第十章圓柱齒輪精度設計及檢測03

1、1第三節(jié)第三節(jié) 漸開線圓柱齒輪精度等級及應用漸開線圓柱齒輪精度等級及應用 設計設計內(nèi)容內(nèi)容(1) 精度等級及其評定參數(shù)精度等級及其評定參數(shù)(2) jbnmin及其控制及其控制(3) 齒坯精度齒坯精度(4) 齒輪副精度齒輪副精度2(2) 根據(jù)使用要求和工作條件根據(jù)使用要求和工作條件( 線速度線速度v、功功 率、工作持續(xù)時間率、工作持續(xù)時間 和壽命等和壽命等 )。 一、一、 齒輪精度等級的選用齒輪精度等級的選用 1. 選用依據(jù)選用依據(jù) (1) 根據(jù)齒輪用途根據(jù)齒輪用途(分度、變速、傳遞轉(zhuǎn)矩等分度、變速、傳遞轉(zhuǎn)矩等) 通常運動精度不能低過通常運動精度不能低過平穩(wěn)性平穩(wěn)性精度精度2級和高過級和高過1級

2、，接觸精度不能低于級，接觸精度不能低于平穩(wěn)性平穩(wěn)性精度。精度。 首先確定首先確定主要用途主要用途方面的精度等級，然后按方面的精度等級，然后按三項精度之間的關(guān)系確定其他使用方面要求的精三項精度之間的關(guān)系確定其他使用方面要求的精度等級。度等級。 運動精度、平穩(wěn)性精度和運動精度、平穩(wěn)性精度和接觸精度之間的關(guān)系接觸精度之間的關(guān)系為：為：32. 選用方法選用方法(2) 計算法計算法 (1) 類比法類比法 類比法是按齒輪的用途和工作條件類比法是按齒輪的用途和工作條件(v) 等進行等進行對比選擇。對比選擇。 從從表表10.4和表和表10.5中選出平穩(wěn)性精度等級中選出平穩(wěn)性精度等級（因為（因為平穩(wěn)性平穩(wěn)性是三

3、項精度中的是三項精度中的核心核心）。）。 然后根據(jù)它們?nèi)缓蟾鶕?jù)它們之間的關(guān)系確定運動精度和之間的關(guān)系確定運動精度和接觸精度。接觸精度。精密傳動齒輪：計算精密傳動齒輪：計算 高速齒輪：計算圓周速度高速齒輪：計算圓周速度 或噪音大小或噪音大小重載齒輪：計算強度或計重載齒輪：計算強度或計 算壽命算壽命4二、最小法向側(cè)隙二、最小法向側(cè)隙j jbnminbnmin的計算及其控制的計算及其控制 1. jbnmin的計算公式的計算公式 此式應用條件：此式應用條件： （1）齒輪和箱體為）齒輪和箱體為黑色黑色金屬材料金屬材料 ，（2）v 15 m / s 。實際上是考慮了實際上是考慮了溫度溫度變化和變化和潤滑潤

4、滑所需要的側(cè)隙。所需要的側(cè)隙。 )mm(03. 00005. 006. 032nminbnmaj也可直接查表也可直接查表10.6。52008)62. 齒厚上、下偏差的計算齒厚上、下偏差的計算 齒輪傳動同孔、軸配合一樣，也有基準制問題，齒輪傳動同孔、軸配合一樣，也有基準制問題，即基齒厚制即基齒厚制(h) 和和基中心距制基中心距制 (H)。式中：式中： 為中心距極限偏差為中心距極限偏差(表表10.8)af)(21pb2pb1bnffFFfffJ、222pt)/(34. 0276. 1FbLftan)2cos-(bnbnminsnsafJjE(1)snsE的計算的計算 式（式（10.510.5）標準

5、規(guī)定采用后者，即標準規(guī)定采用后者，即改變齒厚改變齒厚達到所需側(cè)隙。達到所需側(cè)隙。 7snisnssnEETbr 為切齒徑向進刀公差為切齒徑向進刀公差（表（表10.7）。）。 (2)sniE的計算式中，表為齒輪徑向跳動公差)1.10(rFtan222snrrbFT83. 公法線長度上、下偏差的計算公法線長度上、下偏差的計算 故換算時應從齒厚中扣除故換算時應從齒厚中扣除Fr的影響。的影響。 bnssnsrcos0.72 sinEEFbnisnircos0.72 sinEEF對外齒輪對外齒輪由 Esns、EsniEbns、Ebni由于齒坯安裝偏心由于齒坯安裝偏心(e幾幾) 產(chǎn)生的產(chǎn)生的Fr，齒厚尺寸

6、，但不影響公法線長度。齒厚尺寸，但不影響公法線長度。換換 算算 成成Fr影影 響響EbnEsnFr9三、三、 齒輪副精度齒輪副精度 (1) 中心距偏差中心距偏差(2) 軸線平行度偏差軸線平行度偏差)(aaffaafaaff和)(ff和圖圖10.11 軸線平行度偏差軸線平行度偏差垂直平面上的垂直平面上的平平行度偏差行度偏差軸線平面上的軸軸線平面上的軸線平行度偏差線平行度偏差10軸線平行度偏差允許值為：軸線平行度偏差允許值為： 軸線平面上的平行度最大推薦值軸線平面上的平行度最大推薦值 見式（見式（10.1010.10）FbLf)( 垂直平面上的平行度最大推薦值垂直平面上的平行度最大推薦值 見式（見

7、式（10.1110.11）FbLff)(5 . 05 . 0式中式中 b 齒寬，齒寬，L 箱體上的軸承跨距，箱體上的軸承跨距，F(xiàn) 螺旋線總公差。螺旋線總公差。11（3）接觸接觸 斑點斑點2008）12第四節(jié)第四節(jié) 齒坯精度齒坯精度是指在輪齒加工前供是指在輪齒加工前供制造齒輪的工件制造齒輪的工件。 齒輪坯齒輪坯（簡稱（簡稱齒坯齒坯）: 它對齒輪的它對齒輪的加工、檢驗和加工、檢驗和安裝精度都有安裝精度都有影響。影響。 因此，控制齒因此，控制齒坯質(zhì)量來提高齒輪坯質(zhì)量來提高齒輪加工精度是一項有加工精度是一項有效的措施。效的措施。帶孔齒輪的齒坯公差帶孔齒輪的齒坯公差13(1) 孔和頂圓；孔和頂圓；帶孔齒

8、輪的齒坯精度是指：帶孔齒輪的齒坯精度是指：(2) 徑向徑向Sr基準面；基準面； （3）軸向）軸向Si基準面。基準面。SiSr帶孔齒輪的齒坯公差帶孔齒輪的齒坯公差14齒輪軸的齒坯精度是指齒輪軸的齒坯精度是指：(1) 軸頸和頂圓；軸頸和頂圓； (2) 徑向徑向Sr基準面；基準面； （3）軸向）軸向Si基準面?；鶞拭?。SrSi15第五節(jié)第五節(jié) 齒輪精度設計示例齒輪精度設計示例 已知某機床主軸箱傳動軸上的一對直齒齒輪，已知某機床主軸箱傳動軸上的一對直齒齒輪，z1=26, z2=56, m=2.75, b1=28, b2=24,內(nèi)孔內(nèi)孔D =30, n1=1650r/min，L=90, 齒輪、箱體材料為

9、黑色金屬，單齒輪、箱體材料為黑色金屬，單件小批生產(chǎn)。件小批生產(chǎn)。 并將設計的各項技術(shù)要求要求標注在齒并將設計的各項技術(shù)要求要求標注在齒輪工作圖上。輪工作圖上。 要求設計小齒輪精度，要求設計小齒輪精度，16解解: (1) 確定齒輪精度等級確定齒輪精度等級 由題意可知，該齒輪為機床傳動轉(zhuǎn)速用，由題意可知，該齒輪為機床傳動轉(zhuǎn)速用，由表由表10.4精度等級為精度等級為 38級。級。計算齒輪的圓周速度：計算齒輪的圓周速度：60100011ndv60100011nmz60100016502675. 2) s /m(2 . 617 根據(jù)根據(jù) v = 6.2m/s ,直齒齒輪，查表直齒齒輪，查表10.5得平穩(wěn)

10、得平穩(wěn)性精度等級為性精度等級為 由于該齒輪的運動精度要求不高，傳遞動由于該齒輪的運動精度要求不高，傳遞動力不大，故力不大，故三項精度要求均取三項精度要求均取7級。級。 在圖樣上標注為：在圖樣上標注為： 7 級。7 GB/T 10095.118(2) 確定齒輪的必檢參數(shù)及其允許值確定齒輪的必檢參數(shù)及其允許值 0.0380.0120.016由由 d1=m z =2.7526= 71.5和和7級精度級精度， 查表查表10.1得得運動精度：運動精度：FP =(一般不需檢驗一般不需檢驗FPK)平穩(wěn)性精度：平穩(wěn)性精度：fpt=F=0.017（見下頁）見下頁）載荷分布均勻性：載荷分布均勻性：F=2008）單

11、個齒距偏差單個齒距偏差齒距累積齒距累積總偏差總偏差FP齒廓總偏齒廓總偏190.017 由由 d1=m z =2.7526= 71.5、b1 = 28和精和精度等級為度等級為7級，查表級，查表10.2得得載荷分布均勻性：載荷分布均勻性：F=2008)總偏差總偏差20(3) 確定最小法向側(cè)隙和齒厚的上、下偏差確定最小法向側(cè)隙和齒厚的上、下偏差 由由 式（式（10.2）：）： bnmin2(0.060.00050.03)3njam2(0.06 0.0005 112.75 0.03 2.75)0.1333)(2)(212121zzmdda75.112)5626(275.2 計算計算最小法向側(cè)隙最小法向

12、側(cè)隙minbnj21 Esns的計算的計算 由由 式（式（10.4） 得得222ptbn)/(34. 0276. 1FbLfJ222017. 0)28/90(34. 02012. 076. 1 = 0.036)tan2cos-(bnbnminsnsafJjE由由 表表10.8 得得 0.027 fa =22）代人式（將5 .10 027. 0 ,036. 0 ,133. 0 bnminbnafJj100. 0)20tan027. 020cos2036. 0133. 000tan2cosbnminbnsnsafJjE23 Esni 的計算的計算 由表由表10.1 得得 Fr=由由 表表10.7

13、得得 br =由由 式（式（10.7 ）= 0.074 (表表3.2) IT90.03snsnssniTEEtan2 .22snrrbFTtan2 .22snrrbFT058. 020tan2 .074. 003. 0022snsnssniTEE158. 0058. 0100. 024(4) 計算公法線的公稱長度及其上、下偏差計算公法線的公稱長度及其上、下偏差 WK 計算計算由由 式（式（10.17 ）由由 式（式（10.16）297.2126014. 05 . 03952. 275. 21014. 05 . 0952. 2zkmWK35 . 09265 . 09zk25 計算計算 Ebns、

14、Ebni由由 式（式（10.810.9） 則在圖樣上標注為則在圖樣上標注為sin72. 0cossnsbnsrFEE101. 020sin03. 072. 020cos100. 000sin72. 0cossnibnirFEE142. 020sin03. 072. 020cos158. 000297.21KW26(5) 確定齒坯精度確定齒坯精度 內(nèi)孔內(nèi)孔 尺寸公差由尺寸公差由 表表10.10 得得 IT7在圖上的標注為在圖上的標注為30H7E27由由 式式(10.1213) （取下面（取下面兩式中小值兩式中小值）得）得內(nèi)孔的圓柱度公差內(nèi)孔的圓柱度公差FbLt/04. 0002. 0017. 0

15、28/9004. 00038. 0 038. 01 . 01 . 0 PFt或28尺寸公差尺寸公差 由表由表10.10得得da = m(z1+2) = 2.75(26+2)= 77 頂圓頂圓 若頂圓為加工和測量基準時若頂圓為加工和測量基準時 在圖上標注為在圖上標注為 77 h8 IT829由式（由式（10.15） 得得也不需規(guī)定圓跳動和圓柱度公差。也不需規(guī)定圓跳動和圓柱度公差。 頂圓的頂圓的圓柱度公差圓柱度公差（同內(nèi)孔同內(nèi)孔）0.30.038= 0.011頂圓徑向頂圓徑向圓跳動圓跳動公差公差t = 0.3FP =t=0.002若頂圓不作基準時若頂圓不作基準時其尺寸公差應取其尺寸公差應取IT11

16、(見表見表10.10)，但不，但不得大于得大于0.1mn。30 徑向基準面徑向基準面Sr 由于齒頂圓作為加工和測量基準，因此，不由于齒頂圓作為加工和測量基準，因此，不必另規(guī)定徑向基準面。必另規(guī)定徑向基準面。 軸向基準面軸向基準面Si 由式（由式（10.14） 得得軸向跳動公差軸向跳動公差FbDtd/2 . 0008. 0017. 028/652 . 0基準端面的直徑。式中 dD31由由 表表10.11得得 齒面表面粗糙度輪廓齒面表面粗糙度輪廓Ra的上限值為的上限值為 表面粗糙度表面粗糙度1.25m?；蚧?Rz 的上限值為的上限值為 8.0 m。2008）32(6) 未注尺寸公差為未注尺寸公差為

17、f 級，未注幾何公差為級，未注幾何公差為K級級(7) 上述各項公差要求的標注（上述各項公差要求的標注（ 見下頁見下頁 圖圖10.15 ）內(nèi)孔表面粗糙度輪廓內(nèi)孔表面粗糙度輪廓Ra的上限值為的上限值為頂圓為頂圓為端面為端面為其余為其余為12.5m。1.25m，2.5m，3.2m，由表由表10.12得得332.未注幾何公差按未注幾何公差按GB/T1184-K34圖10.15 參數(shù)螺旋線總偏差螺旋線總偏差偏差偏差偏差偏差偏差偏差35本本 章章 重重 點點:1.齒輪傳動的四個使用要求及其概念；齒輪傳動的四個使用要求及其概念；2.評定齒輪精度、側(cè)隙的必檢參數(shù)及其的概念；評定齒輪精度、側(cè)隙的必檢參數(shù)及其的概

18、念；3.齒輪和齒輪副的精度等級及其偏差值；齒輪和齒輪副的精度等級及其偏差值；4.齒輪精度設計的內(nèi)容及其基本方法；齒輪精度設計的內(nèi)容及其基本方法；5.齒輪精度等級和側(cè)隙在圖樣上的標注方法。齒輪精度等級和側(cè)隙在圖樣上的標注方法。36作業(yè)題解釋作業(yè)題解釋 1.某減速器中一對圓柱齒輪，某減速器中一對圓柱齒輪，m=5，z1=20，z2=60，=20，x=0，b1=50，n1=960rmin，兩兩軸承孔距軸承孔距L=100，齒輪為鋼制，箱體為鑄鐵，單件齒輪為鋼制，箱體為鑄鐵，單件生產(chǎn)，試確定：生產(chǎn)，試確定：（1）齒輪必檢參數(shù)的精度等級；）齒輪必檢參數(shù)的精度等級；（2）必檢參數(shù)及其允許值；）必檢參數(shù)及其允許值；（3）齒厚上、下偏差或公法線長度上、下偏差；）齒厚上、下偏差或公法線長