李巖+楊傳勇

摘 要：漸開線綜合花鍵有較好的同軸度定位精度和導(dǎo)向精度，可以傳遞較大的扭矩，廣泛應(yīng)用于航空產(chǎn)品中，其精度高，加工困難，常采用高精度慢走絲或數(shù)控套齒磨床制造，與傳統(tǒng)方法相比具有修整后的砂輪型面質(zhì)量高、加工效率高等特點(diǎn)。漸開線花鍵量規(guī)加工質(zhì)量好壞和檢測質(zhì)量的高低，直接影響漸開線花鍵類零件的尺寸精度、位置精度，文章將著重介紹漸開線花鍵量規(guī)的制造與檢測方法。

關(guān)鍵詞：漸開線花鍵量規(guī)；檢測；誤差；精度；砂輪型面

中圖分類號：TB92 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：2095-2945（2017）34-0066-02

1 漸開線花鍵量規(guī)的介紹

漸開線綜合花鍵量規(guī)是全齒型的通過量規(guī)，主要控制漸開線花鍵的幾何形狀誤差和相互位置誤差，對漸開線花鍵齒寸綜合影響的最大值。

1.1 基本參數(shù)

漸開線花鍵量規(guī)參數(shù)與齒輪的基本參數(shù)完全一致，基本參數(shù)有：模數(shù)：m，齒數(shù)：z，壓力角：α，齒厚：s，齒距：t，齒頂圓：Da，分度圓：d，齒根圓：Df等。

1.2 漸開線花鍵量規(guī)檢查的精度指標(biāo)

評定漸開線花鍵量規(guī)的精度有齒型誤差、相鄰齒距誤差、齒距累計(jì)誤差、齒向偏差、徑向、齒厚偏差、跳動誤差及公法線長度偏差等精度指標(biāo)決定，以下對主要精度指標(biāo)進(jìn)行分析：（1）齒型誤差。齒形誤差是指實(shí)際齒廓對理論齒廓的偏離量，即垂直于漸開線齒廓的方向上漸開線量規(guī)端平面內(nèi)的計(jì)值，漸開線齒型精度高低直接影響零件的傳動平穩(wěn)性。（2）相鄰齒距誤。相鄰齒距誤差是指在漸開線量規(guī)端平面上，在齒型中部的一個(gè)與量規(guī)基準(zhǔn)軸線同心的圓上，理論齒距與實(shí)際齒距的代數(shù)差值中，絕對值最大值。漸開線齒相鄰齒距精度直接影響零件的傳動平穩(wěn)性、傳遞運(yùn)動的準(zhǔn)確性。（3）齒距累計(jì)誤差。齒距累計(jì)誤差是指在漸開線量規(guī)端平面上，在齒型中部的一個(gè)與量規(guī)基準(zhǔn)軸線同心的圓上，任意兩個(gè)同側(cè)漸開線型面上的理論弧長與實(shí)際弧長的代數(shù)差值中，絕對值最大值。漸開線齒距累計(jì)誤差直接影響零件傳遞運(yùn)動的準(zhǔn)確性。（4）齒向偏差。齒向偏差是指在端面基圓切線方向上理論螺旋線與實(shí)際螺旋線的偏差量，漸開線齒向偏差直接影響零件承受載荷分布的均勻性。（5）徑向跳動誤差。徑向跳動誤差是指將測頭相繼放入被測漸開線量規(guī)每個(gè)齒槽內(nèi)，在接近齒型中部的位置與左右漸開線型面接觸時(shí)，從該測頭到該漸開線量規(guī)基準(zhǔn)軸線的最大距離與最小距離之差。

2 漸開線花鍵綜合量規(guī)的設(shè)計(jì)概述

2.1 漸開線花鍵塞規(guī)的設(shè)計(jì)

一般漸開線花鍵塞規(guī)可分為兩種結(jié)構(gòu)形式，即整體式、綜合式，可以分為前引導(dǎo)的和帶前后引導(dǎo)的。

漸開線花鍵塞規(guī)的設(shè)計(jì)步驟：（1）根據(jù)零件分度圓直徑確定塞規(guī)的結(jié)構(gòu)形式；（2）確定測量滾棒直徑；（3）確定漸開線花鍵塞規(guī)齒厚；（4）確定漸開線花鍵塞規(guī)外徑、內(nèi)徑、前引導(dǎo)（或后引導(dǎo)）尺寸；（5）繪制漸開線花鍵塞規(guī)零件圖。

2.2 漸開線花鍵綜合環(huán)規(guī)的設(shè)計(jì)

漸開線花鍵綜合環(huán)規(guī)也可分為整體式和綜合式，其中最常用的是整體式漸開線花鍵綜合環(huán)規(guī)。其優(yōu)點(diǎn)為結(jié)構(gòu)簡單，使用方便；缺點(diǎn)為制造困難，需要制造專用二類工具加工或采用慢走絲加工。

漸開線花鍵綜合環(huán)規(guī)的設(shè)計(jì)步驟：（1）根據(jù)制造條件，確定漸開線花鍵環(huán)規(guī)結(jié)構(gòu)；（2）確定槽寬及滾棒尺寸；（3）確定漸開線花鍵環(huán)規(guī)的內(nèi)徑、外徑、公差及磨損極限。

2.3 漸開線花鍵量規(guī)的材料及相關(guān)要求

2.3.1 漸開線花鍵量規(guī)的材料

（1）漸開線花鍵量規(guī)的材料采用CrMn 或CrWMn；（2）量規(guī)測量滾棒的材料一般采用GCr6或GCrl5；（3）綜合式漸開線花鍵量規(guī)手柄材料45#鋼。

2.3.2 漸開線花鍵量規(guī)的熱處理及硬度

（1）量規(guī)較大時(shí)，需采用鍛件；（2）量規(guī)淬火硬度HRC62-65；（3）量規(guī)應(yīng)進(jìn)行人工時(shí)效處理。

2.3.3 漸開線花鍵量規(guī)表面粗糙度要求

（1）尾柄需滾花；（2）工作面及外徑表面粗糙度分別為Ra0.2、Ra0.4。

3 漸開線花鍵綜合量規(guī)的制造

漸開線花鍵塞規(guī)的傳統(tǒng)制造工藝需要制造專用的二類工具進(jìn)行砂輪型面的修整，如專用漸開線車刀。其中，用打光刀修整的砂輪型面質(zhì)量低、易磨損，常常不能滿足齒型公差不大于0.005mm的要求，加工效率低。

漸開線花鍵環(huán)規(guī)可通過慢走絲線切割完成，采用數(shù)控慢走絲加工，應(yīng)注意：（1）編制慢走絲程序時(shí)，加大齒根圓直徑；（2）為防止變形 （產(chǎn)生喇叭口），過慢走絲線切割至少精切3遍。

3.1 漸開線花鍵塞規(guī)的制造

3.1.1 漸開線花鍵塞規(guī)數(shù)控套齒磨工藝安排

粗磨齒型：留余量M值加大0.2um/單邊，調(diào)整按下工序；

精度套齒：（1）用芯棒找正A軸與尾柄頂尖中心位置，跳動不大于0.003mm；（2）按圖編制數(shù)控砂輪修整程序，修整砂輪型面；（3）磨削投影試片，用50倍放大圖投影，合格后方可加工量規(guī)；（4）數(shù)控套齒磨磨套齒。

3.1.2 漸開線花鍵塞規(guī)的加工工藝的優(yōu)點(diǎn)

（1）采用數(shù)控程序修整砂輪型面，減少了專用二類工具的使用；（2）修整后的砂輪型面質(zhì)量高，滿足齒型公差不大于0.005mm的要求。

4 漸開線花鍵量規(guī)的檢測

4.1 漸開線花鍵環(huán)規(guī)檢測

4.1.1 漸開線花鍵環(huán)規(guī)M值的測量

確定滾棒直徑d

d=df*sin（π/z-φ）/cos（α-（π/2-φ）

其中：α為壓力角，z為齒數(shù)，df為分度圓直徑。

4.1.2 確定滾棒間的M值

（1）齒數(shù)為偶數(shù)的M值計(jì)算方法為：M=df/cosα-dp；（2）齒數(shù)為奇數(shù)的M值計(jì)算方法為：M=df/cosα*cos90/z-dp。

4.1.3 漸開線花鍵環(huán)規(guī)齒型公差的檢測方法

（1）首先用萬能工具顯微鏡測量出齒頂圓d；（2）再用萬能工具顯微鏡串檢測數(shù)H測量3點(diǎn)；（3）利用萬能工具顯微鏡測量弦長L，分別測量5點(diǎn)弦長，測出的弦長與理論弦長比較，從而測量齒型公差；（4）測量弦長時(shí)，漸開線型面對零件中心線高度差不大于0.002mm。

4.2 漸開線花鍵塞規(guī)檢測

奇數(shù)齒和偶數(shù)齒漸開線花鍵塞規(guī)的檢測方法參照漸開線花鍵環(huán)規(guī)檢測方法，方法基本一致。對于漸開線花鍵量規(guī)齒型精度指標(biāo)的測量，最常用的是齒輪漸開線檢查儀，其原理是按照被測漸開線量規(guī)的基圓直徑精確制造出基圓盤，根據(jù)漸開線產(chǎn)生的原理由測量頭測出實(shí)際漸開線型面與設(shè)計(jì)理論漸開線型面的差值。

5 結(jié)束語

漸開線花鍵量規(guī)在航空工業(yè)中應(yīng)用廣泛，根據(jù)漸開線花鍵量規(guī)種類和精度指標(biāo)，論述了漸開線花鍵量規(guī)的設(shè)計(jì)思路和基本結(jié)構(gòu)；同時(shí)結(jié)合目前先進(jìn)的加工方法，論述了漸開線花鍵量規(guī)的制造工藝與檢測方法。

參考文獻(xiàn)：

[1]詹昭平，常寶印，明翠新.漸開線花鍵標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用手冊[M]. 北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，1997.

[2]甘永立.幾何量公差與檢測[M]上海：上海科學(xué)技術(shù)出版社，2005.

[3]楊興厚.圓弧端齒量規(guī)的檢定[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2015（19）：291.endprint