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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。 3: WEODV2  
    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 bA,Zfsr6#  
    ;veD?|  
    1 按产品图给定参数确定推导工艺检测齿厚的思路: 5v)bs\x6  
    6 h#U,G  
    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: AK,'KO%{=  
    a{r"$>0  
    QK+,63@D\=  
    #f) TAA  
    当我们拿到零件图纸开始着手编制齿轮加工工艺时,我们应根据产品图纸给定的参数换算成工艺中需要的参数,如:齿轮模数、分度圆螺旋角、变位系数等,并确定便于线边检测的热后终检的齿厚值。而我们通常检测齿厚可以选择下列任意一种方式: vE'{?C=EM  
    O 1z0dHa  
    1. 固定弦齿厚; 96<oX:#  
    2. 分度圆弧齿厚; Ve|:k5z  
    3. 公法线长度; xmcZN3 ){+  
    4. 量球(棒)跨距:M值; cbyzZ#WRb  
    5. 量球球底与被测齿轮中心距:R值。 ltgtD k  
    b{ xlW }S  
    我公司目前普遍采用的齿厚测量方式均为R值检测法。这种方法的优点是:检测精度高,误差小,操作简单迅速,适用于大批量生产。缺点是:需要专用的R值检测装置,检具一次性投入成本高,对于单件和小批量加工不够经济。 y`buY+5l  
    O7VEyQqf5  
    在确定了一种零件的终检R值后,我们要通过试切和预批量来跟踪热处理变形量,应多测几次取平均值;在之前还要根据工艺手册余量推荐值作为参考,并通过试验确定滚齿工序应给剃齿工序留多少剃齿余量,以齿形完全剃起来,该值越小越经济,一方面可提高剃齿刀寿命,还可以得到更好的齿面粗糙度。工艺试验均以R值数据来跟踪。 `8W HVC$  
    C h>F11kC  
    2 换算过程中关键步骤: .7^(~&5N  
    3._ ep  
    2.1 根据法向基节,确定齿轮的法向模数: MXcW & b  
    XP?jsBE  
    Pbn=π*mn*cos(αn) c**&,aL  
    E|f[ #+:+  
    2.2 根据基圆螺旋角,换算成分度圆螺旋角: {owuYVm  
    vHpw?(]  
    sin(βb)=sin(β)*cos(αn) N5=BjXS Ag  
    `R8&(kQ  
    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: K#wA ;  
    dJ6fPB|k  
    Sbt=S*rb/(r*cos(β))+db*inv(αt) )ciP6WzzbI  
    PtbaC6"\  
    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: WqNXE)'  
    50N4J  
    Sn=π*mn/2+2*x*mn*tan(αn) ~\CS%thX  
    "g ^i%  
    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。 f(m, !  
    xrg?{*\  
    2.6 公法线长度计算: P+hcj p*  
    Q!1;xw~  
    2.6.1 计算当量齿数: }<A.zwB<i  
    Re8x!e'>  
    Zn=Z*INVαt/INVαn 或Zn=Z/COS3(β) c("|xe  
    El<*)  
    2.6.2 计算跨齿数并园整为整数: ^)gyKl:E'  
    E:pk'G0bZ  
    K=(Zn/180°)*arccos(Zn*cos(αn) /(Zn+2*Xn))+0.5 `sCaGCp  
    4Lt9Dx1  
    2.6.3 计算标准公法线长: MMFwT(l<1  
    v<!S_7h  
    Wk*=cosαn*[π*(k-0.5)+z'*invαn] LOx+?4|y  
    p5fr}#en  
    2.6.4 计算变位增减量值: Res U5Ce~  
    }R['Zoh4I  
    △W*=2*Xn*sinαn ,将变位系数Xn按最大和最小值分别代入。 Ocx"s\q(  
    %MjoY_<:_  
    2.6.5 计算实际公法线长度值: yv[j Pbe  
    QPx5`{nN  
    Wk=mn*(Wk*+△W*),得到实际公法线长度的最大和最小值。  h$l/wn  
    .r<a Py$  
    2.7 固定弦齿厚计算: ':wf%_Iw  
    elCYH9W^  
    2.7.1. 计算固定弦齿厚: Z ;.-UXat  
    /e'3\,2_  
    Sc=mn*(cosαn)^2*(π/2 +2*x*tanαn) ?J\&yJ_B  
    :x\[aG9  
    2.7.2 计算固定弦齿高: >q:%?mi  
    t_3j_`  
    hc=ha-0.5*Sc*tanαn P9cx&Hk9  
    r<+C,h;aww  
    2.8 M值(量球跨距)和R值(球底半径值)计算: (gBKC]zvz3  
    S:_Ms{S  
    2.8.1 量棒(球)中心压力角渐开线函数: } GB~3 J  
    &F&`y  
    invαMt=invαt+dp/(mn*z*cosαn) +2*xn*tanαn/z-π/(2*z) 4qOzjEQ  
    >j5\J_( ;D  
    2.8.2 球心压力角弧度初值(按经验公式): R{#< NE  
    7s|'NTp  
    αMt0=(invαMt)^(1/3)-3*invα/7.9 )5Khl"6!z  
    \3 SY2g8+  
    2.8.3 球心压力角角度值(按经验公式): r[L%ap\{  
    uks75W!}U  
    αMt=(invαMt+αMt0-tan(αMt0)/ tan(αMt0))^2+αMt0 D|LO!,=b  
    JtL> mH  
    2.8.4 Rm值(球心距): 9pp +<c  
    \]tBwa  
    Rm=d*cosα/(2*cosαMt) l76=6Vtb  
    T+0=Ou"N  
    2.8.5 R值(球底)奇偶齿同: x%B_v^^^  
    T`bYidA  
    Re=Rm-dp Z,).)y#B  
    =A"Abmx|  
    2.8.6 偶数齿M值: }Ce9R2  
    (g##wa)L  
    Me=2*Rm+dp H bKE;N  
    cbzA`b'Mg  
    2.8.7 奇数齿M值: k"N>pjgd$  
    r6DLShP-Ur  
    Mj=2*Rm*cos(π/(2*z)+dp `fBQ?[05.  
    ,-c,3/tyA  
    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 9p{ 4-]  
    smn"]K  
    3 计算工艺要求的R值: uC'-: t#  
    gQ+]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 F5o8@ Ib]:  
    ; vH2r~  
    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:  >G]JwO  
    0@ `]m  
    Q"QRF5Ue  
    \((iR>^|  
    clE9I<1v  
    Ni_H1G  
    Xoe|]@U`  
    ]*2),H1 c  
    ~MG6evm &  
    _{*} )&!M  
    参考文献 Y)rK'OY'  
    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 . W{6QvQD8  
    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。 /JD}b[J$  
    |L<JOQ  
    (作者:神龙汽车有限公司 龚昌钧)
     
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