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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。 qKL mL2O  
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 fNTe_akp  
\>@QJ  
1 按产品图给定参数确定推导工艺检测齿厚的思路: LIZsDTU  
qH1&tW$  
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: iR(jCD?) Y  
!w }cKm  
/a:sWmxMT  
U#=5HzE  
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: c^s%t:)K  
N);2 2-  
1. 固定弦齿厚; u >W:SM  
2. 分度圆弧齿厚; C}>Pn{wY9  
3. 公法线长度; F vt5vQ  
4. 量球(棒)跨距:M值; :$J4T;/{  
5. 量球球底与被测齿轮中心距:R值。 Bc^ MZ~+ip  
>azTAX6L3  
我公司目前普遍采用的齿厚测量方式均为R值检测法。这种方法的优点是:检测精度高,误差小,操作简单迅速,适用于大批量生产。缺点是:需要专用的R值检测装置,检具一次性投入成本高,对于单件和小批量加工不够经济。 i{+W62k*  
6)_svtg  
在确定了一种零件的终检R值后,我们要通过试切和预批量来跟踪热处理变形量,应多测几次取平均值;在之前还要根据工艺手册余量推荐值作为参考,并通过试验确定滚齿工序应给剃齿工序留多少剃齿余量,以齿形完全剃起来,该值越小越经济,一方面可提高剃齿刀寿命,还可以得到更好的齿面粗糙度。工艺试验均以R值数据来跟踪。 B(TE?[ #  
K~DQUmU@  
2 换算过程中关键步骤: o,yP9~8\  
SZ'2/#R>  
2.1 根据法向基节,确定齿轮的法向模数: 9C_Vb39::$  
M~jV"OF=  
Pbn=π*mn*cos(αn) v@^P4cu;  
>/5'0n_R  
2.2 根据基圆螺旋角,换算成分度圆螺旋角: 48 n5Y~YS  
;:5Ahfo \  
sin(βb)=sin(β)*cos(αn) XD=p:Ezh  
n?=d)[]  
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: 8n1<nS<  
Dq:>]4%  
Sbt=S*rb/(r*cos(β))+db*inv(αt) zs<2Ozv  
B !}/4"  
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: `: R7j f  
8'}D/4MUr  
Sn=π*mn/2+2*x*mn*tan(αn) aIXN wnq  
`BOG e;pl  
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。 Q?uHdmY*X  
#D2.RN  
2.6 公法线长度计算: Q]v><  
K#>@T<  
2.6.1 计算当量齿数: -cL{9r&X  
H0P:t(<Gt  
Zn=Z*INVαt/INVαn 或Zn=Z/COS3(β) k=D}i\F8  
Un.u{$po  
2.6.2 计算跨齿数并园整为整数: ]8;2Oh   
)GC9%mF;  
K=(Zn/180°)*arccos(Zn*cos(αn) /(Zn+2*Xn))+0.5 V9%!B3Sb  
{/E_l  
2.6.3 计算标准公法线长: io1hUZ  
9iy3 dy^  
Wk*=cosαn*[π*(k-0.5)+z'*invαn] Y :-O/X  
X]T&kdQ6q  
2.6.4 计算变位增减量值: N" =$S|Gs  
[42EqVR  
△W*=2*Xn*sinαn ,将变位系数Xn按最大和最小值分别代入。 *@(j'0hj  
~( ~ y=M  
2.6.5 计算实际公法线长度值: EK=PY  
X<*-d6?gD`  
Wk=mn*(Wk*+△W*),得到实际公法线长度的最大和最小值。 s-"oT=  
4!k 0  
2.7 固定弦齿厚计算: &o]ic(74c?  
RAUD8Z  
2.7.1. 计算固定弦齿厚: ~qu}<u)P  
5xIOi(3`Q  
Sc=mn*(cosαn)^2*(π/2 +2*x*tanαn) N}rc3d#  
'i5,2vT0  
2.7.2 计算固定弦齿高: qvN`46c  
_>=QZ`!r  
hc=ha-0.5*Sc*tanαn ?Zv>4+Y'  
i~sW_f+  
2.8 M值(量球跨距)和R值(球底半径值)计算: id:6O+\  
d"U'\ID2y  
2.8.1 量棒(球)中心压力角渐开线函数: dZIruZ)x  
g3Z"ri~!G  
invαMt=invαt+dp/(mn*z*cosαn) +2*xn*tanαn/z-π/(2*z) 3@8Zy:[8<  
h( MNH6 B1  
2.8.2 球心压力角弧度初值(按经验公式): CjT]!D)s  
O;C C(  
αMt0=(invαMt)^(1/3)-3*invα/7.9 e.l3xwt>$  
r t\eze_5A  
2.8.3 球心压力角角度值(按经验公式): vL ]z3  
m(rd\3d  
αMt=(invαMt+αMt0-tan(αMt0)/ tan(αMt0))^2+αMt0 U%u%_{-  
S>nf]J`  
2.8.4 Rm值(球心距): G+V?c1Me  
;9"6g=q  
Rm=d*cosα/(2*cosαMt) GEbm$\  
DNmP>~  
2.8.5 R值(球底)奇偶齿同: }F=lG-x  
=Eb4Iyz  
Re=Rm-dp =Yt)b/0b9  
sHn-#SGm  
2.8.6 偶数齿M值: ay`A Gr  
t^5xq8w8  
Me=2*Rm+dp V \Sl->:  
MG(qQ#;j/  
2.8.7 奇数齿M值: Q=n2frW(T  
/P koqA,  
Mj=2*Rm*cos(π/(2*z)+dp Q8?:L<A  
gBd@4{y6C.  
2.8.8 计算反渐开线函数方法二:当在2.8.1中求出测量量球中心压力角渐开线函数后,用牛顿迭代公式:XK+1=XK-f(XK)/f'(XK) ,其中k=0,1,2,...,推导出: αk+1=αk-(tanαk-αk-invαk/(tanαk)^2 ,用Excel编制一个小程序将2.8.1中计算出的值代入αk 可以得到更为精确的球心压力角的角度值。见求反渐开线程序 ['JIMcD  
|Q*OA  
3 计算工艺要求的R值: 4KnrQ-D  
ka?EXF:  
以上计算出的均为产品图要求的齿厚对应值,在自己编制的Excel程序中输入热处理变形量和留剃量,我们就可以得到我们需要的滚齿和剃齿工艺要求的R值了。原程序计算步骤见Excel附表一(共3页):齿厚计算程序 0jmPj   
>^ TcO  
由齿厚计算程序可确定MA5档主动齿轮齿厚工艺控制范围见下表: V PaW-o  
y@2$sK3K  
7L !$hk  
>))K%\p   
F*J@OY8i  
mr<camL5  
{No Y`j5S  
E9~}%&  
s~n@|m9k  
-4LckY=]1  
参考文献 V8}jFib  
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 . 2e| m3  
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。 'H8;(Rw  
~d"9?K^#  
(作者:神龙汽车有限公司 龚昌钧)
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