双联齿轮半精锻件齿廓的CAD设计
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肖景容 精密模锻 吕炎 锻造工艺学 夏巨椹 闭式模锻
北京 : 机械工业出版社 , 1995 北京 : 机械工业出版社 , 1995 北京 : 机械工业出版社 , 1993
4
吴继泽 齿根过渡曲线与齿根应力 北京 : 国防工业出版社 , 1989
i-
i - 1)
( hi + h i- 1 ) / 2]
齿轮参数表
齿轮 A B 模数 m( mm) 5 6 齿数 ( 个 ) 28 15 压力角 ( ) 20 20 径向变位数 + 0. 935 + 3. 067
径为 C 1, 圆心 O 1 ( a 1 , b 1 ) 在轮齿对称线 ( ∀轴 ) 上; 圆弧 L 3 半径为 C 3 , 圆心 O3 ( a 3 , b 3 ) 在齿 槽中心线上。于 是, 有如下关系 a 1= 0 b 1= r a + t 1 - c 1 a 3 = ( rf + t3 + c3 ) sin( # / Z)
2
对以上各段曲线建 立数学模型, 进行计算 机编程, 采用人机对话 方式, 键盘修改齿轮参 数和锻件齿形参数, 以 插齿 切 削量 的 多少 作 为评 判 锻件 齿 形设 计 方案优劣的依据, 反复 修改锻件齿形参数, 获 得最佳齿形尺寸, 并输 出毛 坯 尺寸 和 插齿 切 削量。程 序 框 图 见 图 3, 终锻件图见图 4。
后, 轮齿 B 粗插齿量仅 为原 工艺 的 1/ 3, 坯料 重量由原来的 9. 3kg 降 到8 1kg, 材料利用率由 52 4% 提高到 60 0% , 经济效果。
图3 程序框图
d2 12d 2
4 d 2d 0
零件的工艺成本可Baidu Nhomakorabea少 13 31 元。取得了较好的技术
( b 0 - b 3 ) ( b 23 - b 3 ) ( a 0- a 3) 直线 L 2 的方程为 ∀ = k + b 式中 2 2 b 12 - b 23 , b = b 12- ka 12 a 12 - a 23 齿面最小加工余量计算 k= 齿轮齿廓与锻件齿形轮廓曲线的垂直距离为齿面 加工余量。设点 u (
图1 双联齿轮零件简图
形。如 图 2 ! 圆 弧 ∀ 直线 ∀ 圆弧# 型齿形 的轮廓曲线是 由圆弧 L 1 、 L 3 及它们的内公 切线 L 2 构成 , 在齿轮中心建 立坐标系 !∀ , 设圆弧 L 1 半
图2 齿形曲线图
1
双联齿轮半精锻工艺方案
双联齿轮半精锻是在其他部位仍采用常规模锻工 艺的同时 , 小端齿轮精密模锻出齿面只带精插加工余 量的齿形的锻造方法。因只是锻出部分齿形 , 故称为 半精锻。
∃ 35 ∃
工艺与检测 Technology
and Test
b 3= ( rf + t 3 + c 3) cos( #/ Z) 式中 t 1、 t 3 ∀ ∀ ∀ 锻件的齿顶和齿根处最大加工余量, mm Z、 ra 、 rf ∀ ∀ ∀ 齿轮参数 直线 L 2 的方程及其与它们的切点 P 1 ( a 12 , b 12 ) 和 P 2 ( a 23 , b 23 ) 的坐标如下 : 设 P 0 ( a 0, b 0 ) 是 o 1 o 3 与 p 1 p 2 连线的交点, 由 Rt ∃o 1 p 1 p 0 、 Rt ∃o 3 p 2 p 0 得 c1 ( a - a 1) c1 + c3 3 c1 b 0= b 1 + ( b - b1 ) c1 + c 3 3 由于 o 1 p 1 % p 1 p 2 , 且 p 1 在 L 1 上 , 于是切点 p 1 的 a 0= a 1+ 坐标为 b 12 = b 1 a 12 = a 1 + 式中 d 1d2 12d 2 c2 1 - ( b 0 - b 1 ) ( b 12 - b 1 ) ( a 0- a 1)
汽车变速箱中的双联齿轮( 图 1, 参数见下表) , 其 小端齿常规采用插齿加工, 生产效率低。为解决这一 难题 , 提出通过半精锻造出一部分齿, 来减少插齿加工 量, 提高生产效率。
2
精锻件齿形的 CAD
确定半精锻终锻图非常重要, 它直接关系到锻件 最终成形情况及模具寿命。锻件的其他部分采用常规 的设计方法, 而在精锻轮齿部 ( 即 B 轮齿部 ) 采用计算 机辅助设计( CAD) 方法。 2 1 小端齿轮半精锻件齿形 CAD 因为精锻件齿形轮廓越简单, 越光滑, 就越容易成 形, 并且模具寿命越高, 因此 将精 锻件 齿 形轮 廓 简化 为 ! 圆 弧 ∀ 直 线 ∀ 圆 弧# 型 齿
u,
∀ u ) 是齿轮齿廓曲线上一点 , 则 1+ k 2 ,
点 u 到直线 L 2 的距离为 : d = | ∀ u- k u- b| / 其中最小值即为齿面最小加工余量。 2 3 横截面积计算 齿槽中心线方程为 ∀ = tg( #/ 2- #/ Z)
图4
终锻件图
参
1 2 3
i
考
文
献
采用定积分原理计算 , 齿槽中心线与锻件齿形轮 廓曲线围成的封闭图形的面积为 hi = ∀ / 2- #/ Z) i - tg( # s i = i= &1[ (
4 d 2d 0
3
技术经济分析
双联 齿轮 半 精锻
d 2 = ( b 0 - b 1 ) + ( a 0+ a 1) d 1= - 2 c 2 1 ( b0 - b1 ) d 0 = c 1- c1 ( a 0 - a 1 ) 同理切点 p 2 的坐标为 b 23 = b 3 + a 23 = a 3 d 12 c3 4 2 2
作者 : 郜树平, 山西大同新开北路 81 号 , 大同齿轮 集团有限责任公司工程制造部 , 邮编: 037006 ( 编辑 周富荣 ) ( 收修改稿日期: 2001- 01制造技术与机床 2001 年第 12 期 05)
∃ 36 ∃
Technology and Test 工艺与检测
双联齿轮半精锻件齿廓的 CAD 设计
CAD Technology for Tooth Profile of Semi_Precision Forgings of Duplicate Gears
郜树平
( 山西省大同齿轮集团有限责任公司 ) 关键词: 双联齿轮 半精锻 齿形曲线 CAD 设计 模锻斜度为 1 , 半精锻轮 齿 B, 轮齿齿顶径向余量为 2mm, 模锻斜度为 3 , 允许 2 45 的充不满, 分模面选 在具有最大投影面积的截面上。
半精锻锻件工艺要求为 : 高度方向的单边加工余 量 为 2mm, 轮齿A 不锻出 , 径向单边加工余量为2mm, ( 2) 热处理后需研磨两端中心孔后方可磨削。 ( 3) 千分表( 百分表) 与心轴触表面一定要垂直 , 以 免造成检测误差。 ( 4) 所有测量过程中应消除设备螺母间隙 , 保证测 量的正确性。 ( 5) 校表时, 两顶针对顶心轴不可太紧或松动。 ( 6) 首加工件须与配合件或锥度环塞规涂色磨合,
制造技术与机床 2001 年第 12 期
验正准确性。 采用上述心轴校准角度, 不仅精度高, 还可有效地 提高锥面配合精度。 第一作者: 鲍际辉, 安徽省黄山市徽州区徽州西路 55 号, 邮编 : 245061, 电话: ( 0559) 3511635 ( 编辑 周富荣)
( 收修改稿日期 : 2001- 03- 24)
肖景容 精密模锻 吕炎 锻造工艺学 夏巨椹 闭式模锻
北京 : 机械工业出版社 , 1995 北京 : 机械工业出版社 , 1995 北京 : 机械工业出版社 , 1993
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吴继泽 齿根过渡曲线与齿根应力 北京 : 国防工业出版社 , 1989
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i - 1)
( hi + h i- 1 ) / 2]
齿轮参数表
齿轮 A B 模数 m( mm) 5 6 齿数 ( 个 ) 28 15 压力角 ( ) 20 20 径向变位数 + 0. 935 + 3. 067
径为 C 1, 圆心 O 1 ( a 1 , b 1 ) 在轮齿对称线 ( ∀轴 ) 上; 圆弧 L 3 半径为 C 3 , 圆心 O3 ( a 3 , b 3 ) 在齿 槽中心线上。于 是, 有如下关系 a 1= 0 b 1= r a + t 1 - c 1 a 3 = ( rf + t3 + c3 ) sin( # / Z)
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对以上各段曲线建 立数学模型, 进行计算 机编程, 采用人机对话 方式, 键盘修改齿轮参 数和锻件齿形参数, 以 插齿 切 削量 的 多少 作 为评 判 锻件 齿 形设 计 方案优劣的依据, 反复 修改锻件齿形参数, 获 得最佳齿形尺寸, 并输 出毛 坯 尺寸 和 插齿 切 削量。程 序 框 图 见 图 3, 终锻件图见图 4。
后, 轮齿 B 粗插齿量仅 为原 工艺 的 1/ 3, 坯料 重量由原来的 9. 3kg 降 到8 1kg, 材料利用率由 52 4% 提高到 60 0% , 经济效果。
图3 程序框图
d2 12d 2
4 d 2d 0
零件的工艺成本可Baidu Nhomakorabea少 13 31 元。取得了较好的技术
( b 0 - b 3 ) ( b 23 - b 3 ) ( a 0- a 3) 直线 L 2 的方程为 ∀ = k + b 式中 2 2 b 12 - b 23 , b = b 12- ka 12 a 12 - a 23 齿面最小加工余量计算 k= 齿轮齿廓与锻件齿形轮廓曲线的垂直距离为齿面 加工余量。设点 u (
图1 双联齿轮零件简图
形。如 图 2 ! 圆 弧 ∀ 直线 ∀ 圆弧# 型齿形 的轮廓曲线是 由圆弧 L 1 、 L 3 及它们的内公 切线 L 2 构成 , 在齿轮中心建 立坐标系 !∀ , 设圆弧 L 1 半
图2 齿形曲线图
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双联齿轮半精锻工艺方案
双联齿轮半精锻是在其他部位仍采用常规模锻工 艺的同时 , 小端齿轮精密模锻出齿面只带精插加工余 量的齿形的锻造方法。因只是锻出部分齿形 , 故称为 半精锻。
∃ 35 ∃
工艺与检测 Technology
and Test
b 3= ( rf + t 3 + c 3) cos( #/ Z) 式中 t 1、 t 3 ∀ ∀ ∀ 锻件的齿顶和齿根处最大加工余量, mm Z、 ra 、 rf ∀ ∀ ∀ 齿轮参数 直线 L 2 的方程及其与它们的切点 P 1 ( a 12 , b 12 ) 和 P 2 ( a 23 , b 23 ) 的坐标如下 : 设 P 0 ( a 0, b 0 ) 是 o 1 o 3 与 p 1 p 2 连线的交点, 由 Rt ∃o 1 p 1 p 0 、 Rt ∃o 3 p 2 p 0 得 c1 ( a - a 1) c1 + c3 3 c1 b 0= b 1 + ( b - b1 ) c1 + c 3 3 由于 o 1 p 1 % p 1 p 2 , 且 p 1 在 L 1 上 , 于是切点 p 1 的 a 0= a 1+ 坐标为 b 12 = b 1 a 12 = a 1 + 式中 d 1d2 12d 2 c2 1 - ( b 0 - b 1 ) ( b 12 - b 1 ) ( a 0- a 1)
汽车变速箱中的双联齿轮( 图 1, 参数见下表) , 其 小端齿常规采用插齿加工, 生产效率低。为解决这一 难题 , 提出通过半精锻造出一部分齿, 来减少插齿加工 量, 提高生产效率。
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精锻件齿形的 CAD
确定半精锻终锻图非常重要, 它直接关系到锻件 最终成形情况及模具寿命。锻件的其他部分采用常规 的设计方法, 而在精锻轮齿部 ( 即 B 轮齿部 ) 采用计算 机辅助设计( CAD) 方法。 2 1 小端齿轮半精锻件齿形 CAD 因为精锻件齿形轮廓越简单, 越光滑, 就越容易成 形, 并且模具寿命越高, 因此 将精 锻件 齿 形轮 廓 简化 为 ! 圆 弧 ∀ 直 线 ∀ 圆 弧# 型 齿
u,
∀ u ) 是齿轮齿廓曲线上一点 , 则 1+ k 2 ,
点 u 到直线 L 2 的距离为 : d = | ∀ u- k u- b| / 其中最小值即为齿面最小加工余量。 2 3 横截面积计算 齿槽中心线方程为 ∀ = tg( #/ 2- #/ Z)
图4
终锻件图
参
1 2 3
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考
文
献
采用定积分原理计算 , 齿槽中心线与锻件齿形轮 廓曲线围成的封闭图形的面积为 hi = ∀ / 2- #/ Z) i - tg( # s i = i= &1[ (
4 d 2d 0
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技术经济分析
双联 齿轮 半 精锻
d 2 = ( b 0 - b 1 ) + ( a 0+ a 1) d 1= - 2 c 2 1 ( b0 - b1 ) d 0 = c 1- c1 ( a 0 - a 1 ) 同理切点 p 2 的坐标为 b 23 = b 3 + a 23 = a 3 d 12 c3 4 2 2
作者 : 郜树平, 山西大同新开北路 81 号 , 大同齿轮 集团有限责任公司工程制造部 , 邮编: 037006 ( 编辑 周富荣 ) ( 收修改稿日期: 2001- 01制造技术与机床 2001 年第 12 期 05)
∃ 36 ∃
Technology and Test 工艺与检测
双联齿轮半精锻件齿廓的 CAD 设计
CAD Technology for Tooth Profile of Semi_Precision Forgings of Duplicate Gears
郜树平
( 山西省大同齿轮集团有限责任公司 ) 关键词: 双联齿轮 半精锻 齿形曲线 CAD 设计 模锻斜度为 1 , 半精锻轮 齿 B, 轮齿齿顶径向余量为 2mm, 模锻斜度为 3 , 允许 2 45 的充不满, 分模面选 在具有最大投影面积的截面上。
半精锻锻件工艺要求为 : 高度方向的单边加工余 量 为 2mm, 轮齿A 不锻出 , 径向单边加工余量为2mm, ( 2) 热处理后需研磨两端中心孔后方可磨削。 ( 3) 千分表( 百分表) 与心轴触表面一定要垂直 , 以 免造成检测误差。 ( 4) 所有测量过程中应消除设备螺母间隙 , 保证测 量的正确性。 ( 5) 校表时, 两顶针对顶心轴不可太紧或松动。 ( 6) 首加工件须与配合件或锥度环塞规涂色磨合,
制造技术与机床 2001 年第 12 期
验正准确性。 采用上述心轴校准角度, 不仅精度高, 还可有效地 提高锥面配合精度。 第一作者: 鲍际辉, 安徽省黄山市徽州区徽州西路 55 号, 邮编 : 245061, 电话: ( 0559) 3511635 ( 编辑 周富荣)
( 收修改稿日期 : 2001- 03- 24)