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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。 )#`&[9d-  
    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 >&^jKfY  
    Ry?f; s  
    1 按产品图给定参数确定推导工艺检测齿厚的思路: J6<O|ng::  
    &)_ z!  
    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: #]Jg>  
    . lNf.x#u  
    [X>f;;h  
    H?V b   
    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: o%0To{MAF-  
    $\M];S=CY  
    1. 固定弦齿厚; aP"!}*  
    2. 分度圆弧齿厚; ?I\,RiZkz^  
    3. 公法线长度; m1xR uj]  
    4. 量球(棒)跨距:M值; io@f5E+?  
    5. 量球球底与被测齿轮中心距:R值。 91nw1c!  
    @ rF|WT  
    我公司目前普遍采用的齿厚测量方式均为R值检测法。这种方法的优点是:检测精度高,误差小,操作简单迅速,适用于大批量生产。缺点是:需要专用的R值检测装置,检具一次性投入成本高,对于单件和小批量加工不够经济。 {i}E)Np  
    ,,BWWFg~  
    在确定了一种零件的终检R值后,我们要通过试切和预批量来跟踪热处理变形量,应多测几次取平均值;在之前还要根据工艺手册余量推荐值作为参考,并通过试验确定滚齿工序应给剃齿工序留多少剃齿余量,以齿形完全剃起来,该值越小越经济,一方面可提高剃齿刀寿命,还可以得到更好的齿面粗糙度。工艺试验均以R值数据来跟踪。 #&%>kfeJ)<  
    Y%>u.HzL  
    2 换算过程中关键步骤: QZ*gR#K]Sz  
    MIb [}w=  
    2.1 根据法向基节,确定齿轮的法向模数: |IS$Om  
    0Q)YZ2  
    Pbn=π*mn*cos(αn) _KkP{g,Y  
    2.MY8}&WBu  
    2.2 根据基圆螺旋角,换算成分度圆螺旋角: i6g=fx6j*  
    +oL@pp0  
    sin(βb)=sin(β)*cos(αn) %E"Z &_3{  
    yT~x7,  
    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: :\y' ?d- Q  
    1+YqdDqQ  
    Sbt=S*rb/(r*cos(β))+db*inv(αt) ;uzLa%JQ  
    2( m#WK7>F  
    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: aPQxpK?  
    9[sOh<W  
    Sn=π*mn/2+2*x*mn*tan(αn) P%N)]b<c*  
    <1 ;pyw y  
    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。 |.L_c"Bc  
    vhcp[=e :  
    2.6 公法线长度计算: .8T0OQ4  
    U.JE \/  
    2.6.1 计算当量齿数: RgZ9ZrE\  
    v G9>e&Be  
    Zn=Z*INVαt/INVαn 或Zn=Z/COS3(β)  G8!|Lo  
    W+$G{XSr5C  
    2.6.2 计算跨齿数并园整为整数: ,]]*}4[r  
    $48 Z>ij?f  
    K=(Zn/180°)*arccos(Zn*cos(αn) /(Zn+2*Xn))+0.5  qI${7  
    M |f V7g  
    2.6.3 计算标准公法线长: BRM!g9  
    |q z%6w=  
    Wk*=cosαn*[π*(k-0.5)+z'*invαn] DuIXv7"[  
    +T8MQ[(4  
    2.6.4 计算变位增减量值: NFKvgd@  
    }r!hm?e  
    △W*=2*Xn*sinαn ,将变位系数Xn按最大和最小值分别代入。 #<EYO  
    %l6E0[   
    2.6.5 计算实际公法线长度值: JbQY{z!  
    1:>F{g  
    Wk=mn*(Wk*+△W*),得到实际公法线长度的最大和最小值。 "?<h,Hvi  
    d325Cw?  
    2.7 固定弦齿厚计算: ._Ww  
    N"suR}9%  
    2.7.1. 计算固定弦齿厚: T[#q0bv  
    -4zV yW S<  
    Sc=mn*(cosαn)^2*(π/2 +2*x*tanαn) e<[ ] W4"A  
     K[LuvS  
    2.7.2 计算固定弦齿高: h9#)Eo   
    x0:BxRx*  
    hc=ha-0.5*Sc*tanαn 8ZLHN',  
    ${eV3LSC  
    2.8 M值(量球跨距)和R值(球底半径值)计算: !a-B=pn!]  
    @BF1X.4-+  
    2.8.1 量棒(球)中心压力角渐开线函数: Z# bO}!  
    `E?0jQ  
    invαMt=invαt+dp/(mn*z*cosαn) +2*xn*tanαn/z-π/(2*z) M.r7^9P  
    G$%F`R[  
    2.8.2 球心压力角弧度初值(按经验公式): eZN"t~\rX  
    !8| }-eFY  
    αMt0=(invαMt)^(1/3)-3*invα/7.9 Q2uV/M1?  
    RtzSe$O  
    2.8.3 球心压力角角度值(按经验公式): [ ~2imS  
    ^gZ,A]  
    αMt=(invαMt+αMt0-tan(αMt0)/ tan(αMt0))^2+αMt0 TlRc8r|  
    7.6L1srV  
    2.8.4 Rm值(球心距): BP0:<vK{  
    g\ vT7x  
    Rm=d*cosα/(2*cosαMt) +yHz7^6-5  
    3RT\G0?8f  
    2.8.5 R值(球底)奇偶齿同: stBe ^C  
    fe,6YXUf  
    Re=Rm-dp pDSNI2  
    2wHbhW[  
    2.8.6 偶数齿M值: 8.Y|I5l7G  
    |E.BGdS  
    Me=2*Rm+dp OTdijQLY  
    %0N HU`j  
    2.8.7 奇数齿M值: V?1 $H  
    kuV7nsXiQ  
    Mj=2*Rm*cos(π/(2*z)+dp  7-!n-  
    _Uq' N0U  
    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 }Mt1C~{(  
    NX.xE W@  
    3 计算工艺要求的R值: +8T^q,  
    I4{xQI  
    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 `+"(GaZ  
    X["xC3 i  
    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: #c>GjUJ.w  
    $?G@ijk,  
    4n@lrcq(  
    ,7]hjf_h  
    xI{4<m/0N  
    .t5.(0Xk[A  
    Kbf(P95+uL  
    \`2'W1O  
    I /MY4?(T  
    ]myRYb5Z  
    参考文献 L2ydyXIsd  
    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 . Mz p<s<BX  
    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!eE~O;A  
    [eDrjf3m  
    (作者:神龙汽车有限公司 龚昌钧)
     
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