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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。 V[#jrwhA  
    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 (f7R~le  
    yovC~  
    1 按产品图给定参数确定推导工艺检测齿厚的思路: [j) :2  
    _di[PU=Vh  
    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: \]zH M.E1  
    $. Ih-  
    V V<Zl  
    'Je;3"@  
    当我们拿到零件图纸开始着手编制齿轮加工工艺时,我们应根据产品图纸给定的参数换算成工艺中需要的参数,如:齿轮模数、分度圆螺旋角、变位系数等,并确定便于线边检测的热后终检的齿厚值。而我们通常检测齿厚可以选择下列任意一种方式: rAgb<D@,H  
    Wh,p$|vL  
    1. 固定弦齿厚; H?PaN)_6-+  
    2. 分度圆弧齿厚; @,$>H 7o  
    3. 公法线长度; |Gz(q4  
    4. 量球(棒)跨距:M值; ,#nyEE  
    5. 量球球底与被测齿轮中心距:R值。 YH@^6Be9  
    H8X{!/,^  
    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。 [:Sl^ Z&6M  
    :M3Fq@w=  
    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。 (m13 ong  
    n}EH{k9#  
    2 换算过程中关键步骤: *4]}_ .rG#  
    nPE{Gp) }  
    2.1 根据法向基节,确定齿轮的法向模数: fTMn  
    nwf(`=TC  
    Pbn=π*mn*cos(αn) XsEDI?p2  
    *y0TtEd;  
    2.2 根据基圆螺旋角,换算成分度圆螺旋角: m;'ebkq  
    ?|kwYA$4o  
    sin(βb)=sin(β)*cos(αn) J.$N<.  
    + JsMYv  
    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: ;O+= 6>W  
    N:_.z~>%  
    Sbt=S*rb/(r*cos(β))+db*inv(αt) uWkW T.>$  
    7*.nd  
    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: ,?S1e#  
    3VaL%+T$,  
    Sn=π*mn/2+2*x*mn*tan(αn) z#m ~}  
    \I (g70  
    2.5 通过以上计算出的各参数结合产品图给定的已知参数,以分度圆(或基圆)弧齿厚为主线,就可以方便的求出我们工艺所需要的各项齿厚:公法线长度、固定弦齿厚、M值及R值等。这些均可在生产线用相应检测工具测量出实际值,以便随时监控并调整生产状况,保证与产品图纸的符合性。 yhc}*BMZ  
    !c W6dc^  
    2.6 公法线长度计算: Qhy!:\&1  
    <- L}N '  
    2.6.1 计算当量齿数: Y'*oW+K  
    Q\rf J||  
    Zn=Z*INVαt/INVαn 或Zn=Z/COS3(β) f3^Anaa]l  
    xPCRT*Pd  
    2.6.2 计算跨齿数并园整为整数: 9eBD)tnw  
    [>![ViX  
    K=(Zn/180°)*arccos(Zn*cos(αn) /(Zn+2*Xn))+0.5 E6XDn`:  
    zcGmru|k  
    2.6.3 计算标准公法线长: ?fW['%  
    SMo nJ;Y  
    Wk*=cosαn*[π*(k-0.5)+z'*invαn] u:.w/k%+  
    CVE(N/&b  
    2.6.4 计算变位增减量值: %tB7 &%ut  
    y*=sboX  
    △W*=2*Xn*sinαn ,将变位系数Xn按最大和最小值分别代入。 T[Lz4;TRk5  
    'h R0JXy  
    2.6.5 计算实际公法线长度值: F_G .$a Cc  
    ncrg`<'/,  
    Wk=mn*(Wk*+△W*),得到实际公法线长度的最大和最小值。 Hsn'"  
    xqs ,4bcbY  
    2.7 固定弦齿厚计算: M0yv= g  
    e.\dqt~%y  
    2.7.1. 计算固定弦齿厚: >$,P )cB'  
    1_WP\@ O  
    Sc=mn*(cosαn)^2*(π/2 +2*x*tanαn) SSxp!E'  
    D6-R>"}  
    2.7.2 计算固定弦齿高: (\ge7sE-oo  
    1*" 7q9x  
    hc=ha-0.5*Sc*tanαn e>6|# d  
    E5!vw@,  
    2.8 M值(量球跨距)和R值(球底半径值)计算: /yHjd s  
    hjyM xg;Q?  
    2.8.1 量棒(球)中心压力角渐开线函数: }{y)a<`  
    djH&)&q!  
    invαMt=invαt+dp/(mn*z*cosαn) +2*xn*tanαn/z-π/(2*z) v*[UG^+)  
    i\<S ;  
    2.8.2 球心压力角弧度初值(按经验公式): {0~\T[qm  
    4%2APvLW  
    αMt0=(invαMt)^(1/3)-3*invα/7.9 ! c`&L_ "!  
    k@ <dru  
    2.8.3 球心压力角角度值(按经验公式): DQ(0:r  
    fLnwA|n=  
    αMt=(invαMt+αMt0-tan(αMt0)/ tan(αMt0))^2+αMt0 ?7}ybw3t]  
    v4<W57oH  
    2.8.4 Rm值(球心距): 4GbfA .u  
    LN~mKoW  
    Rm=d*cosα/(2*cosαMt) )X?oBNsj  
    !KMl'kswe:  
    2.8.5 R值(球底)奇偶齿同: }f;WYz5  
    /5)*epF+  
    Re=Rm-dp q8_(P&  
    `6)(Fk--"  
    2.8.6 偶数齿M值: GF6o  
    u?" ="-^  
    Me=2*Rm+dp Q7rBc wm5  
    d7Vp^^}(  
    2.8.7 奇数齿M值: D6A u)1y=&  
    fGb}V'x}r  
    Mj=2*Rm*cos(π/(2*z)+dp 8T1zL.u>q  
    s3eS` rK-  
    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 4j~q,# $LW  
     4d\^  
    3 计算工艺要求的R值: ?TeozhUY  
    5mQ@&E~#W  
    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 pJx7S sW  
    -=nk,cYn  
    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: ]L97k(:Ib  
    dzEi^* (8  
    L/ Q[N^ (^  
    Asv]2> x  
     Z/%FQ  
    ;+<IWDo  
    D#UuIZ  
    5]>*0#C S  
    ]o8]b7-  
    O`c+y  
    参考文献 T/\RViG3  
    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 . ])wdd>'  
    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。 9T;4aP>6j#  
    <Cv(@A->  
    (作者:神龙汽车有限公司 龚昌钧)
     
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