圓柱齒輪精度設(shè)計與檢測1課件

1、圓柱齒輪精度設(shè)計與檢測1圓柱齒輪精度設(shè)計與檢測1 齒 輪 精 度 設(shè) 計 內(nèi) 容 ( 最復(fù)雜)單個齒輪精度齒輪副精度齒坯精度 所以是典型零件精度設(shè)計中最難的，也是最重要 的。2 齒 輪 精 度單個齒輪精度齒輪副精度齒坯精度 內(nèi)容提要:第10章 圓柱齒輪精度設(shè)計與檢測 1. 齒輪傳動的四個方面使用要求及其概念；2. 評定圓柱齒輪精度、側(cè)隙的檢驗(yàn)項(xiàng)目和檢驗(yàn)參數(shù)的 名稱代號及其公差值；3. 圓柱齒輪的精度等級和側(cè)隙在圖樣上的標(biāo)注方法；4. 齒坯和齒坯精度的概念；5. 齒輪副的評定參數(shù)的名稱和代號；6. 齒輪檢驗(yàn)參數(shù)的檢測方法；7. 圓柱齒輪精度設(shè)計的內(nèi)容和基本方法。3內(nèi)容提要:第10章 圓柱齒輪精度

2、設(shè)計與檢測 1. 齒輪傳 本章以漸開線圓柱齒輪的精度標(biāo)準(zhǔn) （GB/T 10095.1.22008和GB/Z18620.1.42008）為例講述其精度設(shè)計與檢測的基本方法。 10.1 對齒輪傳動的使用要求 根據(jù)齒輪傳動的作用傳遞運(yùn)動傳遞動力 (3) 載荷分布均勻(4) 側(cè)隙合理 (1) 準(zhǔn)確 (2) 平穩(wěn)有以下要求4 本章以漸開線圓柱齒輪的精度標(biāo)準(zhǔn) 10.10.1.1 傳遞運(yùn)動的準(zhǔn)確性（運(yùn)動精度） 準(zhǔn)確性是指齒輪在一轉(zhuǎn)范圍內(nèi)的傳動比的大小，保證主、從動齒輪的運(yùn)動協(xié)調(diào)一致。 實(shí)際上是控制 = |(a)| max/轉(zhuǎn)的大小。由圖10.1得 =7（從第37齒）最大510.1.1 傳遞運(yùn)動的準(zhǔn)確性（運(yùn)動

3、精度） 10.1.2 傳動的平穩(wěn)性（平穩(wěn)性精度） 平穩(wěn)性是指齒輪在轉(zhuǎn)動中瞬時傳動比的大小。由圖10.1得 = |(a)| max/齒距=3（5,6齒距）最大a610.1.2 傳動的平穩(wěn)性（平穩(wěn)性精度） 平穩(wěn)性是指齒輪在轉(zhuǎn) = |(a)| max/轉(zhuǎn)，和 = |(a)| max/齒距的大小，也可用直角坐標(biāo)圖表示。7 = |(a)| max/轉(zhuǎn)，和 = |10.1.3 載荷分布的均勻性（接觸精度） 載荷分布的均勻性是指齒輪嚙合時，工作齒面上接觸面的大小 (圖 10.2 )。 810.1.3 載荷分布的均勻性（接觸精度） 10.1.4 齒輪側(cè)隙的合理性(圖10.3)側(cè)隙是指齒輪嚙合時，非工作齒面之間

4、的間隙。側(cè)隙一般用法向側(cè)隙 jbn或圓周側(cè)隙 jwt評定。 jbn= jwtcos法向非工作齒面910.1.4 齒輪側(cè)隙的合理性(圖10.3)側(cè)隙是指齒輪嚙側(cè)隙的作用(1) 潤滑 (2) 補(bǔ)償熱變形和彈性變形 (3) 補(bǔ)償誤差 但對不同用途的齒輪，其精度高低要求不同，側(cè)隙大小也不一樣。例如對分度和測量用齒輪：準(zhǔn)確性（運(yùn)動）精度要求很高；對變速用齒輪：平穩(wěn)性精度要求很高；對傳遞動力用齒輪：載荷分布均勻性（接觸）精度要求很高；對儀器儀表用齒輪：側(cè)隙要求很嚴(yán)格。對所有齒輪都有以上四項(xiàng)要求。10側(cè)隙的作用(1) 潤滑 (2) 補(bǔ)償熱變形和彈性變形10.2 評定齒輪精度的偏差項(xiàng)目及其允許值 10.2.1

5、 評定齒輪精度和側(cè)隙的必檢偏差項(xiàng)目 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定評定齒輪精度的必檢偏差項(xiàng)目為 (1) 齒距偏差 (2) 齒廓偏差 (3) 螺旋線偏差 評定齒側(cè)間隙的 必檢偏差項(xiàng)目為或公法線長度偏差齒厚偏差1110.2 評定齒輪精度的偏差項(xiàng)目及其允許值 10.2.1 評 1. 傳遞運(yùn)動準(zhǔn)確性的必檢參數(shù) 傳遞運(yùn)動準(zhǔn)確性主要是控制齒距偏差。(1)單個 齒距(2) k個 齒距接近齒高中部的圓（3）總齒距（k =1z）故有三種齒距偏差，下面分別介紹。12 1. 傳遞運(yùn)動準(zhǔn)確性的必檢參數(shù) 傳遞運(yùn)動準(zhǔn)確性主要是控制齒(1) 齒距累積總偏差FP (總偏差FP ) FP是指 齒輪端平面上，在接近齒高中部的一個與齒輪基準(zhǔn)軸線同心的圓

6、上，任意兩個同側(cè)齒面間的實(shí)際弧長與理論弧長之差中的最大絕對值。它表現(xiàn)為齒距累積偏差曲線的總幅值，見圖10.4 。若 FP FP FP = |(LaL) | max/轉(zhuǎn)= FPmax FPmin則FP合格。FPmaxxFPmin圖中：D為接近齒 高中部的圓；La實(shí)際弧長；L理論弧長。13(1) 齒距累積總偏差FP (總偏差FP ) 從齒距累積偏差曲線圖上也可得到FP：圖10.414從齒距累積偏差曲線圖上也可得到FP：圖10.416(2) 齒距累積偏差 FPk (累積偏差FPk) FPk 實(shí)際上稱k個齒距累積偏差較確切。 定義：齒輪同側(cè)齒面任意k個齒距的 Lka與 Lk的 代數(shù)差。 式中 k =

7、2z / 8一般取 k = z / 8。LkFPkLka15(2) 齒距累積偏差 FPk (累積偏差FPk) F從齒距累積偏差曲線圖上也可得到FPk：圖10.416從齒距累積偏差曲線圖上也可得到FPk：圖10.418應(yīng)用場合(1) z 多的大齒輪 (2) 轉(zhuǎn)速很高的較高精度的齒輪 (3) 扇形齒輪 控制齒輪圓周上局部的齒距累積偏差，同F(xiàn)P一樣是反映運(yùn)動精度。 FPk作用： 在測量中，取齒輪的|FPk|中最大的那個FPk作為評定值。若 FPk FPk + FPk 則為合格。17應(yīng)用(1) z 多的大齒輪 (2) 轉(zhuǎn)速很高的較高精度的齒2. 傳動平穩(wěn)性的必檢參數(shù) (1) 單個齒距偏差 fPt (f

8、Pt) 在齒輪端平面上，接近齒高中部的一個與齒輪同心的圓上，實(shí)際齒距與公稱齒距的代數(shù)差。fPt 沖撞 振動噪音平穩(wěn)性 若 -fPt fPt+ fPtfP t= Pta Pt則合格Pt接近齒高中部與 齒輪同心的圓182. 傳動平穩(wěn)性的必檢參數(shù) (1) 單個齒距偏差 fPt (2) 齒廓總偏差F (F ) F是指包容實(shí)際齒廓工作部分且距離為最小的兩條設(shè)計齒廓之間的法向距離，如圖10.5（a)所示，它是在齒輪端平面內(nèi)且垂直于齒廓的方向上測量。E B 為實(shí)際齒廓的工作部分。設(shè)計齒廓實(shí)際齒廓A 齒頂圓；B 齒頂計值范圍的 起始圓；E 齒根有效齒廓的 起始圓；F 齒根圓；19(2) 齒廓總偏差F (F )

9、 F是 在測量齒廓偏差時的記錄圖上的齒廓偏差曲線稱為齒廓跡線，如圖 10.5(b)和(c)所示。齒廓總偏差F是指在計值范圍L內(nèi)，包容實(shí)際齒廓跡線的兩條設(shè)計齒廓跡線間的距離。20 在測量齒廓偏差時的記錄圖上的齒廓偏差曲線稱為 若設(shè)計齒廓是理論漸開線，則設(shè)計齒廓跡線為一條直線，如圖10.5(b)中直線4所示；如果設(shè)計齒廓采用修形(凸齒廓)，則設(shè)計齒廓跡線為一曲線，如圖10.5(c)中曲線4(凸形)所示。 評定時，應(yīng)在被測齒輪圓周上均布地測量三個輪齒或更多的輪齒左、右齒面的F，其中Fmax符合：21 若設(shè)計齒廓是理論漸開線，則設(shè)計齒廓跡線為一條直3. 載荷分布均勻性的必檢參數(shù) 載荷分布均勻性應(yīng)在齒寬

10、和齒高方向上檢測。在齒高方向的檢驗(yàn)參數(shù)同平穩(wěn)性 (fPt和F )。齒寬方向的檢驗(yàn)參數(shù)是螺旋線總偏差F 。fPt和F223. 載荷分布均勻性的必檢參數(shù) 載荷分布均勻性應(yīng)在齒寬和齒高 齒寬兩端各減去b5% 和1 mn兩者中較小的數(shù)值。 F是指在計值范圍L內(nèi)，端面基圓切線方向上的實(shí)際螺旋線對設(shè)計螺旋線的偏離量(圖10.6 )。 螺旋線總偏差F(F)：圖中L 為計值范圍為：設(shè)計螺 旋線實(shí)際螺旋線23 齒寬兩端各減去b5% 和1 mn兩者中較 評定時螺旋線總偏差F ，應(yīng)在被測齒輪圓周上均布地測量三個輪齒或更多的輪齒左、右齒面的F,其中 Fmax符合：24 評定時螺旋線總偏差F ，應(yīng)在被測 4. 齒輪側(cè)隙

11、的必檢參數(shù) (1) 齒厚偏差Esn(Esns、Esni) ( 圖10.10)若 EsniEsnEsns Esn 應(yīng)用于大模數(shù)齒輪側(cè)隙的評定。 Esn= SnaSnEsns= SnsSnEsni= SniSn則側(cè)隙合格25 4. 齒輪側(cè)隙的必檢參數(shù) (1) 齒厚偏差Esn(Esn(2) 公法線長度偏差Ebn( Ebns、Ebni) (圖10.22)Eb n= WkaWk若 EbniEbnEbnsEbn 應(yīng)用于中小模數(shù)齒輪的側(cè)隙評定。 式中 k=z/9+0.5 （取整數(shù)） 則側(cè)隙合格。 一般均布測6次即可。Wka26(2) 公法線長度偏差Ebn( Ebns、Ebni) (小 結(jié)評定齒輪精度的必檢參

12、數(shù)傳遞運(yùn)動準(zhǔn)確性：傳動平穩(wěn)性：載荷分布均勻性：齒輪側(cè)隙：應(yīng)掌握必檢參數(shù)的名稱代號及其含義。27小 結(jié)評定齒輪精度傳遞運(yùn)動準(zhǔn)確性：傳動平穩(wěn)性：載注 意： 必檢偏差項(xiàng)目:齒距偏差、齒廓偏差、螺旋線偏差和齒厚偏差（與四項(xiàng)使用要求沒有一一對應(yīng)關(guān)系）； 齒輪的誤差、偏差都稱偏差； 為了能從符號上區(qū)分偏差與公差、極限偏差（新國標(biāo)把偏差、公差都稱為偏差），在符號前加 “ ”的為偏差； 小寫字母加上相應(yīng)的腳標(biāo)為單項(xiàng)要素測得的偏差；大寫字母加上相應(yīng)的腳標(biāo)為若干個單項(xiàng)要素組成“累積”或“總”的偏差。 28注 意： 必檢偏差項(xiàng)目:齒距偏差、 例10.1 已知m5，z8，=20的圓柱直齒輪，用齒距儀相對法測得數(shù)據(jù)為:

13、 計算該齒輪的FP、fPt和FPk（k=3）的偏差值。 0，+3，2，+3，+5，2， + 3 ， 2(m)。1、4定位支腳；2固定量爪； 3活動量爪。29 例10.1 已知m5，z8，=2解：FP、fPt和FPk（k=3）列表計算如下12345678計算0+3-2+3+5-2+3-2-1+2-3+2+4-3+2-3-1+1-20+4+1+30-2-2-2+1+3+3+3-4-4作業(yè) 思考題1、3，作業(yè)題 2(只求偏差)。30解：FP、fPt和FPk（k=3）列表計算如下12341、4定位支腳；2固定量爪；3活動量爪311、4定位支腳；2固定量爪；3活動量爪332008）單個齒距偏差齒距累積總偏差FP齒廓總偏差322008）單個齒距偏差齒距累積齒廓總偏差34一、主要參數(shù)及其代號：Z 齒數(shù) ， m 模數(shù) ， 齒形角（也稱 壓力角）W 公法線 ，S 齒厚 ， a 中心距P 齒距 ， t 瑞面 ， b 齒寬二、主要計算公式： 1.分度圓：d = mz， ； 2.基圓： db =