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)齒輪精度指標的公差及其精度等級

1、第十章第十章 圓柱齒輪公差與檢測圓柱齒輪公差與檢測 1 對齒輪傳動的使用要求對齒輪傳動的使用要求 2 齒輪上影響四項使用要求的主要誤差齒輪上影響四項使用要求的主要誤差 3 齒輪的應檢精度指標、側隙指標及檢測齒輪的應檢精度指標、側隙指標及檢測 4 評定齒輪精度時可采用的指標及其檢測評定齒輪精度時可采用的指標及其檢測 5 齒輪精度指標的公差及其精度等級齒輪精度指標的公差及其精度等級 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極限偏差和軸線平行度公差 7 齒輪側隙指標的公差和齒輪坯公差齒輪側隙指標的公差和齒輪坯公差 8 圓柱齒輪精度設計圓柱齒輪精度設計第第5 5章章表面粗糙度輪廓及其檢測表

2、面粗糙度輪廓及其檢測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極限偏差和軸線平行度公差 第第5 5章章表面粗糙度輪廓及其檢測表面粗糙度輪廓及其檢測一、齒輪副中心距極限偏差二、齒輪副軸線平行度公差6 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極限偏差和軸線平行度公差齒輪副中心距：齒輪副中心距：用來支承與兩個相互嚙合齒輪的兩根平行軸之間的距離。軸承孔跨距：軸承孔跨距：箱體上支承同一根軸的兩軸承孔各自中間平面之間的距離。中心距偏差影響側隙的大小，軸線平中心距偏差影響側隙的大小，軸線平行度誤差影響齒輪載荷分別的均勻性。行度誤差影響齒輪載荷分別的均勻性。6 6 齒輪副中心距極限偏差和

3、軸線平行度公差齒輪副中心距極限偏差和軸線平行度公差一、一、齒輪副中心距極限偏差齒輪副中心距極限偏差 齒輪副中心距極限偏差f是指在箱體兩側軸承孔跨距L的范圍內(nèi)，齒輪副兩條軸線之間的實際距離（實際中心距）與公稱中心距a之差。參看圖10-30：圖樣上標注公稱中心距及其上、下偏差圖樣上標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中心距偏差的合格條件是它在中心距極限偏差范圍內(nèi)。偏差范圍內(nèi)。afaaf6 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極限偏差和軸線平行度公差二、齒輪副二、齒輪副軸線平行度公差軸線平行度公差測量基準的確定：測量基準的確定：測量齒輪副兩條軸線之

4、間的平行度誤差時，應根據(jù)兩對軸承孔的跨距L，選取跨距較大的那條軸線作為基準軸線；如果兩對軸承孔的跨距相同，則可取其中任何一條軸線作為基準軸線。參看圖10-31：6 齒輪副中心距極限偏差和軸線平行度公差齒輪副中心距極限偏差和軸線平行度公差 被測軸線對基準軸線的平行度誤差應在相互垂直的軸線被測軸線對基準軸線的平行度誤差應在相互垂直的軸線平面平面HH和垂直平面和垂直平面VV上測量。上測量。軸線平面H上的平行度誤差f是指實際被測軸線2在H平面上的投影對基準軸線1的平行度誤差。垂直平面V上的平行度誤差f是指實際被測軸線2在V平面上的投影對基準軸線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齒

5、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分別用下列兩個公式確定：f=（L/b）Ff =0.5（L/b）F=0.5 f齒輪副軸線平行度誤差的合格條件是：f f 且ff7 齒輪側隙指標的公差和齒輪坯公差齒輪側隙指標的公差和齒輪坯公差 第第5 5章章表面粗糙度輪廓及其檢測表面粗糙度輪廓及其檢測一、齒厚極限偏差的確定二、公法線長度極限偏差的確定三、齒輪坯公差四、齒輪齒面和基準面的表面粗糙度輪廓要求7 7 齒輪側隙指標的公差和齒輪坯公差齒輪側隙指標的公差和齒輪坯公差一、齒厚極限偏差的確定一、齒厚

6、極限偏差的確定側隙的獲得側隙的獲得: :（1）. 改變齒輪副中心距；（2）. 切薄輪齒。齒厚上下偏差的獲得：齒厚上下偏差的獲得：上偏差：上偏差：根據(jù)齒輪副所需的最小側隙通過計算或類比法計算或類比法確定。 下偏差：下偏差：由齒輪等級、徑向進刀公差、幾何偏心確定。齒輪精度等級和齒厚極限偏差確定后，齒輪副的最大側隙就齒輪精度等級和齒厚極限偏差確定后，齒輪副的最大側隙就自然形成，一般不必驗證。自然形成，一般不必驗證。7 7 齒輪側隙指標的公差和齒輪坯公差齒輪側隙指標的公差和齒輪坯公差1.1.齒輪副所需的最小側隙齒輪副所需的最小側隙 最小側隙（圖10-32）的必需性:保證靈活性；潤滑；補償熱變形。最小法

7、向側隙：最小法向側隙：在標準溫度（20C）下齒輪副無負荷時所需最小限度的法向側隙稱為最小法向側隙。它與齒輪精度等級無關。7 7 齒輪側隙指標的公差和齒輪坯公差齒輪側隙指標的公差和齒輪坯公差1.1.齒輪副所需的最小側隙齒輪副所需的最小側隙 最小法向側隙jbn min 由下列兩部分組成（1）補償傳動時溫度升高使齒輪和箱體產(chǎn)生的熱變形所需的法向側隙jbn1（2）保證正常潤滑條件所需的法向側隙j bn2齒輪副的最小法向側隙為：jbn min= jbn1 +j bn211122bnjatt7 齒輪側隙指標的公差和齒輪坯公差齒輪側隙指標的公差和齒輪坯公差jbn2推薦值7 7 齒輪側隙指標的公差和齒輪坯公差

8、齒輪側隙指標的公差和齒輪坯公差齒厚上偏差（齒厚最小減薄量）作用：保證齒輪副所需的最小法向側隙jbn min；補償齒輪和齒輪箱的制造誤差和安裝誤差所引起的側隙減小量Jbn；制造誤差影響因素：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：安裝誤差影響因素：f和f；2.2.齒厚上偏差的確定齒厚上偏差的確定7 7 齒輪側隙指標的公差和齒輪坯公差齒輪側隙指標的公差和齒輪坯公差其中22222221212sincos()cos()()nnbnptptnJffFFff可以簡化計算為2221 .7 620 .3 4 (/)b np tJfLbFmin12() cos2 sinbnsns

9、snsnnbnjEEfJ式中m i nt a n2 c o sb nb ns n snnjJEf7 7 齒輪側隙指標的公差和齒輪坯公差齒輪側隙指標的公差和齒輪坯公差3. 3. 齒厚下偏差的確定齒厚下偏差的確定snisnssnEET由齒厚上偏差和齒厚公差根據(jù)下式求得222 tansnnrrTbF其中其中，br推薦值見表10-8，F(xiàn)r可從表10-3查取二二. 公法線長度極限偏差的確定公法線長度極限偏差的確定cos0.72sincos0.72sinwssnsrwisnirEEFEEF7 7 齒輪側隙指標的公差和齒輪坯公差齒輪側隙指標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。

10、外齒輪公法線長度上、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度相同，跨齒數(shù)也相同。內(nèi)、外齒輪的公法線長度機械偏差互內(nèi)、外齒輪的公法線長度機械偏差互成倒影關系，成倒影關系，即正、負號相反，上、下偏差值顛倒，內(nèi)齒輪公法線長度上、下偏差換算公式為：cos0.72sincos0.72sinwssnirwisnsrEEFEEF 7 7 齒輪側隙指標的公差和齒輪坯公差齒輪側隙指標的公差和齒輪坯公差基準孔和齒頂圓柱面的尺寸公差按齒輪精度等級從附表10-6選用?；鶞识嗣鎸鶞士纵S線的端面圓跳動公差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：0.2(/)tdtDb

11、F7 7 齒輪側隙指標的公差和齒輪坯公差齒輪側隙指標的公差和齒輪坯公差切齒時，如果齒頂圓柱面用來在切齒機上將齒輪基準孔軸線相對于工作臺回轉(zhuǎn)軸線找正；或以齒頂圓作為測量齒厚的基準時，則需要規(guī)定齒頂圓柱面對齒輪基準孔軸線的徑向圓跳動公差：0 .3rptF7 7 齒輪側隙指標的公差和齒輪坯公差齒輪側隙指標的公差和齒輪坯公差2. 齒輪軸的齒輪坯公差：齒輪軸的齒輪坯公差：7 7 齒輪側隙指標的公差和齒輪坯公差齒輪側隙指標的公差和齒輪坯公差基準表面：基準表面：安裝滾動軸承的兩個軸頸、齒頂圓柱面。公差項目：公差項目：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、軸頸對軸線的徑向圓跳動公差、齒頂

12、圓柱面對公共軸線的徑向圓跳動公差（齒頂圓柱面作為測量齒厚基準時）四四. 齒輪齒面和基準面的表面粗糙度輪廓要求齒輪齒面和基準面的表面粗糙度輪廓要求 齒輪齒面、盤形齒輪基準面孔、齒輪軸軸頸、基準端面、徑向找正用的圓柱面、作為測量基準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10-77 7 齒輪側隙指標的公差和齒輪坯公差齒輪側隙指標的公差和齒輪坯公差8 8 圓柱圓柱齒輪精度設計齒輪精度設計圓柱齒輪精度設計一般包括下列內(nèi)容：圓柱齒輪精度設計一般包括下列內(nèi)容：確定齒輪的精度等級確定齒輪的應檢精度指標的公差或極限偏差確定齒輪的側隙指標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

13、8 圓柱圓柱齒輪精度設計齒輪精度設計 例例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、從動齒輪皆為螺旋角=8634的標準齒輪，采用油池潤滑。法向模數(shù)mn=3mm，標準壓力角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，大齒輪基準孔的基本尺寸為58mm。 設齒輪材料為鋼，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，齒輪溫度增至t1= 45，箱體溫度增至t2=30 。 對大齒輪進行精度設計和確定齒輪副中心距的極限偏差和兩軸線的

14、平行度公差，并將設計所確定的各項技術要求標注在齒輪圖上和箱體圖上。8 圓柱圓柱齒輪精度設計齒輪精度設計8 圓柱圓柱齒輪精度設計齒輪精度設計 解：解： (1)確定齒輪的精度等級 小齒輪的分度圓直徑 d1=mnz1/cos=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

15、機器中的普通齒輪所采用的精度等級，按本例齒輪圓周速度，綜合考慮三項精度要求，確定齒輪傳遞運動準確性、傳動平穩(wěn)性、輪齒載荷分布均勻性的精度等級分別為8 級、8 級、7 級。8 圓柱圓柱齒輪精度設計齒輪精度設計8 8 圓柱圓柱齒輪精度設計齒輪精度設計 (2)(2)確定齒輪的應檢精度指標的公差或極限偏差確定齒輪的應檢精度指標的公差或極限偏差 由附表10-1查得大齒輪的四項應檢精度指標的公差或極限偏差為：齒距累積總公差Fp=70m，單個齒距極限偏差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個齒距累積極限偏差。8 圓柱圓柱齒輪精度設計齒輪精度設

16、計 (3) 確定公稱齒厚及其極限偏差確定公稱齒厚及其極限偏差 由式(10-1)計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。如果采用公法線長度偏差作為側隙指標，則不必計算hc和snc的數(shù)值。確定齒厚極限偏差時，首先確定齒輪副所需的最小法向側隙jbn min。其中，由式(10-6)確定補償熱變形所需的側隙：bn 111226j()2sin150(11.52510.510)1020.3420.019nattmmsinmzsnccos2mzrhac8 圓柱圓柱齒輪精度設計齒輪精度設計8 8 圓柱圓柱齒輪精度設計齒輪精度設計 減速器采用油池潤滑，由表10-7查得

17、保證正常潤滑所需的側隙：jbn2=0.01mn=0.013=0.03mm因此jbn min= jbn 1+ jbn 2=0.019+0.03=0.049mm=0.049m8 8 圓柱圓柱齒輪精度設計齒輪精度設計然后，確定補償齒輪和齒輪箱體的制造誤差和安裝誤差所引起的側隙減小量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2222221.7620.34(/) 1.761820.34(105 / 60) 2143.7bnptJfL bFm8 8 圓柱圓柱齒輪精度設計齒輪精度設計 令大、小齒輪齒厚上偏

18、差相同，按式(10-9)，由附表10-5查得中心距極限偏差fa=31.5m，因此，大齒輪齒厚上偏差為min2tan2 cos4943.731.5 tan 20612 cos 20bnbnsnsajJEfm 8 8 圓柱圓柱齒輪精度設計齒輪精度設計 按式(10-10)，由附表10-3查得齒輪徑向跳動公差Fr=56m，從表10-8查取切齒時徑向進刀公差Br=1.26IT9=1.26115=145m，即可確定齒厚公差，因此齒厚公差選取為222222 tan22056145113snnrrTbFtgm 最后，計算齒厚下偏差Esni2=Esns2-Tsn2=(-61) -113=-174m8 8 圓柱圓

19、柱齒輪精度設計齒輪精度設計（4） 確定公稱公法線長度及其極限偏差確定公稱公法線長度及其極限偏差 由于測量公法線長度較為方便，且測量精度較高，因此本例采用公法線長度偏差作為側隙指標。斜齒輪的公法線長度按法向測量，其公稱公法線長度W 按式（10-2）計算，但需作一些代換。 計算跨齒數(shù)k時，應以斜齒輪的當量齒數(shù)zv代換齒數(shù)z2:zv=z2/cos3。因此，本例斜齒輪的當量齒數(shù)和跨齒數(shù)分別為zv=79/cos38634=81.45k=zv/9+0.5=81.45/9+0.5=9.55，取k=108 圓柱圓柱齒輪精度設計齒輪精度設計 公稱公法線長度按下式計算： 式中: t=arc tan(tann/co

20、s)=arc tan(ran20/cos8634)=20.186invt=inv20.186=0.015333W=3cos203.1416(10-0.5)+790.015333=87.552mm 按式(10-11)，由附表10-3查得Fr=56m，確定公法線長度上、下 偏差為 Ews=Esnscos-0.72Frsinn=(-61cos20)-0.7256sin20=-71mEwi=Esnicos+0.72Frsinn=(-174cos20)+0.7256sin20=-150m 按計算結果，在齒輪圖上這樣標注： 。2cos(100.5)nntWmz inv0.0710.15087.552mm8 8 圓柱圓柱齒輪精度設計齒輪精度設計（5）確定齒面的表面粗糙度輪廓幅度參數(shù)及允許值）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，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 8 圓柱圓柱齒輪精度設計齒輪精度設計（6）確定齒輪坯公差）確定齒輪坯公差 按附表10-6，基準孔尺寸公差為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量齒厚的基準和