...一书本书主要介绍了各种齿轮传动的精度设计和检测方法.研究的具...
李岩+杨传勇
摘 要：渐开线综合花键有较好的同轴度定位精度和导向精度，可以传递较大的扭矩，广泛应用于航空产品中，其精度高，加工困难，常采用高精度慢走丝或数控套齿磨床制造，与传统方法相比具有修整后的砂轮型面质量高、加工效率高等特点。渐开线花键量规加工质量好坏和检测质量的高低，直接影响渐开线花键类零件的尺寸精度、位置精度，文章将着重介绍渐开线花键量规的制造与检测方法。
关键词：渐开线花键量规；检测；误差；精度；砂轮型面
中图分类号：TB92 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2017）34-0066-02
1 渐开线花键量规的介绍
渐开线综合花键量规是全齿型的通过量规，主要控制渐开线花键的几何形状误差和相互位置误差，对渐开线花键齿寸综合影响的最大值。
1.1 基本参数
渐开线花键量规参数与齿轮的基本参数完全一致，基本参数有：模数：m，齿数：z，压力角：α，齿厚：s，齿距：t，齿顶圆：Da，分度圆：d，齿根圆：Df等。
1.2 渐开线花键量规检查的精度指标
评定渐开线花键量规的精度有齿型误差、相邻齿距误差、齿距累计误差、齿向偏差、径向、齿厚偏差、跳动误差及公法线长度偏差等精度指标决定，以下对主要精度指标进行分析：（1）齿型误差。齿形误差是指实际齿廓对理论齿廓的偏离量，即垂直于渐开线齿廓的方向上渐开线量规端平面内的计值，渐开线齿型精度高低直接影响零件的传动平稳性。（2）相邻齿距误。相邻齿距误差是指在渐开线量规端平面上，在齿型中部的一个与量规基准轴线同心的圆上，理论齿距与实际齿距的代数差值中，绝对值最大值。渐开线齿相邻齿距精度直接影响零件的传动平稳性、传递运动的准确性。（3）齿距累计误差。齿距累计误差是指在渐开线量规端平面上，在齿型中部的一个与量规基准轴线同心的圆上，任意两个同侧渐开线型面上的理论弧长与实际弧长的代数差值中，绝对值最大值。渐开线齿距累计误差直接影响零件传递运动的准确性。（4）齿向偏差。齿向偏差是指在端面基圆切线方向上理论螺旋线与实际螺旋线的偏差量，渐开线齿向偏差直接影响零件承受载荷分布的均匀性。（5）径向跳动误差。径向跳动误差是指将测头相继放入被测渐开线量规每个齿槽内，在接近齿型中部的位置与左右渐开线型面接触时，从该测头到该渐开线量规基准轴线的最大距离与最小距离之差。
2 渐开线花键综合量规的设计概述
2.1 渐开线花键塞规的设计
一般渐开线花键塞规可分为两种结构形式，即整体式、综合式，可以分为前引导的和带前后引导的。
渐开线花键塞规的设计步骤：（1）根据零件分度圆直径确定塞规的结构形式；（2）确定测量滚棒直径；（3）确定渐开线花键塞规齿厚；（4）确定渐开线花键塞规外径、内径、前引导（或后引导）尺寸；（5）绘制渐开线花键塞规零件图。
2.2 渐开线花键综合环规的设计
渐开线花键综合环规也可分为整体式和综合式，其中最常用的是整体式渐开线花键综合环规。其优点为结构简单，使用方便；缺点为制造困难，需要制造专用二类工具加工或采用慢走丝加工。
渐开线花键综合环规的设计步骤：（1）根據制造条件，确定渐开线花键环规结构；（2）确定槽宽及滚棒尺寸；（3）确定渐开线花键环规的内径、外径、公差及磨损极限。
2.3 渐开线花键量规的材料及相关要求
2.3.1 渐开线花键量规的材料
（1）渐开线花键量规的材料采用CrMn 或CrWMn；（2）量规测量滚棒的材料一般采用GCr6或GCrl5；（3）综合式渐开线花键量规手柄材料45#钢。
2.3.2 渐开线花键量规的热处理及硬度
（1）量规较大时，需采用锻件；（2）量规淬火硬度HRC62-65；（3）量规应进行人工时效处理。
2.3.3 渐开线花键量规表面粗糙度要求
（1）尾柄需滚花；（2）工作面及外径表面粗糙度分别为Ra0.2、Ra0.4。
3 渐开线花键综合量规的制造
渐开线花键塞规的传统制造工艺需要制造专用的二类工具进行砂轮型面的修整，如专用渐开线车刀。其中，用打光刀修整的砂轮型面质量低、易磨损，常常不能满足齿型公差不大于0.005mm的要求，加工效率低。
渐开线花键环规可通过慢走丝线切割完成，采用数控慢走丝加工，应注意：（1）编制慢走丝程序时，加大齿根圆直径；（2）为防止变形 （产生喇叭口），过慢走丝线切割至少精切3遍。
3.1 渐开线花键塞规的制造
3.1.1 渐开线花键塞规数控套齿磨工艺安排
粗磨齿型：留余量M值加大0.2um/单边，调整按下工序；
精度套齿：（1）用芯棒找正A轴与尾柄顶尖中心位置，跳动不大于0.003mm；（2）按图编制数控砂轮修整程序，修整砂轮型面；（3）磨削投影试片，用50倍放大图投影，合格后方可加工量规；（4）数控套齿磨磨套齿。
3.1.2 渐开线花键塞规的加工工艺的优点
（1）采用数控程序修整砂轮型面，减少了专用二类工具的使用；（2）修整后的砂轮型面质量高，满足齿型公差不大于0.005mm的要求。
4 渐开线花键量规的检测
4.1 渐开线花键环规检测
4.1.1 渐开线花键环规M值的测量
确定滚棒直径d
d=df*sin（π/z-φ）/cos（α-（π/2-φ）
其中：α为压力角，z为齿数，df为分度圆直径。
4.1.2 确定滚棒间的M值
（1）齿数为偶数的M值计算方法为：M=df/cosα-dp；（2）齿数为奇数的M值计算方法为：M=df/cosα*cos90/z-dp。
4.1.3 渐开线花键环规齿型公差的检测方法
（1）首先用万能工具显微镜测量出齿顶圆d；（2）再用万能工具显微镜串检测数H测量3点；（3）利用万能工具显微镜测量弦长L，分别测量5点弦长，测出的弦长与理论弦长比较，从而测量齿型公差；（4）测量弦长时，渐开线型面对零件中心线高度差不大于0.002mm。
4.2 渐开线花键塞规检测
奇数齿和偶数齿渐开线花键塞规的检测方法参照渐开线花键环规检测方法，方法基本一致。对于渐开线花键量规齿型精度指标的测量，最常用的是齿轮渐开线检查仪，其原理是按照被测渐开线量规的基圆直径精确制造出基圆盘，根据渐开线产生的原理由测量头测出实际渐开线型面与设计理论渐开线型面的差值。
5 结束语
渐开线花键量规在航空工业中应用广泛，根据渐开线花键量规种类和精度指标，论述了渐开线花键量规的设计思路和基本结构；同时结合目前先进的加工方法，论述了渐开线花键量规的制造工艺与检测方法。
参考文献：
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[3]杨兴厚.圆弧端齿量规的检定[J].科技创新与应用，2015（19）：291.endprint
