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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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    离线cyqdesign
     
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    光币
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    光券
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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。 /.5;in  
    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 ]Pn !nSg  
    'UM!*fk7C  
    1 按产品图给定参数确定推导工艺检测齿厚的思路: ghk5rl$   
     H'RL62!  
    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 (GGJ  
    ;)DzC c/  
    '!v c/Hw  
    j_?cpm{~ml  
    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: zvv:dC/p<  
    Q"a2.9Eo  
    1. 固定弦齿厚; jj\[7 O*  
    2. 分度圆弧齿厚; qUhRu>   
    3. 公法线长度; c)C5KaiPG  
    4. 量球(棒)跨距:M值; b`cYpcs  
    5. 量球球底与被测齿轮中心距:R值。 go)p%}s  
    juToO  
    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。 MBk"KF  
    nN`"z3o  
    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。 7x.%hRk  
    @kngI7=E  
    2 换算过程中关键步骤: r -f  
    >3;^l/2c  
    2.1 根据法向基节,确定齿轮的法向模数: h"QbA"  
    +?-qfp,:0  
    Pbn=π*mn*cos(αn) #G _/.h@  
    <D/al9  
    2.2 根据基圆螺旋角,换算成分度圆螺旋角: ){Z  
    n~z\?Y=*  
    sin(βb)=sin(β)*cos(αn) SqB/4P   
    s*,cF6  
    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: >?XbU}  
    RJ J1  
    Sbt=S*rb/(r*cos(β))+db*inv(αt) _^uc 0=  
    ]H2R  
    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: 993d/z|DX  
    }F{=#Kqn^  
    Sn=π*mn/2+2*x*mn*tan(αn) vrcE]5(:s  
    FuP}Kec  
    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。 `ypL]$cW  
    `6 Y33bQ  
    2.6 公法线长度计算: XK3]AYH  
    9\51Z:>  
    2.6.1 计算当量齿数: lC9S\s  
    N2~$r pU3  
    Zn=Z*INVαt/INVαn 或Zn=Z/COS3(β) oW'PO Ar  
    D?u`  
    2.6.2 计算跨齿数并园整为整数: ]UUI~sFE  
    [%.18FWI  
    K=(Zn/180°)*arccos(Zn*cos(αn) /(Zn+2*Xn))+0.5 GEE ]Kr  
    H/i<_LP  
    2.6.3 计算标准公法线长: DA <ynBQ  
    Tx+ p8J|Yr  
    Wk*=cosαn*[π*(k-0.5)+z'*invαn] QaMDGD  
    GAU!_M5N  
    2.6.4 计算变位增减量值: huAyjo  
    Qyj(L[KJ  
    △W*=2*Xn*sinαn ,将变位系数Xn按最大和最小值分别代入。 .)ST[G]WK  
    iPU% /_>  
    2.6.5 计算实际公法线长度值: ^@_).:oX7  
    atnQC  
    Wk=mn*(Wk*+△W*),得到实际公法线长度的最大和最小值。 :GL7J6  
    npj/7nZj  
    2.7 固定弦齿厚计算: aW`dFitpM  
    ]bfqcmh<  
    2.7.1. 计算固定弦齿厚: _'c+fG \  
    i| xt f  
    Sc=mn*(cosαn)^2*(π/2 +2*x*tanαn) *CUdGI&  
    p37|zX  
    2.7.2 计算固定弦齿高: wW()Zy0)  
    =h\E<dw  
    hc=ha-0.5*Sc*tanαn A70(W{6a9@  
    ??I:H  
    2.8 M值(量球跨距)和R值(球底半径值)计算: :`zV [A:D  
    ;f(n.i  
    2.8.1 量棒(球)中心压力角渐开线函数: {bTeAfbf]  
    ,I39&;Iq  
    invαMt=invαt+dp/(mn*z*cosαn) +2*xn*tanαn/z-π/(2*z) R92R}=G!  
    G;2[  
    2.8.2 球心压力角弧度初值(按经验公式): %^')G+>i  
    e`ex]py<C  
    αMt0=(invαMt)^(1/3)-3*invα/7.9 ?waebuj>  
    e?vj+ZlS$f  
    2.8.3 球心压力角角度值(按经验公式): \1{_lynD  
    PSEWL6=]N  
    αMt=(invαMt+αMt0-tan(αMt0)/ tan(αMt0))^2+αMt0 V2QW\2@$  
    86{ZFtv  
    2.8.4 Rm值(球心距): sS'{QIRC'  
    ".M:`BoW4  
    Rm=d*cosα/(2*cosαMt) \>;%Ji  
    ~y@& }  
    2.8.5 R值(球底)奇偶齿同: !OQuEJR  
    &NP6%}bR`  
    Re=Rm-dp @WJf)  
    Wbd_a R (  
    2.8.6 偶数齿M值: S| "TP\o  
    .pKN4  
    Me=2*Rm+dp H` Lu"EK  
    W+/2c4$F3  
    2.8.7 奇数齿M值: 7yUvL8p-  
    ax]9QrA  
    Mj=2*Rm*cos(π/(2*z)+dp U TS{H  
    'v+96b/;  
    2.8.8 计算反渐开线函数方法二:当在2.8.1中求出测量量球中心压力角渐开线函数后,用牛顿迭代公式:XK+1=XK-f(XK)/f'(XK) ,其中k=0,1,2,...,推导出: αk+1=αk-(tanαk-αk-invαk/(tanαk)^2 ,用Excel编制一个小程序将2.8.1中计算出的值代入αk 可以得到更为精确的球心压力角的角度值。见求反渐开线程序 43F^J%G  
    %\l0-RA@<  
    3 计算工艺要求的R值: _0*=u$~R  
    X_!$Pk7ma  
    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 K]MzP|T,  
    oo'iwq-\  
    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: Y}ky/?q  
    b8e*Pv/  
    e~*S4dKR  
    AD,@,|A  
    sHF%=Vu  
    >!<V\ Fj1  
    65t[vi*C  
    JQr36U  
    $ JuLAqq  
    P1e5uJkd  
    参考文献 z(r" JNO@  
    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 . o=@ UXi  
    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。 + f6}p  
    F-i&M1 \_  
    (作者:神龙汽车有限公司 龚昌钧)
     
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