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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。 }-~LXL%!3  
    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 Zw_'u=r >  
    S#nW )=   
    1 按产品图给定参数确定推导工艺检测齿厚的思路: FTWjIa/[  
    Ch73=V  
    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:  }A&I@2d  
    G$VE o8Blb  
    q``:[Sz  
    >J/8lS{#  
    当我们拿到零件图纸开始着手编制齿轮加工工艺时,我们应根据产品图纸给定的参数换算成工艺中需要的参数,如:齿轮模数、分度圆螺旋角、变位系数等,并确定便于线边检测的热后终检的齿厚值。而我们通常检测齿厚可以选择下列任意一种方式: i0rh {Ko  
    <KFl4A~  
    1. 固定弦齿厚; Y{9xF8#  
    2. 分度圆弧齿厚; ))4RgS$  
    3. 公法线长度; U&0 RQ:B  
    4. 量球(棒)跨距:M值; d[oHjWk  
    5. 量球球底与被测齿轮中心距:R值。 /i(R~7;?  
    Suy +XHV  
    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。 #,9#x]U#v  
    QBb%$_Z  
    在确定了一种零件的终检R值后,我们要通过试切和预批量来跟踪热处理变形量,应多测几次取平均值;在之前还要根据工艺手册余量推荐值作为参考,并通过试验确定滚齿工序应给剃齿工序留多少剃齿余量,以齿形完全剃起来,该值越小越经济,一方面可提高剃齿刀寿命,还可以得到更好的齿面粗糙度。工艺试验均以R值数据来跟踪。 7KN+ @6!x  
    W~/{ct$Y  
    2 换算过程中关键步骤: ;e$YM;;d  
    5A+r^xN  
    2.1 根据法向基节,确定齿轮的法向模数: +P<#6<gR  
    fT{%zJU  
    Pbn=π*mn*cos(αn) Y|ErVf4  
    {43 J'WsJ  
    2.2 根据基圆螺旋角,换算成分度圆螺旋角: C4)m4r%  
    +h8`8k'}-2  
    sin(βb)=sin(β)*cos(αn) jmF)iDvjuZ  
    #wp~lW9!s9  
    2.3 根据基圆弧齿厚最大和最小值,分别推出分度圆弧齿厚最大和最小值: R p0^Gwa  
    =3EjD;2  
    Sbt=S*rb/(r*cos(β))+db*inv(αt)  rp=Y }  
    v {) 8QF]  
    2.4 由分度圆(或基圆)弧齿厚计算出径向变位系数最大和最小值: )j. .)o  
    Bo8NY!  
    Sn=π*mn/2+2*x*mn*tan(αn) NRazI_Z  
    .0p'G}1  
    2.5 通过以上计算出的各参数结合产品图给定的已知参数,以分度圆(或基圆)弧齿厚为主线,就可以方便的求出我们工艺所需要的各项齿厚:公法线长度、固定弦齿厚、M值及R值等。这些均可在生产线用相应检测工具测量出实际值,以便随时监控并调整生产状况,保证与产品图纸的符合性。 yw >Frb5p  
    MqRJ:x  
    2.6 公法线长度计算: /Ow@CB  
    eV j7%9  
    2.6.1 计算当量齿数: KPA.5,ai  
    a#a n+JY3  
    Zn=Z*INVαt/INVαn 或Zn=Z/COS3(β) ~l]g4iEp  
    G\K!7k`)!  
    2.6.2 计算跨齿数并园整为整数: ]I\9S{?  
    cp6I]#X  
    K=(Zn/180°)*arccos(Zn*cos(αn) /(Zn+2*Xn))+0.5 d6)+d9?<  
    t \-|J SZ  
    2.6.3 计算标准公法线长: *W2o$_Hs  
    mDO! o  
    Wk*=cosαn*[π*(k-0.5)+z'*invαn] U:bnX51D4  
    QW_BT ^d"  
    2.6.4 计算变位增减量值: a\}` f=T  
    =yWdtBng  
    △W*=2*Xn*sinαn ,将变位系数Xn按最大和最小值分别代入。 !C ZFbz~:  
    gt\kTn."  
    2.6.5 计算实际公法线长度值: nO#x "  
    <`WcI`IA b  
    Wk=mn*(Wk*+△W*),得到实际公法线长度的最大和最小值。 g}pD%  
    AWi+xo|  
    2.7 固定弦齿厚计算: <6+T&Ov6  
    } L _Zmi$  
    2.7.1. 计算固定弦齿厚: 7&u$^c S(  
    ] !n3j=*   
    Sc=mn*(cosαn)^2*(π/2 +2*x*tanαn)  HlEHk'  
    ;vy<!@Y;8  
    2.7.2 计算固定弦齿高: qG +PqK;  
    TX;)}\  
    hc=ha-0.5*Sc*tanαn ^0-e.@  
    5 v^tPGg4  
    2.8 M值(量球跨距)和R值(球底半径值)计算: ja6V*CWb  
    W}#n.c4+  
    2.8.1 量棒(球)中心压力角渐开线函数: MaPI<kYQv  
    kn/xt  
    invαMt=invαt+dp/(mn*z*cosαn) +2*xn*tanαn/z-π/(2*z) !t}yoN n|  
    p(nEcu  
    2.8.2 球心压力角弧度初值(按经验公式): "C?H:8W  
    =.w~qL  
    αMt0=(invαMt)^(1/3)-3*invα/7.9 >`p? CE  
    d{"@<0i?  
    2.8.3 球心压力角角度值(按经验公式): hVAatn[  
    hzT)5'_  
    αMt=(invαMt+αMt0-tan(αMt0)/ tan(αMt0))^2+αMt0 %m+7$iD  
    P#D|CP/Cu  
    2.8.4 Rm值(球心距): Q>71uM%e`  
    =2}V=E/85  
    Rm=d*cosα/(2*cosαMt) 7C R6ew~  
     0T^ 0)c  
    2.8.5 R值(球底)奇偶齿同: xsiJI1/68  
    Vf<q-3q  
    Re=Rm-dp =3!o _  
    =T\=,B  
    2.8.6 偶数齿M值: _EJPI  
    M8/:PmR<  
    Me=2*Rm+dp @C^wV  
    G4&?O_\;  
    2.8.7 奇数齿M值: Cy)N hgz  
    E^Q J50  
    Mj=2*Rm*cos(π/(2*z)+dp yDWBrN._  
    [A~ Hl  
    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 vn!3Z!dm(  
    EiG5k.C@  
    3 计算工艺要求的R值: BMdZd5!p&  
    dFA1nn6{  
    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?!:%L  
    WA0D#yuJ/  
    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: k/sfak{Q  
    PG}Roj I  
    b`@C#qB  
    T]nAz<l),  
    k>7bPR5Mw  
    }2iR=$2  
    o OC&w0  
    7mf&`.C np  
    >\w]i*%  
    3 ^K#\*P  
    参考文献 g7a446QR\K  
    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 . Q J-|zS.W  
    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。 \P")Eh =d  
    &GkD5b  
    (作者:神龙汽车有限公司 龚昌钧)
     
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