【公差标准】几何量公差与检测_第10章 圆柱齿轮公差与检测.pdf
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1、第十章第十章第十章第十章圆柱齿轮公差与检测圆柱齿轮公差与检测圆柱齿轮公差与检测圆柱齿轮公差与检测直齿外啮合直齿外啮合直齿内啮合直齿内啮合斜齿外啮合斜齿外啮合人字外啮合人字外啮合传动比传动比 i =1/2=z2/z11 1 对齿轮传动的使用要求对齿轮传动的使用要求一、齿轮传递运动的一、齿轮传递运动的准确性准确性齿轮在一转范围内最大转角误差不超出一定范围。引起传递运动不协调的齿轮在一转范围内最大转角误差不超出一定范围。引起传递运动不协调的传动比最大变化量传动比最大变化量以齿轮以齿轮一转为周期一转为周期。二、齿轮传动的二、齿轮传动的平稳性平稳性保证齿轮传动瞬时传动比不过大。三、载荷分布的均匀性三、载
2、荷分布的均匀性要求齿轮啮合时齿面接触良好,以免引起应力集中,造成齿面局部磨损加剧,影响齿轮的使用寿命。要求齿轮啮合时齿面接触良好,以免引起应力集中,造成齿面局部磨损加剧,影响齿轮的使用寿命。四、齿轮副侧隙四、齿轮副侧隙保证齿轮啮合时,非工作齿面间应留有一定的间隙。补偿齿轮传动受力后的弹性变形、热膨胀及齿轮的加工安装误差,贮存润滑油。防止齿轮在传动过程中可能卡死或烧伤。保证齿轮啮合时,非工作齿面间应留有一定的间隙。补偿齿轮传动受力后的弹性变形、热膨胀及齿轮的加工安装误差,贮存润滑油。防止齿轮在传动过程中可能卡死或烧伤。不同用途和工件条件的齿轮,对以上要求的侧重点不同不同用途和工件条件的齿轮,对以
3、上要求的侧重点不同产生齿轮加工误差的原因很多,其主要来源于齿轮加工系统中的机床、刀具、夹具和齿坯的加工误差及安装、调整误差。2.齿轮加工误差的主要来源及其特性齿轮加工误差的主要来源及其特性按误差产生的方向切向误差径向误差轴向误差按误差在齿轮一转中出现的次数长周期误差短周期误差2 齿轮上影响2 齿轮上影响四项要求四项要求的主要误差的主要误差几何偏心齿坯定位孔与机床心轴之间的间隙等原因,会造成齿坯孔基准轴线与机床工作台回转轴线不重合,产生几何偏心,引起了齿轮径向误差。2.齿轮加工误差的主要来源及其特性齿轮加工误差的主要来源及其特性运动偏心滚齿加工时机床分度蜗轮与工作台中心线有安装偏心时,就会使齿轮
4、在加工过程中出现蜗轮蜗杆中心距周期性的变化,产生运动偏心,引起了齿轮切向误差。2.齿轮加工误差的主要来源及其特性齿轮加工误差的主要来源及其特性几何偏心和运动偏心产生的误差在齿轮一转中只出现一次,属于长周期误差,其主要影响齿轮传递运动的准确性。滚刀误差滚刀安装误差破坏了滚刀和齿坯之间的相对运动关系,从而使被加工齿轮产生基圆误差,导致基节偏差和齿廓偏差。2.齿轮加工误差的主要来源及其特性齿轮加工误差的主要来源及其特性制造误差安装误差由于滚刀的转速比齿坯的转速高得多,滚刀误差在齿轮一转中重复出现,所以是短周期误差,主要影响齿轮传动的平稳性和载荷分布的均匀性。机床传动链误差当机床的分度蜗杆存在安装误差
5、和轴向窜动时,蜗轮转速发生周期性的变化,使被加工齿轮出现齿距偏差和齿廓偏差,产生切向误差。2.齿轮加工误差的主要来源及其特性齿轮加工误差的主要来源及其特性机床分度蜗杆造成的误差在齿轮一转中重复出现,是短周期误差。GB/T 10095.12001轮齿同侧齿面偏差的定义和允许值GB/T 10095.22001径向综合偏差和径向跳动的定义和允许值GB/Z 18620.142002圆柱齿轮检验实施规范给出了齿轮评定项目的允许值及规定了检测齿轮精度的实施规范。3 齿轮的强制性检测精度指标、侧隙指标及其检测齿轮的强制性检测精度指标、侧隙指标及其检测一、齿轮传递运动准确性的强制性检测精度一、齿轮传递运动准确
6、性的强制性检测精度指标指标齿轮齿距累积总偏差齿轮齿距累积总偏差FPFP是指在齿轮端平面,在接近齿高中部的一个与齿轮基准轴线同心的圆上,是指在齿轮端平面,在接近齿高中部的一个与齿轮基准轴线同心的圆上,任意两个同侧齿面间任意两个同侧齿面间的实际弧长与理论弧长的代数差中的最大绝对值(图的实际弧长与理论弧长的代数差中的最大绝对值(图10-11)。合格条件:)。合格条件:FPFP(偏差允许值,公差)。(偏差允许值,公差)。齿距偏差可以用绝对法测量。测量时,把实际齿距直接与理论齿距比较,以获得齿距偏差的角度值或线值。齿距偏差还可以用相对法测量。一般使用双测头式齿距比较仪或万能测齿仪。由于齿距比较仪所使用的
7、测量基准不是被测齿轮的基准轴线,因此测量精度受到被测齿轮的齿顶圆柱面对其基准轴线的径向圆跳动的影响。注意:注意:在在FP的测量中,几何偏心是影响测量结果的主要因素的测量中,几何偏心是影响测量结果的主要因素。二、齿轮传动平稳性的强制性检测精度指标二、齿轮传动平稳性的强制性检测精度指标1.齿轮单个齿距偏差齿轮单个齿距偏差fPtfPt是指在齿轮端平面上,在接近齿高中部的一个与齿是指在齿轮端平面上,在接近齿高中部的一个与齿轮基准轴线同心的圆上,实际齿距与理论齿距的代数差轮基准轴线同心的圆上,实际齿距与理论齿距的代数差(图(图10-12),合格条件是各个均应在极限偏差),合格条件是各个均应在极限偏差fP
8、t范围范围内。内。fP tfPt+fP t例例(绝对法绝对法):某7级精度直齿圆柱齿轮的模数m=5,齿数z=12,标准压力角20,o=采用绝对法测量其各个左齿面齿距偏差,测量数据如下表:FP,fPt试确定该齿轮的齿距累积总偏差和单个齿距偏差,并判断其合格与否。注:可查附表10-1例:(相对法测量)例:(相对法测量)max0.020ptf=+0.045pF=平稳性指标(取绝对值最大的):准确性指标(取正向及负向绝对值最大,并将绝对值相加):2.齿廓总偏差齿廓总偏差FF是指包容实际齿廓工作部分且距离为最小的两条是指包容实际齿廓工作部分且距离为最小的两条设计齿廓(理论齿廓)之间的法向距离(图设计齿廓
9、(理论齿廓)之间的法向距离(图10-15)。)。合格条件:合格条件:FF(齿廓总偏差允许值,公差)。(齿廓总偏差允许值,公差)。二、齿轮传动平稳性的强制性检测精度指标二、齿轮传动平稳性的强制性检测精度指标三、轮齿载荷分布均匀性的强制性检测精度指标三、轮齿载荷分布均匀性的强制性检测精度指标在齿宽方向齿轮螺旋线总偏差在齿宽方向齿轮螺旋线总偏差F对于直齿轮,其设计螺旋线(理论螺旋线)是一条平对于直齿轮,其设计螺旋线(理论螺旋线)是一条平行于齿轮基准轴线的平行线,行于齿轮基准轴线的平行线,F是指在齿宽工作部分是指在齿宽工作部分范围内包容实际螺旋线(实际齿向线)且距离为最小的范围内包容实际螺旋线(实际齿
10、向线)且距离为最小的两条设计螺旋线之间的法向距离。两条设计螺旋线之间的法向距离。合格条件:合格条件:FF。在齿高方向在齿高方向齿轮传动平稳性的精度评定指标齿轮传动平稳性的精度评定指标即即齿廓总偏差齿廓总偏差F F四、评定齿轮四、评定齿轮齿厚减薄量齿厚减薄量用的侧隙指标用的侧隙指标1齿厚偏差齿厚偏差Esn对于直齿轮,对于直齿轮,Esn 是指在分度圆柱面上,实际齿厚与公称齿厚之差;对于斜齿轮,指法向实际齿厚与公称齿厚之差。是指在分度圆柱面上,实际齿厚与公称齿厚之差;对于斜齿轮,指法向实际齿厚与公称齿厚之差。snc=mz sinhc=ra0.5mz cos直齿轮直齿轮分度圆上的分度圆上的公称弦公称弦
11、齿厚齿厚snc与与公称弦公称弦齿高齿高hc的计算公式:的计算公式:2.公法线长度偏差公法线长度偏差EwEw是指实际公法线长度是指实际公法线长度Wk 与公称公法线长度(与公称公法线长度(W,Wn)之差。)之差。直齿轮的公称公法线长度直齿轮的公称公法线长度W和跨齿数和跨齿数k的计算公式:的计算公式:对于标准齿轮对于标准齿轮 x=0,=20k=z/9+0.5W=m cos(k-0.5)+zinv斜齿轮的公称公法线长度斜齿轮的公称公法线长度Wn和跨齿数和跨齿数k以及端面以及端面压力角压力角t和假想齿数和假想齿数 z 的计算公式:的计算公式:在法向测量,斜齿标准齿轮在法向测量,斜齿标准齿轮 x n=0,
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