變速器的齒輪輪齒修形及其控制
2022-02-17
通過(guò)齒輪輪齒的修形明顯改善了齒輪傳動(dòng)的平穩(wěn)性,降低了齒輪的噪聲和振動(dòng),延長(zhǎng)了齒輪的使用壽命。
本文著重通過(guò)對(duì)剃齒工序的修形和利用框圖的控制,達(dá)到降低噪音的目的。
框圖齒輪輪齒修形隨著汽車(chē)工業(yè)的發(fā)展,各變速器制造廠(chǎng)家一直為降低變速器噪音而不斷努力。大家知道,變速器噪音主要是在齒輪嚙合運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的,由于不可避免的制造和安裝誤差、齒輪輪齒的彈性變形、扭轉(zhuǎn)變形及熱變形等因素,使齒輪在嚙合過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生沖擊、振動(dòng)和偏載,如僅僅考慮借助提高齒輪制造和安裝精度來(lái)改善齒輪的運(yùn)轉(zhuǎn)質(zhì)量,必然會(huì)增加齒輪的制造成本。
我廠(chǎng)為提高產(chǎn)品質(zhì)量,降低齒輪噪音,特別是帶超速檔變速器進(jìn)行了不斷的探索和試驗(yàn),對(duì)齒輪的修形方面做了大量工作,并通過(guò)對(duì)齒輪輪齒的齒頂和齒根的修緣,有效地改善了齒輪的嚙合性能,使變速器齒輪的噪音得到了有效的控制。
剃齒的原理及特點(diǎn)目前,國(guó)內(nèi)的汽車(chē)齒輪加工一般采用以下兩種工藝:滾磨和滾剃珩工藝。雖然磨齒能較好地提高齒輪輪齒的幾何精度,但其降低噪音的效果不很理想,且投資大、生產(chǎn)效率低。而剃齒具有成本低、效率高、修整方便等特點(diǎn),因此目前許多廠(chǎng)家仍采用剃齒工藝,我廠(chǎng)考慮生產(chǎn)的實(shí)際狀況,絕大多數(shù)齒輪也仍采用剃齒。主要是根據(jù)交錯(cuò)軸斜齒輪副作無(wú)側(cè)隙嚙合時(shí)在齒面上會(huì)產(chǎn)生相對(duì)滑動(dòng)這一原理。
當(dāng)剃齒刀與被剃齒輪自由嚙合時(shí),由于剃齒刀和被剃齒輪的齒面有相對(duì)滑動(dòng),所以剃齒刀上的切削刃就將齒輪齒面上的余量剃掉,以達(dá)到切削加工的目的。但因剃齒刀與被剃齒輪之間沒(méi)有傳動(dòng)鏈的關(guān)系,不是強(qiáng)迫傳動(dòng),所以就會(huì)有一定的誤差復(fù)印,即剃齒對(duì)前道工序的修正能力極為有限。一般而言,剃齒前輪齒精度只能比剃后輪齒要求的精度低級(jí)。同時(shí)因?yàn)樘旰筝嘄X的精度要受到以后熱處理變形的影響,而且緊隨其后的常規(guī)珩齒工藝是無(wú)法提高熱處理后輪齒的精度的,所以剃齒的修形還必須兼顧熱處理變形的修形。只有通過(guò)反復(fù)試驗(yàn),掌握一定的熱處理變形規(guī)律,才能對(duì)剃齒的齒形齒向進(jìn)行修正。
剃齒的修形要剃齒能對(duì)輪齒進(jìn)行修形,就必須針對(duì)齒輪的嚙合狀態(tài)和熱處理變形情況設(shè)計(jì)齒形和齒向。設(shè)計(jì)齒形是以漸開(kāi)線(xiàn)為基礎(chǔ)并考慮制造誤差和彈性變形對(duì)噪聲、動(dòng)載荷等因素的影響加以修正的齒形。設(shè)計(jì)齒向是要求實(shí)際螺旋角與理論螺旋角有適當(dāng)?shù)脑什睿蚴过X向?yàn)椴槐M相同的螺旋角以補(bǔ)償輪齒在全齒寬范圍內(nèi)多種原因造成的螺旋角畸變的齒向,從而實(shí)現(xiàn)齒寬均勻受載,提高輪齒承載能力以及降低嚙合噪音。
‘(齒形的修形眾所周知,一對(duì)齒輪嚙合時(shí),從開(kāi)始嚙合到脫離嚙合狀態(tài),載荷是變化的,特別是輪齒工作的中部是對(duì)輪齒交替工作,工作不平穩(wěn),因此有必要對(duì)輪齒進(jìn)行齒形修形,通過(guò)對(duì)齒頂、齒根的修緣,使輪齒的嚙合從修緣區(qū)平滑地過(guò)渡到理論的漸開(kāi)線(xiàn)的齒形區(qū),從而提高嚙合質(zhì)量。
修形的一般方法計(jì)算出齒輪的端面重合度通常說(shuō)來(lái),齒輪輪齒修形后其重合度不應(yīng)小于,以保證齒輪嚙合的平穩(wěn)性,如果僅有一對(duì)輪齒嚙合時(shí)‘即重合度(,就不應(yīng)進(jìn)行修緣,這是因?yàn)樵趩锡X嚙合狀態(tài),對(duì)漸開(kāi)線(xiàn)的偏離只會(huì)助長(zhǎng)振動(dòng)的發(fā)生。如當(dāng)重合度接近時(shí),修緣末端可接近節(jié)圓位置,因此須計(jì)算出齒輪的端面重合度,并根據(jù)重合度大小來(lái)確定自己的設(shè)計(jì)齒形。
根據(jù)實(shí)際需要來(lái)選擇齒形齒輪的修形可以是一對(duì)齒輪輪齒的齒頂、齒根修緣,也可以是單個(gè)齒輪輪齒的齒頂和齒根修緣,各企業(yè)可根據(jù)實(shí)際情況變速器的齒輪輪齒修形及其控制丁金福夏偉強(qiáng)制造?材料卷第期和需要而定,主動(dòng)齒輪與從動(dòng)齒輪應(yīng)分別對(duì)待。由齒輪傳動(dòng)原理可知,在齒輪嚙合過(guò)程中,主動(dòng)齒輪是從輪齒的齒根到齒頂,而從動(dòng)齒輪則一定是從輪齒的齒頂?shù)烬X根,而且主動(dòng)齒輪的基節(jié)應(yīng)略大于被動(dòng)齒輪的基節(jié),以防止嚙合時(shí)出現(xiàn)脫嚙現(xiàn)象,取值大小一般控制在范圍內(nèi)。
修形量和修形長(zhǎng)度修形量的大小取決于受載大小和精度高低,直齒輪與斜齒輪也有所不同,相對(duì)而言,由于斜齒輪傳動(dòng)有更多的齒數(shù)對(duì)參加嚙合,故其修形量相對(duì)少一些。但無(wú)論直齒還是斜齒,通常齒頂、齒根的修形量都不大,一般應(yīng)控制在之間。
框圖設(shè)計(jì)為了便于輪齒修正后的控制,更好地適應(yīng)設(shè)計(jì)齒形評(píng)定的需要,在反復(fù)試驗(yàn)的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)出不同齒頂修緣或齒根修緣的形公差帶。利用框圖,可避免因評(píng)定差異而引起的爭(zhēng)執(zhí),使用方便、比較直觀、易于掌握、標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一,國(guó)外用得較多,近幾年來(lái),國(guó)內(nèi)企業(yè)也開(kāi)始推廣應(yīng)用,從而進(jìn)一步促進(jìn)了制造水平的提高。當(dāng)然在設(shè)計(jì)框圖時(shí)必須根據(jù)本企業(yè)的現(xiàn)有設(shè)備狀況、加工方法以及生產(chǎn)批量大小,同時(shí)結(jié)合熱處理變形等因素,對(duì)主動(dòng)齒輪及從動(dòng)齒輪應(yīng)采取不同的方法。通常主動(dòng)齒輪齒頂偏正,壓力角略小,而從動(dòng)齒輪齒根偏正,壓力角略大,總之?dāng)?shù)值大小可根據(jù)不同的嚙合狀態(tài)確定,一般齒輪不大于 ,特殊情況可控制在之內(nèi)。
計(jì)算有效嚙合線(xiàn)長(zhǎng)度計(jì)算基節(jié)假定齒頂?shù)菇莿t該對(duì)齒輪重合度因故該對(duì)齒輪可以進(jìn)行修形第二步計(jì)算該對(duì)齒輪的修形量和修形長(zhǎng)度計(jì)算評(píng)定有效展開(kāi)長(zhǎng)度計(jì)算節(jié)圓點(diǎn)的展開(kāi)長(zhǎng)度齒頂?shù)男蘧壛亢妄X根的修緣量影響齒頂及齒根的修緣量的因素很多,機(jī)理也很復(fù)雜,根據(jù)有關(guān)資料以及為了便于制作框圖,通常齒頂修形量取齒部修緣起始點(diǎn)根據(jù)齒輪手冊(cè),齒頂修緣起始點(diǎn)均為齒根的修緣量起始點(diǎn)均為通常也可取計(jì)算出兩齒輪的修緣量第三步遵循主動(dòng)齒輪的基節(jié)應(yīng)略大于被動(dòng)齒輪的基節(jié)這個(gè)總原則,主動(dòng)齒輪齒頂略正,從動(dòng)齒輪齒根略正,選取適當(dāng)?shù)凝X形,確定框圖。
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