CN106481780B - 一种面齿轮修缘高度及修缘量的确定方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种面齿轮修缘高度及修缘量的确定方法，通过对直齿圆柱齿轮与面齿轮在大端啮合线长度的计算，得到啮合重合度值。将啮合重合度值分解为整数部分和尾数部分，提取尾数部分且依据啮合关系图，就可以求出面齿轮修缘高度。设定面齿轮的初始修缘量，根据加载循环后得到的面齿轮齿面齿顶及齿面其它位置啮合磨损颜色调整修形量，历经几次对比加载循环，可以得到一个最佳的修形量作为这种面齿轮今后的修缘量参数。通过对面齿轮修缘高度的计算确定和齿顶修缘量的确定，改善面齿轮啮合条件，为降低面齿轮的啮合噪音打下基础。

Description

一种面齿轮修缘高度及修缘量的确定方法

技术领域

本发明涉及一种面齿轮齿形修缘参数的确定方法，具体可涉及交通、航空航天和能源装备等领域所用面齿轮修缘参数的确定方法。

背景技术

传统的有轴交角的齿轮传动是圆锥齿轮的传动啮合。当圆锥齿轮的轮齿分布在与轴心线垂直的一个平面上时，此圆锥齿轮就变成了面齿轮。与圆锥齿轮相比面齿轮具有高的抗疲劳、抗弯曲强度，高的可靠性等优点……，该面齿轮已小批量生产并应用。在面齿轮的研究与应用过程中为了得到更低的面齿轮啮合噪音，进行了轮齿啮合过程的研究，面齿轮与直齿圆柱轮啮合时端面重叠系数不是恒定的，依据不同的面齿轮与圆柱齿轮参数其端面重叠系数会在1~2（1对轮齿~2对轮齿啮合）、2~3（2对轮齿~3对轮齿啮合）或3~4（3对轮齿~4对轮齿啮合）之间变化，在齿轮加载啮合时齿轮轮齿受力情况就会由于重叠系数的变化（承载的轮齿数目变化）而变化，进一步分析轮齿在齿顶啮合时重叠系数最大，在节圆啮合时重叠系数最小，所以轮齿在节圆位置受力最大所产生的压变形量就最大，轮齿在齿顶位置受力最小变形量就最小。相当于轮齿齿面的齿顶部位齿厚方向微量厚了一点，轮齿齿顶在进入啮合时产生啮合干涉，就产生了面齿轮的啮入噪声，要避免这种啮入噪声，需要对面齿轮靠近齿顶的齿面进行减薄修缘，面齿轮修缘高度是依据面齿轮重合系数变化临界点作为修缘高度的起始点，齿顶齿面的修缘量为最大。

修缘量值的确定方法，加工齿顶不同修磨量的面齿轮在装配后额定加载运行下齿面顶部、中部、根部颜色基本一致（没有齿面齿顶处光亮的异常磨损现象）的齿形修磨量作为齿顶最大修缘量，依据修缘起始点、齿面的齿顶部最大修缘量、面齿轮的原始齿轮参数，建立计算模型方程。由于有了面齿轮的原始齿形参数和修缘齿形参数、可作为今后数控精磨面齿轮不同部位齿形的依据，通过对面齿轮修缘高度的计算确定和齿顶修缘量的确定、为降低面齿轮的啮合噪音打下基础。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于如何确定面齿轮修缘高度和修缘量的值，为解决此问题提出了具体方法。

本发明所解决的技术问题可以采用如下技术方案来实现：在确定面齿轮修缘高度和修缘量之前，需在计算机上将面齿轮的齿形进行定位；而针对齿形在计算机上定位的问题，可由圆柱直齿轮的有关参数（齿数、模数、压力角、齿顶圆直径、齿根圆直径、分圆法向弧齿厚）与配对的面齿轮相关参数（齿数、模数、压力角、齿全高、齿顶高、大端外圆分圆弧齿厚）以及两齿轮的安装中心距来解决。

（一）、所述面齿轮修缘高度的计算方法：

面齿轮大端外圆的一个齿形相当于将一根直齿条进行360°环形弯曲而形成的齿形，那么当圆柱直齿轮与靠近面齿轮大端外圆时，则可近似为直齿圆柱齿轮与直齿条的啮合。依据圆柱齿轮的啮合线长度进行两齿轮啮合重合度计算，重合度值包括整数部分和尾数部分，将尾数部分的一半换算成面齿轮轮齿顶部至下面的距离就是我们所求的面齿轮修缘高度。

（二）、所述面齿轮修缘量的计算方法：

轮齿在加载情况下将发生变形，对于已修缘的面齿轮可用齿廓面接触痕迹均匀得出齿顶上修缘量值。

附图说明

图1：配对齿轮装配啮合位置示意图，1-圆柱直齿轮，2-面齿轮。

图2：齿形啮合放大示意图。

图3：圆柱直齿轮主视图。

图4：圆柱直齿轮左视图。

图5：面齿轮主视图。

图6：面齿轮俯视图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合图示与具体实施例，进一步阐述本发明。

(一)齿形在计算机上定位

已知：圆柱直齿轮（1）、面齿轮（2）配对，圆柱直齿轮（1）参数：齿数（Z1）、模数（mn）、压力角（α）、齿顶圆直径（da1）、齿根圆直径（di1）、分圆法向弧齿厚（Sn1），面齿轮（2）参数：齿数（Z2）、模数（mn）、压力角（α）、齿全高（H）、齿顶高（ha）、大端外圆分圆弧齿厚（Sn2），两齿轮的安装中心距（A），就可以在计算机上定位一对齿轮的形状及配合位置（图1）。

（二）面齿轮修缘高度的计算方法

面齿轮（2）大端外圆的一个齿形相当于将一根直齿条进行360°环形弯曲而形成的齿形，作圆柱直齿轮（1）与靠近面齿轮（2）大端外圆的啮合示意图（图2），近似 作为直齿圆柱齿轮与直齿条的啮合，依据圆柱齿轮的啮合线长度L进行两齿轮啮合重合度ε计算，重合度ε值包括整数（zs）部分和尾数（ws）部分，将尾数部分的一半换算成面齿轮轮齿顶部至下面的距离就是我们所求的面齿轮修缘高度（图3）；

直齿轮（1）与面齿轮（2）的啮合线长度：

圆柱直齿轮（1）与面齿轮（2）啮合重合度ε的计算:

重合度ε值由整数（zs）部分和尾数（ws）部分组成，取尾数（ws）部分的一半进行修缘高度Hxy的计算：

面齿轮齿廓线是在以面齿轮定位面为基准的一个平面上平行移动，从（图3）可以看出：

在△SJX中: 。

（三）面齿轮齿顶上修缘量方法：

在加载情况下，轮齿将发生变形，对于已修缘的面齿轮可用齿廓面接触痕迹均匀得出齿顶上修缘量xyl值，如齿顶齿廓面上磨损光亮，运转时噪音偏大，则修缘量偏小，需加大0.01~0.015mm，加载运转后对齿廓面判断，如上经过0~4次上述过程就可以得到该种参数的修形量。

首先在面齿轮成型加工时初始设定xyl1=0.006mn，加工后对面齿轮加载循环后观察轮齿齿廓面接触痕迹情况。如接触痕迹均匀，则得出该种参数的修形量=0.006mn。

如接触痕迹不均匀，则调整面齿轮齿顶的修形量xyl2= xyl1+0.01~0.015，加工后对面齿轮加载循环后观察轮齿齿廓面接触痕迹情况。如接触痕迹均匀，则得出该种参数的修形量=0.006mn+0.01~0.015。

如接触痕迹不均匀，则调整面齿轮齿顶的修形量xyl3= xyl2+0.01~0.015，加工后对面齿轮加载循环后观察轮齿齿廓面接触痕迹情况。如接触痕迹均匀，则得出该种参数的修形量=0.006mn+0.02~0.03。

如接触痕迹仍不均匀，重复上面的过程0~4次得出对于该种齿轮参数合理的修缘量xyl值。

本发明并不限于上述实施方式，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨和原则的前提下做出各种变化。

Claims (1)

1.一种面齿轮修缘高度及修缘量的确定方法，面齿轮与直齿圆柱齿轮相啮合，其特征在于，通过对直齿圆柱齿轮与面齿轮在大端啮合线长度的计算，得到啮合重合度值；

将啮合重合度值分解为整数部分和尾数部分，将尾数部分的一半换算成面齿轮轮齿顶部至下面的距离，即为面齿轮修缘高度；

设定面齿轮的初始修缘量，加工后对面齿轮加载循环后观察轮齿齿廓面接触痕迹情况调整修形量；经过多次对比加载循环，得到一个最佳的修形量作为所述面齿轮的修缘量参数。