花鍵齒輪齒形齒向檢測的一種檢具設計

夏康康

（中國重汽集團大同齒輪有限公司，山西 大同 037305）

引言

現代生活中，人們越來越注意生活品質，因此對細節的要求也越來越高。在汽車變速箱的組成部分中，內花鍵齒輪占了很大的一部分。由于內花鍵齒輪自身結構特點，使得工件在加工（插齒、拉齒等）過程中，齒輪極易在花鍵邊緣部位產生毛刺殘留。如果用檢測光孔齒輪的心軸檢測齒形、齒向［1］，那么結果可能是不真實的，尤其是齒向數據。本文就內花鍵齒輪的這種狀態，基于檢測設備P40／P26，分析檢具設計。

1 檢具原理

如圖1所示，選擇被檢測齒輪一端面（最好選擇加工時定位端面）作為定位端面，將齒輪安放在檢具上（確保檢具及齒輪定位端面的平整），然后將選取的鋼球等距放置好，最后安放壓墊。

此檢具利用檢測設備P40／P26在裝夾時的頂尖壓力，使得鋼球在壓力的作用下，自動找正內花鍵齒面著力點，實現檢測齒輪在檢具上的定位及夾緊。檢具這樣的設計，回避了采用光孔心軸（圖2）檢測時，定位內花鍵［2］邊緣檢測這個問題，使得檢測結果與真實值更加接近。

圖1 檢具工作簡圖

圖2 光孔心軸工作簡圖

2 檢具具體設計

2.1 鋼球的選取

在設計時，應先考慮選用何種直徑的鋼球。因為，檢具在心軸部分的設計需要根據選用的鋼球確定心軸錐面角度α及錐面高度h。那么，在選取時，需要用到內花鍵M值這個重要參數。根據齒輪圖紙中提供的內花鍵M值［3］，經過換算，確定選用鋼球的直徑范圍。在確定鋼球的直徑范圍后，結合各自廠家的實際情況，就可以確定配合檢具使用的鋼球的標準了（務必保證所選鋼球的一致性）。

2.2 心軸設計

2.2.1 心軸重要設計部分

1）檢具在工作時，錐面作為鋼球的受力面，據下頁圖3中力學分析所示，角度α越大（0°＜α＜90°），內花鍵齒輪受力f就越大，相應的被檢測齒輪就越夾緊。具體選取α多少合適，需綜合考慮檢測齒輪情況確定。

2）確定錐面角度α后，結合選用的鋼球，就可以確定錐面的高度h，一般高度h比檢具裝夾齒輪后鋼球的高度H 小2～3mm即可。

圖3 受力簡圖

2.2.2 心軸其他設計部分

心軸其他部分設計時，參考內花鍵小徑、花鍵齒輪結構、檢測設備量程及聯接結構等因素，選取適當的尺寸公差即可確定。

2.3 壓墊設計

壓墊在設計時，需注意的地方有以下幾點：與鋼球作用的端面，需保證其端面光滑及圓跳動（推薦端面粗糙度Ra0.80，圓跳動0.01以內）；與心軸配合的內壁，內壁在設計時既有粗糙度、圓跳動的要求，又需考慮與心軸配合時的間隙（推薦0.007 mm以內）；其他部分，按照設計需要即可確定。

3 實際使用情況對比

表1數據和表2數據均為檢測同一齒輪，同齒所得數據。

表1 光孔心軸檢測數據 μm

表2 新結構檢具檢測數據 μm

在檢測齒形時，兩種檢具檢測數據差別不大：齒形角度誤差fHα平均值相同；齒形總誤差Fα平均值左齒面相差0.000 1mm，右齒面差別0.000 2 mm；齒形形狀誤差ffα平均值左齒面相同，右齒面相差0.000 2mm。

在檢測齒向時，則新結構檢具檢測數據更好點：齒向角度誤差fHβ平均值左齒面相差0.000 2 mm，右齒面相差0.000 1mm；齒向總誤差Fβ平均值左齒面相差0.003 2mm，右齒面差別0.000 6 mm；齒向形狀誤差ffβ平均值左齒面相差0.000 8 mm，右齒面相同。

4 結語

通過兩種檢具實際檢測數據對比，新結構工裝在檢測內花鍵齒輪齒形、齒向時更具有優勢，其檢測數據更加接近真實值。不僅如此，相對于光孔心軸，新結構檢具在齒輪檢測時，裝卸更加省力，檢測時間大大縮短。

［1］ 劉洪清.漸開線圓柱齒輪鼓形齒齒向誤差的測量［J］.計量技術，1995（4）：12－14.

［2］ 趙文鵬.漸開線花鍵內孔齒輪機加工藝的編制［J］.林業機械與木工設備，2003（7）：21.

［3］ 陳光澤.跨棒距計量值的簡化換算法［J］.機械工藝師，1983（8）：32－34.