齿形齿向修形初探

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1、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，齿轮的修形技术冇了很大发展，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，给齿轮生产厂带來了很大的经济效益。口前世界上各齿轮制造厂家，已把齿綁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(透明胶片图)。检测人员可用该透明胶片対生产制造的齿轮进行检测。本文就结合国外变速箱齿轮的修形，对设计齿形，设计齿向着一初探。关键词：设计齿形，设计

2、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，考虑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。为了防止顶刃啮合，在新齿标屮还明确规定，齿顶和齿根处的齿形误差只允许偏向齿体内。为了避免齿廓修正的齿轮与变位齿轮混淆，渐开线圆柱齿轮精度标准中定名为"设计齿形”。如图1所标。图一设计齿向是要求的实际螺旋角与理论螺旋角有适当的差值，或使齿向各处为不尽相同的螺旋角，以初偿齿轮在全工况下多种原因造成的螺旋有畸变的齿向，实现齿宽均匀受载，提高齿轮承载能力及减小啮合噪声。设计齿向可以是修

3、正的圆柱螺旋线，或其它修形曲线，如图1所示。2、设计齿形、设计齿向的设计2」设计齿形的设计在设计齿形概念使用之前，通常所说的齿形是指标准的渐开线齿形，当齿轮齿丿郭为一理想(即没冇形状或压力角谋羌)渐开线时，实测记录曲线是一条直线，如图2(a)0实际生产中，齿轮的齿形总是有偏差的，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Aff时,在图2(a)(b)屮，只要包容实际齿形谋差1111线的两条平行线之间的距离不超过Aff时，该齿形均判合格。・1,••I.9•JI•••・•.-1•'••i•••JV-...1r'•

4、i•...•■J•A■■a:门;•.•八■r••IJ・•・、•r»；＜［纭••(b)图二所以当图2(a),(b)重叠时,(C)就产牛了等效的带形公差带。如图3所示。齿根修缘等技术要求的限定之后，就变成如图4中所当图3的带形公差带经过变形，或齿顶、设计齿形的步骤:第一步，在对齿形设计之前，首先应计算出齿轮的端面重合度。苏联TOCT3058~54标准推荐:对于肓齿轮当s<1.089,斜齿轮时，不进行修正，高速齿轮修正，低速齿轮不修正。我国齿轮手册也论述道：对于直齿轮，沿啮合线冇一段长度等于一个基节的部分应留下來不作修正，以保证啮合

5、时重合度大于lo另外在“齿轮振动与噪声”一书中还明确阐述了冇关齿形修形问题。在仅冇一对伦齿啮合时（即重合度为1）,不应该进行修缘，这是因为在单齿啮合状态，对渐开线的偏离只会助长振动的发生。当重合度接近2时，修缘末端町在齿面1/3处。由此看出计算出齿轮的端面重合度，并根据重合度人小來确定白己的设计齿形是首要任务。笫二步根据实际需耍，牛产成本人小來选择设计齿形。齿轮可以是一对齿轮的齿顶修缘，与之相配的齿轮不修形。美国伊顿公司富勒变速器的齿轮是全部修缘，均为设计齿形。笫三步确定齿轮的修形量利修形长度。这个可根据有关理论并结合世界各有关厂

6、家成熟经验，采用类比法來确定。通常'齿轮齿顶齿根的修形量人约在0.005—0.025nim之间。太小的修正量由于制造误差的限制，实际意义不大。第四步对主动齿轮，从动齿轮的设计齿形应分别对待。由齿轮的传动原理我们可知，在齿轮啮合过程屮，主动齿轮的啮合一定是从齿根到齿顶，从动齿轮的啮合一定是从齿顶到齿根，而且主动齿轮的棊节应略大于被动齿轮的基节，以防止啮合时出现脱啮现彖，引起的冲击和振动。所以：tj主〉tj从7UT1C0SCC主〉TUllCOSCC从a主〈a从I：式表现在齿轮的齿廓上，则应是主动齿轮齿廓略负，如图5所示。记得在美国伊顿

7、公司总部技术咨询中，美方也确认他们在搞设计齿形修形时，这也是遵循的一个总原则。结合我厂引进产品冇关齿轮的齿形K曲线框图，也不难看出这是齿形修形的总原则。图5所示为主动齿轮，从动齿轮在齿形修形时总趋势。图五最后一步应进行必要的试验，通过各项指标测试，进一步対设计齿形，设计齿向进行修改完善,以求达到最住效果。因为齿轮正确啮合因素很多，如制造i吴差，材料在力的作川卜•的弹性变形，温度影响卜•的畸变等原因，要想仅靠纯理论计算得到设计齿形，设计齿向來对这些因索的影响给予完全补偿是不可能的，因此应不断在实践中探索、总结，仍是完善设计齿形，设计

8、齿向的一个重要手段。下面笔者用一对美国富勒变速箱中的齿轮，（17568主动齿轮，19552从动齿轮），结合上

9、侨所述的皋木设计思想和步骤來进行齿轮设计齿形的初定。齿轮参数：19552从动轮：模数:m=4.233,齿数：Zi=40,压力角：a=20°