第11章 漸開線圓柱齒輪精度及檢測

1、第第8 8章章 漸開線圓柱齒輪精度及檢測漸開線圓柱齒輪精度及檢測學(xué)習(xí)要求：學(xué)習(xí)要求：了解漸開線圓柱齒輪傳動的精度要求。了解齒輪誤差產(chǎn)生的原因及誤差特性。了解圓柱齒輪傳動精度的評定指標(biāo)。掌握漸開線圓柱齒輪傳動精度的設(shè)計的基本方法。重點：齒輪的精度指標(biāo)難點：各項齒輪精度的術(shù)語及定義相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)：相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)：GB/T10095.1-2008 GB/T10095.1-2008 圓柱齒輪圓柱齒輪 精度制精度制 第第1 1部部分：輪齒同側(cè)齒面偏差的定義和允許值分：輪齒同側(cè)齒面偏差的定義和允許值GB/T10095.2-2008 GB/T10095.2-2008 圓柱齒輪圓柱齒輪 精度制精度制 第第2 2部部分：徑

2、向綜合偏差與徑向跳動的定義和允許值分：徑向綜合偏差與徑向跳動的定義和允許值 GB/T10096-88 GB/T10096-88 齒條精度齒條精度GB/T13924-2008 GB/T13924-2008 漸開線圓柱齒輪精度漸開線圓柱齒輪精度 檢檢驗細(xì)則驗細(xì)則第一節(jié)第一節(jié) 齒輪傳動使用要求和齒輪加工工藝誤差齒輪傳動使用要求和齒輪加工工藝誤差 對齒輪傳動的要求對齒輪傳動的要求傳遞運動的準(zhǔn)確性傳遞運動的準(zhǔn)確性: 指齒輪在一轉(zhuǎn)范圍指齒輪在一轉(zhuǎn)范圍內(nèi)，速比變化不超過一定的限度內(nèi)，速比變化不超過一定的限度傳動的平穩(wěn)性傳動的平穩(wěn)性: 指齒輪在轉(zhuǎn)一齒指齒輪在轉(zhuǎn)一齒范圍內(nèi)，瞬時傳范圍內(nèi)，瞬時傳動比變化不超過動比

3、變化不超過一定的限度一定的限度載荷分布的均勻性載荷分布的均勻性: 指一對齒輪在嚙合指一對齒輪在嚙合時，工作齒面要保證一定的接觸面積時，工作齒面要保證一定的接觸面積齒側(cè)間隙：在齒輪傳動過程中，非接觸齒側(cè)間隙：在齒輪傳動過程中，非接觸面一定要有合理的間隙。一方面為了貯面一定要有合理的間隙。一方面為了貯存潤滑油，一方面為了補償齒輪的制造存潤滑油，一方面為了補償齒輪的制造和變形誤差。和變形誤差。對齒輪傳動的要求（歸納）對齒輪傳動的要求（歸納）傳遞運動的準(zhǔn)確性傳遞運動的準(zhǔn)確性傳動的平穩(wěn)性傳動的平穩(wěn)性載荷分布的均勻性載荷分布的均勻性傳動側(cè)隙的合理性傳動側(cè)隙的合理性對應(yīng)的精度要求對應(yīng)的精度要求運動精度：傳遞

4、運動的準(zhǔn)確性。為了保證齒輪傳動運動精度：傳遞運動的準(zhǔn)確性。為了保證齒輪傳動的運動精度，應(yīng)限制齒輪一轉(zhuǎn)中最大轉(zhuǎn)角誤差。的運動精度，應(yīng)限制齒輪一轉(zhuǎn)中最大轉(zhuǎn)角誤差。運動平穩(wěn)性精度：要求齒輪運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，沒有沖擊、運動平穩(wěn)性精度：要求齒輪運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，沒有沖擊、振動和噪聲。要限制一齒距角范圍內(nèi)轉(zhuǎn)角誤差的最振動和噪聲。要限制一齒距角范圍內(nèi)轉(zhuǎn)角誤差的最大值。大值。接觸精度：要求齒輪在接觸過程中，載荷分布要均接觸精度：要求齒輪在接觸過程中，載荷分布要均勻，接觸良好，以免引起應(yīng)力集中，造成局部磨損，勻，接觸良好，以免引起應(yīng)力集中，造成局部磨損，影響齒輪的使用壽命。影響齒輪的使用壽命。說明：對于不同用途、不同工作條件的

5、齒輪，說明：對于不同用途、不同工作條件的齒輪，對其要求的側(cè)重點也應(yīng)有所不同。對其要求的側(cè)重點也應(yīng)有所不同。對于分度機(jī)構(gòu)，儀器儀表中讀數(shù)機(jī)構(gòu)的齒輪，齒輪一轉(zhuǎn)對于分度機(jī)構(gòu)，儀器儀表中讀數(shù)機(jī)構(gòu)的齒輪，齒輪一轉(zhuǎn)中的轉(zhuǎn)角誤差不超過中的轉(zhuǎn)角誤差不超過1122，甚至是幾秒，此時，傳，甚至是幾秒，此時，傳遞運動準(zhǔn)確性是主要的；遞運動準(zhǔn)確性是主要的；對于高速、大功率傳動裝置中用的齒輪，如汽輪機(jī)減速器對于高速、大功率傳動裝置中用的齒輪，如汽輪機(jī)減速器上的齒輪，圓周速度高，傳遞功率大，其運動精度、工作上的齒輪，圓周速度高，傳遞功率大，其運動精度、工作平穩(wěn)性精度及接觸精度要求都很高，特別是瞬時傳動比的平穩(wěn)性精度及接觸

6、精度要求都很高，特別是瞬時傳動比的變化要求小，以減少振動和噪聲；變化要求小，以減少振動和噪聲；對于軋鋼機(jī)、起重機(jī)、運輸機(jī)、透平機(jī)等低速重載機(jī)械，對于軋鋼機(jī)、起重機(jī)、運輸機(jī)、透平機(jī)等低速重載機(jī)械，傳遞動力大，但圓周速度不高，故齒輪接觸精度要求較高，傳遞動力大，但圓周速度不高，故齒輪接觸精度要求較高，齒側(cè)間隙也應(yīng)足夠大，而對其運動精度則要求不高。齒側(cè)間隙也應(yīng)足夠大，而對其運動精度則要求不高。影響齒輪使用要求的主要工藝誤差影響齒輪使用要求的主要工藝誤差 齒輪的加工方法按齒廓的形成原理可分為齒輪的加工方法按齒廓的形成原理可分為仿形法仿形法 成形銑刀在銑床上銑齒成形銑刀在銑床上銑齒范成法范成法 滾刀在滾

7、齒機(jī)上滾齒滾刀在滾齒機(jī)上滾齒滾齒加工產(chǎn)生加工誤差的主要因素有滾齒加工產(chǎn)生加工誤差的主要因素有幾何偏心：齒坯孔軸線與齒輪加工時的回轉(zhuǎn)中心軸幾何偏心：齒坯孔軸線與齒輪加工時的回轉(zhuǎn)中心軸線的偏心。線的偏心。運動偏心：分度渦輪的加工誤差及安裝偏心所引起。運動偏心：分度渦輪的加工誤差及安裝偏心所引起。機(jī)床傳動鏈高頻誤差。機(jī)床傳動鏈高頻誤差。滾刀的安裝誤差和加工誤差。滾刀的安裝誤差和加工誤差。1) 1) 影響齒輪傳遞運動準(zhǔn)確性的主要工藝誤差影響齒輪傳遞運動準(zhǔn)確性的主要工藝誤差n就齒輪特征來說是齒輪輪齒分布不均勻 n而影響齒輪輪齒分布的主要工藝誤差是幾何偏心和運動偏心 幾何偏心是指齒輪坯在機(jī)床工作臺心軸上的

8、安裝偏幾何偏心是指齒輪坯在機(jī)床工作臺心軸上的安裝偏心。心。運動偏心是指機(jī)床分齒傳動鏈傳動誤差運動偏心是指機(jī)床分齒傳動鏈傳動誤差 2 2） 影響齒輪傳動平穩(wěn)性的主要工藝誤差影響齒輪傳動平穩(wěn)性的主要工藝誤差n影響齒輪傳動平穩(wěn)性的主要工藝誤差，就齒輪特征來說，是齒輪齒距偏差（特別直接的是基圓齒距偏差）和齒廓偏差（包括齒廓漸開線形狀偏差和漸開線壓力角偏差） 滾刀齒形角偏差的影響滾刀齒形角偏差的影響 滾刀軸向齒距偏差的影響滾刀軸向齒距偏差的影響 滾刀安裝誤差的影響滾刀安裝誤差的影響 機(jī)床小周期誤差的影響機(jī)床小周期誤差的影響 3 3） 影響載荷分布均勻性的主要工藝誤差影響載荷分布均勻性的主要工藝誤差n影響

9、載荷分布均勻性的主要工藝誤差，就齒輪特征來說，是指齒輪螺旋線偏差（主要影響齒長方向的接觸精度）、基圓齒距偏差和齒廓偏差（主要影響齒高方向的接觸精度） 機(jī)床導(dǎo)軌相對于工作臺回轉(zhuǎn)軸線的平行度誤差的影響機(jī)床導(dǎo)軌相對于工作臺回轉(zhuǎn)軸線的平行度誤差的影響齒輪坯安裝誤差的影響齒輪坯安裝誤差的影響 齒輪坯自身誤差的影響齒輪坯自身誤差的影響 4 4） 影響齒側(cè)間隙的主要工藝原因影響齒側(cè)間隙的主要工藝原因n就齒輪特征來說，影響齒側(cè)間隙的主要因素是齒輪齒厚偏差主要因素是齒輪副中心距偏差造成齒輪副中心距偏主要因素是齒輪副中心距偏差造成齒輪副中心距偏差的主要原因是箱體孔的中心距偏差差的主要原因是箱體孔的中心距偏差 第二

10、節(jié)第二節(jié) 齒輪精度的評定指標(biāo)齒輪精度的評定指標(biāo)1. 1. 齒輪精度的評定指標(biāo)（齒輪精度的評定指標(biāo)（1010個）個）單個齒距偏差單個齒距偏差f fptptn單個齒距偏差(single pitch deviation)是指在端平面上，在接近齒高中部的一個與齒輪軸線同心的圓上，實際齒距與理論齒距的代數(shù)差 齒距累積偏差齒距累積偏差F Fpkpk n齒距累積偏差(cumulative pitch deviation)是指任意k個齒距的實際弧長與理論弧長的代數(shù)差 齒距累積總偏差齒距累積總偏差F Fp p n齒距累積總偏差(total cumulative pitch deviation)是指齒輪同側(cè)齒面任

11、意弧段內(nèi)的最大齒距累計偏差 齒廓總偏差齒廓總偏差n齒廓總偏差(total profiler deviation)是指在計值范圍內(nèi)，包容實際齒廓跡線的兩條設(shè)計齒廓跡線間的距離 nLAF稱為可用長度(useable length）n有效長度LAE（active length） n計值范圍則是從E點開始延伸至有效長度92%處F螺旋線總偏差螺旋線總偏差n螺旋線總偏差(total helix deviation)是指在齒廓計值范圍La (profiler evaluation range)內(nèi)，包容實際螺旋線跡線的兩條設(shè)計螺旋線間的距離 F切向綜合總偏差切向綜合總偏差 n切向綜合總偏差 (total ta

12、ngential composite deviation) 是指被測齒輪與測量齒輪單面嚙合檢驗時，被測齒輪一轉(zhuǎn)內(nèi)，齒輪分度圓上實際圓周位移與理論圓周位移的最大差值，以分度圓弧長計 一齒切向綜合偏差一齒切向綜合偏差n一齒切向綜合偏差(tooth-to-tooth total tangential composite deviation)是指切向綜合偏差記錄曲線上小波紋的幅度值，以分度圓弧長計。即一個齒距內(nèi)的切向綜合偏差 if徑向綜合總偏差徑向綜合總偏差n徑向綜合總偏差(total radial composite deviation)是指在徑向（雙面）綜合檢驗時，被測齒輪的左右齒面同時與測量齒輪

13、接觸并轉(zhuǎn)過一整圈時出現(xiàn)的中心距最大值與最小值之差 iF一齒徑向綜合偏差一齒徑向綜合偏差 n一齒徑向綜合偏差(tooth-to-tooth total radial composite deviation)是指徑向綜合偏差記錄曲線上小波紋的幅度值 if徑向跳動徑向跳動F Fr r n徑向跳動(run-out)是指測頭在每個齒槽內(nèi)近似齒高中部與左右齒面接觸，測頭到齒輪軸線的最大和最小距離之差 齒輪精度的評定指標(biāo)小結(jié)齒輪精度的評定指標(biāo)小結(jié)2.2.齒輪精度的結(jié)構(gòu)齒輪精度的結(jié)構(gòu)nGB/T10095.1-2008和GB/T10095.2-2008分別對上述的10個指標(biāo)規(guī)定了精度等級，0級或4級最高，12級

14、最低；還分別給出了這些指標(biāo)的5級精度偏差允許值計算式 3.3.齒輪精度的檢驗齒輪精度的檢驗1 1） 單個齒距和齒距累積偏差的檢驗單個齒距和齒距累積偏差的檢驗(1)用齒距比較儀檢測齒距偏差(2）用角度轉(zhuǎn)位法（一個觸頭）檢測齒距 2 2） 齒廓偏差的檢驗齒廓偏差的檢驗3 3） 徑向綜合偏差的檢驗徑向綜合偏差的檢驗第三節(jié) 齒輪副精度的評定及檢測 1. 1. 齒輪副的切向綜合誤差及檢測齒輪副的切向綜合誤差及檢測n齒輪副的切向綜合誤差是指安裝好的齒輪副，在嚙合轉(zhuǎn)動足夠多的轉(zhuǎn)數(shù)內(nèi)，一個齒輪（齒數(shù)為z2的大齒輪）相對另一個齒輪（齒數(shù)為z1的小齒輪）的實際轉(zhuǎn)角與公稱轉(zhuǎn)角之差的總幅度值 檢測儀器檢測儀器2. 2

15、. 齒輪副的一齒切向綜合誤差及檢測齒輪副的一齒切向綜合誤差及檢測n齒輪副的一齒切向綜合誤差是指安裝好的齒輪副，在嚙合轉(zhuǎn)動足夠多的轉(zhuǎn)數(shù)內(nèi)，一個齒輪（齒數(shù)為z2的大齒輪）相對另一個齒輪（齒數(shù)為z1的小齒輪）在一個齒距內(nèi)的實際轉(zhuǎn)角與公稱轉(zhuǎn)角之差的最大幅度值 3. 3. 齒輪副的接觸斑點齒輪副的接觸斑點1 1）接觸斑點及其與齒輪精度等級的一般關(guān)系）接觸斑點及其與齒輪精度等級的一般關(guān)系 n接觸斑點是指裝配（在箱體內(nèi)或嚙合實驗臺上）好的齒輪副，在輕微制動下運轉(zhuǎn)后齒面的接觸痕跡。接觸斑點用接觸痕跡占齒寬b和有效齒面高度h的百分比表示 2 2） 齒輪副軸線平行度偏差齒輪副軸線平行度偏差4. 4. 齒輪副的側(cè)隙齒輪副的側(cè)隙1 1） 齒輪副側(cè)隙和側(cè)隙配合體制齒輪副側(cè)隙和側(cè)隙配合體制n圓周側(cè)隙 n法向側(cè)隙 n徑向側(cè)隙 2 2） 齒輪副中心距偏差齒輪副中心距偏差n齒輪副的中心距偏差fa（中心距極限偏差fa）是指在箱體兩側(cè)軸承孔跨距L的范圍內(nèi)，實際中心距與公稱中心距之差 3 3） 齒厚偏差及檢測齒厚偏差及檢測幾個術(shù)語幾個術(shù)語n公稱齒厚 n