下面介绍了不同的关于圆柱齿轮的历史案例。
制造扭曲
第一个案例与自动变速器有关。要求检查螺旋齿轮负载下的接触区域和大小。考虑到两个齿轮的主要几何形状和由多体仿真软件计算出的负载量,要求用各种类型的微观形貌测量仪进行载荷作用下的接触分析:
绘制中定义的微观几何,包括齿廓和齿向修形(图4);
图4
由设计和分析软件估计的齿面微观几何形貌,当没有补偿时,由于制造过程增加了不必要的但不可避免的扭曲;
通过磨齿机软件估算对微观几何应用部分补偿方法(图5);
图5
由GMM测量的微观几何形貌参数(图6)。
图6
后两种情况在扭曲方面相当相似,但后者显然更“受到污染”。在这两种情况下,网格都可以从设计和分析软件中以可导入的文件格式进行访问。
在这种情况下,闭环不仅包括能够对测量的微观几何执行LTCA,还包括能够设计,同时考虑到不必要的,但明显存在的制造扭曲。
K型图
第二种情况的历史源于需要有一个灵活的工具来设计和改变k型轮廓,并可以自由地表示公差范围。设计者需要能够检查测量的公差是否仍然可以接受。在这种情况下,技术人员起草了一个豁免条款,并设计了新的k型图的公差面积。
图7
以下是这个闭环循环的步骤:
圆柱齿轮的设计;
●齿轮图纸,具有符合公司规格规定的公差K型外形;
工件的制造和测量;
●如果测量超过设定的限制,LTCA具有新的公差范围;
●在验收时,起草和更新图纸与新的K型图。
图8
图8中所示的工具是一个Excel工作表,它通过COM接口从KISSsoft读取宏和微观几何的参数,并为2D图纸生成K型图文件的DXF文件。
波纹度
第三个案例的特点在于涉及到需要限制轮廓波形(反向弯曲),一些公司将该项要求显示在他们的图纸上。
波纹度的一个可能定义是在渐开线分布方向测量的两个峰与渐开线轮廓之间的距离。波度w仅在间隔至少20的峰中测量接触路径长度的百分比(Lw > 0.2 ga)。最大可接受的波形度可以通过轮廓误差(轮廓形式确定)的一部分来定义。然而,这些参数的公差值尚未标准化。
图9
图10
图11
图12
在这种情况下,闭环包括评估测量的波度对传输误差的影响。然后从GMM导出测量到的轮廓,并导入到设计和分析软件中(图11)。波状效应已经通过加载的整体分析进行了量化(图12)。这种类型的分析可以考虑单个齿或齿轮的每个齿,使用快速GMM以及LTCA软件可以管理每个齿不同的微观几何形状。
然而,在得到测量的轮廓形式GMM之前,第一次尝试在设计过程中考虑波形,通过添加分析公式的轮廓形式ffa的修改(图13)。
图13
蜗轮蜗杆传动
蜗杆齿轮箱的设计(规范)往往缺乏关于蜗轮蜗杆传动的具体信息,因此考虑到负载下的接触模式。关于整体接触区域和面积的建议可以在参考文献中找到,如图14所示。
图14
一般来说,蜗轮是通过扩大蜗杆尺寸,通过将它相对于蜗轮的轴倾斜,可以明显增加中心距离。
不像圆柱齿轮,蜗轮蜗杆微几何调整通常是在研磨过程中获得的,使用特别匹配的刀蜗轮具,再通过滚齿加工形成所需要的齿形。因此,刀具的重新修磨和改变刀具直径也会改变蜗轮的接触模式。
必须遵守这些条件,才能满足相互啮合的必要条件:
一些公司最近采用了蜗轮蜗杆加工闭环工艺,步骤如下:
蜗杆齿轮箱(蜗杆和蜗轮)的设计,提供超大的蜗轮滚刀(图15);
图15
齿面接触区域的数值和图形检查(图16);
图16
生成“滚刀尖直径的|切削中心距背角”表,考虑到滚刀尖直径在再锐化时减小(表2);
表2
在不考虑刀具超大尺寸的情况下导出GMM的网格(数字主机)(图17);
图17
根据列出参数进行加工;
GM上的测量以及与数字主机进行比较(图18)。
图18
在GMM报告中检查的第一个结果是轮齿的厚度(横切面):这使得检查齿轮间隙成为可能。在采用此程序之前,已经进行了单齿面齿轮检查。
图18B显示了该工具达到其使用寿命结束前的蜗轮变化过程。当工具达到蜗杆的尺寸时,接触区域就消失了。
操作员在车间拥有与设计过程中使用的相同的软件,可以生成网格(数字啮合),考虑到切削的刀具的实际尺寸。在这种情况下,图形将不会显示蜗轮,而只显示任何错误。
结论
本文的目的是帮助读者提高斜齿轮、圆锥齿轮和蜗轮的文档编制和性能。闭环是齿轮制造过程中的改进,将设计和生产双向连接。采用它的一个必要条件是意识到规范和验证也必须被连接起来。你不能要求那些你不能保证确定的东西。测量过程必须以一种明确、明确的方式来定义。