1、第四讲 接触区修正与V/H检验河南科技大学齿轮研究所河南科技大学齿轮研究所魏冰阳魏冰阳2015.05内容简介 理想接触区状况理想接触区状况 检验机上检验机上V/H与接触变化分析与接触变化分析 V/H检验的应用检验的应用 V/H检验在产品开发上的应用检验在产品开发上的应用 齿面接触区修正齿面接触区修正 磨齿比例修正磨齿比例修正一.理想的接触区 理想的接触区（a）轻载下接触区（2550%）（b）全载下接触区 一.理想的接触区 1)1)接触区移到大端或小端时勿严重的对角接触，尤其接触区移到大端或小端时勿严重的对角接触，尤其是外对角接触；是外对角接触；2 2）无齿顶、根接触；）无齿顶、根接触；3 3）
2、长宽合适，无轻重现象；）长宽合适，无轻重现象；4 4）大小端的接触区不跑出齿面；）大小端的接触区不跑出齿面；5 5）形状应为椭圆形或矩形、平行四边形；）形状应为椭圆形或矩形、平行四边形；6 6）第一次铣齿的）第一次铣齿的V/HV/H值取值取0.91.00.91.0为宜。为宜。二.检验机上接触区变化分析 小轮安装距的改变（小轮安装距的改变（D DH H）主要引起接触区齿主要引起接触区齿高方向变化高方向变化21212211222111coscoscoscosmmmmmpmpbb二.检验机上接触区变化分析 小轮偏置距的改变（DV）主要引起接触区在齿长方向变化mAVDD表4.1 V/H调整下大轮齿面接
3、触区变化移动规律（指大轮）V/H调整调整弧齿锥齿轮弧齿锥齿轮准双曲面齿轮准双曲面齿轮右旋齿右旋齿左旋齿左旋齿右旋齿右旋齿左旋齿左旋齿-D DH（减小）（减小）凸面移向齿根、大端凸面移向齿根、大端凸面移向齿根、小端凸面移向齿根、小端凹面移向齿根、小端凹面移向齿根、小端凹面移向齿根、大端凹面移向齿根、大端D DH（增加）（增加）凸面移向齿顶、小端凸面移向齿顶、小端凸面移向齿顶、大端凸面移向齿顶、大端凹面移向齿顶、大端凹面移向齿顶、大端凹面移向齿顶、小端凹面移向齿顶、小端-D DV（减小）（减小）凸面移向大端、齿根凸面移向小端、齿顶凸面移向大端、齿根凸面移向小端、齿顶凹面移向小端、齿根凹面移向大端、
4、齿顶凹面移向小端、齿根凹面移向大端、齿顶D DV（增加）（增加）凸面移向小端、齿顶凸面移向大端、齿根凸面移向小端、齿顶凸面移向大端、齿根凹面移向大端、齿顶凹面移向小端、齿根凹面移向大端、齿顶凹面移向小端、齿根二.检验机上接触区变化分析:V/H调整下大轮齿面接触区变化规律三.V/H检验的应用 通过通过V/H检验法可确定：检验法可确定：1）接触区长度；）接触区长度；2）对角接触的量和方向；）对角接触的量和方向；3）相对于正确安装中心的位移；）相对于正确安装中心的位移；4）小端与大端的差异量；）小端与大端的差异量；5）接触区的敏感性。）接触区的敏感性。1.V/H检验法确定接触区长度 通常轻载时，接触
5、区长度占齿面全长的通常轻载时，接触区长度占齿面全长的50%，在高度上保持齿高的，在高度上保持齿高的6080%；总的垂直位移量总的垂直位移量S SV太大时，表示接触区太大时，表示接触区长度太短；长度太短；总的垂直位移量总的垂直位移量S SV太小时，表示接触区太小时，表示接触区长度太长；长度太长；小齿轮凹面小齿轮凹面 D DV小小=D DV小后小后+S SV后后/4 小齿轮凸面小齿轮凸面 D DV小小=D DV小后小后-S SV后后/42.V/H确定对角接触的量和方向 如果如果S SV/S SH比值小于表中数据为外对角接触，比值小于表中数据为外对角接触，大于则为内对角接触，允许适当的内对角大于则为
6、内对角接触，允许适当的内对角。弧齿锥齿轮无对角接触是的SV/SH 比值 螺旋角 传动比 25o 30 o 35 o 1:1 1.5/1.0 1.2/1.0 1.0/1.0 2:1 1.9/1.0 1.5/1.0 1.3/1.0 3:1 2.0/1.0 1.6/1.0 1.4/1.0 4:1 2.1/1.0 1.7/1.0 1.4/1.0 5:1 2.1/1.0 1.7/1.0 1.4/1.0 准双曲面齿轮无对角接触是的SV/SH 比值 螺旋角 传动比 40 o 50 o 1:1 0.7/1.0 0.4/1.0 2:1 1.1/1.0 0.7/1.0 3:1 1.1/1.0 0.8/1.0 42
7、.01.00DrDE 4:1 1.1/1.0 0.8/1.0 1:1 0.6/1.0 0.5/1.0 2:1 0.9/1.0 0.7/1.0 3:1 1.1/1.0 0.8/1.0 42.01.00DrDE 4:1 1.2/1.0 0.8/1.0 3.V/H对其它接触性质的确定 接触区移到小端或大端为性质不同的对角接触区移到小端或大端为性质不同的对角接触，接触区才真正是菱形接触接触，接触区才真正是菱形接触；3.V/H对其它接触性质的确定 接触区移到小端和大端为性质相同的对角接触区移到小端和大端为性质相同的对角接触，接触区才真正是鱼尾形接触。接触，接触区才真正是鱼尾形接触。四.不良接触区及其修正
8、 不良接触区 四.不良接触区及其修正 接触区修正的一般顺序接触区修正的一般顺序(1)(1)螺旋角修正螺旋角修正使接触区位于齿长中部；使接触区位于齿长中部；(2)(2)压力角修正压力角修正使接触区位于齿高中部；使接触区位于齿高中部；(3)(3)纵向曲率修正纵向曲率修正控制纵向接触区长度；控制纵向接触区长度；(4)(4)齿廓曲率修正齿廓曲率修正调整接触区宽度；调整接触区宽度；(5)(5)对角接触修正对角接触修正消除外对角、或减轻内对消除外对角、或减轻内对角接触。角接触。（1）螺旋角修正改变接触区在齿长方向的位置 D凸面凹面mmV54.2 水平刀位改变量（离开内端）根据滚检机时垂直轮位改变量确定 径
9、向刀位改变量1sinqVSDD角向刀位改变量右旋左旋DD111cosSqVq偏心角改变量2cos21211KSDD刀转角改变量12qJDDD水平刀位改变量：DV=-0.07大轮印痕：凸面 凹面(2)压力角修正调整接触区在 齿高方向的位置 小量的修正改变水平轮位或刀倾角 大的修正改变滚比来实现 如滚比修正：+0.002 大轮凸面印痕 凹面凹面 凸面凸面 工件箱后退工件箱后退 切大端齿根切大端齿根 切小端齿根切小端齿根 工件箱向前工件箱向前 切小端齿顶切小端齿顶 切大端齿顶切大端齿顶 刀倾角增大刀倾角增大 切齿根切齿根 切齿顶切齿顶 刀倾角减小刀倾角减小 切齿顶切齿顶 切齿根切齿根 滚比增大滚比增
10、大 切齿顶切齿顶 切齿顶切齿顶 滚比减小滚比减小 切齿根切齿根 切齿根切齿根(3)齿长曲率修正接触椭圆长轴变短 刀盘直径改变量径向刀位改变量角向刀位改变量D凸面凹面54.2D101sincos21jiDSDDDDD右旋左旋)(2coscos334011101SSjiDq(3)齿长曲率修正接触椭圆长轴变短偏心角改变量刀转角改变量床位改变量2cos21211KSDD112qJDDD01sin21iDXBDD该比例修正影响到螺旋角、压力角、对角方向，建议重新设定接触区长度系数K，进行重新计算。(4)齿高曲率修正接触区变窄 垂直轮位改变量滚比改变量滚比挂轮值改变量D凸面凹面54.201E0101010
11、110101cossinsiniREifDDaamiim0101DD(4)齿高曲率修正接触区变窄 角向刀位改变量径向刀位改变量偏心角改变量刀转角改变量 DD右旋左旋11011cos3340SqEq1011sinqESDD2cos21211KSDD112qJDDD(4)齿高曲率修正接触区变窄 修正后影响到压力角，对角方向；接触区变窄的实质是增大了内对角使重合度增大 DE01=-1.5 +1.5(5)对角修正I60外对角 实质是改变滚比 工件试滚角改变量凸面凹面D601011101iiDD滚比挂轮值改变量aamm11DD水平刀位改变量轴向轮位改变量床位改变量角向刀位改变量(5)对角修正I60外对角
12、 010101111cossincosRfDD11cosMHXDD111sinMBXXDDDDD右旋左旋1111cossin3340qSqHq径向刀位改变量偏心角改变量刀转角改变量(5)对角修正I60外对角 11111coscosqSqSSDD2cos21211KSDD112qJDDD(5)对角修正I60外对角 与齿高曲率修正接触区变窄结果相似比例修正：-0.4 +0.4(5)对角修正II2.54外对角 垂直轮位修正量凸面凹面D54.2E10水平轮位修正量11011cosfftgEXDD床位修正量DD111sinfBXX(5)对角修正II2.54外对角 偏心角修正量1101cossin2344
13、0fjEDD角向刀位改变量右旋左旋DD111011cossin3340fSjEq刀转角修正量112qJDDD摇台角改变量1112qQJQDDDDD如果变性法调整摇台角适应偏心角的变化DDM1轮坯安装角修正量轮坯安装角修正量通常取通常取-20-40，凹面小一些，凸面大一些。，凹面小一些，凸面大一些。用来控制鱼尾形接触的三阶修正量。取正值加宽用来控制鱼尾形接触的三阶修正量。取正值加宽内端接触区、修窄外端接触区；取负值修窄内端内端接触区、修窄外端接触区；取负值修窄内端接触区、加宽外端接触区。接触区、加宽外端接触区。建议重新计算调整卡建议重新计算调整卡。(6)三阶接触缺陷与修正(7)二阶变性系数2c对
14、齿面接触区的影响 D2c 小轮旋向 作 用 凹面 凸面 使接触区变窄并产生外对角+-左旋 使接触区变宽并产生内对角-+使接触区变窄并产生外对角-+右旋 使接触区变宽并产生内对角+-(8)变性法鱼尾形、菱形接触修整 小轮旋向 作 用 凹面 凸面 修正内端短而宽，外端长而窄的鱼尾形接触+-垂直轮位修整量EM 修正内端长而窄，外端短而宽的鱼尾形接触-+修正菱形接触：加长齿顶接触区，缩短齿根接触区+刀盘齿形角 修正菱形接触：加长齿顶接触区，缩短齿根接触区-比例修正手工计算表序号 改变项目 公式（一）接触区位置在齿长上的修正 1 偏心角改变量 VKqoDD)2/cos(sin2（二）接触区位置在齿高上的
15、修正 2 水平轮位改变量 HDDpX（小轮取,轮取-)3 床位改变量 PBXDD1sinX 4 偏心角改变量 PXXqKeDD)2/cos(coscos1 5 滚比改变量 HLimoDD1Hsini（三）接触区长度修正 6 铣刀半径改变值)/1/1r064.0r22212oLL D（7 偏心角改变量 rKqDD)2/cos()sin(2 比例修正手工计算表（四）接触区宽度改变量 8 垂直轮位改变量 ED 9 偏心角改变量 EKqDD)sin(sin21 10 滚比改变量 ELiimoEDDtan 11 水平轮位改变量 EXPEDD1costan 12 床位改变量 PBXXDD1sin（五）对角
16、接触的修正 13 水平轮位的改变量 pXD 14 滚比改变量 PoXLiDDm1cosi 15 偏心角改变量 PXqKDD)2/cos(coscos1 16 床位改变量 PBXXDD1sin 五.磨齿比例修正磨齿齿高曲率修正（修窄接触区）序号 修正项目 计算公式 凹面 凸面 1 导板角修正 D+1.0 o-1.0 o 2 凸轮安装值修正 cos)cos(DDDTrTu 1cos381DaumTr 减小 减小 五.磨齿比例修正磨齿鱼尾形接触修正 序号 修正项目 计算公式 凹面 凸面 1 凸轮安装值修正 TD+1.27 -1.27 II TrTSuDD381 III cos381DTru 4 垂直
17、轮位修正)(sincos)(01IIIqIIED 减小 增加 5 轴向轮位修正 1011cosfctgqEXDD 减小 增加 6 111sinfBXXDD 增加 减小 7 101sinqESDD 8 偏心角修正 2cos2343821KSDD（分）减小 增加 9 摇台角修正 2DDQ（分）减小 增加 五.V/H检验在产品开发上的应用 接触质量的好坏主要以满负荷下接触区状况为准。接触质量的好坏主要以满负荷下接触区状况为准。1 1）铣齿与接触区修正问题；）铣齿与接触区修正问题；2 2）热处理前的）热处理前的V/HV/H检验；检验；3 3）热处理后的）热处理后的V/HV/H检验；检验；4 4）确定热
18、处理后轮齿的变形数据）确定热处理后轮齿的变形数据V/HV/H的变化量；的变化量；5 5）在试验台上进行负荷试验，针对接触曲变形提）在试验台上进行负荷试验，针对接触曲变形提出接触位置的出接触位置的V/HV/H修正数据；修正数据；6 6）确定重新铣齿时的）确定重新铣齿时的V/HV/H数据。数据。五.V/H检验法在产品开发上的应用:具体步骤五.V/H检验法在产品开发上的应用:具体步骤 D项的确定方法项的确定方法：以热：以热后后V/H为基础，满负荷接为基础，满负荷接触区变形位置为依据，触区变形位置为依据，提出提出V（或（或H）的修正值，）的修正值，计算出相应的计算出相应的H值（或值（或V值）值）E项的
19、确定方法项的确定方法：以加：以加载后载后V/H为基础为基础D项，项，热后变形量热后变形量C项为依据，项为依据，确定重新铣齿数据确定重新铣齿数据V/H值值/BDDHVVHBDDHVHV3.01.0/2.06.0BDD变形量减小时：E=D+C如V，+0.3E=+0.2D+0.1C变形量增加时：E=D+C如H，-0.5E=-0.6D+0.1C 五.V/H检验法在产品开发上的应用:具体步骤0%25%50%75%100%六.小结1）理想接触区）理想接触区轻载下接触区轻载下接触区 占齿长占齿长2550%，呈椭圆形，呈椭圆形或圆角矩形，无顶根接触，或圆角矩形，无顶根接触，V/H值合适。值合适。2）进行正确的
20、）进行正确的V/H检验，确保轮齿接触区低的误差敏感检验，确保轮齿接触区低的误差敏感性与满载下不跑出齿面。性与满载下不跑出齿面。3）大轮作为配齿的参照与依据，参数禁止修正。）大轮作为配齿的参照与依据，参数禁止修正。4）接触区修正由易到难，按比例进行调整。通常不要对）接触区修正由易到难，按比例进行调整。通常不要对单独一个参数实施修正。单独一个参数实施修正。5）对反复修正仍达不到要求的，修改相关控制参数重新）对反复修正仍达不到要求的，修改相关控制参数重新计算加工参数。计算加工参数。6）磨齿调整与修正应以切齿修正后的数据为依据进行。）磨齿调整与修正应以切齿修正后的数据为依据进行。7）允许接触区有适当的内对角。）允许接触区有适当的内对角。
