l -mxz  
    Sn=π*mn/2+2*x*mn*tan(αn) c*MjBAq  
    RE!MX>sOEq  
    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。 &g.w~KWa  
    E=sBcb/v  
    2.6 公法线长度计算: [WX+/pm7>  
    0!_D M^3  
    2.6.1 计算当量齿数: ^*%p]r  
    w&`gx6?-na  
    Zn=Z*INVαt/INVαn 或Zn=Z/COS3(β) z=BX-)  
    $//18+T  
    2.6.2 计算跨齿数并园整为整数: tG{e(  
    w0^(jMQe^  
    K=(Zn/180°)*arccos(Zn*cos(αn) /(Zn+2*Xn))+0.5 qPH]DabpI  
    (3c,;koRR  
    2.6.3 计算标准公法线长: burEo.=  
    p^ 9QYR  
    Wk*=cosαn*[π*(k-0.5)+z'*invαn] :]=Y1*L\)  
    ^X"G~#v=q  
    2.6.4 计算变位增减量值: (3{'GX2c  
    |3Oe2qb  
    △W*=2*Xn*sinαn ,将变位系数Xn按最大和最小值分别代入。 JS}W4 N  
    d7$H})[^  
    2.6.5 计算实际公法线长度值:  .;iXe  
    7+#^:;19`  
    Wk=mn*(Wk*+△W*),得到实际公法线长度的最大和最小值。 >OZ+k(saL  
    9SC#N 5V  
    2.7 固定弦齿厚计算: Qaq{UW  
    ;wJLH\/  
    2.7.1. 计算固定弦齿厚:  6:ZqS~-  
    Ml+.\'r  
    Sc=mn*(cosαn)^2*(π/2 +2*x*tanαn) CH`4FR.-  
    A<y3Tc?Q  
    2.7.2 计算固定弦齿高: zP rT0  
    [M@i,d-;A  
    hc=ha-0.5*Sc*tanαn pWbzBgM?nU  
    UFouIS#L  
    2.8 M值(量球跨距)和R值(球底半径值)计算: 0wAZ9AxA{  
    {nm#aA%,  
    2.8.1 量棒(球)中心压力角渐开线函数: 6\OSIxJZF  
    [3t N-aj[  
    invαMt=invαt+dp/(mn*z*cosαn) +2*xn*tanαn/z-π/(2*z) ^dYFFKQ  
    Vy16Co  
    2.8.2 球心压力角弧度初值(按经验公式): TjgX' j  
    z})H$]:$  
    αMt0=(invαMt)^(1/3)-3*invα/7.9 y !47!Dn  
    R 4E0avt  
    2.8.3 球心压力角角度值(按经验公式): W(~G^Xu  
    vb{&T<  
    αMt=(invαMt+αMt0-tan(αMt0)/ tan(αMt0))^2+αMt0 _ nS';48  
    HR.S.(t[_  
    2.8.4 Rm值(球心距): XMa(XOnX  
    oel3H5Nz  
    Rm=d*cosα/(2*cosαMt) |cWW5\/  
    =f.f%g6  
    2.8.5 R值(球底)奇偶齿同: I;uZ/cZ|/  
    RTHdL  
    Re=Rm-dp T>kJB.V:oQ  
    !i.`m-J*  
    2.8.6 偶数齿M值: 9n |H%AC  
    W-7yi`5  
    Me=2*Rm+dp x%vt$dy*8  
    k-b_ <Tbo|  
    2.8.7 奇数齿M值: 0N_Ma')i  
    (^eE8j/K  
    Mj=2*Rm*cos(π/(2*z)+dp s-*8=  
    - Kj$A@~x  
    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 (aiE!c  
    ) ;-AT^  
    3 计算工艺要求的R值: Vnv<]D zC  
    xg. d)n  
    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 F3,hx  
    2X]2;W)S;  
    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: |+x;18  
     vRn^n  
    WTY{sq\' o  
    6LNm>O  
    7 82NiVed  
    9.#\GI ;  
    ToDNBt.u{+  
    P[#V{%f*5  
    Zhz.8W  
    Zo-s_6uC  
    参考文献 /_ o1b_1 U  
    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 . r}D`15IHJ  
    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。  ]c[80F-  
    S"5</*  
    (作者:神龙汽车有限公司 龚昌钧)
     
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