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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。 [!*xO?yCJ  
    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 hY \{|  
    f_r0})  
    1 按产品图给定参数确定推导工艺检测齿厚的思路: CSn<]%GL  
    udqge?Tz  
    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: j^u[F"  
    /-*hjX$n  
    d;suACW  
    /r$&]C:Fi  
    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: +$beo2x6  
    7|D|4!i2Y  
    1. 固定弦齿厚; o$bUY7_  
    2. 分度圆弧齿厚; cz.3|Lby  
    3. 公法线长度; oFg'wAO.  
    4. 量球(棒)跨距:M值; . 5hp0L}  
    5. 量球球底与被测齿轮中心距:R值。 jqoPLbxT  
    >2-F2E,  
    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。 iK}v`xq  
    3B18dv,V  
    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。 2*[Un(  
    Z$2L~j"=!  
    2 换算过程中关键步骤: L~0& Q  
    :k"rhI  
    2.1 根据法向基节,确定齿轮的法向模数: [ #]jC[  
    LDX*<(  
    Pbn=π*mn*cos(αn) O2#S: ~h  
    ,nE&Me&#J  
    2.2 根据基圆螺旋角,换算成分度圆螺旋角: C6k4g75U2  
    }$)&{d G  
    sin(βb)=sin(β)*cos(αn) ]tVl{" .{  
    {rGYRn,  
    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: #MM &BC  
    ,t~sV@ap  
    Sbt=S*rb/(r*cos(β))+db*inv(αt) l BiovT  
    cF.mb*$K  
    2.4 由分度圆(或基圆)弧齿厚计算出径向变位系数最大和最小值: ,olwwv_8G  
    d^aNR Lv  
    Sn=π*mn/2+2*x*mn*tan(αn) [@.B4p  
    ^CQ1I0  
    2.5 通过以上计算出的各参数结合产品图给定的已知参数,以分度圆(或基圆)弧齿厚为主线,就可以方便的求出我们工艺所需要的各项齿厚:公法线长度、固定弦齿厚、M值及R值等。这些均可在生产线用相应检测工具测量出实际值,以便随时监控并调整生产状况,保证与产品图纸的符合性。 swZpWC  
    z>:U{!5k  
    2.6 公法线长度计算: c^-YcGwa  
    i_Ar<9a~  
    2.6.1 计算当量齿数: 9v?V  
    f'_ S1\  
    Zn=Z*INVαt/INVαn 或Zn=Z/COS3(β) FE6C6dW{  
    I@PJl  
    2.6.2 计算跨齿数并园整为整数: qc-C>Ra  
    C={mi#G[/  
    K=(Zn/180°)*arccos(Zn*cos(αn) /(Zn+2*Xn))+0.5 C"No5r'K3  
    Y(z }[`2  
    2.6.3 计算标准公法线长: `@\^m_!}  
    u%aFb*  
    Wk*=cosαn*[π*(k-0.5)+z'*invαn] 0WS|~?OR@  
    (w2(qT&O  
    2.6.4 计算变位增减量值: j];G*-iv{  
    51/sTx<Z}  
    △W*=2*Xn*sinαn ,将变位系数Xn按最大和最小值分别代入。 ?z"YC&Tp  
    *.dKR  
    2.6.5 计算实际公法线长度值: r /yHmEk&  
    `r.N  
    Wk=mn*(Wk*+△W*),得到实际公法线长度的最大和最小值。  7kM4Ei  
    R9E6uz.j  
    2.7 固定弦齿厚计算: {kG;."S+K  
     V.fp/jhj  
    2.7.1. 计算固定弦齿厚: {9{J^@@  
    dqwWfn1lt  
    Sc=mn*(cosαn)^2*(π/2 +2*x*tanαn) KDaN-r^{%  
    K051usm  
    2.7.2 计算固定弦齿高: (olLB  
    aZxO/b^j  
    hc=ha-0.5*Sc*tanαn UGf6i"F  
    6'vi68  
    2.8 M值(量球跨距)和R值(球底半径值)计算: x!`KhTu`_A  
    :5<#X8>d  
    2.8.1 量棒(球)中心压力角渐开线函数: j #es2;  
    u!u5g.Q  
    invαMt=invαt+dp/(mn*z*cosαn) +2*xn*tanαn/z-π/(2*z) H CuK  
    &$Ci}{{n#  
    2.8.2 球心压力角弧度初值(按经验公式): l}+Cdy9>  
    64b<0;~  
    αMt0=(invαMt)^(1/3)-3*invα/7.9 m/" J s  
    \086O9  
    2.8.3 球心压力角角度值(按经验公式): XP4jZCt9  
    jB/V{Y#y9@  
    αMt=(invαMt+αMt0-tan(αMt0)/ tan(αMt0))^2+αMt0 cyHhy_~R  
    E6JV}`hSk  
    2.8.4 Rm值(球心距): 0ZT 0  
    [{/$9k-aF?  
    Rm=d*cosα/(2*cosαMt) A_]D~HH  
    x36NL^  
    2.8.5 R值(球底)奇偶齿同: iU,/!IQ  
    YjL t&D:IZ  
    Re=Rm-dp fxOE]d8v  
    e %&  
    2.8.6 偶数齿M值: z2ds8-z  
    ifd}]UMQ  
    Me=2*Rm+dp h\2}875  
    oM2|]ew)  
    2.8.7 奇数齿M值: >waN;&>/  
    -@#Pc#  
    Mj=2*Rm*cos(π/(2*z)+dp m.Twgin  
    bbO+%-(X  
    2.8.8 计算反渐开线函数方法二:当在2.8.1中求出测量量球中心压力角渐开线函数后,用牛顿迭代公式:XK+1=XK-f(XK)/f'(XK) ,其中k=0,1,2,...,推导出: αk+1=αk-(tanαk-αk-invαk/(tanαk)^2 ,用Excel编制一个小程序将2.8.1中计算出的值代入αk 可以得到更为精确的球心压力角的角度值。见求反渐开线程序 uGM>C"  
    `{%-*f^  
    3 计算工艺要求的R值: 3 ^pYC K%  
    (A2U~j?Ry}  
    以上计算出的均为产品图要求的齿厚对应值,在自己编制的Excel程序中输入热处理变形量和留剃量,我们就可以得到我们需要的滚齿和剃齿工艺要求的R值了。原程序计算步骤见Excel附表一(共3页):齿厚计算程序 6G$/NW=L  
    vD_u[j]  
    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: M;V&KG Z  
    <TL])@da  
    d`UF0T  
    +fPNen4E  
    \A ;^ UxG  
    ~.FnpMDY  
    F@Pem  
     &Q<EfB  
    sK#H4y+<  
    P`z7@9*j  
    参考文献 FzA{U O  
    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 . V;P1nL4L  
    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。 ?-4OfGN  
    }WA<=9e  
    (作者:神龙汽车有限公司 龚昌钧)
     
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