螺旋锥齿轮VH法研齿技术研究及应用

1.序论

跟着车辆行驶恬静性及处境的转变,对启动桥用锥齿轮副提议了更高的技能请求。为了使齿轮的齿面局有肯定硬度,切齿终了后须要对锥齿轮施行热管教,热管教后,齿面存在肯定的变形,因此须要对热后的锥齿轮施行精加工。锥齿轮的精加工要紧经过研齿来终了,研齿技能被公以为终了锥齿轮副下降噪音的最好设施之一。

此前我公司所用研齿机为格里森临盆的NO.,所用研齿办法为SPC-摆动小轮节锥法,而新进机床行动方法为V-H研齿法。因此对V-H研齿法的行动机理以及机床调动办法施行运用摸索显得相当须要,其余须要把持研齿工序与铣齿、磨刀工序之间的彼此影响规律。

2.SPC研齿法与V-H研齿法研齿行动模子的对照

研齿是一种哄骗研磨的办法来切除极小量金属的进程,这一进程是与齿面相对滑动关联的速率和做使劲来终了。研磨时,在齿面间喷注研磨剂,依托齿面啮合构成的相对滑动,驱策游粒磨料施行切削,如图1所示。

图1研齿宏观机理

依照现有的技能材料,咱们得悉,当前的研齿行动模子能够归为两类:摆动小轮节锥法行动模子和V-H调动法研齿行动模子。摆动小轮节锥法研齿行动模子要紧运用于死板式半自动锥齿轮研齿机上,而数控研齿机基础上都是采纳V-H调动法研齿行动模子。

摆动小轮节锥法(SwingpinionCone-SPC)研齿行动模子因此前的死板式研齿机每每采纳的一种研齿行动模子。

图2SPC研齿行动模子

摆动小轮节锥法研齿行动模子如图所示。为了能够研磨周全齿面,保守的摆动小轮节锥法研齿机床计划了“摆动小轮节锥”附件研齿行动,即自动轮驱策从动轮左正回转的同时,自动轮还在水准面内和睦自动的终了三种关联的附加行动。

(1)自动轮节锥绕其齿宽中点的往来摆动,如图中的A行动。这个摆动行动使得齿面来往区沿齿长方位挪移。“摆动小轮节锥”行动引发工件安设距转变,独自做“摆动小轮节锥”行动会使齿面被研地区构成对角线散布。

(2)为了降服上述被研地区浮现的对角线散布,使其沿节锥母线散布,自动轮节锥在摆动的同时,也做自动轮轴线方位的+H——-H往来行动,如图1中的B行动。沿自动轮轴线方位的行动能够使齿面被研磨地区沿齿高方位挪移,这个挪移能够赔偿因自动轮节锥引发的工件安设距转变,保证齿面被研磨地区处于齿高确实地位。

(3)上述两种行动会引发工件齿侧空隙产生转变。为此,自动轮节锥在做上述两种行动的同时,还做沿从动轮轴线方位的+G-—-G往来行动,如图中的C行动。这个行动能够赔偿工件齿侧空隙,使其在摆至大端、小端以及中点地位时均具备相等的侧隙。

当代数控研齿机基础上都采纳V—H法研齿行动来施行研齿加工。

图3V-H研齿行动模子

如图3所示,V—H法研齿行动与摆动小轮节锥法比拟,削减了一个摆动小轮节锥行动,但却增添了一个笔直偏置行动V。笔直偏置行动V的效用和摆动小轮节锥行动的效用好似,独自做笔直偏置(V)行动,齿面上的来往区将会沿齿长方位挪移,同时也会使齿面来往区浮现对角线散布。为了降服被研磨地区浮现的对角线散布,V/H调动法研齿行动引入了沿小齿轮锥轴线方位的挪移行动,即H方位的挪移行动。独自做H方位的挪移行动会使齿面来往区沿齿高方位挪移。V方位的行动和H方位的行动一同效用,能够使来往区在沿齿长方位挪移时,在齿高方位坚持确实的地位。

V/H调动法研齿行动也要引入把持侧隙的行动G,由于V/H调动法在使齿面来往区挪移的同时,也会使齿面之间的侧隙产生转变,沿大齿轮锥轴线方位的行动G能够保证来往区在齿侧面挪移时,侧隙坚持恒定稳固。

在V/H调动法中,以理论安设地位的转变量为零,HO示意小轮安设距增添,H0示意小轮安设距削减;V0示意齿轮副的偏置增添,V0示意齿轮副的偏置削减;G0示意大轮的安设距增添,G0示意大轮的安设距削减。

3.V、H值的转变对齿轮齿面来往区的影响

在MAN锥齿轮试制进程中,经过在T60机床中对齿轮副的V、H参数施行调动,以及对齿轮副不同齿面来往区转变景况施行归纳,得出以下完毕:

3.1关于自动轮左旋,被迫轮右旋的弧齿锥齿轮副,要使位于大轮正转(启动)齿侧面中点地位的来往区挪移到轮齿的大端地位点,则须要对V、H值同时施行调动,且V值削减,H值增添,也即是削减齿轮副的偏置距,同时增添小齿轮的安设距。

要使位于大轮回转(被迫)齿侧面中点地位的来往区挪移到轮齿的大端地位点,则须要对V、H值同时施行调动,且V值增添,H值也应增添,也即是增添齿轮副的偏置距,同时增添小齿轮的安设距。

若是使该齿面的来往区向相悖方位挪移,则,应转变V、H值的转变方位。即若是将大轮正转(启动)齿侧面中点地位的来往区挪移到轮齿的小端地位点,应V值增大,H值减小。若是将大轮回转(被迫)齿侧面中点地位的来往区挪移到轮齿的小端地位点,应V值减小,H值减小。(图4)

图4自动轮左旋,被迫轮右旋

图5自动轮右旋,被迫轮左旋

3.2关于自动轮右旋,被迫轮左旋的弧齿锥齿轮副,要使位于大轮正转(启动)齿侧面中点地位的来往区挪移到轮齿的大端地位点,则须要对V、H值同时施行调动,且V值增大,H值减小,也即是增大齿轮副的偏置距,同时减小小齿轮的安设距。

要使位于大轮回转(被迫)齿侧面中点地位的来往区挪移到轮齿的大端地位点,则须要对V、H值同时施行调动,且V值减小,H值也应增添,也即是减小齿轮副的偏置距,同时增添小齿轮的安设距。

若是使该齿面的来往区向相悖方位挪移,则,应转变V、H值的转变方位。即若是将大轮正转(启动)齿侧面中点地位的来往区挪移到轮齿的小端地位点,应V值减小,H值增大。若是将大轮回转(被迫)齿侧面中点地位的来往区挪移到轮齿的小端地位点,应V值增大,H值减小。(图5)

这些论断为研齿行动轨迹的计划供给了参考和根据。

4.研齿工艺实际进程

在该项目施行中,采纳MAN启动桥3.36速比锥齿轮副做为实验目标,施行的环节为:

4.1在T60配对反省机上断定来往区位于大端、中央、小端三地位点时的V、H数值。在研齿前经过T60配对反省机,反省纪录齿轮副的齿面来往区情景以及传动过失弧线,并经过对V、H数值的调动,使来往区位于齿面的大端、小端、齿顶及齿根部位,做为研齿机调动数值的参考。

4.2在L60研齿机上,首先输入工件的齿数、模数、外径以及工装高度等参数。其次将配对反省机获得的数值输入,并依照齿面来往区的景况,合适分派各行动阶段的研磨轮回以及研磨光阴。

4.3将研齿后的齿轮副荡涤,窥察齿面来往区转变景况以及齿轮副传动过失的优化,得出论断。

5.研齿成就评估

经过实验,咱们得出以下论断:

5.1若是参数配置公道,研齿对热管教后轮齿变形引发的来往印痕不良或藐小转变具备肯定修削效用:一个是能对来往印痕偏移施行肯定的校正,另一个是能对形态不规矩印痕施行肯定的修削。研齿后的齿面毛糙度较研齿前将有一个显然的晋升,削减因热管教构成的齿面细小变形。依照实习完毕,研齿后的齿面毛糙度能够抵达Ra1.6以上。

图6研齿前齿面来往区形态

研齿后齿面来往区形态

5.2研齿前,齿轮副的传动过失寻常为抛物线型,云云会以致哄骗进程中存在肯定打击,构成与转速关联的的交变载荷。这理论上是一个脉冲(即噪声),它反响了下一齿对在首先来往点处的撞击,这个撞击点即是噪声的要紧根源,影响齿轮副的寿命。

图7齿轮传动过失剖析

研齿时,最高的磨除率产生在撞击的倏得。绝大大都以致齿面噪声的材料在撞击点上,这些材料要紧能够经过研磨进程来撤废。研磨的这类效用要紧体现为在行动过失弧线的顶部浮现平缓部份,而且在行动由前一齿对传送至暂时齿对的进口区构成正弦或三阶的调谐,如图8所示。由于行动弧线在进口区不是稳固的缺少,因此可减小弧线P和A在进口处浮现赶紧或陡峭的交织,换言之,在进口处,弧线A的坡度变为更般配于弧线P的坡度,云云就以致弧线A和弧线P彼此“和睦”,因此,能够减轻撞击,并下降由于撞击所构成的噪声。

图8研齿对齿轮副传动过失的影响

该齿轮副在研齿先后行动过失弧线对例以下:

图9研齿先后齿轮副传动过失弧线

由图中能够看出,,研齿前齿轮副的行动过失弧线包括有较多的高频成份,这些高频成份反响了轮齿表面的毛糙水准较高,使齿轮副运行不安稳。研齿后,齿轮副的行动过失弧线中的高频成份消散了,齿面变得光洁了,齿轮副因此也就可以够更为光滑的转化。

6.论断

6.1V、H法研齿技能与SPC研齿技能在行动的终了方法上有所不同,V、H研齿技能能够获得全齿面研磨,不需繁杂的调动打算,操纵轻便易行。

6.2研齿能肯定水准上消除齿形过失,革新轮齿来往区地位与形态,升高齿面毛糙度,下降齿轮副噪音。

6.3研齿对齿轮副动态机能革新显然,震荡噪声在转速、载荷较宽的范畴内都有下落。这些完毕均收获于研齿进程的修形效用,齿形过失与齿距过失获得均化、减轻,轮齿理论啮合精度升高的原因。

7.参考文件

天津齿轮机床钻研所编译.格利森锥齿轮技能材料译文集(第六分册).死板产业出书社,.8

田小军.弧齿锥齿轮浅易数控加工办法钻研:〔硕士学位论文〕.河南科技大学,

吴锐.数控弧齿锥齿轮研齿机的研齿行动和数控机关钻研:〔硕士学位论文」.河南科技大学,

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