哈工大機(jī)械精度設(shè)計互換性及測量技術(shù)13

1、1第第7章章 圓柱齒輪精度設(shè)計圓柱齒輪精度設(shè)計2一、一、主要參數(shù)及其代號主要參數(shù)及其代號：z 齒數(shù)齒數(shù), m 模數(shù)模數(shù) , 齒形角齒形角(壓力角壓力角)W 公法線公法線, S 齒厚齒厚 , a 中心距中心距, P 齒距齒距， b 齒寬齒寬二二、主要計算公式、主要計算公式： 1. 分度圓分度圓：d = mz， 2. 基圓基圓： db = = d cos 3. 壓力角壓力角：cos= rbr ； 4. 公法線公法線： WK = m2.9521(k - 0.5)+0.014z； 其中其中k = z9 +0.5 (取整數(shù)取整數(shù)) 5. 中心距中心距：a = m(z1 +z2)/2 。圓柱齒輪圓柱齒輪知

2、識復(fù)習(xí)知識復(fù)習(xí) 3第第7章章 圓柱齒輪精度設(shè)計圓柱齒輪精度設(shè)計 齒輪精度設(shè)計齒輪精度設(shè)計 單個齒輪精度單個齒輪精度齒輪副精度齒輪副精度齒坯精度齒坯精度 所以是所以是典型零件精度設(shè)計典型零件精度設(shè)計中中最難最難的，也是的，也是最重要最重要 的。的。47.1 齒輪傳動的使用要求齒輪傳動的使用要求 根據(jù)根據(jù)齒輪傳動齒輪傳動的的作用作用傳遞運動傳遞運動傳遞動力傳遞動力 (3)載荷分布均勻性載荷分布均勻性(loading distribution homogeneity) (4)側(cè)隙合理性側(cè)隙合理性backlash rationality (1)準(zhǔn)確性準(zhǔn)確性(accuracy) (2)平穩(wěn)性平穩(wěn)性(st

3、ability)有以下要求有以下要求51 傳遞運動的準(zhǔn)確性傳遞運動的準(zhǔn)確性(運動精度運動精度) 準(zhǔn)確性準(zhǔn)確性: :指指齒輪在齒輪在一轉(zhuǎn)范圍內(nèi)一轉(zhuǎn)范圍內(nèi)的的傳動比的大小傳動比的大小，保證主、從動齒，保證主、從動齒輪的運動協(xié)調(diào)一致，輪的運動協(xié)調(diào)一致，即即最大轉(zhuǎn)角誤差最大轉(zhuǎn)角誤差 。由圖得由圖得: 從從第第37齒齒 最大最大=762 傳動的平穩(wěn)性傳動的平穩(wěn)性(平穩(wěn)性精度平穩(wěn)性精度) 平穩(wěn)性平穩(wěn)性:指齒輪轉(zhuǎn)動中指齒輪轉(zhuǎn)動中瞬時傳動比的大小瞬時傳動比的大小,即一齒即一齒過程過程最大轉(zhuǎn)角誤差最大轉(zhuǎn)角誤差由圖得：由圖得： 5,6齒距齒距最大最大=373 載荷分布的均勻性載荷分布的均勻性(接觸精度接觸精度)

4、載荷分布的均勻性載荷分布的均勻性:指齒輪嚙合時指齒輪嚙合時,工作齒面上工作齒面上接觸面接觸面的大小的大小84 齒輪側(cè)隙的合理性齒輪側(cè)隙的合理性 側(cè)隙側(cè)隙: :指齒輪嚙合時指齒輪嚙合時, ,非工作非工作齒面之間的齒面之間的間隙間隙。一般用一般用法向側(cè)隙法向側(cè)隙 jbn或或圓周側(cè)隙圓周側(cè)隙 jwt評定。評定。 法向法向非工作齒面非工作齒面97.3 漸開線圓柱齒輪精度的評定參數(shù)漸開線圓柱齒輪精度的評定參數(shù) 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定評定標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定評定齒輪齒輪精度精度必檢偏差項目必檢偏差項目(1) 齒距偏差齒距偏差 (2) 齒廓偏差齒廓偏差 (3) 螺旋線偏差螺旋線偏差 評定評定齒側(cè)間隙齒側(cè)間隙的的 必檢偏差項目必檢偏差

5、項目或或公法線長度偏差公法線長度偏差齒厚偏差齒厚偏差10 1. 傳遞運動準(zhǔn)確性傳遞運動準(zhǔn)確性的必檢參數(shù)的必檢參數(shù) 傳遞運動準(zhǔn)確性傳遞運動準(zhǔn)確性主要是控制主要是控制齒距偏差齒距偏差。(3)總齒距總齒距(k =1z)(1)單個齒距單個齒距(2) k個齒距個齒距11(1) 齒距累積總偏差齒距累積總偏差FP 定義定義:齒輪同側(cè)齒面任意弧段齒輪同側(cè)齒面任意弧段(k=1z)內(nèi)的內(nèi)的最大齒距累積偏差最大齒距累積偏差FP = |LaL |max/轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)LLa124321-1-2-3從從齒距累積偏差曲線圖齒距累積偏差曲線圖上也可上也可得到得到FP：13(2) 齒距累積偏差齒距累積偏差 FPk定義定義:齒輪同側(cè)齒面

6、任意齒輪同側(cè)齒面任意k個齒距個齒距的的實際弧長實際弧長 Lka與與 Lk的的代數(shù)差代數(shù)差式中式中 k = 2z / 8PkkakFLLFPkLkLka144321-1-2-3從從齒距累積偏差曲線圖齒距累積偏差曲線圖上也可得到上也可得到FPk：K=2152. 傳動平穩(wěn)性傳動平穩(wěn)性的必檢參數(shù)的必檢參數(shù) (1) 單個齒距偏差單個齒距偏差 fPt : 實際齒距與公稱齒距的代數(shù)差。實際齒距與公稱齒距的代數(shù)差。fP t= Pta PtPttaP16(2) 齒廓總偏差齒廓總偏差F 定義定義:包容實際齒廓包容實際齒廓工作部分工作部分且且距離為最小距離為最小的兩條的兩條設(shè)計齒廓設(shè)計齒廓之間之間的的法向距離法向距

7、離。 設(shè)計設(shè)計齒廓齒廓實際實際齒廓齒廓E G 為為實際齒廓實際齒廓的的工作部分工作部分F173. 載荷分布均勻性載荷分布均勻性的必檢參數(shù)的必檢參數(shù) fPt和和F載荷分布均勻性載荷分布均勻性齒高方向齒高方向: 同同平穩(wěn)性平穩(wěn)性 (fPt和和F)齒寬方向齒寬方向: 螺旋線總偏差螺旋線總偏差F18 圖中圖中L 為為計值范圍計值范圍，為，為齒寬齒寬b兩端各減去兩端各減去b5% 和和1 mn兩者中兩者中較小的數(shù)值較小的數(shù)值, 即即 b - b10%, b - 2mnmax F是指在計值范圍是指在計值范圍L內(nèi)，內(nèi)，端面基圓切線端面基圓切線方向上的方向上的實際螺旋線實際螺旋線對對設(shè)計螺旋線設(shè)計螺旋線的的偏離

8、量偏離量。 螺旋線總偏差螺旋線總偏差F：設(shè)計螺旋設(shè)計螺旋線線實際螺旋線實際螺旋線19 4. 齒輪側(cè)隙的必檢參數(shù)齒輪側(cè)隙的必檢參數(shù) (1) 齒厚偏差齒厚偏差Esn(Esns、Esni) Esn 應(yīng)用于應(yīng)用于大模數(shù)齒輪大模數(shù)齒輪側(cè)隙側(cè)隙的評定的評定Esn= Sna SnsnssninEES標(biāo)注:20(2) 公法線長度偏差公法線長度偏差Ebn( Ebns、Ebni): k個輪齒異向齒廓間基圓切個輪齒異向齒廓間基圓切線線段長度線線段長度Eb n= WkaWkbnsbni:Ek EW標(biāo)注WkaEbn 應(yīng)用于應(yīng)用于中小模數(shù)齒輪中小模數(shù)齒輪的側(cè)隙評定的側(cè)隙評定 公法線公法線： WK = m2.9521(k

9、- 0.5)+0.014z； 其中其中k = z9 +0.5 (取整數(shù)取整數(shù))215. 齒輪齒輪精度等級精度等級及其及其圖樣標(biāo)注圖樣標(biāo)注 1) 精度等級精度等級: 其中：其中： 02級級為為展望級展望級，GB/T 10095.1.2規(guī)定規(guī)定13個等級個等級:0、 1、 2、 、 12精度依次精度依次降低降低912級級為為低精度級低精度級。 68級級為為中等級中等級，35級級為為高精度等級高精度等級，222) 圖樣標(biāo)注圖樣標(biāo)注 (1) 齒輪精度等級的齒輪精度等級的標(biāo)注標(biāo)注: (a)當(dāng)所有當(dāng)所有精度等級相同精度等級相同時時，只標(biāo)，只標(biāo)等級等級和和標(biāo)準(zhǔn)號標(biāo)準(zhǔn)號：如如 : 7 GB/T 10095.1

10、.2 精度等級精度等級 偏差代號偏差代號 標(biāo)準(zhǔn)代號標(biāo)準(zhǔn)代號1GB/T10095. 6 7 PtPFFfF）、（如按按準(zhǔn)確性準(zhǔn)確性、平穩(wěn)性平穩(wěn)性和和載荷分布均勻性載荷分布均勻性的順序標(biāo)注的順序標(biāo)注:(b)當(dāng)各個當(dāng)各個精度等級不同精度等級不同時時，精度等級、偏差代號和標(biāo)準(zhǔn)號精度等級、偏差代號和標(biāo)準(zhǔn)號準(zhǔn)確性準(zhǔn)確性平穩(wěn)性平穩(wěn)性載荷分布均勻性載荷分布均勻性23(2) 側(cè)隙的標(biāo)注側(cè)隙的標(biāo)注對對大模數(shù)齒輪大模數(shù)齒輪 一般標(biāo)注一般標(biāo)注公稱齒厚公稱齒厚及其及其上、下偏差上、下偏差。snssninEES 對對中小模數(shù)齒輪中小模數(shù)齒輪一般標(biāo)注一般標(biāo)注公稱公法線長度公稱公法線長度及其及其上、下偏差上、下偏差。bnsb

11、niwEEk242.2.未注幾何公差按未注幾何公差按 GB/T 1184-KGB/T 1184-K.225小小 結(jié)結(jié)評定評定齒輪精度齒輪精度的的必檢參數(shù)必檢參數(shù)傳遞運動準(zhǔn)確性傳遞運動準(zhǔn)確性：PP, kFF傳動平穩(wěn)性傳動平穩(wěn)性：Pt, fF載荷分布均勻性載荷分布均勻性：F齒輪側(cè)隙齒輪側(cè)隙：snbn EE或?qū)W會查學(xué)會查表表7-27-10 求取各個參數(shù)的求取各個參數(shù)的GB/T 數(shù)值數(shù)值要求：要求：掌握掌握齒輪精度必檢參數(shù)齒輪精度必檢參數(shù)的的名稱代號名稱代號及其及其含義含義267.2 評定齒輪精度評定齒輪精度的的可選用可選用偏差項目偏差項目27 用某種加工方法生產(chǎn)的齒輪，用上述用某種加工方法生產(chǎn)的齒輪

12、，用上述必檢參數(shù)檢驗必檢參數(shù)檢驗合格后合格后，如果：，如果： 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定還可用下列參數(shù)來評定標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定還可用下列參數(shù)來評定齒輪傳遞運動準(zhǔn)確齒輪傳遞運動準(zhǔn)確性性和和齒輪傳動平穩(wěn)性齒輪傳動平穩(wěn)性的精度：的精度： (1)在生產(chǎn)在生產(chǎn)工藝條件不變工藝條件不變（尤其是切削機(jī)床的精度得（尤其是切削機(jī)床的精度得到保證）的情況下，繼續(xù)生產(chǎn)同樣的齒輪時；到保證）的情況下，繼續(xù)生產(chǎn)同樣的齒輪時； (2)或作或作誤差分析用誤差分析用的齒輪時。的齒輪時。什么情況下可選用下列參數(shù)？什么情況下可選用下列參數(shù)？28(1) 切向綜合總偏差切向綜合總偏差 定義定義: 被測齒輪與測量齒輪被測齒輪與測量齒輪單面嚙合單面嚙合檢測時，被測

13、齒輪一轉(zhuǎn)內(nèi)，檢測時，被測齒輪一轉(zhuǎn)內(nèi)，被測齒輪分度圓上被測齒輪分度圓上實際圓周位移實際圓周位移和和理論圓周位移理論圓周位移的的最大差值最大差值。)( iiFF 1. 傳遞運動準(zhǔn)確性的可選用參數(shù)傳遞運動準(zhǔn)確性的可選用參數(shù) 轉(zhuǎn)/maxLLFai式中式中 L a 實際圓周位移實際圓周位移；L 理論圓周位移理論圓周位移。29輪齒編號輪齒編號圖圖 切向綜合偏差曲線切向綜合偏差曲線iF iF反映了反映了齒距累積總偏差齒距累積總偏差FP和和單個齒偏差單個齒偏差的的綜綜合結(jié)果合結(jié)果。測量記錄圖測量記錄圖如圖所示。如圖所示。30 條件：條件： 測量儀器：單面嚙合測量儀；測量儀器：單面嚙合測量儀； 測量齒輪（精度比

14、被測齒輪高測量齒輪（精度比被測齒輪高4級）；級）； 特點：特點： 綜合了齒距累積總偏差綜合了齒距累積總偏差FP和單個齒偏差；和單個齒偏差； 測量狀態(tài)同齒輪工作狀態(tài)（單面嚙合）一樣測量狀態(tài)同齒輪工作狀態(tài)（單面嚙合）一樣 ； 被測齒輪：大批量生產(chǎn)的齒輪。被測齒輪：大批量生產(chǎn)的齒輪。是評定是評定傳遞運動準(zhǔn)確性傳遞運動準(zhǔn)確性齒輪的齒輪的理想?yún)?shù)理想?yún)?shù)。 iF 檢驗效率很高。檢驗效率很高。31固定滑座固定滑座可移動滑座可移動滑座(2) 徑向綜合總偏差徑向綜合總偏差maxmin()/iFaa轉(zhuǎn)) ( iiFF 是指是指被測齒輪被測齒輪與與測量齒輪測量齒輪雙面嚙合雙面嚙合檢測時，在被測齒輪一檢測時，在被測

15、齒輪一轉(zhuǎn)內(nèi)雙嚙轉(zhuǎn)內(nèi)雙嚙中心距中心距的的最大值最大值與與最小值最小值之差。之差。 iFa 32反映反映齒坯安裝偏心齒坯安裝偏心(幾何偏心幾何偏心) 產(chǎn)生的產(chǎn)生的齒距偏差齒距偏差。 iF測量記錄圖測量記錄圖如圖所示。如圖所示。iFiF 圖圖 徑向綜合偏差曲線徑向綜合偏差曲線maxa mina a 33(3) 徑向跳動徑向跳動rmaxminFRR)( rrFF徑向跳動測量儀徑向跳動測量儀被測齒輪被測齒輪指示表指示表球形測頭球形測頭。相當(dāng)于 irFF 34圖圖 徑向跳動偏差曲線徑向跳動偏差曲線rF 反映反映幾何偏心和齒距與齒廓偏差的影響。幾何偏心和齒距與齒廓偏差的影響。徑向跳動偏差曲線徑向跳動偏差曲線

16、rF35(4) 公法線長度變動公法線長度變動跨齒數(shù)跨齒數(shù)：k = z9 + 0.5 （取整數(shù)）取整數(shù)）一般均布測一般均布測 6 次次)( WWFF圖圖 公法線千分尺測量公法線長度公法線千分尺測量公法線長度kWminmaxWkkWWF362. 傳動平穩(wěn)性的可選用參數(shù)傳動平穩(wěn)性的可選用參數(shù)(1) 一齒切向綜合偏差一齒切向綜合偏差) ( iiff輪齒編號輪齒編號圖圖 切向綜合偏差曲線切向綜合偏差曲線if iF, 時在測量切向綜合總偏差iF。同時可測出 if 等單齒誤差。、綜合了Fffpti if 37(2) 一齒徑向綜合偏差一齒徑向綜合偏差iF同樣在測量同樣在測量if時同時可測出時同時可測出) (

17、iiff if iF 38 可選用可選用評定參數(shù)評定參數(shù)傳遞運動傳遞運動 準(zhǔn)確性準(zhǔn)確性切向綜合總偏差切向綜合總偏差 iF徑向綜合總偏差徑向綜合總偏差 iF 徑向跳動徑向跳動 rF公法線長度變動公法線長度變動 WF 傳動傳動平穩(wěn)性平穩(wěn)性一齒切向綜合偏差一齒切向綜合偏差 if if 一齒徑向綜合偏差一齒徑向綜合偏差, riFF 相當(dāng)于。或的組合，可以代替與 )( PiFFFFWr39 例題例題:已知已知m5，z8，=20的圓柱直齒輪的圓柱直齒輪，用齒距用齒距儀相對法測得數(shù)據(jù)為儀相對法測得數(shù)據(jù)為: 計算該齒輪的計算該齒輪的FP、fPt和和FPk(k=3)的的偏差值偏差值。 0，+3，2，+3，+5，2， + 3 ， 2(m)。1、4定位支腳；定位支腳；2固定量爪；固定量爪；3活動量爪活動量爪40解：解：FP、fPt和和FPk（k=3）列表計算如下列表