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cyqdesign 2008-11-10 21:24

圆柱齿轮加工工艺中齿厚的确定

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。 (FVX57  
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 Fb_S&!  
"yh Pm  
1 按产品图给定参数确定推导工艺检测齿厚的思路: {NQo S"  
HOPqxI(k  
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: K0fv( !r{  
2{o10 eL  
&RY)o^g[4  
{B{i(6C(  
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: l5 J.A@0  
IN!02`H  
1. 固定弦齿厚; P Jo  
2. 分度圆弧齿厚; L.)yXuo4  
3. 公法线长度; bkv/I{C>?  
4. 量球(棒)跨距:M值; \< 65??P  
5. 量球球底与被测齿轮中心距:R值。 m,6h ee  
U^$E'Q-VK  
我公司目前普遍采用的齿厚测量方式均为R值检测法。这种方法的优点是:检测精度高,误差小,操作简单迅速,适用于大批量生产。缺点是:需要专用的R值检测装置,检具一次性投入成本高,对于单件和小批量加工不够经济。 (F&YdWe:  
Tg''1 Wl*  
在确定了一种零件的终检R值后,我们要通过试切和预批量来跟踪热处理变形量,应多测几次取平均值;在之前还要根据工艺手册余量推荐值作为参考,并通过试验确定滚齿工序应给剃齿工序留多少剃齿余量,以齿形完全剃起来,该值越小越经济,一方面可提高剃齿刀寿命,还可以得到更好的齿面粗糙度。工艺试验均以R值数据来跟踪。 9k>uRV6  
0m=(W^c  
2 换算过程中关键步骤: =cp;Q,t'9L  
- 9&g[  
2.1 根据法向基节,确定齿轮的法向模数: {ymb\$f  
K H}t:m+h  
Pbn=π*mn*cos(αn) r8v:|Q1"  
GOr}/y;  
2.2 根据基圆螺旋角,换算成分度圆螺旋角: L82NP)St  
8=4^Lm  
sin(βb)=sin(β)*cos(αn) </ZHa:=7  
sU%" azc  
2.3 根据基圆弧齿厚最大和最小值,分别推出分度圆弧齿厚最大和最小值: FsY`nWwg  
_85E=  
Sbt=S*rb/(r*cos(β))+db*inv(αt) rWe 8D/oc  
 N|N/)  
2.4 由分度圆(或基圆)弧齿厚计算出径向变位系数最大和最小值: h/=-tr  
{6tx,;r(F  
Sn=π*mn/2+2*x*mn*tan(αn) % :tr  
K#)bjxz  
2.5 通过以上计算出的各参数结合产品图给定的已知参数,以分度圆(或基圆)弧齿厚为主线,就可以方便的求出我们工艺所需要的各项齿厚:公法线长度、固定弦齿厚、M值及R值等。这些均可在生产线用相应检测工具测量出实际值,以便随时监控并调整生产状况,保证与产品图纸的符合性。 +/_!P;I  
i*A$SJ:}  
2.6 公法线长度计算: _w%s(dzk  
#tP )-ww  
2.6.1 计算当量齿数:  p1?J  
:|fl?{E  
Zn=Z*INVαt/INVαn 或Zn=Z/COS3(β) yh$ ~*UV  
8fEAYRGd  
2.6.2 计算跨齿数并园整为整数: i59k"pNm  
6d(b'S^  
K=(Zn/180°)*arccos(Zn*cos(αn) /(Zn+2*Xn))+0.5 cWc$ yE'  
`|NevpXY1  
2.6.3 计算标准公法线长: ls]Elo8h1f  
 nFVbQa~  
Wk*=cosαn*[π*(k-0.5)+z'*invαn] GdL4|xv  
Xe> ~H4I9  
2.6.4 计算变位增减量值: ?({PcF/  
)/ n29]  
△W*=2*Xn*sinαn ,将变位系数Xn按最大和最小值分别代入。 :az!H"4W/  
Mj,2\ijNM  
2.6.5 计算实际公法线长度值: UU-v;_oP  
 S/)  
Wk=mn*(Wk*+△W*),得到实际公法线长度的最大和最小值。 YDdLDE  
e(4bx5 <*  
2.7 固定弦齿厚计算: ^glbxbhI4  
~ rQ4n9G  
2.7.1. 计算固定弦齿厚: ~4}*Dhsh  
~7KynE  
Sc=mn*(cosαn)^2*(π/2 +2*x*tanαn) t Qp* '  
k?z [hZg0  
2.7.2 计算固定弦齿高: R4[. n@  
M ^ 0w/  
hc=ha-0.5*Sc*tanαn (mu{~@Hw  
w;z@py  
2.8 M值(量球跨距)和R值(球底半径值)计算: Z^jGT+ 2  
>Lo6='G  
2.8.1 量棒(球)中心压力角渐开线函数: rin >r0o  
6~>^pkV  
invαMt=invαt+dp/(mn*z*cosαn) +2*xn*tanαn/z-π/(2*z) ]QjXh >  
9RbGa Y&  
2.8.2 球心压力角弧度初值(按经验公式): D>!v_v6  
znGZULa#  
αMt0=(invαMt)^(1/3)-3*invα/7.9 qP%Smfp6  
q[Sp|C6x  
2.8.3 球心压力角角度值(按经验公式): u|:UFz^p  
#! K~_DL  
αMt=(invαMt+αMt0-tan(αMt0)/ tan(αMt0))^2+αMt0 z22|Kv;w  
u0(hVK`":  
2.8.4 Rm值(球心距): 6c;?`C  
CU} q&6h  
Rm=d*cosα/(2*cosαMt) ~CjmYP'o  
c@"i?  
2.8.5 R值(球底)奇偶齿同: PLY-,Q&'  
tCF0Ah  
Re=Rm-dp 0t/z "  
PN)TX~}  
2.8.6 偶数齿M值: Kuzy&NI^w  
[1[[$ Dr  
Me=2*Rm+dp k(w9vt0?  
5y 'ycTjY  
2.8.7 奇数齿M值: AS/\IHZ\  
uDMUy"8&!  
Mj=2*Rm*cos(π/(2*z)+dp gIf+.^/m1  
- KoA[UJ  
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 P PIG?fK)  
t]YLt ,  
3 计算工艺要求的R值: bvxxE/?Ni  
E6KBpQcd[  
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 SieV%T0t1  
[.yx2@W  
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: hG0lR.:  
;*$8iwBQ_  
 TVEF+t  
+cplM5X  
Z ysUz  
1k70>RQ&69  
[3 ;Y:&D  
EKJc)|8  
'_yk_[/  
*Uw#  
参考文献 eNk!pI7g  
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 . t2%bHIG}  
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。 YdL1(|EdM  
J hq5G"  
(作者:神龙汽车有限公司 龚昌钧)
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