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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。 aAX(M=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 KW~fW r8  
    |G QFNrNx  
    1 按产品图给定参数确定推导工艺检测齿厚的思路: M9aVE)*!I  
    H!+T2<F9R  
    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: edW:(19}  
    Pd[&&!+gV  
    ee=d*)  
    ^:c"%<"='  
    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:  HSR^R  
    pzPm(M1^X  
    1. 固定弦齿厚; H)${"  
    2. 分度圆弧齿厚; MiX*PqNTM  
    3. 公法线长度; [H!8m7i;  
    4. 量球(棒)跨距:M值; JTxHM?/G  
    5. 量球球底与被测齿轮中心距:R值。 6UkX?I`>  
    n#|pR2  
    我公司目前普遍采用的齿厚测量方式均为R值检测法。这种方法的优点是:检测精度高,误差小,操作简单迅速,适用于大批量生产。缺点是:需要专用的R值检测装置,检具一次性投入成本高,对于单件和小批量加工不够经济。 HP /@ _qk  
    FLI0C  
    在确定了一种零件的终检R值后,我们要通过试切和预批量来跟踪热处理变形量,应多测几次取平均值;在之前还要根据工艺手册余量推荐值作为参考,并通过试验确定滚齿工序应给剃齿工序留多少剃齿余量,以齿形完全剃起来,该值越小越经济,一方面可提高剃齿刀寿命,还可以得到更好的齿面粗糙度。工艺试验均以R值数据来跟踪。 8@f=GJf  
    <CJ`A5N  
    2 换算过程中关键步骤: o1"-x  
    !VfP#B6.  
    2.1 根据法向基节,确定齿轮的法向模数: iB:](Md'r  
    Ao:<aX,=  
    Pbn=π*mn*cos(αn) ^?5 [M^  
    9z:P#=Q:  
    2.2 根据基圆螺旋角,换算成分度圆螺旋角: iw$n*1M  
    ua^gG3n0  
    sin(βb)=sin(β)*cos(αn) 7Qc 4Oz:t  
    X8Xw'  
    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: B-<H8[GkG1  
    Y`x54_32  
    Sbt=S*rb/(r*cos(β))+db*inv(αt) @AgV7#  
    A{!D7kwTz~  
    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: ft"B,  
    XA$Z 7_gu3  
    Sn=π*mn/2+2*x*mn*tan(αn) j;|rI`67~  
    *c[X{  
    2.5 通过以上计算出的各参数结合产品图给定的已知参数,以分度圆(或基圆)弧齿厚为主线,就可以方便的求出我们工艺所需要的各项齿厚:公法线长度、固定弦齿厚、M值及R值等。这些均可在生产线用相应检测工具测量出实际值,以便随时监控并调整生产状况,保证与产品图纸的符合性。 YMSA[hm  
    ~S],)E1w  
    2.6 公法线长度计算: &D|wc4+  
    %:P&! F\?  
    2.6.1 计算当量齿数: ,MtN_V-  
    jE !W&0  
    Zn=Z*INVαt/INVαn 或Zn=Z/COS3(β) lP!`lhc-^  
    B@Ae2_;  
    2.6.2 计算跨齿数并园整为整数: T =l4Vb{>  
    V ?10O  
    K=(Zn/180°)*arccos(Zn*cos(αn) /(Zn+2*Xn))+0.5 dh~+0FZ{A  
    :d7tzYT ^  
    2.6.3 计算标准公法线长: Rw54`_kFEB  
    c&Mci"n j0  
    Wk*=cosαn*[π*(k-0.5)+z'*invαn] (mOUbO8  
    Z?vbe}pUM  
    2.6.4 计算变位增减量值: FK$?8Jp  
    s5s'$|h"  
    △W*=2*Xn*sinαn ,将变位系数Xn按最大和最小值分别代入。 g]=w_  
     {ws:g![  
    2.6.5 计算实际公法线长度值: drJ<&1O  
    =]OG5b_-Y  
    Wk=mn*(Wk*+△W*),得到实际公法线长度的最大和最小值。 P(1 bd"Q  
    7,sslf2%K  
    2.7 固定弦齿厚计算: LV:`si K  
    >lo,0oG  
    2.7.1. 计算固定弦齿厚: kT!Y~c  
    \` |*i$  
    Sc=mn*(cosαn)^2*(π/2 +2*x*tanαn) #8!xIy  
    uKI2KWU?2  
    2.7.2 计算固定弦齿高: ]"3(UKx  
    e7j3 0Iy  
    hc=ha-0.5*Sc*tanαn $6ZO V/0  
    ]#C;)Vy  
    2.8 M值(量球跨距)和R值(球底半径值)计算: FM c9oyU~  
    `dH[&=S  
    2.8.1 量棒(球)中心压力角渐开线函数: 8?lp:kM  
    g|W|>`>  
    invαMt=invαt+dp/(mn*z*cosαn) +2*xn*tanαn/z-π/(2*z) '$]u?m  
    ![wV}. }  
    2.8.2 球心压力角弧度初值(按经验公式): "g)@jqq:>  
    xwwy9:ze*l  
    αMt0=(invαMt)^(1/3)-3*invα/7.9 +v 9@du  
    yW&|ZJF?  
    2.8.3 球心压力角角度值(按经验公式): <bPn<QI  
    >f [Lb|t  
    αMt=(invαMt+αMt0-tan(αMt0)/ tan(αMt0))^2+αMt0 ddDl~&}o  
    \\F@_nB,b  
    2.8.4 Rm值(球心距): !+?,y/*5(  
    O\64)V 0  
    Rm=d*cosα/(2*cosαMt) ,8KD-"l^g  
    -Mb`I >=  
    2.8.5 R值(球底)奇偶齿同: Mh04O@"  
    K<HF!YU#I2  
    Re=Rm-dp A9_)}  
    'J&&F2O%  
    2.8.6 偶数齿M值: t7rz]EN  
    [@U2a$k+d  
    Me=2*Rm+dp :nuMakZZ  
    By|y:  
    2.8.7 奇数齿M值: OY'490  
    \($EYhx  
    Mj=2*Rm*cos(π/(2*z)+dp QU/Q5k  
    yq{k:)  
    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 jP{LMmV  
    9/rX%  
    3 计算工艺要求的R值: tL?nO#Qx  
    r-#23iT.~  
    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 26fbBt8nP  
    l65-8  
    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: U*G9fpVy  
    %Lec\(-4L  
    $V$|"KRcs  
    nRpZ;X)'.  
    o|\0IG(\  
    LQ5WS  
    ]XX8l:+  
    *5$$C&@o9  
    :T5p6:  
    _y Q*  
    参考文献 <Z^t^ O  
    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 . qRMH[F$`  
    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。 @D!KFJ  
    &8R%W"<K  
    (作者:神龙汽车有限公司 龚昌钧)
     
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