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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。 H;#C NB<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 o3:BH@@  
    N|/gwcKe  
    1 按产品图给定参数确定推导工艺检测齿厚的思路: g*!1S  
    ,o}CBB! k  
    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: ~.z82m  
    KGmAnN  
    u(8dsg R  
    t+M'05-U2  
    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: _>_ "cKS  
    55=YM'5]  
    1. 固定弦齿厚; QQD7NN>  
    2. 分度圆弧齿厚; f/"IC;<~t>  
    3. 公法线长度; R0K{wY58  
    4. 量球(棒)跨距:M值; |W}D_2  
    5. 量球球底与被测齿轮中心距:R值。 t ;fJ`.  
    [MD"JW?4B  
    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。 OyG2Ks"H  
    qRq4PQ@  
    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。 Y Azj>c&  
    y2R\SL,  
    2 换算过程中关键步骤: l< HnPR/  
    Hm+VGH'H?  
    2.1 根据法向基节,确定齿轮的法向模数: =&~ K;=:  
    Q]OR0-6<.  
    Pbn=π*mn*cos(αn) ]$Q@4=fb  
    w|4CBll  
    2.2 根据基圆螺旋角,换算成分度圆螺旋角: :_Iz( 2hV  
    qHPinxewx  
    sin(βb)=sin(β)*cos(αn) "G Jhx/zt  
    Z_>:p^id  
    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: !e+Sa{X  
    Nw%^Gs<~  
    Sbt=S*rb/(r*cos(β))+db*inv(αt) A,c_ME+DVB  
    -![{Zb@  
    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: i8%Z(@_`  
    VBW][f  
    Sn=π*mn/2+2*x*mn*tan(αn) r]Lj@0F>8  
    yM7FR);  
    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。 {c7@`AV]  
    - %?> 1n  
    2.6 公法线长度计算: 99n;%W>  
    }%<cF i &  
    2.6.1 计算当量齿数: 65tsJ"a<  
    %}unlSTPP  
    Zn=Z*INVαt/INVαn 或Zn=Z/COS3(β) .(s@{=  
    <3Rq!w/  
    2.6.2 计算跨齿数并园整为整数: iz+,,UH  
    /=QsZ,~xo  
    K=(Zn/180°)*arccos(Zn*cos(αn) /(Zn+2*Xn))+0.5 3h6,x0AG  
    s !I I}'Je  
    2.6.3 计算标准公法线长: 21] K7  
    3f:]*U+O  
    Wk*=cosαn*[π*(k-0.5)+z'*invαn] [q^pMH#U"  
    J ayax]u7J  
    2.6.4 计算变位增减量值: %Rf{v5  
    T0cm+|S  
    △W*=2*Xn*sinαn ,将变位系数Xn按最大和最小值分别代入。 "9Br )3  
    BWr!K5w>i  
    2.6.5 计算实际公法线长度值: ~`5[Li:eP  
    c~d*SDca  
    Wk=mn*(Wk*+△W*),得到实际公法线长度的最大和最小值。 >b~Q%{1  
    ES#q/yab5  
    2.7 固定弦齿厚计算: ]SN5 &S  
    V'9OGn2v  
    2.7.1. 计算固定弦齿厚: mA #^Pv*  
    swMR+F#u*  
    Sc=mn*(cosαn)^2*(π/2 +2*x*tanαn) |1Nz8Vr.  
    ) }k"7"  
    2.7.2 计算固定弦齿高: Vkqfs4t  
    V1A7hRjxvG  
    hc=ha-0.5*Sc*tanαn TLg 9`UA  
    5oOs.(m|*C  
    2.8 M值(量球跨距)和R值(球底半径值)计算: kn WI7  
    L>N)[;|  
    2.8.1 量棒(球)中心压力角渐开线函数: :ra[e(l9  
    Z7Nhb{  
    invαMt=invαt+dp/(mn*z*cosαn) +2*xn*tanαn/z-π/(2*z) WK.,q>#  
    <4^y7]] F  
    2.8.2 球心压力角弧度初值(按经验公式): S Z &[o&H  
    fUJe{C<H  
    αMt0=(invαMt)^(1/3)-3*invα/7.9 D:(h^R0;  
    UYpln[S  
    2.8.3 球心压力角角度值(按经验公式): Ae<;b Of  
    rNgAzH  
    αMt=(invαMt+αMt0-tan(αMt0)/ tan(αMt0))^2+αMt0 zj=F4]w  
    Xg}~\|n  
    2.8.4 Rm值(球心距): "eI">`!g  
    7f~7vydZ}  
    Rm=d*cosα/(2*cosαMt) fi6_yFl  
    5'xZ9K  
    2.8.5 R值(球底)奇偶齿同: @2\UjEo~  
    5jTA6s9zA  
    Re=Rm-dp d"+ _`d=`  
    Fd._D"  
    2.8.6 偶数齿M值: L.a~vk 1  
    w aDJ  
    Me=2*Rm+dp x6|QTO  
    XsMETl"Av4  
    2.8.7 奇数齿M值: y|WOw(#  
    aIN?|Ch  
    Mj=2*Rm*cos(π/(2*z)+dp =gSACDTc  
    A^F0}MYT  
    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 p+{*w7?8"[  
    k59.O~0V  
    3 计算工艺要求的R值: 92*Y( >  
    >JN[5aus  
    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 .r@'9W^8  
    &oDu$%dkT  
    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: ;fv/s]X86I  
    5}_,rF?cX  
    vpk~,D07yR  
    3[To"You  
    uL@'Hv A  
    @'S !G"\  
    ;] #Q!  
    AdRt\H<  
    yy\d<-X~  
    H, O_l%  
    参考文献 v=+>ids  
    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 . Umk!m] 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。 N_E :?Jo  
    k12mxR/  
    (作者:神龙汽车有限公司 龚昌钧)
     
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