圆柱齿轮螺旋线测量方案探讨

吕敬杰，刘万利，罗阳

（陕西法士特齿轮有限责任公司，陕西 宝鸡 722409）

引言

随着变速箱设计理念的不断变化，产品结构发生了很大的变化，越来越多的产品在齿一端或两端都加工或焊接有接合齿圈，由于接合齿圈的影响，使齿部精度特别是螺旋线（即齿向或导程）测量自动寻齿时上端或下端易发生干涉而无法寻找到齿端边界，从而不能准确定位螺旋线的评定范围边界，给齿部精度螺旋线测量评定结果带来不确定因素，造成对齿部精测质量的误判。此类产品的在我公司比重逐年上升，现在占装箱齿轮产品的40%，所以对此类产品齿部精度质量控制的上升到非常重要的地位。本文针对我公司带有接合齿圈的齿轮类产品测量时螺旋线评定范围边界准确定位进行分析探讨，并给出有效测量解决方案。

1 问题的提出

我公司变速器中的部分齿轮产品加工或焊接有接合齿圈，产品结构如右图中图1所示，在螺旋线测量时测头与测杆由于下端的接合齿圈影响，向下寻齿时会发生干涉，而无法完成下端边界的寻齿过程，同时在测量螺旋线时也同样因为此原因齿向下段将有一部分测量不到，这样就将造成实际测量长度要比实际齿宽要小，减小的量要受测量时使用的测头、测杆及产品自身结构的影响而发生改变，不同产品受影响的程度不同，减小的量也不同。

图1 产品结构

我公司现在所生产的齿轮产品大多数都在螺旋线上有修形的鼓形量要求，即轮齿的鼓度Cβ，在下图2中未修形的齿面的螺旋线迹线是用一条直线表示，而鼓形齿的齿面其相应的迹线是弓形曲线，在图2中鼓形齿齿面的设计螺旋线线和平均螺旋线线通常是抛物线。

图2 轮齿的鼓度

图3 鼓形量示意图

图4 鼓形量

2 解决方案

针对上述问题，在MM齿轮测机上测量轮齿某一端或两端有干涉的齿轮时对测量参数的设定和评定方法作如下改变：

2.1 测量位置寻齿方法的改变

MM齿轮测机上测量轮齿某一端或两端有干涉时不能采用上下自动寻找轮齿端面边界，所以要采用测量机的轴向参考功能，使用一个轴向端面或轮齿的某一个端面作为轴向参考基面来定位轮齿的轴向位置。

2.2 测量长度的改变

测量度应当在轮齿齿宽长度上减去测量时可能发生干涉的长度，用下面公式进行计算：

（式中：LA为避免干涉齿宽减少量；LB为齿宽实际测量长度；B为齿宽理论设计长度；D为测针最大直径；J为安全间隙）。

2.3 评定结果的处理

首先是评定范围的确定，在确定评定范围时必须确保实际评定范围的中心线要与轮齿理论评定中心线重合，在此基础上使在理论轮齿齿宽中间的80%范围内尽可能取取大值。计算方法如下：

（式中：L0为评定时理论齿宽减少量；LS为相对于测量起点的起评点；LE——为相对于测量起点的终评点）

当 LS＜0 时说明实际评定范围要比理论评定范围小所以对应的所评定公差要求应当适当的按比例缩小。

3 效果实例

图5 是螺旋线测量方案调整前测量结果

图6 是螺旋线测量方案调整后测量结果

通过上述测量方案，提高了齿部精度测量得可靠性，对产品质量控制起到了关键作用，彻底解决了我公司现生产的在一端接合齿圈的产品的测量问题；如图5和图6为我公司产品15621125的采用上述方法和常规测量的对比测量结果，常规方法会造成螺旋线倾斜偏差-0.0195mm，超差严重，对产品符合性评价及工艺改进产生负面影响，而采用改进后的测量方法消除了异常因素，改进效果非常明显，提高了测量准确性。