第10章_第6齒輪副中心距極限偏差和軸線平行度公差節(jié)齒輪精度指標(biāo)的公差及其精度等級(jí)

1、第十章 圓柱齒輪公差與檢測(cè) 1 對(duì)齒輪傳動(dòng)的使用要求 2 齒輪上影響四項(xiàng)使用要求的主要誤差 3 齒輪的應(yīng)檢精度指標(biāo)、側(cè)隙指標(biāo)及檢測(cè) 4 評(píng)定齒輪精度時(shí)可采用的指標(biāo)及其檢測(cè) 5 齒輪精度指標(biāo)的公差及其精度等級(jí) 6 齒輪副中心距極限偏差和軸線平行度公差 7 齒輪側(cè)隙指標(biāo)的公差和齒輪坯公差 8 圓柱齒輪精度設(shè)計(jì),第5章表面粗糙度輪廓及其檢測(cè),6 齒輪副中心距極限偏差和軸線平行度公差,第5章表面粗糙度輪廓及其檢測(cè),一、齒輪副中心距極限偏差 二、齒輪副軸線平行度公差,6 齒輪副中心距極限偏差和軸線平行度公差,齒輪副中心距：用來(lái)支承與兩個(gè)相互嚙合齒輪的兩根平行軸之間的距離。 軸承孔跨距：箱體上支承同一根軸

2、的兩軸承孔各自中間平面之間的距離。 中心距偏差影響側(cè)隙的大小，軸線平行度誤差影響齒輪載荷分別的均勻性。,6 齒輪副中心距極限偏差和軸線平行度公差,一、齒輪副中心距極限偏差,齒輪副中心距極限偏差f是指在箱體兩側(cè)軸承孔跨距L的范圍內(nèi)，齒輪副兩條軸線之間的實(shí)際距離（實(shí)際中心距）與公稱中心距a之差。參看圖10-30： 圖樣上標(biāo)注公稱中心距及其上、下偏差（ ）： 中心距偏差的合格條件是它在中心距極限偏差范圍內(nèi)。,6 齒輪副中心距極限偏差和軸線平行度公差,二、齒輪副軸線平行度公差,測(cè)量基準(zhǔn)的確定：測(cè)量齒輪副兩條軸線之間的平行度誤差時(shí)，應(yīng)根據(jù)兩對(duì)軸承孔的跨距L，選取跨距較大的那條軸線作為基準(zhǔn)軸線；如果兩對(duì)軸

3、承孔的跨距相同，則可取其中任何一條軸線作為基準(zhǔn)軸線。參看圖10-31：,6 齒輪副中心距極限偏差和軸線平行度公差,被測(cè)軸線對(duì)基準(zhǔn)軸線的平行度誤差應(yīng)在相互垂直的軸線平面H和垂直平面V上測(cè)量。軸線平面H上的平行度誤差f是指實(shí)際被測(cè)軸線2在H平面上的投影對(duì)基準(zhǔn)軸線1的平行度誤差。垂直平面V上的平行度誤差f是指實(shí)際被測(cè)軸線2在V平面上的投影對(duì)基準(zhǔn)軸線1的平行度誤差。,6 齒輪副中心距極限偏差和軸線平行度公差,軸線在平面H上的平行度誤差 f的公差f和在垂直平面V上的平行度誤差f的公差f的公差推薦按齒輪載荷分布均勻性的精度等級(jí)分別用下列兩個(gè)公式確定： f=（L/b）F f =0.5（L/b）F=0.5 f

4、 齒輪副軸線平行度誤差的合格條件是： f f 且ff,7 齒輪側(cè)隙指標(biāo)的公差和齒輪坯公差,第5章表面粗糙度輪廓及其檢測(cè),一、齒厚極限偏差的確定 二、公法線長(zhǎng)度極限偏差的確定 三、齒輪坯公差 四、齒輪齒面和基準(zhǔn)面的表面粗糙度輪廓要求,7 齒輪側(cè)隙指標(biāo)的公差和齒輪坯公差,一、齒厚極限偏差的確定,側(cè)隙的獲得: （1）. 改變齒輪副中心距； （2）. 切薄輪齒。 齒厚上下偏差的獲得： 上偏差：根據(jù)齒輪副所需的最小側(cè)隙通過(guò)計(jì)算或類比法確定。 下偏差：由齒輪等級(jí)、徑向進(jìn)刀公差、幾何偏心確定。 齒輪精度等級(jí)和齒厚極限偏差確定后，齒輪副的最大側(cè)隙就自然形成，一般不必驗(yàn)證。,7 齒輪側(cè)隙指標(biāo)的公差和齒輪坯公差,

5、1.齒輪副所需的最小側(cè)隙,最小側(cè)隙（圖10-32）的必需性: 保證靈活性； 潤(rùn)滑； 補(bǔ)償熱變形。 最小法向側(cè)隙：在標(biāo)準(zhǔn)溫度（20C）下齒輪副無(wú)負(fù)荷時(shí)所需最小限度的法向側(cè)隙稱為最小法向側(cè)隙。它與齒輪精度等級(jí)無(wú)關(guān)。,7 齒輪側(cè)隙指標(biāo)的公差和齒輪坯公差,1.齒輪副所需的最小側(cè)隙,最小法向側(cè)隙jbn min 由下列兩部分組成 （1）補(bǔ)償傳動(dòng)時(shí)溫度升高使齒輪和箱體產(chǎn)生的熱變形所需的法向側(cè)隙jbn1 （2）保證正常潤(rùn)滑條件所需的法向側(cè)隙 j bn2 齒輪副的最小法向側(cè)隙為： jbn min= jbn1 +j bn2,7 齒輪側(cè)隙指標(biāo)的公差和齒輪坯公差,jbn2推薦值,7 齒輪側(cè)隙指標(biāo)的公差和齒輪坯公差,齒

6、厚上偏差（齒厚最小減薄量）作用： 保證齒輪副所需的最小法向側(cè)隙jbn min；補(bǔ)償齒輪和齒輪箱的制造誤差和安裝誤差所引起的側(cè)隙減小量Jbn； 制造誤差影響因素：基圓齒距偏差fpb和螺旋線總偏差F； 安裝誤差影響因素：f和f；,2.齒厚上偏差的確定,7 齒輪側(cè)隙指標(biāo)的公差和齒輪坯公差,其中,可以簡(jiǎn)化計(jì)算為,式中,7 齒輪側(cè)隙指標(biāo)的公差和齒輪坯公差,3. 齒厚下偏差的確定,由齒厚上偏差和齒厚公差根據(jù)下式求得,其中,其中，br推薦值見表10-8，F(xiàn)r可從表10-3查取,二. 公法線長(zhǎng)度極限偏差的確定,7 齒輪側(cè)隙指標(biāo)的公差和齒輪坯公差,公法線的上、下偏差分別由齒厚的上、下偏差換算得到。 外齒輪公法線

7、長(zhǎng)度上、下偏差換算公式為：,模數(shù)、齒數(shù)和壓力角分別相同的內(nèi)、外齒輪的公稱公法線長(zhǎng)度相同，跨齒數(shù)也相同。內(nèi)、外齒輪的公法線長(zhǎng)度機(jī)械偏差互成倒影關(guān)系，即正、負(fù)號(hào)相反，上、下偏差值顛倒， 內(nèi)齒輪公法線長(zhǎng)度上、下偏差換算公式為：,三. 齒輪坯公差,7 齒輪側(cè)隙指標(biāo)的公差和齒輪坯公差,1. 盤形齒輪的齒輪坯公差（右圖）： 基準(zhǔn)表面：安裝在軸上的基準(zhǔn)孔、切齒時(shí)的定位端面、齒頂圓柱面； 公差項(xiàng)目：基準(zhǔn)孔的尺寸公差及包容要求、齒頂圓柱面的尺寸公差、定位端面對(duì)基準(zhǔn)孔軸線的端面圓跳動(dòng)公差，有時(shí)還規(guī)定齒頂圓柱面對(duì)基準(zhǔn)孔軸線的徑向圓跳動(dòng)公差。,基準(zhǔn)孔和齒頂圓柱面的尺寸公差按齒輪精度等級(jí)從附表10-6選用。 基準(zhǔn)端面對(duì)

8、基準(zhǔn)孔軸線的端面圓跳動(dòng)公差tt由端面的直徑Dd、齒寬b和齒輪螺旋線總公差F按下式確定：,7 齒輪側(cè)隙指標(biāo)的公差和齒輪坯公差,切齒時(shí)，如果齒頂圓柱面用來(lái)在切齒機(jī)上將齒輪基準(zhǔn)孔軸線相對(duì)于工作臺(tái)回轉(zhuǎn)軸線找正；或以齒頂圓作為測(cè)量齒厚的基準(zhǔn)時(shí)，則需要規(guī)定齒頂圓柱面對(duì)齒輪基準(zhǔn)孔軸線的徑向圓跳動(dòng)公差：,7 齒輪側(cè)隙指標(biāo)的公差和齒輪坯公差,2. 齒輪軸的齒輪坯公差：,7 齒輪側(cè)隙指標(biāo)的公差和齒輪坯公差,基準(zhǔn)表面：安裝滾動(dòng)軸承的兩個(gè)軸頸、齒頂圓柱面。 公差項(xiàng)目：軸頸的直徑公差（包容要求）和形狀公差、齒頂圓柱面的尺寸公差、軸頸對(duì)軸線的徑向圓跳動(dòng)公差、齒頂圓柱面對(duì)公共軸線的徑向圓跳動(dòng)公差（齒頂圓柱面作為測(cè)量齒厚基準(zhǔn)

9、時(shí)）,四. 齒輪齒面和基準(zhǔn)面的表面粗糙度輪廓要求 齒輪齒面、盤形齒輪基準(zhǔn)面孔、齒輪軸軸頸、基準(zhǔn)端面、徑向找正用的圓柱面、作為測(cè)量基準(zhǔn)的齒頂圓柱面的表面粗糙度輪廓幅度參數(shù)Ra上限值參見表10-7,7 齒輪側(cè)隙指標(biāo)的公差和齒輪坯公差,8 圓柱齒輪精度設(shè)計(jì),圓柱齒輪精度設(shè)計(jì)一般包括下列內(nèi)容： 確定齒輪的精度等級(jí) 確定齒輪的應(yīng)檢精度指標(biāo)的公差或極限偏差 確定齒輪的側(cè)隙指標(biāo)及其極限偏差 確定齒面的表面粗糙度幅度參數(shù)及允許值 確定齒輪坯公差,8 圓柱齒輪精度設(shè)計(jì),例3 參看第一章圖1-1所示的斜齒圓柱齒輪減速器，其功率為5kW，高速軸（齒輪軸）轉(zhuǎn)速n1=327r/min，主、從動(dòng)齒輪皆為螺旋角=8634的

10、標(biāo)準(zhǔn)齒輪，采用油池潤(rùn)滑。法向模數(shù)mn=3mm，標(biāo)準(zhǔn)壓力角n=20，小齒輪和大齒輪的齒數(shù)分別為z1=20和z2=79，齒寬分別為b1=65mm，b2=60mm，大齒輪基準(zhǔn)孔的基本尺寸為58mm。 設(shè)齒輪材料為鋼，線膨脹系數(shù)1=11.5106/；箱體材料為鑄鐵，線膨脹系數(shù)2=10.5106/。減速器工作時(shí)，齒輪溫度增至t1= 45，箱體溫度增至t2=30 。 對(duì)大齒輪進(jìn)行精度設(shè)計(jì)和確定齒輪副中心距的極限偏差和兩軸線的平行度公差，并將設(shè)計(jì)所確定的各項(xiàng)技術(shù)要求標(biāo)注在齒輪圖上和箱體圖上。,8 圓柱齒輪精度設(shè)計(jì),8 圓柱齒輪精度設(shè)計(jì),解： (1)確定齒輪的精度等級(jí) 小齒輪的分度圓直徑 d1=mnz1/co

11、s=320/cos8634=60.606mm 大齒輪的分度圓直徑 d2=mnz2/cos=379/cos8634=239.394mm 公稱中心距 a=( d1+ d2)/2=(60.606+239.394)/2=150mm 齒輪圓周速度 v= d1n1=3.1432760.606/1000=62.23m/min=1.04m/s 參考表10-5所列通用減速器的齒輪和表10-6所列某些機(jī)器中的普通齒輪所采用的精度等級(jí)，按本例齒輪圓周速度，綜合考慮三項(xiàng)精度要求，確定齒輪傳遞運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確性、傳動(dòng)平穩(wěn)性、輪齒載荷分布均勻性的精度等級(jí)分別為8 級(jí)、8 級(jí)、7 級(jí)。,8 圓柱齒輪精度設(shè)計(jì),8 圓柱齒輪精度設(shè)計(jì),

12、(2)確定齒輪的應(yīng)檢精度指標(biāo)的公差或極限偏差 由附表10-1查得大齒輪的四項(xiàng)應(yīng)檢精度指標(biāo)的公差或極限偏差為：齒距累積總公差Fp=70m，單個(gè)齒距極限偏差fpt=18m，齒廓總公差F=25m，螺旋線總公差F=21m。本減速器的齒輪屬于普通齒輪，不需要規(guī)定k個(gè)齒距累積極限偏差。,8 圓柱齒輪精度設(shè)計(jì),(3) 確定公稱齒厚及其極限偏差 由式(10-1)計(jì)算得分度圓上的公稱弦齒高和公稱弦齒厚分別為hc=3.02mm，snc=4.71mm。如果采用公法線長(zhǎng)度偏差作為側(cè)隙指標(biāo)，則不必計(jì)算hc和snc的數(shù)值。 確定齒厚極限偏差時(shí)，首先確定齒輪副所需的最小法向側(cè)隙jbn min。其中，由式(10-6)確定補(bǔ)償

13、熱變形所需的側(cè)隙：,8 圓柱齒輪精度設(shè)計(jì),8 圓柱齒輪精度設(shè)計(jì),減速器采用油池潤(rùn)滑，由表10-7查得保證正常潤(rùn)滑所需的側(cè)隙：jbn2=0.01mn=0.013=0.03mm 因此 jbn min= jbn 1+ jbn 2=0.019+0.03=0.049mm=0.049m,8 圓柱齒輪精度設(shè)計(jì),然后，確定補(bǔ)償齒輪和齒輪箱體的制造誤差和安裝誤差所引起的側(cè)隙減小量Jbn。按式(10-8)由附表10-1查得fpt=18m，F(xiàn)=21m；由圖1-1和圖4-57（減速器輸出軸）求得箱體軸承孔跨距L=105mm，因此,8 圓柱齒輪精度設(shè)計(jì),令大、小齒輪齒厚上偏差相同，按式(10-9)，由附表10-5查得中

14、心距極限偏差fa=31.5m，因此，大齒輪齒厚上偏差為,8 圓柱齒輪精度設(shè)計(jì),按式(10-10)，由附表10-3查得齒輪徑向跳動(dòng)公差Fr=56m，從表10-8查取切齒時(shí)徑向進(jìn)刀公差 Br=1.26IT9=1.26115=145m，即可確定齒厚公差，因此齒厚公差選取為,最后，計(jì)算齒厚下偏差 Esni2=Esns2-Tsn2=(-61) -113=-174m,8 圓柱齒輪精度設(shè)計(jì),（4） 確定公稱公法線長(zhǎng)度及其極限偏差 由于測(cè)量公法線長(zhǎng)度較為方便，且測(cè)量精度較高，因此本例采用公法線長(zhǎng)度偏差作為側(cè)隙指標(biāo)。斜齒輪的公法線長(zhǎng)度按法向測(cè)量，其公稱公法線長(zhǎng)度W 按式（10-2）計(jì)算，但需作一些代換。 計(jì)算跨

15、齒數(shù)k時(shí)，應(yīng)以斜齒輪的當(dāng)量齒數(shù)zv代換齒數(shù)z2:zv=z2/cos3。因此，本例斜齒輪的當(dāng)量齒數(shù)和跨齒數(shù)分別為 zv=79/cos38634=81.45 k=zv/9+0.5=81.45/9+0.5=9.55，取k=10,8 圓柱齒輪精度設(shè)計(jì),公稱公法線長(zhǎng)度按下式計(jì)算： 式中: t=arc tan(tann/cos)=arc tan(ran20/cos8634)=20.186 invt=inv20.186=0.015333 W=3cos203.1416(10-0.5)+790.015333=87.552mm 按式(10-11)，由附表10-3查得Fr=56m，確定公法線長(zhǎng)度上、下 偏差為 Ew

16、s=Esnscos-0.72Frsinn=(-61cos20)-0.7256sin20=-71m Ewi=Esnicos+0.72Frsinn=(-174cos20)+0.7256sin20=-150m 按計(jì)算結(jié)果，在齒輪圖上這樣標(biāo)注： 。,8 圓柱齒輪精度設(shè)計(jì),（5）確定齒面的表面粗糙度輪廓幅度參數(shù)及允許值 按齒輪的精度等級(jí)，由附表10-7查得齒面的表面粗糙度輪廓幅度參數(shù)Ra的上限值為1.25m。,8 圓柱齒輪精度設(shè)計(jì),（6）確定齒輪坯公差 按附表10-6，基準(zhǔn)孔尺寸公差為IT7，其尺寸公差帶確定為 ，并采用包容要求（E）。 齒頂圓柱面不作為測(cè)量齒厚的基準(zhǔn)和切齒時(shí)的找正基準(zhǔn)，齒頂圓直徑公差帶

17、確定為 。 按式(10-13)，由基準(zhǔn)端面直徑、齒寬和F確定齒輪坯基準(zhǔn)端面對(duì)基準(zhǔn)孔軸線的端面圓跳動(dòng)公差值 tt=0.2(233/60)0.021016mm。 本例的齒輪圖見圖10-37，數(shù)據(jù)見表10-9。,8 圓柱齒輪精度設(shè)計(jì),8 圓柱齒輪精度設(shè)計(jì),8 圓柱齒輪精度設(shè)計(jì),(7)確定齒輪副中心距的極限偏差和兩軸線的平行度公差 由附表10-5查得齒輪副中心距極限偏差fa=31.5m，取為1500.032mm。 由于箱體上兩對(duì)軸承孔的跨距相等，皆為105mm，因此可以選齒輪副兩軸線中的任一條軸線作為基準(zhǔn)軸線。軸線平面上的平行度公差和垂直平面上的平行度公差分別按式(10-4)和式(10-5)確定： f=(L/b)F