齿轮检查的重要性和数据的意义

测试结果解释可用于确定齿轮制造过程中出现的问题,或作为解释测试结果的一种手段。

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一个话题贴近我的心,我经常被要求回答这个问题;“出了什么问题?”我们都知道,没有一个答案,正如我们的好友Ray Drago经常说的那样,“这要看情况了。”说真的,在将齿轮系统投入使用之前,最重要的是要知道您在使用什么。特别是如果齿轮设计是应用程序的新设计,无论是全新设计、重新设计还是对现有设计的升级。当您第一次将新设计投入使用时,您正在验证开发工作的结果,并确定它可能需要的任何调整。为了能够有效地确定正确的更改(如果需要),需要对第一次运行的结果进行良好的记录。

如果不知道被测齿轮的精确几何形状,就没有办法从结果反向工作。任何两个齿轮之间的相互作用是接触几何和润滑层管理他们之间的能量传递的功能。我们也知道,我们所有的分析技术都是基于恒定的齿面几何形状,等效载荷分布和完全形成的弹流动力剪切层。其中任何一个参数的偏差都会极大地改变诸如使用寿命、效率、NVH响应等等。并不是说几何形状的小偏差,等等,不是最终产品的一部分,但它们必须被量化和理解。如果你仔细想想,这就是我们如何确定合适的质量名称。当然,在开始产品开发时,通常会有比预期更高的质量要求,因为这会增加每个组件的成本。随着完整产品的健壮性变得更加完全地被理解,质量成本可能会降低,齿轮也包括在内。

那么,我们该怎么办?我的建议是,在对任何新设计(或重新设计)的齿轮进行测试或投入使用之前,应通过完整的GMM(齿轮测量机)分析对其进行彻底检查。将对齿轮进行测量、检查,并对结果进行分析。如我们所知,节点(节圆、节径)都定义为两个啮合齿之间的瞬时接触点,其中没有滑动运动。每个齿组合的“直径”可能不同。这反过来使这个“节点”成为在任何给定时刻啮合的两个齿的函数。提高质量的概念(更高的AGMA 2000 Q编号或ISO A编号)是为了减少传动误差(TE)和改善轮齿共轭性。另一方面,测量是任何物体可以与已知值进行比较的量。最后,检查是根据要求检查测量值的过程,以确定其是否适合功能,或确定已建立的标准以及零件的预期标准。

我们检查的第一级结果将是验证应用的适用性,无论我们的首次测试或使用将是什么。检验结果(GMM或其他)的第二级使用将作为检验结果与要求比较的基线;一般包括使用寿命、NVH等。基本的复合检查,如轮廓评估和/或铅评估等,是一个很好的开始,可以用来告诉我们很多关于齿轮的牙齿。记住,有四个属性,我们评估齿轮和配对。相对于齿轮作为一个单独的部分,我们评估形状;通常是渐开线的轮廓、尺寸(高度、宽度等)和间距(节距、齿间跳动等)。第四个属性是对,通常是在一个确定的中心距离的网格交互,诸如此类的事情。该行业的趋势是不再量化啮合齿对(齿隙、跳动等),而是定义齿轮数据图表,只针对它所引用的齿轮。我们可以从SAP和EAP等参数向SOI和TIF等参数的转变中看到这一点。 To that end, we now recommend that attributes such as the aforementioned backlash and runout, etc., are better placed on the assembly drawing of the gearbox.

基本齿轮和复合齿轮的测量类别涉及并评估所有齿面,无论是与主齿轮紧密啮合还是与理想齿轮(通常为数学表示)进行比较。(提供:Shutterstock)

元素和复合的测量类别地址和评估所有的齿面,无论是与主齿轮紧密啮合或与理想齿轮(一般的数学表示)比较。当我们看无论是基本或复杂的属性,我们是在看个别属性的齿轮齿。基本和复杂的区别在于所使用的测量工具。基本检测元件使用测量工具和/或通常用于一次评估所有牙齿参数的一个属性的量规,而复杂的检测元件使用测量系统,在一次设置中执行多个测量,通常通过计算机控制的量规技术进行。这些通常被定义为GMM系统,并且非常精确、准确和可重复。

好了,我们有了测量技术的基础和一个非常简短的工具概述,我们可以使用。现在怎么办呢?在本文开始时,我们将使用一些或所有这些不同的工具来量化各种重要属性,然后将齿轮投入使用。当我们进行测试或新设计或齿轮开发时,我们努力确切地知道我们在处理什么。该计划需要测量齿轮齿形、间距和副发展的所有方面。这些信息可以用来确定在齿轮的制造过程中出了什么问题,或者作为一种手段来解释从测试中获得的结果。

我们使用GMM结果来记录历史,这样我们就可以建立我们所有设计的历史,以及开发新概念开发期间使用的齿轮设计的族表示。当然,有了足够的齿面表示数据,就可以建立每个牙齿的模型,然后通过分析将其与其配偶“啮合”,以便更好地理解各种齿间的相互作用。随着更多的时间投入到分析中,所有这些以及更多的工作都可以完成。它也可以是非常压倒性的。

现在,幸运的是,AGMA提供了两门关于齿轮测量、检查和结果解释的高价值课程。我鼓励你去查阅,注册,我会在那里看到你。