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圆弧圆柱齿轮与弧齿锥齿轮加工质量检测方法的研究

2013年第·1期

太原城市职业技术学院学报

Journal of TaiYuan Urban Vocational college

总第138期

Jan2013

[摘要]齿轮的加工质量检测方法主要是从加工精度(尺寸精度、形状精度、位置精度)与表面质量(表

面粗糙度、表面加工硬化程度、残余应力)两方面进行考虑。论文就圆弧圆柱齿轮、弧齿锥齿轮的加工质量进行研究,目的在于寻找二者加工质量检测方法之间的区别与联系便于以后的研究。[关键词]加工精度;表面质量;齿距误差[中图分类号]TH132[文献标识码]A[文章编号]1673-0046(2013)1-0170-02

圆弧圆柱齿轮与弧齿锥齿轮加工质量检测方法的研究

曹娟1,陈国阳2

(1.太原城市职业技术学院,山西太原030027;2.山西省电力公司检修分公司,山西太原030032)

齿轮的加工质量检测方法主要是从加工精度与表面质量两方面进行考虑。主要是发掘适用于圆弧圆柱齿轮的加工质量检测方法是否能够适用于弧齿锥齿轮的加工质量检测;反之,适用于弧齿锥齿轮的加工质量检测方法是否适用于圆弧圆柱齿轮的加工质量检测方法。

一、圆弧圆柱齿轮的加工质量检测方法(一)加工精度检测

在圆弧圆柱齿轮加工中,加工误差是造成齿轮基本轮廓位移的主要原因。它直接影响齿轮的啮合传动质量和承载能力。加工现场通常用控制齿根圆直径(或斜径)、凸齿公法线长度、凸齿齿厚和弦齿深极限偏差的方法来间接地控制齿轮基本轮廓的位移量。一般只测量其中一项尺寸的误差来控制加工精度。

1.弦齿厚(法向)和测量弦齿高

轮齿左右齿面上,两条理论接触迹线(空间螺旋线)之间的最短距离,即为法向弦齿厚。测量弦齿厚尺寸用齿厚卡尺。在加工中多用于大模数或大尺寸或宽窄齿宽齿轮的测量(双圆弧圆柱齿轮值测量凸齿弦测量齿厚尺寸)。

2.凸齿公法线长度和测量跨越齿距

对于圆弧圆柱齿轮,一般只测量凸齿公法线长度,要求用公法线卡尺进行测量。

3.弦齿深(法向)

圆弧齿轮的弦齿深直接反映齿廓的径向位置。用弦齿深千分尺进行测量,是常用的测量方法之一。测量时,以齿顶圆柱面和齿面的交线为基准,因此,对弦齿深的计算值要按齿顶圆的实测值进行修正,在加工中多用于大模数或者大尺寸齿轮的测量。

4.奇数齿齿轮的根斜径加工时,测量齿根圆直径是最常用的检测方法。测量时,用带球形的齿根圆千分尺进行测量。当齿数为偶数时,因为齿数对称可直接测量齿根圆直径df。当齿数为奇数时,一种方法是测量齿轮的根顶径。根顶径与齿顶圆的最终加工尺寸有关,实测根顶径要考虑齿顶圆加工误差的影响。另一种方法是测量根斜径。长期以来根斜径的计算都是采用近似计算公式。当齿数较少、螺旋角较大时,计算值与测量值的误差较大。实际上,真正的根斜径应是齿根圆柱面上,两条被测齿底螺旋线之间的

最短距离。

(二)表面质量检测

齿轮表面质量的检测主要是指表面粗糙度的检测。表面粗糙度受设备和刀具的影响较大。一般采用比较法进行检验,即用标准块与被测齿轮齿面表面粗糙度比较,凭目测来评定表面粗糙度等级。此外,也可以用粗糙度测量仪测量。

二、弧齿锥齿轮加工质量检测方法(一)弧齿锥齿轮加工精度检测1.齿距误差的测量

齿距误差包括齿距的偏差、齿距累积误差。齿距偏差影响被测齿轮的轮齿相对回转轴分布的不均匀性,而齿距最大累积误差反映了齿轮传递运动的准确性。齿距误差的测量是在齿宽中部靠近节锥的位置,以齿轮旋转轴为轴心的圆周上测量的。

2.齿圈跳动的测量

齿圈跳动是指位于节锥面上的齿宽中点处齿廓表面相对于齿轮轴线的最大变动量。测量时,采用齿圈跳动测量仪,测头在节锥上与齿面中部接触,且垂直于节锥母线。

3.齿厚的测量

齿厚误差直接影响齿轮中啮合的齿侧间隙。锥齿轮齿厚的测量最常用的是齿厚卡尺,直接测量在给定弦齿高处的弦齿厚。

(二)弧齿锥齿轮表面质量的检测

弧齿锥齿轮表面质量的检测主要是指齿面表面粗糙度的测量。进行表面粗糙度检测时,可以采用粗糙度量块目测比较法,也可用便携式粗糙度度量仪和通用轮廓仪对表面粗糙度进行定量评价。

三、圆弧圆柱齿轮与弧齿锥齿轮的加工质量检测方法比较

1.圆弧圆柱齿轮加工质量检测方法适用于弧齿锥齿轮加工质量的检测。例如,测量齿距与测量齿圈圆跳动。在测量齿距时,由于圆弧圆柱齿轮齿距的测量既不能在分度圆柱上测量,也不能在分度圆附近的圆柱上测量。圆弧齿轮是点接触并沿着螺旋线传动,传动过程中的每一瞬时,两齿廓仅有一点参加接触。该接触点的绝对轨迹与瞬时轴平行的啮合线,相对轨迹即为两齿轮接

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