漸開(kāi)線圓柱齒輪傳動(dòng)的互換性.ppt

第十七講 漸開(kāi)線圓柱齒輪 傳動(dòng)的互換性(),主講：蔡霞 2007.5.15 西安航空技術(shù)高等?？茖W(xué)校,一、概述,傳遞運(yùn)動(dòng)的準(zhǔn)確性（運(yùn)動(dòng)精度）,傳動(dòng)平穩(wěn)性,使齒輪在一齒范圍內(nèi)瞬時(shí)傳動(dòng)比（瞬時(shí)轉(zhuǎn)角）變化盡量小,載荷分布的均勻性,齒輪副嚙合傳動(dòng)時(shí)，非工作齒面間應(yīng)留有一定的間隙,齒側(cè)間隙,必須保證嚙合齒面沿齒寬和齒高方向的實(shí)際接觸面積，以滿足承載的均勻性要求。,要求從動(dòng)齒輪在一轉(zhuǎn)范圍內(nèi)的最大轉(zhuǎn)角誤差不超過(guò)規(guī)定的數(shù)值 ,以使齒輪在一轉(zhuǎn)范圍內(nèi)傳動(dòng)比的變化盡量小。,1.圓柱齒輪傳動(dòng)的使用要求,一、概述,不同工作條件和不同用途的齒輪對(duì)上述四項(xiàng)使用要求的側(cè)重點(diǎn)會(huì)有所不同。,精密機(jī)床、控制系統(tǒng)的分度齒輪和測(cè)量?jī)x器的讀數(shù)齒輪 汽車、拖拉機(jī)和機(jī)床的變速齒輪 起重機(jī)械、礦山機(jī)械等重型機(jī)械中的低速重載齒輪 汽輪機(jī)和渦輪機(jī)中的高速重載齒輪,1.圓柱齒輪傳動(dòng)的使用要求,一、概述,產(chǎn)生齒輪加工誤差的原因很多，其主要來(lái)源于齒輪加工系統(tǒng)中的機(jī)床、刀具、夾具和齒坯的加工誤差及安裝、調(diào)整誤差。,2. 齒輪加工誤差的主要來(lái)源及其特性,按誤差產(chǎn)生的方向,按誤差在齒輪一轉(zhuǎn)中出現(xiàn)的次數(shù),一、概述,幾何偏心,齒坯定位孔與機(jī)床心軸之間的間隙等原因，會(huì)造成齒坯孔基準(zhǔn)軸線與機(jī)床工作臺(tái)回轉(zhuǎn)軸線不重合，產(chǎn)生幾何偏心，引起了齒輪徑向誤差。,2. 齒輪加工誤差的主要來(lái)源及其特性,一、概述,運(yùn)動(dòng)偏心,滾齒加工時(shí)機(jī)床分度蝸輪與工作臺(tái)中心線有安裝偏心時(shí)，就會(huì)使齒輪在加工過(guò)程中出現(xiàn)蝸輪蝸桿中心距周期性的變化，產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)偏心，引起了齒輪切向誤差。,2. 齒輪加工誤差的主要來(lái)源及其特性,幾何偏心和運(yùn)動(dòng)偏心產(chǎn)生的誤差在齒輪一轉(zhuǎn)中只出現(xiàn)一次，屬于長(zhǎng)周期誤差，其主要影響齒輪傳遞運(yùn)動(dòng)的準(zhǔn)確性。,一、概述,滾刀誤差,滾刀安裝誤差破壞了滾刀和齒坯之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)關(guān)系，從而使被加工齒輪產(chǎn)生基圓誤差，導(dǎo)致基節(jié)偏差和齒廓偏差。,2. 齒輪加工誤差的主要來(lái)源及其特性,由于滾刀的轉(zhuǎn)速比齒坯的轉(zhuǎn)速高得多，滾刀誤差在齒輪一轉(zhuǎn)中重復(fù)出現(xiàn)，所以是短周期誤差，主要影響齒輪傳動(dòng)的平穩(wěn)性和載荷分布的均勻性。,一、概述,機(jī)床傳動(dòng)鏈誤差,當(dāng)機(jī)床的分度蝸桿存在安裝誤差和軸向竄動(dòng)時(shí)，蝸輪轉(zhuǎn)速發(fā)生周期性的變化，使被加工齒輪出現(xiàn)齒距偏差和齒廓偏差，產(chǎn)生切向誤差。,2. 齒輪加工誤差的主要來(lái)源及其特性,機(jī)床分度蝸桿造成的誤差在齒輪一轉(zhuǎn)中重復(fù)出現(xiàn)，是短周期誤差。,二、齒輪的評(píng)定指標(biāo)及其測(cè)量,GB/T 10095.12001輪齒同側(cè)齒面偏差的定義和允許值 GB/T 10095.22001徑向綜合偏差和徑向跳動(dòng)的定義和允許值 GB/Z 18620.142002圓柱齒輪檢驗(yàn)實(shí)施規(guī)范 給出了齒輪評(píng)定項(xiàng)目的允許值及規(guī)定了檢測(cè)齒輪精度的實(shí)施規(guī)范。,二、齒輪的評(píng)定指標(biāo)及其測(cè)量,1.影響傳遞運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確性的誤差及測(cè)量,影響傳遞運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確性的誤差主要是幾何偏心和運(yùn)動(dòng)偏心造成的長(zhǎng)周期誤差,二、齒輪的評(píng)定指標(biāo)及其測(cè)量,1.影響傳遞運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確性的誤差及測(cè)量,被測(cè)齒輪與理想精確的測(cè)量齒輪作單面嚙合時(shí)，在被測(cè)齒輪一轉(zhuǎn)范圍內(nèi)，分度圓上實(shí)際圓周位移與理論圓周位移的最大差值，以分度圓弧長(zhǎng)計(jì)值。,切向綜合總偏差Fi,齒輪的切向綜合總偏差是在接近齒輪的工作狀態(tài)下測(cè)量出來(lái)的，是幾何偏心、運(yùn)動(dòng)偏心和基節(jié)偏差、齒廓偏差的綜合測(cè)量結(jié)果，是評(píng)定齒輪傳動(dòng)準(zhǔn)確性最為完善的指標(biāo)。,二、齒輪的評(píng)定指標(biāo)及其測(cè)量,1.影響傳遞運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確性的誤差及測(cè)量,Fp是指齒輪同側(cè)齒面任意圓弧段（k=1至k=z）內(nèi)實(shí)際弧長(zhǎng)與理論弧長(zhǎng)的最大差值。它等于齒距累積偏差的最大偏差與最小偏差的代數(shù)差,齒距累積總偏差Fp和齒距累積偏差Fpk,Fpk是指k個(gè)齒距間的實(shí)際弧長(zhǎng)與理論弧長(zhǎng)的最大差值，國(guó)標(biāo)GBT 10095.12001中規(guī)定k的取值范圍一般為2z /8，對(duì)特殊應(yīng)用（高速齒輪）可取更小的k值。,二、齒輪的評(píng)定指標(biāo)及其測(cè)量,1.影響傳遞運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確性的誤差及測(cè)量,齒距累積總偏差Fp和齒距累積偏差Fpk,齒距累積總偏差因可以反映幾何偏心和運(yùn)動(dòng)偏心造成的綜合誤差，所以能較全面的評(píng)定齒輪傳動(dòng)的準(zhǔn)確性。,二、齒輪的評(píng)定指標(biāo)及其測(cè)量,1.影響傳遞運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確性的誤差及測(cè)量,齒距累積總偏差Fp和齒距累積偏差Fpk,齒距累積總偏差Fp和齒距累積偏差Fpk通常在萬(wàn)能測(cè)齒儀、齒距儀和光學(xué)分度頭上測(cè)量。 測(cè)量的方法有絕對(duì)法和相對(duì)法兩種 。,二、齒輪的評(píng)定指標(biāo)及其測(cè)量,1.影響傳遞運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確性的誤差及測(cè)量,徑向跳動(dòng)Fr,Fr是指在齒輪一轉(zhuǎn)范圍內(nèi)，將測(cè)頭（球形、圓柱形、砧形）逐個(gè)放置在被測(cè)齒輪的齒槽內(nèi)，在齒高中部雙面接觸，測(cè)頭相對(duì)于齒輪軸線的最大和最小徑向距離之差。,齒圈的徑向跳動(dòng) 主要反映幾何偏心引起的齒輪徑向長(zhǎng)周期誤差,二、齒輪的評(píng)定指標(biāo)及其測(cè)量,1.影響傳遞運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確性的誤差及測(cè)量,徑向綜合總偏差Fi,Fi是指被測(cè)齒輪與理想精確的測(cè)量齒輪雙面嚙合時(shí)，在被測(cè)齒輪一轉(zhuǎn)范圍內(nèi)雙嚙中心距的最大變動(dòng)量。,徑向綜合總偏差Fi主要反映幾何偏心造成的徑向長(zhǎng)周期誤差和齒廓偏差、基節(jié)偏差等短周期誤差。,二、齒輪的評(píng)定指標(biāo)及其測(cè)量,2. 影響傳動(dòng)平穩(wěn)性的誤差及測(cè)量,影響傳遞運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性的誤差主要是由刀具誤差和機(jī)床傳動(dòng)鏈誤差造成的短周期誤差 。,二、齒輪的評(píng)定指標(biāo)及其測(cè)量,2. 影響傳動(dòng)平穩(wěn)性的誤差及測(cè)量,一齒切向綜合偏差fi,fi是指被測(cè)齒輪與理想精確的測(cè)量齒輪作單面嚙合時(shí)，在被測(cè)齒輪轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)齒距角內(nèi)的切向綜合偏差，以分度圓弧長(zhǎng)計(jì)值。,主要反映滾刀和機(jī)床分度傳動(dòng)鏈的制造和安裝誤差所引起的齒廓偏差、齒距誤差，是切向短周期誤差和徑向短周期誤差的綜合結(jié)果，是評(píng)定運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性較為完善的指標(biāo)。,二、齒輪的評(píng)定指標(biāo)及其測(cè)量,2. 影響傳動(dòng)平穩(wěn)性的誤差及測(cè)量,一齒徑向綜合偏差fi,fi是指被測(cè)齒輪與理想精確的測(cè)量齒輪作雙面嚙合時(shí)，在被測(cè)齒輪轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)齒距角內(nèi)，雙嚙中心距的最大變動(dòng)量。,一齒徑向綜合偏差fi主要反映了短周期徑向誤差（基節(jié)偏差和齒廓偏差）的綜合結(jié)果，但評(píng)定傳動(dòng)平穩(wěn)性不如一齒切向綜合偏差fi精確。,二、齒輪的評(píng)定指標(biāo)及其測(cè)量,2. 影響傳動(dòng)平穩(wěn)性的誤差及測(cè)量,齒廓偏差,齒廓偏差是指實(shí)際齒廓偏離設(shè)計(jì)齒廓的量值，其在端平面內(nèi)且垂直于漸開(kāi)線齒廓的方向計(jì)值。,二、齒輪的評(píng)定指標(biāo)及其測(cè)量,2. 影響傳動(dòng)平穩(wěn)性的誤差及測(cè)量,齒廓偏差,1）齒廓總偏差F F是指在計(jì)值范圍內(nèi)，包容實(shí)際齒廓跡線的兩條設(shè)計(jì)齒廓跡線間的距離。,二、齒輪的評(píng)定指標(biāo)及其測(cè)量,2. 影響傳動(dòng)平穩(wěn)性的誤差及測(cè)量,齒廓偏差,2）齒廓形狀偏差ff 在計(jì)值范圍內(nèi)，包容實(shí)際齒廓跡線的兩條與平均齒廓跡線完全相同的曲線間的距離，且兩條曲線與平均齒廓跡線的距離為常數(shù)。,二、齒輪的評(píng)定指標(biāo)及其測(cè)量,2. 影響傳動(dòng)平穩(wěn)性的誤差及測(cè)量,齒廓偏差,3）齒廓傾斜偏差fH 在計(jì)值范圍內(nèi)，兩端與平均齒廓跡線相交的兩條設(shè)計(jì)齒廓跡線間的距離,二、齒輪的評(píng)定指標(biāo)及其測(cè)量,2. 影響傳動(dòng)平穩(wěn)性的誤差及測(cè)量,齒廓偏差,齒廓偏差主要是由刀具的齒形誤差、安裝誤差以及機(jī)床分度鏈誤差造成的。,存在齒廓偏差的齒輪嚙合時(shí)，齒廓的接觸點(diǎn)會(huì)偏離嚙合線，引起瞬時(shí)傳動(dòng)比的變化，從而破壞了傳動(dòng)平穩(wěn)性。,二、齒輪的評(píng)定指標(biāo)及其測(cè)量,2. 影響傳動(dòng)平穩(wěn)性的誤差及測(cè)量,齒廓偏差,一般情況被測(cè)齒輪只需檢測(cè)齒廓總偏差F即可。 F通常用萬(wàn)能漸開(kāi)線檢查儀或單圓盤漸開(kāi)線檢查儀進(jìn)行測(cè)量。,二、齒輪的評(píng)定指標(biāo)及其測(cè)量,2. 影響傳動(dòng)平穩(wěn)性的誤差及測(cè)量,單個(gè)齒距偏差fpt,fpt是指在端平面上接近齒高中部的一個(gè)與齒輪軸線同心的圓上，實(shí)際齒距與理論齒距的代數(shù)差。,機(jī)床傳動(dòng)鏈誤差會(huì)造成單個(gè)齒距偏差。 齒距偏差與基節(jié)偏差和齒形角誤差有關(guān)，是基節(jié)偏差和齒廓偏差的綜合反映。,二、齒輪的評(píng)定指標(biāo)及其測(cè)量,3.影響載荷分布均勻性的誤差及測(cè)量,螺旋線偏差是指在端面基圓切線方向上，實(shí)際螺旋線對(duì)設(shè)計(jì)螺旋線的偏離量。,由于齒輪的制造和安裝誤差，一對(duì)齒輪在嚙合過(guò)程中沿齒長(zhǎng)方向和齒高方向都不是全齒接觸，實(shí)際接觸線只是理論接觸線的一部分，影響了載荷分布的均勻性。 國(guó)標(biāo)規(guī)定用螺旋線偏差來(lái)評(píng)定載荷分布均勻性。,二、齒輪的評(píng)定指標(biāo)及其測(cè)量,3.影響載荷分布均勻性的誤差及測(cè)量,螺旋線總偏差F,在計(jì)值范圍內(nèi)，包容實(shí)際螺旋線跡線的兩條設(shè)計(jì)螺旋線跡線的距離。 一般情況被測(cè)齒輪只需檢測(cè)螺旋線總偏差F即可,-基準(zhǔn)面 -非基準(zhǔn)面 b-齒寬或兩端倒角之間的距離 L-螺旋線計(jì)值范圍,二、齒輪的評(píng)定指標(biāo)及其測(cè)量,3.影響載荷分布均勻性的誤差及測(cè)量,螺旋線形狀偏差ff,在計(jì)值范圍內(nèi)，包容實(shí)際螺旋線跡線的兩條與平均螺旋線跡線完全相同的曲線間的距離，且兩條曲線與平均螺旋線跡線的距離為常數(shù),-基準(zhǔn)面 -非基準(zhǔn)面 b-齒寬或兩端倒角之間的距離 L-螺旋線計(jì)值范圍,二、齒輪的評(píng)定指標(biāo)及其測(cè)量,3.影響載荷分布均勻性的誤差及測(cè)量,螺旋線傾斜偏差fH,在計(jì)值范圍內(nèi)，兩端與平均螺旋線跡線相交的設(shè)計(jì)螺旋線跡線間的距離 。,-基準(zhǔn)面 -非基準(zhǔn)面 b-齒寬或兩端倒角之間的距離 L-螺旋線計(jì)值范圍,二、齒輪的評(píng)定指標(biāo)及其測(cè)量,4.影響齒輪副側(cè)隙的偏差及測(cè)量,為了保證齒輪副的齒側(cè)間隙，就必須控制輪齒的齒厚，齒輪輪齒的減薄量可由齒厚偏差和公法線長(zhǎng)度偏差來(lái)控制。,二、齒輪的評(píng)定指標(biāo)及其測(cè)量,4.影響齒輪副側(cè)隙的偏差及測(cè)量,齒厚偏差,齒厚偏差是指在分度圓柱上，齒厚的實(shí)際值與公稱值之差（對(duì)于斜齒輪齒厚是指法向齒厚）。,齒厚下偏差代號(hào)為Esni。,齒厚上偏差代號(hào)為Esns,二、齒輪的評(píng)定指標(biāo)及其測(cè)量,4.影響齒輪副側(cè)隙的偏差及測(cè)量,齒厚偏差的測(cè)量,齒厚偏差可以用齒厚游標(biāo)卡尺來(lái)測(cè)量。由于分度圓柱面上的弧齒厚不便測(cè)量，所以通常都是測(cè)量分度圓弦齒厚。,標(biāo)準(zhǔn)圓柱齒輪分度圓公稱弦齒厚,分度圓公稱弦齒高,二、齒輪的評(píng)定指標(biāo)及其測(cè)量,4.影響齒輪副側(cè)隙的偏差及測(cè)量,公法線長(zhǎng)度偏差,公法線長(zhǎng)度偏差是指齒輪一圈內(nèi)，實(shí)際公法線長(zhǎng)度Wka與公稱公法線長(zhǎng)度Wk之差。 公法線長(zhǎng)度上偏差代號(hào)為Ebns，下偏差代號(hào)為Ebni。,三、齒輪副的評(píng)定指標(biāo),齒輪副的安裝誤差也會(huì)影響齒輪副的嚙合精度，也必須加以限制。 評(píng)定齒輪副的精度指標(biāo)有接觸斑點(diǎn)、軸線平行度誤差和中心距偏差。,三、齒輪副的評(píng)定指標(biāo),1. 接觸斑