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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。 T@}|zDC#  
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 tqAd$:L  
i'd2[A.7I  
1 按产品图给定参数确定推导工艺检测齿厚的思路: wIkN9 f  
yJuQ8+vgR}  
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: AE: Z+rM*  
7\_o.(g#-  
u4z&!MT}  
=_j vk.  
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: 5tQ1fJze  
f>'Y(dJ'W  
1. 固定弦齿厚; "~UUx"Y  
2. 分度圆弧齿厚; 8x`.26p  
3. 公法线长度; Bwr3jV?S  
4. 量球(棒)跨距:M值; HW&%T7 a  
5. 量球球底与被测齿轮中心距:R值。 FZreP.2)!  
OY[e.N t&  
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。 <Q|d&vDVfV  
Uax+dl   
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。 |AZg*T3:W  
I H$0)g;s  
2 换算过程中关键步骤: $/Aj1j`"9+  
2Q;9G6p  
2.1 根据法向基节,确定齿轮的法向模数: J0zn-  
&d7Z6P'`G  
Pbn=π*mn*cos(αn) !4]9!<.k  
dr4Z5mw"E  
2.2 根据基圆螺旋角,换算成分度圆螺旋角: zByT$P-  
>-&R47G  
sin(βb)=sin(β)*cos(αn) 6c0>gUQx-  
MX>[^}n  
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: TAjh"JJIV  
~>9_(L  
Sbt=S*rb/(r*cos(β))+db*inv(αt) EpQ8a[<-3  
KfF!{g f  
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: R^{)D3  
1+?^0%AC  
Sn=π*mn/2+2*x*mn*tan(αn) Wg`R_>qQSm  
Y8flrM2CwG  
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。 Dk48@`l2  
\EseGgd21  
2.6 公法线长度计算: Vh>Z,()>>@  
@cU&n6C@  
2.6.1 计算当量齿数: % `Z! 4L  
G "P4-  
Zn=Z*INVαt/INVαn 或Zn=Z/COS3(β) ybp -$e  
E*i#?u  
2.6.2 计算跨齿数并园整为整数: iR"N13  
r'gOVi4t1*  
K=(Zn/180°)*arccos(Zn*cos(αn) /(Zn+2*Xn))+0.5 qZ@s#UiB  
C]Q8:6b  
2.6.3 计算标准公法线长: k4 F"'N   
!?Wp+e6  
Wk*=cosαn*[π*(k-0.5)+z'*invαn] DBP9{ x$  
SwZA6R&  
2.6.4 计算变位增减量值: ~/j\Z  
a22XDes=  
△W*=2*Xn*sinαn ,将变位系数Xn按最大和最小值分别代入。 3_A *$  
! VjFW5'{  
2.6.5 计算实际公法线长度值: f 2l{^E#h  
,AT[@  
Wk=mn*(Wk*+△W*),得到实际公法线长度的最大和最小值。 -_$$Te  
cu+FM  
2.7 固定弦齿厚计算: # W"=ry3{  
nB .G  
2.7.1. 计算固定弦齿厚: V')0 Mr  
R :B^  
Sc=mn*(cosαn)^2*(π/2 +2*x*tanαn) \l~*PG2  
s.8{5jVG  
2.7.2 计算固定弦齿高: :%IoME   
'] +Uu'a  
hc=ha-0.5*Sc*tanαn X1~1&:V,<  
4[N^>qt =  
2.8 M值(量球跨距)和R值(球底半径值)计算: }f2r!7:x  
D= 7c(  
2.8.1 量棒(球)中心压力角渐开线函数: tJN<PCG6"  
.9.2Be  
invαMt=invαt+dp/(mn*z*cosαn) +2*xn*tanαn/z-π/(2*z) y r,=.?C-  
Sfdu`MQR  
2.8.2 球心压力角弧度初值(按经验公式): R LD`O9#j  
%j7XEh<'  
αMt0=(invαMt)^(1/3)-3*invα/7.9 Kv~U6_=1O  
g:EVhuK  
2.8.3 球心压力角角度值(按经验公式): cp h:y  
c*~]zR>s!  
αMt=(invαMt+αMt0-tan(αMt0)/ tan(αMt0))^2+αMt0 4WK3.6GN  
= 9 T$Gr  
2.8.4 Rm值(球心距): =JmT:enV  
f7}*X|_Y  
Rm=d*cosα/(2*cosαMt) D+>1]ij  
ZK)%l~J  
2.8.5 R值(球底)奇偶齿同: c%qv9   
aM;W$1h  
Re=Rm-dp A<y nIs<  
b".L_Ma1*  
2.8.6 偶数齿M值: {26ONa#i  
`/_G$_  
Me=2*Rm+dp ?R$&Xe!5  
TjG4`:*y#m  
2.8.7 奇数齿M值: Fgh]KQ/5  
5scEc,JCi  
Mj=2*Rm*cos(π/(2*z)+dp ` He,p -  
0#MqD[U(  
2.8.8 计算反渐开线函数方法二:当在2.8.1中求出测量量球中心压力角渐开线函数后,用牛顿迭代公式:XK+1=XK-f(XK)/f'(XK) ,其中k=0,1,2,...,推导出: αk+1=αk-(tanαk-αk-invαk/(tanαk)^2 ,用Excel编制一个小程序将2.8.1中计算出的值代入αk 可以得到更为精确的球心压力角的角度值。见求反渐开线程序 &y#r;L<9  
[ Fz`D/  
3 计算工艺要求的R值: LcE+GC  
9VbOQ{8  
以上计算出的均为产品图要求的齿厚对应值,在自己编制的Excel程序中输入热处理变形量和留剃量,我们就可以得到我们需要的滚齿和剃齿工艺要求的R值了。原程序计算步骤见Excel附表一(共3页):齿厚计算程序 Sf r&p>{,  
?^N3&ukkyo  
由齿厚计算程序可确定MA5档主动齿轮齿厚工艺控制范围见下表: nqf,4MR  
\7*`}&  
jQ)T67  
+}a ]GTBgA  
? C/Te)  
`HBf&Z  
oqeSG.1  
=yy5D$\  
& j+oJasI  
|p-t%xDdr  
参考文献 n\Lb.}]1~  
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 . Zcc9e 03  
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。 Rx+p.  
t N2Md}@e  
(作者:神龙汽车有限公司 龚昌钧)
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