實驗七齒 輪 測 量

1、實驗七 齒 輪 測 量實驗71 齒輪齒單個齒距偏差與齒距累積總偏差的測量 一、實驗?zāi)康?熟悉測量齒輪單個齒距偏差與齒距累積總偏差的方法。 加深理解單個齒距偏差與齒距累積總偏差的定義。二、實驗內(nèi)容1. 用周節(jié)儀或萬能測齒儀測量圓柱齒輪齒距相對偏差。2. 用列表計算法或作圖法求解齒距累積總偏差。三、測量原理及計量器具說明單個齒距偏差是指在分度圓上，實際齒距與公稱齒距之差（用相對法測量時，公稱齒距是指所有實際齒距的平均值）。齒距累積總偏差Fp是指在分度圓上，任意兩個同側(cè)齒面間的實際弧長與公稱弧長之差的最大絕對值，即最大齒距累積偏差（）與最小齒距累積偏差（）之代數(shù)差。在實際測量中，通常采用某一齒距作為

2、基準(zhǔn)齒距，測量其余的齒距對基準(zhǔn)齒距的偏差。然后，通過數(shù)據(jù)處理來求解單個齒距偏差和齒距累積總偏差，測量應(yīng)在齒高中部同一圓周上進(jìn)行，這就要求保證測量基準(zhǔn)的精度。而齒輪的測量基準(zhǔn)可選用齒輪的內(nèi)孔、齒頂圓和齒根圓。為了使測量基準(zhǔn)與裝配基準(zhǔn)一致，以內(nèi)孔定位最好。用齒頂圓定位時，必須控制齒頂圓對內(nèi)孔的軸線的徑向跳動。在生產(chǎn)中，根據(jù)所用量具的結(jié)構(gòu)來確定測量基準(zhǔn)。用相對法測量齒距相對偏差的儀器有周節(jié)儀和萬能測齒儀。1. 用手持式周節(jié)儀測量圖1為手持式周節(jié)儀的外形圖，它以齒頂圓作為測量基準(zhǔn)，指示表的分度值為0.005mm，測量范圍為模數(shù)315 mm。周節(jié)儀有4、5和8三個定位腳，用以支承儀器。測量時，調(diào)整定位腳

3、的相對位置，使測量頭2和3在分度圓附近與齒面接觸。固定測量頭2按被測齒輪模數(shù)來調(diào)整位置，活動測量頭3則與指示表7相連。測量前，將兩個定位腳4、5前端的定位爪緊靠齒輪端面，并使它們與齒頂圓接觸，再用螺釘6緊固。然后將輔助定位腳8也與齒頂圓接觸，同樣用螺釘固緊。以被測齒輪的任一齒距作為基準(zhǔn)齒距，調(diào)整指示表7的零位，并且把指針壓縮12圈。然后，逐齒測量其余的齒距，指示表讀數(shù)即為這些齒距與基準(zhǔn)齒距之差，將測得的數(shù)據(jù)記入表中。2. 用萬能測齒儀測量萬能測齒儀是應(yīng)用比較廣泛的齒輪測量儀器，除測量圓柱齒輪的齒距、基節(jié)、齒圈徑向跳動和齒厚外，還可以測量圓錐齒輪和蝸輪。其測量基準(zhǔn)是齒輪的內(nèi)孔。 圖1 圖2 圖2

4、為萬能測齒儀外形圖。儀器的弧形支架7可繞基座1的垂直軸心線旋轉(zhuǎn)，安裝被測齒輪心軸的頂尖裝在弧形架上，支架2可以在水平面內(nèi)作縱向和橫向移動，工作臺裝在支架2上，工作臺上裝有能夠作徑向移動的滑板4，借鎖緊裝置3可將滑板4固定在任意位置上，當(dāng)松開鎖緊裝置3，靠彈簧的作用，滑板4能勻速地移到測量位置，這樣就能進(jìn)行逐齒測量。測量裝置5上有指示表6，其分度值為0.001 mm。用這種儀器測量齒輪齒距時，其測量力是靠裝在齒輪心軸上的重錘來保證（圖3）。測量前，將齒輪安裝在兩頂尖之間，調(diào)整測量裝置5，使球形測量爪位于齒輪分度圓附近，并與相鄰兩個同側(cè)齒面接觸。選定任一齒距作為基準(zhǔn)齒距，將指示表6調(diào)零。然后逐齒測

5、量其余齒距對基準(zhǔn)齒距之差。四、測量步驟1. 用手持式周節(jié)儀測量的步驟（參看圖1）（1）調(diào)整測量爪的位置 將固定測量爪2按被測齒輪模數(shù)調(diào)整到模數(shù)標(biāo)尺的相應(yīng)刻線上，然后用螺釘9固緊。 圖 3（2）調(diào)整定位腳的相對位置調(diào)整定位腳4和5的位置，使測量爪2和3在齒輪分度圓附近與兩相鄰?fù)瑐?cè)齒面接觸，并使兩接觸點分別與兩齒頂距離接近相等，然后用螺釘6固緊。最后調(diào)整輔助定位腳 8，并用螺釘固緊。（3）調(diào)節(jié)指示表零位以任一齒距作為基準(zhǔn)齒距（注上標(biāo)記），將指示表7對準(zhǔn)零位，然后將儀器測量爪稍微移開輪齒，再重新使它們接觸，以檢查指示表示值的穩(wěn)定性。這樣重復(fù)三次，待指示表穩(wěn)定后，再調(diào)節(jié)指示表7對準(zhǔn)零位。（4）逐齒測量

6、各齒距的相對偏差，并將測量結(jié)果計入表中。（5）處理測量數(shù)據(jù)齒距累積誤差可以用計算法或作圖法求解。下面以實例說明，1）用計算法處理測量數(shù)據(jù)為計算方便，可以列成表格形式（表1）。將測得的單個齒距相對偏差（），記入表中第二行。根據(jù)測得的，逐齒累積，計算出相對齒距累積偏差（），記入第三行。計算基準(zhǔn)齒距對公稱齒距的偏差，因為第一個齒距是任意選定的，假設(shè)它對公稱齒距的偏差為K，以后每測一齒都引入了該偏差K，K的值為各個齒距相對偏差的平均值，按下式計算：KZ0.5（m）式中 Z齒輪的齒數(shù)。按齒輪序號計算K的累加值nK，計入表中第四行。由第三行減去第四行，求得各齒的絕對齒距累積偏差 （），計入第五行。按下式計

7、算：nK第五行中的最大值與最小值之差，即為被測齒輪的齒距累積總偏差，即3（8.5）11.5（m）從GB/T10095.12001查出齒距累積總公差Fp，判斷被測齒輪的適用性。表1 （m） 一二三四五齒 序單個齒距相對偏差相對齒距累積偏差齒序與平均值的乘積絕對齒距累積偏差nK1001×0.50.50.52112×0.5123233×0.51.54.54144×0.52.65265×0.52.58.56336×0.5367217×0.53.54.58328×0.5429249×0.54.50.5104810&

8、#215;0.553111711×0.55.51.5121612×0.560各齒距相對偏差分別減去K值，其中最大的絕對值，即為被測齒輪的單個齒距偏差（）2）用作圖法處理測量數(shù)據(jù)：以橫坐標(biāo)代表齒序，縱坐標(biāo)代表上例第三行內(nèi)的相對齒距累積誤差，繪出如圖4所示的折線 。連接折線首末兩點的直線作為相對齒距累積誤差的坐標(biāo)線。然后，從折線的最高點與最低點分別作平行與上述坐標(biāo)線的直線。這兩條平行直線間在縱坐標(biāo)上的距離即為齒距累積總偏差。1. 用萬能測齒儀測量的步驟（1）擦凈被測齒輪，然后把它安裝在儀器的兩頂尖上。（2）調(diào)整儀器，使測量裝置上兩個測量爪進(jìn)入齒間，在分度圓附近與相鄰兩個同側(cè)齒面

9、接觸。（3）在齒輪心軸上掛上重錘，使輪齒 圖4緊靠在定位爪上。 （4）測量時先以任一齒距為基準(zhǔn)齒距，調(diào)整指示表的零位。然后將測量爪反復(fù)退出與進(jìn)入被測齒面，以檢查指示表示值的穩(wěn)定性。 （5）退出測量爪，將齒輪轉(zhuǎn)動一齒，使兩個測量爪與另一對齒面接觸，逐齒測量各齒 距，從指示表讀出單個齒距相對偏差（）。 （6）處理測量數(shù)據(jù)（同前述方法）。（7）從GB/T10095.12001查出齒輪齒距累積總公差Fp，判斷被測齒輪的適用性。思 考 題 1. 用周節(jié)儀和萬能測齒儀測量齒輪齒距時，各選用齒輪的什么表面作為測量基準(zhǔn)？哪一種較好？ 2. 測量齒距累積總偏差Fp與單個齒距偏差的目的是什么？ 3. 若因檢驗條件

10、的限制，不能測量齒距累積總偏差Fp，可測量哪些項目來代替？實驗72 齒輪齒圈徑向跳動測量一、實驗?zāi)康?. 熟悉測量齒輪徑向跳動的方法。2. 加深理解齒輪徑向跳動的定義。二、實驗內(nèi)容用齒圈徑向跳動檢查儀測量齒輪齒圈徑向跳動。三、測量原理及計量器具說明齒輪徑向跳動Fr為計量器測頭（圓形、圓柱形等）相繼置于每個齒槽內(nèi)時，從它到齒輪軸線的最大和最小徑向距離之差。檢查中，測頭在齒高中部附近與左右齒面接觸。即。（見圖1）。齒圈徑向跳動誤差可用齒圈徑向跳動檢查儀、萬能測齒儀或普通的偏擺檢查儀等儀器測量。本實驗采用齒圈徑向跳動檢查儀來測量，（圖2）為該儀器的外形圖。它主要由底座1、滑板2、頂尖6、調(diào)節(jié)螺母7、

11、回轉(zhuǎn)盤8和指示表10等組成，指示表的分度值為0.001mm。該儀器可測量模數(shù)為0.35 mm的齒輪。為了測量各種不同模數(shù)的齒輪，儀器備有不同直徑的球形測量頭。按機(jī)標(biāo)JB17981規(guī)定，測量齒圈徑向跳動誤差應(yīng)在分度圓附近與齒面接觸，故測量球或柱的直徑d應(yīng)按下述尺寸制造或選取。 d 1.68m式中 m齒輪模數(shù)（m m）。 此外，齒圈徑向跳動檢查儀還備有內(nèi)接觸杠桿和外接觸杠桿。前者成直線形，用于測量內(nèi)齒輪的齒圈徑向跳動和孔的徑向跳動；后者成直角三角形，用于測量圓錐齒輪的齒圈徑向跳動和端面圓跳動。本實驗測量圓柱齒輪的齒圈徑向跳動。測量時，將需要的球形測量頭裝入指示表測量桿的下端進(jìn)行測量。圖 1 圖 2

12、四、測量步驟1. 根據(jù)被測齒輪的模數(shù)，選擇合適的球形測量頭裝入指示表10測量桿的下端（圖2）。2. 將被測齒輪和心軸裝在儀器的兩頂尖上，擰緊固緊螺釘4和5。3. 旋轉(zhuǎn)手柄3，調(diào)整滑板2位置，使指示表測量頭位于齒寬的中部。借升降調(diào)節(jié)螺母7和提升手把9，使測量頭位于齒槽內(nèi)。調(diào)整指示表10的零位，并使其指針壓縮12圈。4. 每測一齒，須抬起提升手把9，使指示表的測量頭離開齒面。逐齒測量一圈，并記錄指示表的讀數(shù)。5. 處理測量數(shù)據(jù)，從GB/T10095.22001查出齒輪徑向跳動公差Fr，判斷被測齒輪的適用性。思 考 題 1. 齒輪徑向跳動產(chǎn)生的主要原因是什么？它對齒輪傳動有什么影響？ 2. 為什么測

13、量齒輪徑向跳動時，要根據(jù)齒輪的模數(shù)不同，選用不同直徑的球形測頭？實驗73 齒輪齒厚偏差測量一、實驗?zāi)康?. 掌握測量齒輪齒厚的方法。2. 加深理解齒輪齒厚偏差的定義。二、實驗內(nèi)容 用齒輪游標(biāo)尺測量齒輪的齒厚偏差。三、測量原理及計量器具說明齒厚偏差Es是指在分度圓柱面上，法向齒厚的實際值與公稱值之差。圖1為測量齒厚偏差的齒輪游標(biāo)尺。它是由兩套相互垂直的游標(biāo)尺組成。垂直游標(biāo)尺用于控制測量部位（分度圓至齒頂圓）的弦齒高h(yuǎn)f，水平游標(biāo)尺用于測量所測部位（分度圓）的弦齒厚。齒輪游標(biāo)尺的分度值為0.02mm，其原理和讀數(shù)方法與普通游標(biāo)尺相同。 圖1 圖2 用齒輪游標(biāo)尺測量齒厚偏差，是以齒頂圓為基礎(chǔ)。當(dāng)齒頂

14、圓直徑為公稱值時，直齒圓柱齒輪分度圓處的弦齒高和弦齒厚由圖2可得： Z式中 m齒輪模數(shù)（mm）； Z齒輪齒數(shù)。 當(dāng)齒輪為變位齒輪且齒頂圓直徑有誤差時，分度圓處的弦齒高和弦齒厚應(yīng)按下式計算：式中 移距系數(shù)； 齒形角； 齒頂圓半徑的公稱值； 齒頂圓半徑的實際值。四、測量步驟1. 用外徑千分尺測量齒頂圓的實際直徑。2. 計算分度圓處弦齒高和弦齒厚（可從表1查出）。3. 按值調(diào)整齒輪游標(biāo)尺的垂直游標(biāo)尺。4. 將齒輪游標(biāo)尺置于被測齒輪上，使垂直游標(biāo)尺的高度尺與齒頂相接觸。然后，移動水平游標(biāo)尺的卡腳，使卡腳靠緊齒廓。從水平游標(biāo)尺上讀出弦齒厚的實際尺寸（用透光法判斷接觸情況）。5. 分別在圓周上間隔相同的幾

15、個輪齒上進(jìn)行測量。6. 按齒輪圖樣標(biāo)注的技術(shù)要求，確定齒厚上偏差Esns和下偏差Esni，判斷被測齒厚的適用性。思 考 題1. 測量齒輪齒厚偏差的目的是什么？2. 齒厚極限偏差（Esns、Esni）和公法線長度極限偏差（Ebns、Ebni）有何關(guān)系？3. 齒厚的測量精度與哪些因素有關(guān)？表1 1時分度圓弦齒高和弦齒厚的數(shù)值ZZsin1+(1-cos)ZZsin1+(1-cos)ZZsin1+(1-cos)111.56551.0560291.57001.0213471.57051.0131121.56631.0513301.57011.0205481.57051.0128131.56691.047

16、4311.57011.0199491.57051.0126141.56731.0440321.57021.0193501.57051.0124151.56791.0411331.57021.0187511.57051.0121161.56831.0385341.57021.0181521.57061.0119171.56861.0363351.57031.0176531.57061.0116181.56881.0342361.57031.0171541.57061.0114191.56901.0324371.57031.0167551.57061.0112201.56921.0308381.5

17、7031.0162561.57061.0110211.56931.0294391.57041.0158571.57061.0108221.56941.0280401.57041.0154581.57061.0106231.56951.0268411.57041.0150591.57061.0104241.56961.0257421.57041.0146601.57061.0103251.56971.0247431.57051.0143611.57061.0101261.56981.0237441.57051.0140621.57061.0100271.56981.0228451.57051.0

18、137631.57061.0098281.56991.0220461.57051.0134641.57061.0096注：對于其它模數(shù)的齒輪，則將表中的數(shù)值乘以模數(shù)。實驗74 齒輪公法線長度偏差的測量一、實驗?zāi)康?. 掌握測量齒輪公法線長度的方法。2. 加深理解齒輪公法線長度偏差的定義。二、實驗內(nèi)容用公法線指示卡規(guī)測量齒輪公法線長度偏差。三、測量原理及計量器具說明公法線長度偏差是指在齒輪一周范圍內(nèi)，公法線實際長度的平均值與公稱值之差。公法線長度可用公法線指示卡規(guī)（圖1）、公法線千分尺（圖2）或萬能測齒儀（圖3和實驗71的圖2）測量。公法線指示卡規(guī)適用于測量67級精度的齒輪。其結(jié)構(gòu)如圖1所示。在

19、卡規(guī)的圓管1上裝有切口套筒2，靠自身的彈力夾緊。用板手9（可從圓管尾部取下）上的凸頭插入切口套筒的空槽后再轉(zhuǎn)90°，就可使切口套筒移動，以便按公法線長度的公稱值（量塊組合）調(diào)整固定卡腳3到活動卡腳6之間的距離。然后調(diào)整指示表8的零位。活動卡腳6是通過杠桿7與指示表8的測頭相連的。測量齒輪時，公法線長度的偏差可從指示表（分度值為0.005mm）讀出。 圖1 圖2 圖3四、測量步驟1. 按下式計算直齒圓柱齒輪公法線長度；式中 被測齒輪的模數(shù)（）；齒形角；Z被測齒輪齒數(shù)；n跨齒數(shù)（，取整數(shù)）。當(dāng)200，變位系數(shù)0時，則和n值也可以從表1查出。2. 按公法線長度的公稱尺寸組合量塊。3. 用組合好的量塊組調(diào)節(jié)固定卡腳3與活動卡腳6之間的距離，使指示表8的指針壓縮一圈后再對零。然后壓緊按鈕10，使活動卡腳退開，取下量塊組。4. 在公法線