齒輪的加工質(zhì)量檢測(cè)方法主要是從加工精度與表面質(zhì)量?jī)煞矫孢M(jìn)行考慮。主要是發(fā)掘適用于圓弧圓柱齒輪的加工質(zhì)量檢測(cè)方法是否能夠適用于弧齒錐齒輪的加工質(zhì)量檢測(cè);反之,適用于弧齒錐齒輪的加工質(zhì)量檢測(cè)方法是否適用于圓弧圓柱齒輪的加工質(zhì)量檢測(cè)方法。
一、圓弧圓柱齒輪的加工質(zhì)量檢測(cè)方法
(一)加工精度檢測(cè)
在圓弧圓柱齒輪加工中,加工誤差是造成齒輪基本輪廓位移的主要原因。它直接影響齒輪的嚙合傳動(dòng)質(zhì)量和承載能力。加工現(xiàn)場(chǎng)通常用控制齒根圓直徑(或斜徑)、凸齒公法線長(zhǎng)度、凸齒齒厚和弦齒深極限偏差的方法來(lái)間接地控制齒輪基本輪廓的位移量。一般只測(cè)量其中一項(xiàng)尺寸的誤差來(lái)控制加工精度。
1.弦齒厚(法向)和測(cè)量弦齒高
輪齒左右齒面上,兩條理論接觸跡線(空間螺旋線)之間的最短距離,即為法向弦齒厚。測(cè)量弦齒厚尺寸用齒厚卡尺。在加工中多用于大模數(shù)或大尺寸或?qū)捳X寬齒輪的測(cè)量(雙圓弧圓柱齒輪值測(cè)量凸齒弦測(cè)量齒厚尺寸)。
2.凸齒公法線長(zhǎng)度和測(cè)量跨越齒距
對(duì)于圓弧圓柱齒輪,一般只測(cè)量凸齒公法線長(zhǎng)度,要求用公法線卡尺進(jìn)行測(cè)量。
3.弦齒深(法向)
圓弧齒輪的弦齒深直接反映齒廓的徑向位置。用弦齒深千分尺進(jìn)行測(cè)量,是常用的測(cè)量方法之一。測(cè)量時(shí),以齒頂圓柱面和齒面的交線為基準(zhǔn),因此,對(duì)弦齒深的計(jì)算值要按齒頂圓的實(shí)測(cè)值進(jìn)行修正,在加工中多用于大模數(shù)或者大尺寸齒輪的測(cè)量。
4.奇數(shù)齒齒輪的根斜徑
加工時(shí),測(cè)量齒根圓直徑是最常用的檢測(cè)方法。測(cè)量時(shí),用帶球形的齒根圓千分尺進(jìn)行測(cè)量。當(dāng)齒數(shù)為偶數(shù)時(shí),因?yàn)辇X數(shù)對(duì)稱可直接測(cè)量齒根圓直徑df。當(dāng)齒數(shù)為奇數(shù)時(shí),一種方法是測(cè)量齒輪的根頂徑。根頂徑與齒頂圓的最終加工尺寸有關(guān),實(shí)測(cè)根頂徑要考慮齒頂圓加工誤差的影響。另一種方法是測(cè)量根斜徑。長(zhǎng)期以來(lái)根斜徑的計(jì)算都是采用近似計(jì)算公式。當(dāng)齒數(shù)較少、螺旋角較大時(shí),計(jì)算值與測(cè)量值的誤差較大。實(shí)際上,真正的根斜徑應(yīng)是齒根圓柱面上,兩條被測(cè)齒底螺旋線之間的最短距離。
(二)表面質(zhì)量檢測(cè)
齒輪表面質(zhì)量的檢測(cè)主要是指表面粗糙度的檢測(cè)。表面粗糙度受設(shè)備和刀具的影響較大。一般采用比較法進(jìn)行檢驗(yàn),即用標(biāo)準(zhǔn)塊與被測(cè)齒輪齒面表面粗糙度比較,憑目測(cè)來(lái)評(píng)定表面粗糙度等級(jí)。此外,也可以用粗糙度測(cè)量?jī)x測(cè)量。
二、弧齒錐齒輪加工質(zhì)量檢測(cè)方法
(一)弧齒錐齒輪加工精度檢測(cè)
1.齒距誤差的測(cè)量
齒距誤差包括齒距的偏差、齒距累積誤差。齒距偏差影響被測(cè)齒輪的輪齒相對(duì)回轉(zhuǎn)軸分布的不均勻性,而齒距最大累積誤差反映了齒輪傳遞運(yùn)動(dòng)的準(zhǔn)確性。齒距誤差的測(cè)量是在齒寬中部靠近節(jié)錐的位置,以齒輪旋轉(zhuǎn)軸為軸心的圓周上測(cè)量的。
2.齒圈跳動(dòng)的測(cè)量
齒圈跳動(dòng)是指位于節(jié)錐面上的齒寬中點(diǎn)處齒廓表面相對(duì)于齒輪軸線的最大變動(dòng)量。測(cè)量時(shí),采用齒圈跳動(dòng)測(cè)量?jī)x,測(cè)頭在節(jié)錐上與齒面中部接觸,且垂直于節(jié)錐母線。
3.齒厚的測(cè)量
齒厚誤差直接影響齒輪中嚙合的齒側(cè)間隙。錐齒輪齒厚的測(cè)量最常用的是齒厚卡尺,直接測(cè)量在給定弦齒高處的弦齒厚。
(二)弧齒錐齒輪表面質(zhì)量的檢測(cè)
弧齒錐齒輪表面質(zhì)量的檢測(cè)主要是指齒面表面粗糙度的測(cè)量。進(jìn)行表面粗糙度檢測(cè)時(shí),可以采用粗糙度量塊目測(cè)比較法,也可用便攜式粗糙度度量?jī)x和通用輪廓儀對(duì)表面粗糙度進(jìn)行定量評(píng)價(jià)。
三、圓弧圓柱齒輪與弧齒錐齒輪的加工質(zhì)量檢測(cè)方法比較
1. 圓弧圓柱齒輪加工質(zhì)量檢測(cè)方法適用于弧齒錐齒輪加工質(zhì)量的檢測(cè)。例如,測(cè)量齒距與測(cè)量齒圈圓跳動(dòng)。在測(cè)量齒距時(shí),由于圓弧圓柱齒輪齒距的測(cè)量既不能在分度圓柱上測(cè)量,也不能在分度圓附近的圓柱上測(cè)量。圓弧齒輪是點(diǎn)接觸并沿著螺旋線傳動(dòng),傳動(dòng)過(guò)程中的每一瞬時(shí),兩齒廓僅有一點(diǎn)參加接觸。該接觸點(diǎn)的絕對(duì)軌跡與瞬時(shí)軸平行的嚙合線,相對(duì)軌跡即為兩齒輪接觸圓柱上的接觸線。因此,在測(cè)量圓弧圓柱齒輪的齒距偏差時(shí),應(yīng)當(dāng)是在接觸圓柱母線上測(cè)量。而弧齒錐齒輪可以采用與之相同的方法。在測(cè)量齒圈跳動(dòng)時(shí),也可以選用與圓弧圓柱齒輪相同的齒圈跳動(dòng)測(cè)量?jī)x器和方法。
2. 圓弧圓柱齒輪加工質(zhì)量檢測(cè)時(shí)卻不能采用弧齒錐齒輪加工質(zhì)量檢測(cè)方法。這主要是由以下的因素影響的:
(1)根切現(xiàn)象的影響。圓弧圓柱齒輪在嚙合過(guò)程中不會(huì)出現(xiàn)根切的現(xiàn)象,而弧齒錐齒輪在嚙合中會(huì)出現(xiàn)根切,一般弧齒錐齒輪的最少齒數(shù)是13。
(2)螺旋角的影響。圓弧圓柱齒輪對(duì)螺旋角的誤差很敏感,它直接影響瞬時(shí)角速度比的變化。也會(huì)影響齒距誤差,所以要求螺旋角誤差盡可能小。這是由于螺旋角在齒面相對(duì)曲率半徑中起主要作用,直接影響齒面瞬時(shí)接觸跡寬度,增大螺旋角,則接觸跡寬度減小,每個(gè)接觸跡上的應(yīng)力增大,對(duì)齒面接觸強(qiáng)度不利,但是當(dāng)齒寬一定時(shí),選擇用螺旋角可以增大縱向重合度,從而增加接觸跡數(shù)目,每個(gè)接觸跡上分擔(dān)的載荷會(huì)減小,能改善齒面接觸強(qiáng)度。并且增大螺旋角對(duì)提高齒輪抗彎強(qiáng)度有利。對(duì)于弧齒錐齒輪而言,螺旋角越大傳動(dòng)越平穩(wěn),但是與之相應(yīng)的軸向力也越大。由于弧齒錐齒輪齒面節(jié)線上每點(diǎn)螺旋角都不一樣,離齒面節(jié)線中點(diǎn)愈遠(yuǎn),誤差越大。因此,適用于弧齒錐齒輪的加工質(zhì)量檢測(cè)方法并不能夠適用于弧齒錐齒輪的加工質(zhì)量檢測(cè)。
由上文可以得知,圓弧圓柱齒輪加工質(zhì)量檢測(cè)方法適用于弧齒錐齒輪加工質(zhì)量的檢測(cè)。但是,圓弧圓柱齒輪加工質(zhì)量檢測(cè)時(shí)卻不能采用弧齒錐齒輪加工質(zhì)量檢測(cè)方法,其主要的影響因素包括根切現(xiàn)象的影響、螺旋角的影響。
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