齒輪精度設(shè)計(jì)示例

2.齒輪精度設(shè)計(jì)示例【例】某機(jī)床變速箱中一對(duì)直齒圓柱齒輪，模數(shù)m=3mm，齒數(shù)Z1=30，齒數(shù)Z2=90,齒形角a=20°，齒寬b1=20,轉(zhuǎn)速n1=1400r/min，齒輪材料為45號(hào)鋼，單件小批量生產(chǎn)。試①確定小齒輪精度等級(jí)；②確定檢查項(xiàng)目；③計(jì)算齒輪副側(cè)隙和齒厚偏差；④將齒厚極限偏差換算成公法線平均長度極限偏差。⑤確定齒輪坯公差（確定小齒輪內(nèi)孔和齒頂圓的尺寸公差、齒頂圓的徑向圓跳動(dòng)公差和端面跳動(dòng)公差。）⑥確定齒輪零件表面粗糙度；⑦繪制齒輪零件圖。解：準(zhǔn)備工作：對(duì)于小齒輪根據(jù)分度圓直徑d=mz算得：分度圓直徑d1=mXZ1=3X30=90mm根據(jù)齒頂圓直徑d=mz+2m算得：齒頂圓直徑da1=mxz1+2xm=3x30+2x3=96mm確定小齒輪精度等級(jí)?.?該齒輪是機(jī)床變速箱中速度較高的齒輪，主要要求是傳動(dòng)平穩(wěn)性???根據(jù)圓周速度確定其影響傳動(dòng)平穩(wěn)性的偏差項(xiàng)目的精度等級(jí)。根據(jù)圓周速度v=訕1=脂90X1400m/s=6.59m/s60x100060x1000參考表9-8（P232,舊版教材P216），選影響傳動(dòng)平穩(wěn)性的偏差項(xiàng)目的精度等級(jí)為8級(jí)。..?該齒輪對(duì)傳遞運(yùn)動(dòng)的準(zhǔn)確性要求不高???可降低一級(jí)，選影響傳遞運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確性的偏差項(xiàng)目的精度等級(jí)為9級(jí)。?.?該齒輪既傳遞運(yùn)動(dòng)又傳遞動(dòng)力，動(dòng)力齒輪對(duì)齒面載荷分布均勻性有一定要求，通常精度等級(jí)不低于影響傳動(dòng)平穩(wěn)性的偏差項(xiàng)目的精度等級(jí)，???選影響載荷分布均勻性的偏差項(xiàng)目的精度等級(jí)為8級(jí)。??三個(gè)公差組（舊標(biāo)準(zhǔn)）GB/T10095.1-2001標(biāo)準(zhǔn)開始取消了原標(biāo)準(zhǔn)三個(gè)公差組的說法根據(jù)齒輪的使用要求分為三個(gè)公差組。第T公關(guān)組弓％琮方耳，氣保證運(yùn)動(dòng)的準(zhǔn)確性第11公美州保死傳動(dòng)的平穩(wěn)性第m公關(guān)命F夔瓦,F產(chǎn)保訕莪荷分布的均勻性?.?第I公差組影響傳遞運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確性的偏差項(xiàng)目的精度等級(jí)為9級(jí)第II公差組影響傳動(dòng)平穩(wěn)性的偏差項(xiàng)目的精度等級(jí)為8級(jí)第III公差組影響載荷分布均勻性的偏差項(xiàng)目的精度等級(jí)為8級(jí)選擇齒輪檢查組，確定檢查項(xiàng)目公差值?.?該齒輪屬于中等精度、小批量生產(chǎn)，沒有對(duì)齒輪局部范圍提出更嚴(yán)格的噪振動(dòng)要求，???參考表9-9（P233，舊版教材P217），選第1檢驗(yàn)組，檢驗(yàn)項(xiàng)目為：單個(gè)齒距偏差fpt齒距累積總偏差Fp齒廓總偏差Fa螺旋線總偏差%徑向圓跳動(dòng)Fr1）單個(gè)齒距偏差fpt（第II公差組精度等級(jí)8級(jí)傳動(dòng)平穩(wěn)性）根據(jù)分度圓直徑d=90、法向模數(shù)mn=3、精度等級(jí)8級(jí)，查表9-1（P225，舊版P209）得，fpt=±17pm2）齒距累積總偏差Fp（第I公差組精度等級(jí)9級(jí)傳遞運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確性）根據(jù)分度圓直徑d、法向模數(shù)mn、精度等級(jí)9級(jí)查表9-2（P226，舊版P210）得，F(xiàn)p=76pm3）齒廓總偏差F（認(rèn)為相當(dāng)于第iii公差組精度等級(jí)8級(jí)載荷分布均勻性）根據(jù)分度圓直徑d、法向模數(shù)mn、精度等級(jí)8級(jí)，查表9-3（P236，舊版P210）得，F(xiàn)=22Pm4）螺旋線總偏差%（第iii公差組精度等級(jí)8級(jí)載荷分布均勻性）根據(jù)分度圓直徑d、齒寬b、精度等級(jí)8級(jí)，查表9-4（P227，舊版P211）得，%=21pm5）徑向圓跳動(dòng)Fr（第I公差組精度等級(jí)9級(jí)傳遞運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確性根據(jù)分度圓直徑d、法向模數(shù)mn、精度等級(jí)9級(jí)，查表9-5（P228，舊版P212）得，F(xiàn),=61pm計(jì)算齒輪副側(cè)隙和齒厚偏差1）求齒輪中心距am,3齒輪中心距a-—（z+z）=2x（30+90）mm=180mm代入式（9-1）（P233，舊版P217）求出最小側(cè)隙推薦值j-2（0.06+0.0005a+0.03m）

bmin3in-2x（0.06+0.0005x180+0.03x3）mm-0.106mm2）求齒厚上偏差Esns由式（9-2）（P234，舊版P218）得齒厚上偏差EsnsE—-j/2cosasnsbnminn=-0.106/（2xcos20o）mm--0.056mm3）求齒厚公差Tsn由式（9-3）（P234，舊版P218）T=“F2+b2^2tanasn\rrJn????傳遞運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確性的偏差項(xiàng)目的精度等級(jí)為9級(jí).?.由表9-11（P234，舊版P218）查得切齒徑向進(jìn)刀公差br-IT10-0.140mm（注：根據(jù)分度圓直徑d1=90mm，公差等級(jí)IT10，查表2-1《標(biāo)準(zhǔn)公差值》（P20），得140以m）br為切齒徑向進(jìn)刀公差，相當(dāng)于一般尺寸的加工誤差，按加工精度確定，通常b,值按傳遞運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確性的偏差項(xiàng)目的精度等級(jí)由分度圓直徑查表確定。?前面已查出徑向圓跳動(dòng)Fr=0.061mm由式（9-3）（P218）T=（JF2+b2^2tanasn\r,/n得齒厚公差T=0.0612+0.140242xtan20=0.111mmsn4）求齒厚下偏差Esns由式（9-4）（P235，舊版P218）E*=ElJ得齒厚下偏差E=—0.056—0.111=—0.167mmni將齒厚極限偏差換算成公法線平均長度極限偏差1）求公法線公稱長度?求跨測齒數(shù)k根據(jù)k=z/9+0.5求得k=30/9+0.5e3.8取k=4（齒）（四舍五入取整）?根據(jù)W=mh.476（2k—1）+0.014Z〕求得公法線公稱長度W=3X[1.476X（2X4-1）+0.014X30]mm=32.256mm?由式（9-5）（P235，舊版P219）公法線長度上偏差En^=E鄲cosa〃求得E=—0.056cos200=—0.053mmbns由式（9-6）（P235，舊版P219）公法線長度下偏差Eg=Encosa〃求得E=—0.167cos200=—0.157mmbni確定齒輪坯公差分析：..?小齒輪為盤形齒輪（不是連軸齒輪），而且齒寬b=20mm（較小，屬于“短的”圓柱）..?一般采用齒輪內(nèi)孔和端面作為基準(zhǔn)需確定小齒輪內(nèi)孔和齒頂圓的尺寸公差、齒頂圓的徑向圓跳動(dòng)公差和端面跳動(dòng)公差。即：參照教材P237，舊版P221表9-13確定小齒輪內(nèi)孔和齒頂圓的尺寸公差參照教材P237，舊版P222表9-14確定小齒輪內(nèi)孔圓柱度參照教材P238，舊版P222表9-15確定齒頂圓的徑向圓跳動(dòng)公差和端面跳動(dòng)公差1）齒輪內(nèi)孔的尺寸公差?..第I公差組影響傳遞運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確性的偏差項(xiàng)目的精度等級(jí)為9級(jí)第II公差組影響傳動(dòng)平穩(wěn)性的偏差項(xiàng)目的精度等級(jí)為8級(jí)第III公差組影響載荷分布均勻性的偏差項(xiàng)目的精度等級(jí)為8級(jí)根據(jù)當(dāng)三個(gè)公差組的精度等級(jí)不同時(shí)，按最高的精度等級(jí)確定公差值?.?根據(jù)齒輪精度等級(jí)為8級(jí)，參照教材P221表9-13，孔的尺寸公差為7級(jí)，取H7,根據(jù)內(nèi)孔直徑30mm，公差等級(jí)IT7,查表2-1《標(biāo)準(zhǔn)公差值》（P20），得尺寸公差值為0.021mm即小齒輪內(nèi)孔直徑430H7（+0.021'..?齒輪內(nèi)孔作為基準(zhǔn)，為保證配合性質(zhì)，..?小齒輪內(nèi)孔直徑遵守包容要求，在其尺寸公差代號(hào)后面標(biāo)注符號(hào)0包容要求主要用于需要保證配合性質(zhì)的孔、軸單一要素的中心軸線的直線度。2）齒頂圓的尺寸公差...假設(shè)齒頂圓不作為測量齒厚的基準(zhǔn)..?當(dāng)齒頂圓不作為測量齒厚的基準(zhǔn)時(shí)，其尺寸公差按IT11給定，但不大于0.1Xm。即齒頂圓的尺寸公差按IT11給定。?根據(jù)齒頂圓直徑da1=96mm，公差等級(jí)IT11，查表2-1《標(biāo)準(zhǔn)公差值》（P20），得0.22mm496h11f+0-22、V0>?核算*.*0.1Xm=0.1X3=0.3mm小齒輪的齒頂圓直徑尺寸公差均不大于0.1Xm?.?合理3）齒頂圓的徑向圓跳動(dòng)公差齒頂圓柱面在加工齒形時(shí)，常作為找正基準(zhǔn)，..?假設(shè)基準(zhǔn)面與安裝面不一致（即工作基準(zhǔn)面與加工基準(zhǔn)面不一致）?.?采用表9-15（P238，舊版教材P222）所示方法，齒頂圓的徑向跳動(dòng)公差為0.3Fp小齒輪：已查表得：齒距累積總偏差Fp=76gm0.3F=0.3x0.076mm=0.022mm4）齒頂圓端面跳動(dòng)公差齒頂圓兩端面在制造和工作時(shí)，作為軸向定位的基準(zhǔn)，..?假設(shè)基準(zhǔn)面與安裝面不一致（即工作基準(zhǔn)面與加工基準(zhǔn)面不一致）?.?采用表9-15（P238，舊版教材P222）所示方法。齒頂圓端面跳動(dòng)公差為0.2（Dd/b）%?小齒輪：齒頂圓直徑da1=96mm齒寬b1=20mm；已查表得：螺旋線總偏差七=21pm基準(zhǔn)面為由96齒頂圓柱體的“兩端面”，故基準(zhǔn)面直徑Dd=da1=96mm齒頂圓端面跳動(dòng)公差為：“0.2(D/b)F=0.2x96x0.021