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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。 LnP={s  
    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 *>,8+S33r{  
    'AU(WHf  
    1 按产品图给定参数确定推导工艺检测齿厚的思路: 8sjAr.iT.  
    I!3qb-.Q  
    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: :S'P lH  
    VCfa<hn  
    ]8FSs/4  
    XoEiW R  
    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: T#%r\f,l0  
    DjUif "v  
    1. 固定弦齿厚; kbS+ 3#+  
    2. 分度圆弧齿厚; *-"DZ  
    3. 公法线长度; U;p"x^U`  
    4. 量球(棒)跨距:M值; B 3<T#  
    5. 量球球底与被测齿轮中心距:R值。 0J7)UqMf.  
    ':YFm  
    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。 TOmq2*,/  
    Hh`x>{,|S  
    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。 de{@u<Y Zb  
    HLm6BtE  
    2 换算过程中关键步骤: w&<-pIa`  
    MebL Y $&8  
    2.1 根据法向基节,确定齿轮的法向模数: #AHX{<  
    }tue`">h  
    Pbn=π*mn*cos(αn) jx B  
    tmEF7e`(o  
    2.2 根据基圆螺旋角,换算成分度圆螺旋角: e]F4w(*=  
    Z9TmX A@  
    sin(βb)=sin(β)*cos(αn) L:UJur%  
    Q${0(#Nu  
    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: 1}nrVn[B9  
    -DD2   
    Sbt=S*rb/(r*cos(β))+db*inv(αt) 46`(u"RP  
    9>,$q"M}?  
    2.4 由分度圆(或基圆)弧齿厚计算出径向变位系数最大和最小值: ?/"Fwjau  
    C3 >X1nU  
    Sn=π*mn/2+2*x*mn*tan(αn) T= Q"| S]V  
    &L6xagR7M  
    2.5 通过以上计算出的各参数结合产品图给定的已知参数,以分度圆(或基圆)弧齿厚为主线,就可以方便的求出我们工艺所需要的各项齿厚:公法线长度、固定弦齿厚、M值及R值等。这些均可在生产线用相应检测工具测量出实际值,以便随时监控并调整生产状况,保证与产品图纸的符合性。 %%`Q5I  
    p2T<nP<Pt  
    2.6 公法线长度计算: ('k;Ikut  
    n<RvL^T=  
    2.6.1 计算当量齿数: =(\ /+ 0-[  
    'MZX"t  
    Zn=Z*INVαt/INVαn 或Zn=Z/COS3(β) Q'-g+aN  
    d +0(H   
    2.6.2 计算跨齿数并园整为整数: ( -^-  
    XIQfgrGZ  
    K=(Zn/180°)*arccos(Zn*cos(αn) /(Zn+2*Xn))+0.5 Si=zxy T  
    <X]'":  
    2.6.3 计算标准公法线长:  %T9'dcM  
    IJX75hE0g  
    Wk*=cosαn*[π*(k-0.5)+z'*invαn] G-FeDP  
    MP"Pqt  
    2.6.4 计算变位增减量值: {[B^~Y>Lr  
    ?+6w8j%\  
    △W*=2*Xn*sinαn ,将变位系数Xn按最大和最小值分别代入。 c*F'x-TH  
    |ci1P[y  
    2.6.5 计算实际公法线长度值: #a7 Wx}  
    , c3gW2E  
    Wk=mn*(Wk*+△W*),得到实际公法线长度的最大和最小值。 7O)j]eeoL  
    NlLgXn!  
    2.7 固定弦齿厚计算: }t.J;(ff:  
    gZkjh{rQ  
    2.7.1. 计算固定弦齿厚: _g{*;?mS  
    QN!.~>  
    Sc=mn*(cosαn)^2*(π/2 +2*x*tanαn) Th"0Cc)  
    :yPA6O 4  
    2.7.2 计算固定弦齿高: (H=7(  
    +-8u09-F  
    hc=ha-0.5*Sc*tanαn P!uwhha/g  
    #Z%?lx"Q0  
    2.8 M值(量球跨距)和R值(球底半径值)计算: Y;qA@|  
    ?[Gj?D.Wc  
    2.8.1 量棒(球)中心压力角渐开线函数: 8Ter]0M&  
    /eFudMl  
    invαMt=invαt+dp/(mn*z*cosαn) +2*xn*tanαn/z-π/(2*z) <hG] f%  
    Y"eR&d  
    2.8.2 球心压力角弧度初值(按经验公式): ?r< F/$/  
    ~Ey)9phZK  
    αMt0=(invαMt)^(1/3)-3*invα/7.9 gZ{q85C.>  
    a+wc"RQ |  
    2.8.3 球心压力角角度值(按经验公式): fK-tvP0}*  
    LojEJ  
    αMt=(invαMt+αMt0-tan(αMt0)/ tan(αMt0))^2+αMt0 #~ikR.-+Eq  
     k2]Q~  
    2.8.4 Rm值(球心距): b \pjjb[  
    mv%Zh1khn/  
    Rm=d*cosα/(2*cosαMt) ZAK NyA2  
    L H>oG$a  
    2.8.5 R值(球底)奇偶齿同: z x e6M~+  
    V s/Z8t  
    Re=Rm-dp RDFOUqS  
    3WH"NC-O<  
    2.8.6 偶数齿M值: Z{' .fq2A  
    .)eJL  
    Me=2*Rm+dp c UJUZ@ol  
    drv"I[}{A  
    2.8.7 奇数齿M值: zxo0:dyw7  
    ^ W/,Z`  
    Mj=2*Rm*cos(π/(2*z)+dp ,B^NH7A:  
    |dLA D4%  
    2.8.8 计算反渐开线函数方法二:当在2.8.1中求出测量量球中心压力角渐开线函数后,用牛顿迭代公式:XK+1=XK-f(XK)/f'(XK) ,其中k=0,1,2,...,推导出: αk+1=αk-(tanαk-αk-invαk/(tanαk)^2 ,用Excel编制一个小程序将2.8.1中计算出的值代入αk 可以得到更为精确的球心压力角的角度值。见求反渐开线程序 /3]b!lFZZ  
    g 0=Q>TzY  
    3 计算工艺要求的R值: F0&BEJBkU  
    4tZnYGvqe  
    以上计算出的均为产品图要求的齿厚对应值,在自己编制的Excel程序中输入热处理变形量和留剃量,我们就可以得到我们需要的滚齿和剃齿工艺要求的R值了。原程序计算步骤见Excel附表一(共3页):齿厚计算程序 0zscOE{  
    | .8lS3C  
    由齿厚计算程序可确定MA5档主动齿轮齿厚工艺控制范围见下表: r$=YhI/=  
    EUVB>%P  
    O-5s}RT  
    -Odk'{nW  
    T(n<@Ac]V  
    7mUpn:U  
    ;t^8lC?>V  
    .1O  
    i2h,=NHJh?  
    yP&SA+  
    参考文献 /.?m9O^ F  
    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 . zAr@vBfC%  
    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。 Hcts^zm2u  
    tks3xS  
    (作者:神龙汽车有限公司 龚昌钧)
     
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