螺旋錐齒輪粗加工后檢驗技術的研究

趙睿榮

摘 要：該文針對螺旋錐齒輪的加工解析了格里森公司的V/H檢驗法的技術流程，介紹了V/H檢驗技術的調整方法及相關參數的計算方法。以提高齒面接觸區質量為目標，以格里森公司V/H檢驗法為檢驗手段，以具體實例為基礎進行螺旋錐齒輪熱前滾檢實驗，對實驗數據進行記錄、分析，并通過加載測試對分析數據進行有效性驗證。此檢驗方法的使用對螺旋錐齒輪切齒過程中切齒調整參數的修正具有重要的指導意義， 經過修正后的加工方式大大提高錐齒輪副的使用壽命，提高了錐齒輪副的有效工作時間。

關鍵詞：V/H檢驗法 螺旋錐齒輪 接觸區 滾檢實驗

中圖分類號：TH132.1 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）07（c）-0068-03

將被檢驗的螺旋錐齒輪副安裝在滾動檢查機上，利用齒輪檢驗機工作頭做垂直和水平移動，使接觸區由工作位置移動到大端齒高中間位置或小端齒高中間位置，并用變化前后的V、H數值及齒面接觸區的形狀，來評定齒面接觸質量的方法，叫做V/H檢驗法。

經V/H法檢驗后，可檢驗出螺旋錐齒輪接觸區大小，對角接觸的程度和方向，接觸區對安裝誤差的敏感性狀態，進而評定齒面接觸區的質量，以更好的保持銑齒工序中產品的一致性，穩定產品質量。

1 檢驗技術流程

如圖1所示，該檢驗技術流程主要包括切齒與接觸區修正、熱前齒部V/H檢查、熱后齒部V/H檢查、確定熱后齒輪變形數據、齒輪的載荷實驗及數據修正、確定重新切齒數據6個環節。該文僅針對螺旋錐齒輪熱前V/H檢驗環節進行了研究。

2 錐齒輪熱前檢驗

2.1 檢驗技術對于檢驗機兩軸位移的方向規定

在V/H技術檢驗中，檢驗機的垂直及水平位移方向，均以正、負號表示，其正、負號（圖2所示）規定如下。

+H—使小齒輪安裝距向增大方向移動；

-H—使小齒輪安裝距向減小方向移動；

+V—大齒輪向小齒輪中心線上面移動；

-V—大齒輪向小齒輪中心線下面移動。

垂直位移V改變后，為使接觸區位于齒高中部，需相應改變水平位移H，如表1所示。

2.2 檢驗技術中V、H值的計算方法

該計算方法參考于格里森公司工作經驗得到以下結論。

在滾動檢驗機上，令大齒輪改變垂直移動，使接觸區由正常位置移向齒小端，其垂直位移量為：

為使接觸區位于齒高中部，小齒輪的水平位移應相應地改變為：

再使大齒輪作垂直移動，使接觸區移向齒的大端.其垂直位移量為：

伴隨改變水平位移量為：

根據上述小齒輪凹面數據列成表，如表2所示。

2.3 以一對汽車驅動橋用螺旋錐齒輪為例，說明V/H檢查法的使用情況

如表3所示，為齒輪的基本參數表，以此螺旋錐齒輪為例，實驗得出大輪凸面、凹面數據，見表4、表5。

3 實驗數據分析

3.1 接觸區的長度分析

由表2知大輪凸面的總垂直位移量為：，此時的接觸區的長度超過齒面的50%，再根據表6，我們可以看出齒輪在滿載的情況下，接觸區已經跑出齒面大端了，并且>1，為齒頂接觸，應對接觸區重新進行修正，增大總垂直位移量解決上述問題。大輪凹面亦是同樣的方法解決此問題。

3.2 對角接觸性質

見表4、5，大輪凸面=1.4、凹面=1.2，>1呈內對角接觸，在銑齒工序中，必須設法消除，對角接觸輕微的可根據實際齒輪質量要求決定是否消除。為了準確檢驗齒形和齒向精度，在有條件的加工工廠，可以采用采用測齒儀進行精確檢測。

4 加載測試

對于有條件的實驗場所，可以對數據分析的結果進行加載測試，將滾檢機的接觸斑保留后重新涂抹耐磨顏料，按照設計載荷的80%～100%對完成的錐齒輪副進行加載測試，運行8 h后（正反各4 h）將加載接觸斑與理論推算接觸的擴展方向及面積進行對照，以驗證分析數據的準確性。

5 結語

通過上述實驗可知，采用V/H檢驗法可方便檢驗出螺旋錐齒輪的齒面接觸質量，并可以通過加載測試，以論證檢驗方法的有效性，該方法對螺旋錐齒輪切齒過程中切齒調整參數的修正具有重要的指導意義。經過修正后的加工方式能大大提高錐齒輪副的使用壽命，提高產品的可靠性。

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