齿形齿向修形初探
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NO.6841 2 3 4 5 6 7齿轮修形可以极大地提高传动精度,并增加齿轮强度。
广义上的齿轮修形有许多类别(齿端修形、齿顶修形、齿根修形、变位、修改压力角),本文将分享答主在精密传动设计中,关于齿轮修形的心得。
(以下将『输出扭矩波动率小』作为『传动精度高』的唯一指标)1. 齿『端』修形(齿向修形)齿『端』修形是最常见(最容易加工)的修形方式,通常是为了帮助装配,和机械设计中多数倒角的作用是一样的,但其实对传动精度和齿轮强度都有影响。
2. 齿『顶』修形(齿顶高系数)齿『顶』修形是所有修形方式中,对传动精度影响(提高)最大的。
我们希望齿轮啮合线是这的形状:红色是啮合线(理想的)但其实是这样的:红色是啮合线(实际的),啮合线只有一部分是“正确”的因为标准齿形中,齿顶被“削”去了一部分,所以渐开线是不完整的,导致主齿轮的齿顶和副齿轮的齿面(从截面上看)是先由点-线接触,再过渡到线-线接触:上图的放大版如果齿顶少“削”一点(齿顶高系数从1 提高至1.3,相应地,齿根高系数从1.25 提高至1.4),渐开线会变得更完整,啮合线也变得从1.25 提高至1.4、),渐开线会变得更完整,啮合线也变得更接近理想的形状:啮合线“正确部分”变长了、“不正确部分”变短了但并不是“削”得越少,传动精度越高,因为齿顶的材料厚度小、应变大,因此在啮合的过程中,渐开线越靠近齿根的部分,啮合精度越高;渐开线越靠近齿顶的部分,啮合精度越低。
不同场景中(主要影响因素是额定扭矩、齿轮模数、齿数、压力齿轮副参数:基于ISO 53:1998轮廓A 齿形、1 模24 齿、20 度压力角、厚度7 mm、10 Nm 输入扭矩、4775 RPM 输入转速、5 kW 输入功率、齿根高系数1.4、无变位、无其他修形、中心矩公差为0、齿厚公差/背隙/齿距误差为0、无摩擦。
此时扭矩波动仅受材料模量和齿形影响。
若齿顶高系数为1,输出扭矩曲线:若齿顶高系数为1.2:旋转角度(齿轮A)[°]扭矩波动范围为(+0.02,-0.12),波峰在C 点左侧、波谷在C 点右侧若齿顶高系数为1.4:旋转角度(齿轮A)[°]输出扭矩波动范围为(+0.01,-0.1),波谷在C 点左侧、波峰在C 点右侧这个例子是(容许范围内)齿顶高系数越大、传动精度越高。
齿形齿向修形初探陕西汽车齿轮总厂付治钧摘耍:随着齿轮传动研究和齿轮制造技术水'卜的提高,齿轮的修形技术令了很人发展,特别是国外的重熨汽车变速箱齿轮应用更为广泛。
通过齿轮的修形明显改变了齿轮运转的平稳性,降低了齿轮的噪音和振动,捉高了齿轮的承我能力,延长了齿轮的使用寿命,给齿轮生产厂帯來了很人的经济效益。
冃前世界1:各齿轮制造厂家,已把齿解修疋数据和图形标注在图纸上,或标注在专门的「•艺卡片上(透明胶片图)。
检测人员可用该透明胶片对生产制造的齿轮进行检测。
本文就结介国外变速箱齿轮的修形,对设计齿形,设计齿向着-•初探。
关键词:设计齿形,设计齿向,K框图1、设计齿形、设计齿向的定义设计齿形是以渐开线为基础,考渥制造误差和弹性变形对噪声,动载荷的影响加以修正的理论渐开线,它包括修缘齿形,凸齿形等。
为了防止顶刃啮介,在新齿标中还明确规定,齿顶和齿根处的齿形谋差只允许偏向齿体内。
为了避免齿瞬修正的齿轮与变位齿轮混淆,渐开线恻柱齿轮粘度标准屮定名为“设计齿形”。
如图1所标。
广冷一彥论j .. -设计翊图一设计齿向是耍求的实际螺旋角与理论螺旋角仃适当的差值,或使齿向各处为不尽相同的螺旋角,以初偿齿轮在全匚况卜乡种原因造成的螺旋有畸变的齿向,实现齿宽均匀受瑕,提高齿轮承载能力及减小啮介噪声。
设计齿向可以是修正的闘林螺旋线,或氏•它修形曲线,如图1所示。
2、设计齿形、设计齿向的设计2 1设计齿形的设计在设计齿形概念使用Z询,通常所说的齿形是指标准的渐开线齿形,当齿轮齿廓为一理想(即没有形状或斥力角误差)渐开线时,实测记录曲线是一条苴线,如图2(a)o实际生产中,齿轮的齿形总是冇偏差的,如图2 (b)为正齿顶齿形,图2(c)为副齿顶齿形,当给定齿形公差为时, 在图2 (a) (b)中,只要包容实际齿形课差曲线的两条平行线之间的距^|KA&时,该齿形均判合格。
所以当图2 (a), (b)巫叠时,就产生了等效的带形公差带。
齿向任意修形齿轮的连续展成磨削运动轨迹规划何坤;杜彦斌;余凯飞【摘要】齿向修形可有效地减小齿轮的啮合冲击及消除啮合偏载情况,针对齿向任意修形齿轮的精密加工问题,提出了一种连续展成磨削运动轨迹规划方法.首先,结合标准螺旋齿面及齿向修形曲线,通过改变端面廓形的螺旋运动轨迹建立齿向修形齿面模型;接着,考虑左右齿面接触迹高度差,根据双面磨削时实际的左右齿面修形量计算对应的X、y轴附加运动量,再将附加运动叠加至砂轮的标准磨削运动轨迹上,建立齿向修形齿轮连续展成磨削的运动轨迹规划模型;最后,在蜗杆砂轮磨齿机上开发齿向任意修形功能模块,并进行对称齿向修形和任意非对称齿向修形齿轮磨削实验,验证了提出的连续展成磨削运动轨迹规划方法的正确性.【期刊名称】《制造技术与机床》【年(卷),期】2019(000)005【总页数】6页(P81-86)【关键词】连续展成磨削;齿向修形;蜗杆砂轮;轨迹规划【作者】何坤;杜彦斌;余凯飞【作者单位】重庆工商大学制造装备机构设计与控制重庆市重点实验室,重庆400067;重庆工商大学制造装备机构设计与控制重庆市重点实验室,重庆400067;重庆机床(集团)有限责任公司,重庆401336【正文语种】中文【中图分类】TH161齿轮在实际工程应用中,由于存在着制造误差、安装误差和受载变形等因素,齿轮的啮合过程会产生啮入啮出冲击、偏载、振动和噪声等现象。
通过对齿轮的齿向进行修形,可以有效地减小齿轮的啮合冲击,并降低啮合时的偏载情况,从而提高齿轮使用寿命[1-2]。
现阶段几乎所有的高速、重载、低噪的齿轮都需要进行齿向修形。
修形齿轮加工时的刀具运动轨迹规划较标准螺旋齿面更为复杂,需要根据齿向修形后的齿面螺旋线规划刀具的加工运动轨迹,满足齿面的对称齿向修形和任意非对称齿向修形加工需求。
齿向修形是指沿齿宽方向有意识地微量修整齿面,使实际齿面偏离理论齿面的修形方法。
Walker[3]针对齿轮接触状态下的应力集中问题,率先提出对直齿轮进行齿向修形,以此改善其接触特性并提高齿轮的承载能力。
齿轮类零件冷加工工艺探究摘要:本文立足生产实际对汽车变速箱用渐开线齿轮类零件的冷加工工艺进行深入阐述,总结齿轮类零件在机械加工中遭遇的疑难问题,并提出行之有效的解决方案,达到既提高产品品质又提高生产效率的目的。
关键词:齿圈径向跳动fr、齿廓总公差fα、螺旋线总公差fβ、齿距累积总公差fp中图分类号:g721概述齿轮作为零部件在汽车、船舶、工程机械等领域的变速箱中充当着传递动力与运动的作用,齿轮的加工精度直接影响着装备的传动平稳性极其噪音的高低。
目前,国内外对于汽车变速箱齿轮类零件的齿部加工多采用热处理前先滚齿加工后剃齿加工,热后不加工或热处理前滚齿加工热处理后磨齿加工的加工工艺。
本文着重对前一种工艺展开探究。
连轴齿轮加工工艺要求以齿坯的两中心孔作为定位、夹紧基准面。
先经过两端面铣削、两中心孔钻削及坯料外圆、端面车削加工,以获得齿部加工所需的定位基准。
两顶尖孔定位,即在机床上用顶尖顶住轴的两中心孔,特点是,基准重合,定位精度高,对机床两顶尖中心线同轴度要求较高,适用于批量生产。
滚齿是齿形加工中应用最广泛的一种加工方法,是展成法的一种,也叫滚切法。
根据展成法原理,滚齿加工是利用齿轮齿条啮合原理。
一对渐开线齿轮,其轮齿作啮合运动时,两齿轮保持恒定的传动比,即两齿轮的节圆相切且作纯滚动,如图2所示。
若其中一个齿轮为刀具,切削刃与毛坯上的齿形仍在啮合线上逐点啮合,从而切出渐开线齿形。
滚齿工序加工刀具称为滚刀。
在加工齿轮时,只要滚刀的模数和压力角与被加工齿轮工艺要求的模数和压力角相同就可以。
滚齿工序工艺要求得到的参数有齿数、模数、压力角、螺旋角、渐开线最大曲率半径、渐开线最小曲率半径、齿全高;要求保证的精度有跨棒距m、齿圈径向跳动fr、公法线长度变动公差fw、齿廓总公差fα、螺旋线总公差fβ、齿距累积总公差fp、单齿累积总偏差fpt、齿面粗糙度。
在实际加工中由于种种原因导致工件的某项或某几项精度不符合工艺要求。
论渐开线圆柱齿轮的齿形齿向修形问题摘要:本文通过对齿面受力情况并结合齿形齿向的多种修形方法进行分析,找出改善齿面接触状况的因素,同时运用专业软件,根据接触有限元理论和材料力学分析轮齿的变形刚度,从而获得轮齿的修形曲线和最大修形量,并结合实际经验公式,得出一种渐开线高速齿轮齿部修形的设计方法,并应用于工程实际中。
关键词:渐开线圆柱齿轮齿形修形齿向修形齿轮修形技术是高精度齿轮传动设计和制造的关键技术,随着齿轮传动研究和齿轮制造技术水平的提高,为了拓宽渐开线圆柱齿轮的使用范围,开发在重载、高速条件下品质优良的齿轮传动,齿轮修形技术有了很大发展,特别是在国外的重型汽车变速箱齿轮中应用更为广泛。
1 渐开线圆柱齿轮的齿形修形齿形修形是指在一对齿轮轮齿的啮合过程中,为改善两齿轮齿面的接触状态,防止胶合,而把原来的渐开线齿廓在齿顶或接近齿根圆角的部位修去一部分。
其关键之处在于确定修形的三要素:修形长度、修形量和修形曲线。
一般做法有:①沿渐开线相距等于基节的段不修形,啮入端和啮出端修形长度相等,修形量从最大值逐渐变化到零;②同时对两齿的齿顶修形;③对单个齿的齿顶和齿根同时修形,与之匹配的另一个齿不修形。
常用的方式有以下几种:1、齿顶或齿根修形实际使用中,由于齿根修形会降低齿轮的承载能力,而且容易造成根切,除非齿顶采用大修形都不能满足要求,否则尽量不采用。
多数采用两个齿轮同时对齿顶薄修,这样每个齿轮的修形量可以小一些。
2、齿廓倾斜修形与齿顶修形相似,不同的是修形起始点不同,从评价起始点开始进行整个齿廓修形,也称为压力角修形。
但由于其所改变的角度很小,导致加工量不容易控制,不利于加工。
3、齿廓鼓形修形齿廓鼓形修形是指通过修形后使轮齿在齿宽中部鼓起,两边呈对称形状布置,一般这种鼓是按等半径圆弧来设计。
齿轮在传动过程中齿面承受正压力,微观上齿面会产生弹性变形,为保证变形后齿廓曲线更接近渐开线,因此需要对渐开线齿廓进行鼓形修正从而提高传动的平稳性。
齿轮齿部修形技术研究在目前我国机械行业中,齿轮传动仍是使用作广泛的传动形式,它具有速比恒定、承载能力高和传动效率高的优点,但由于不可避免的制造、安装误差的影响(以齿轮基节误差的影响等尤为突出),以及齿轮受力时的变形使齿轮基节产生变化(从动轮基节增大,主动轮基节减小),以至在齿轮传动中产生顶刃啮合现象,可对齿轮进行齿高方向修形,这就时齿轮修缘。
齿轮修缘是提高齿轮传动质量的重要措施之一,尤其对高速齿轮及高速重载齿轮传动更为重要。
二、修形原理1、齿廓修形原理在一对齿的啮合过程中,由于参与啮合的轮齿对数变化引起了啮合刚度变化,在极短的时间内,啮合刚度急剧变化将引起严重的激振,为使啮合刚度变化比较和缓,为减小由于基节误差和受载变形所引起的啮入和啮出冲击,或为了改善齿面润滑状态防止胶合发生,而把原来的渐开线齿廓在齿顶或接近齿根圆角的部位修去一部分,使该处的齿廓不再是渐开线形状,这种措施或方法就是所谓的齿廓修正(齿廓修形)。
2、齿向修形原理齿轮轴或齿轮轮齿受载后会发生弯曲及扭转弹性变形,此外,制造中的齿向误差、箱体轴承座孔的误差和受载后的变形所引起轴线不平行,以及高速齿轮因为离心力引起的变形和温差引起的热变形等,他们都会使齿面负荷沿齿宽方向发生变化,情况严重时造成载荷局部集中,引起高负荷区的齿面破坏或折断。
高速重载齿轮运转时温度较高,热弹变形更使负荷沿齿宽的分布复杂化,特别是小齿轮因转速高,温度高,热变形更为显著,其影响也更大,亦应注意,齿向修形也包括鼓形修形和齿端修形,其目的是相同的。
三、几种齿廓修形工艺方法及修形技术进展1、利用修形滚刀滚齿实现齿廓修形这种方法最为简便,无需调整计算。
只是在精滚齿时采用修形滚刀滚齿,修形滚刀本身修形是靠模法在其制造过程中实现的,修形量由滚刀设计时所采用的修形滚刀标准决定的。
2、利用磨齿机修形机构实现修形磨齿机种类很多,其修形原理也不尽相同。
现针对常用的蝶形双砂轮磨齿机和锥面砂轮磨齿机的修形方法分别介绍。
NO.6841 2 3 4 5 6 7齿轮修形可以极大地提高传动精度,并增加齿轮强度。
广义上的齿轮修形有许多类别(齿端修形、齿顶修形、齿根修形、变位、修改压力角),本文将分享答主在精密传动设计中,关于齿轮修形的心得。
(以下将『输出扭矩波动率小』作为『传动精度高』的唯一指标)1. 齿『端』修形(齿向修形)齿『端』修形是最常见(最容易加工)的修形方式,通常是为了帮助装配,和机械设计中多数倒角的作用是一样的,但其实对传动精度和齿轮强度都有影响。
2. 齿『顶』修形(齿顶高系数)齿『顶』修形是所有修形方式中,对传动精度影响(提高)最大的。
我们希望齿轮啮合线是这的形状:红色是啮合线(理想的)但其实是这样的:红色是啮合线(实际的),啮合线只有一部分是“正确”的因为标准齿形中,齿顶被“削”去了一部分,所以渐开线是不完整的,导致主齿轮的齿顶和副齿轮的齿面(从截面上看)是先由点-线接触,再过渡到线-线接触:上图的放大版如果齿顶少“削”一点(齿顶高系数从1 提高至1.3,相应地,齿根高系数从1.25 提高至1.4),渐开线会变得更完整,啮合线也变得从1.25 提高至1.4、),渐开线会变得更完整,啮合线也变得更接近理想的形状:啮合线“正确部分”变长了、“不正确部分”变短了但并不是“削”得越少,传动精度越高,因为齿顶的材料厚度小、应变大,因此在啮合的过程中,渐开线越靠近齿根的部分,啮合精度越高;渐开线越靠近齿顶的部分,啮合精度越低。
不同场景中(主要影响因素是额定扭矩、齿轮模数、齿数、压力齿轮副参数:基于ISO 53:1998轮廓A 齿形、1 模24 齿、20 度压力角、厚度7 mm、10 Nm 输入扭矩、4775 RPM 输入转速、5 kW 输入功率、齿根高系数1.4、无变位、无其他修形、中心矩公差为0、齿厚公差/背隙/齿距误差为0、无摩擦。
此时扭矩波动仅受材料模量和齿形影响。
若齿顶高系数为1,输出扭矩曲线:若齿顶高系数为1.2:旋转角度(齿轮A)[°]扭矩波动范围为(+0.02,-0.12),波峰在C 点左侧、波谷在C 点右侧若齿顶高系数为1.4:旋转角度(齿轮A)[°]输出扭矩波动范围为(+0.01,-0.1),波谷在C 点左侧、波峰在C 点右侧这个例子是(容许范围内)齿顶高系数越大、传动精度越高。