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1、1 / 11 齿形齿向修形初探 陕西汽车齿轮总厂付治钧 摘要： 随着齿轮传动研究和齿轮制造技术水平的提高，齿轮的修形技术有了很大发展，特别是国外的重 型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，提高了齿轮的承载能力，延长了齿轮的使用寿命，给齿轮生产厂带来了很大的经济 效益。b5E2RGbCAP 目前世界上各齿轮制造厂家，已把齿廓修正数据和图形标注在图纸上，或标注在专门的工艺卡片 上 (c 图 二 所以当图 2 重叠时，就产生了等效的带形公差带。如图3所示。 图 三 当图 3的带形公差带经过变形，或齿顶、齿根修缘等技术要求的限定之后，就变成如
2、图4中所示的 K 形公差带或凸形公差带。jLBHrnAILg 3 / 11 tj从 mcos 主 mcos 从 主 齿根最大修缘起始点为：则 第四步遵循主动轮的基节应略大于被动轮的基节这个总原则，选取适当的齿形。美国伊顿公 司选取主动轮的齿形偏差最大正0.01mm，最小为零。从动轮的齿形偏差最大为零，最小为负 6 / 11 0.01mm 。通常设计齿形图如图六。y6v3ALoS89 从动轮 19552： 为-0.005 0.03）， 为-0.005 0.02）， a1=2.35, c1=2.82 , 齿形公差为 0.015 通过对美国富勒变速箱齿轮齿形K框图的分析，我们认为其设计齿形是以节圆点
3、为凸点的凸形 修形齿，还不算是最完美的设计齿形。下面我们再按凸形设计齿形来作19552从动轮的 K框图，参 数仍不变。M2ub6vSTnP 为-0.0050.03mm）， 图六 图七 注解： CD ：齿轮外径 相当于） Hcp:最高接触点曲率半径 OPP：啮合园 Lcp: 最低接触点曲率半径相当于） 为-0.0050.02mm ），齿形公差为0.015mm 最高接触点：Hcp=+tb=25.336+12.496=37.832mm ） 7 / 11 最低接触点： Lcp=42 .537- 12.496=30.041mm ） 图七结果与美 国富勒变速箱齿轮 的K 框图完全一 样。 主动轮17568
4、 常规 K框图如图8 ；为-0.005- 0.03mm ） 为 -0.005-0.02mm ） ， a1=2.35mm， c1=2.82mm, 齿 形 偏 正0.01mm， 齿 形 公 差 仍 为 0.015mm 。0YujCfmUCw 如果不改变17568 齿轮的参数，再按OPP点为凸点的凸形设计齿形，框图如图9。 W=17.2mm, f2=18.002mm, a2=35.203mm, =24.927mm a为 -0.005 -0.02mm ） ， eUts8ZQVRd f 为-0.005 -0.015mm）Hcp=30.498mm ，Lcp=22.707mm 齿形偏正 0.01mm ，齿形
5、公差仍为0.015mm。 图八 8 / 11 此框图结果与美国富勒变速箱 齿轮的 K框图完全一样。 图九 2.2设计齿向的设计 如图十所示，一对齿轮理想的齿向啮合是在全长方向上接触，但是理想的啮合齿向是难以实 现的。由于齿轮的制造误差及安装中箱体孔的位置度误差，弹性变形等多项因素，图10b）所示 的实际啮合齿向是经常发生的。为了实现齿宽方向上基本均匀受载，提高齿轮承载能力，减少噪 音，特将齿向制成鼓形齿，如图10c），以补偿种种原因产生的啮合误差对啮合质量的影响。 sQsAEJkW5T 设计齿向是确定齿向线的螺旋角修正量及其方向和齿宽方向上的最大、最小鼓形量。螺旋角 的修正量及其方向是很复杂的
6、，仅从理论上还不能完全解决，还需作相应大量的实验。本文结合 伊顿公司的凸形齿向修形来讨论一般鼓形齿向鼓形量的确定。GMsIasNXkA a） b） c） 图十 齿向鼓形量是设计齿向的主要参数之一，其确定方法很多。日本、英国、ISO 标准是给出鼓形量的 计算公式，而美国AGMA标准是直接给出数据，如图11 所示，该图为美国伊顿公司设计凸形齿向 的选用图。TIrRGchYzg 9 / 11 齿宽 英寸） 图十一 目前世界上各国标准给出的形式各不相同，鼓形量的选用尚不统一，说明鼓形量的确定还处 在边应用，边摸索。不管鼓形量的选用大小如何，均可在一定程度改善啮合状况，使相互啮合的 牙齿不发生端啮现象，
7、使其接触点走向齿长的中部，最大限度减少单位齿长上的载荷。7EqZcWLZNX 通常一对齿轮只修正其中的一个齿轮的齿向，对于汽车变速器，一般修正中间轴上的齿轮为 好。如果一个齿轮的齿向修正不能满足使用要求，可在两个齿轮上进行修正。富勒变速器中的齿 轮基本上是全部齿向修形。由于齿向修正量的大小受齿数、齿宽及机床结构等的限制，因此设计 人员应根据具体的加工情况及实际工况确定齿轮的修正量。lzq7IGf02E 齿向鼓形量推荐值见下表，供设计选用 企业名称鼓形量 齿轮手册 苏联OCT3058 54 推荐 日本五十铃公司推荐 中国汽车齿轮行业标准推荐 美国伊顿公司标准 有相关计算公式 0.0125 0.0
8、15 mm 0.010 0.015 mm 0F /2 可由图十一查出 3设计齿形，设计齿向的检验 3.1 设计齿形的检验 3.1.1对设计齿形最通用最方便的检验方法是框图法。实际测量齿形记录曲线时，以齿顶为基 准，将坐标对齐，并上下移动透明K 框图，如果记录曲线完全落入K 图中，则该齿轮符合设计齿 形的要求。注意记录曲线的长度应与框图一样长，即长度放大比一致。如图十二。zvpgeqJ1hk 10 / 11 图十二 3.1.2齿形记录曲线不得有明显凹入，有的设计齿形对凹入量还有特殊要求。如富勒变速器齿 轮则要求在齿廓的最低接触点Lcp）和最高接触点Hcp）之间凹入不得超过0.005mm 。通常还
9、要求 在每 0.1W上齿形偏移量0.5ff。NrpoJac3v1 3.13 齿顶倒棱部分应除外，不参加齿形的考核评定。 图十三 3.14 计算机编程检测法，该方法是将各种齿轮零件的设计齿形K 框图输入到计算机中， 随用随取。检测时，只需按被测零件号调出程序，其测量结果就会按指定的框图进 行评定。目前进口的各种型号的齿轮检测中心均有此功能。1nowfTG4KI 3.2 设计齿向的检验 3.2.1通常齿向曲线应在齿高中部进行测量。 3.2.2两端 10% 的齿长部分不参予考核。 3.2.3每一品种的设计齿向框图有二张，一张是检验设计齿向纯凸形量，另一张框图是检齿向 是否超差，如图十三。fjnFLDa5Zo 3.2.4齿长两端不允许正顶，中部不允许凹心。 3.2.5采用计算机对凸形齿向进行评定，方法同3.1.4 。 4 结论： 综上所述，我们看出，目前完全依靠各种理论，优化计算得到设计齿形，设计齿向还不能达 到最佳效果。仍需要实践、摸索、修正。但是有一点可以肯定，只要在齿形、齿向上稍下点 11 / 11 工夫，就能得到事半功倍的效果。所以作者仅以此文作一初探，希望在我们自己设计的汽车 变速器中，尽快使用设计齿形，设计齿向，不断实践、修改、完善。使我们的产品质量更上 一层楼，早日打入国际市场。tfnNhnE6e5 申明： 所有资料为本人收集整理，仅限个人学习使用，勿做商业用途。