互換性測量 第九章 齒輪公差

1、1.齒輪傳動的使用要求齒輪傳動的使用要求 準確性準確性 用齒輪在一轉(zhuǎn)內(nèi)的實際回轉(zhuǎn)角和理論回轉(zhuǎn)角之用齒輪在一轉(zhuǎn)內(nèi)的實際回轉(zhuǎn)角和理論回轉(zhuǎn)角之差來衡量。差來衡量。 即限制齒輪在一轉(zhuǎn)范圍內(nèi)最大的轉(zhuǎn)角誤差。即限制齒輪在一轉(zhuǎn)范圍內(nèi)最大的轉(zhuǎn)角誤差。 傳動的平穩(wěn)性傳動的平穩(wěn)性 用齒輪每轉(zhuǎn)過一個齒距，實際回轉(zhuǎn)角和理論回用齒輪每轉(zhuǎn)過一個齒距，實際回轉(zhuǎn)角和理論回轉(zhuǎn)角之差來衡量。轉(zhuǎn)角之差來衡量。 即要求齒輪傳動瞬時傳動比變化不大。即要求齒輪傳動瞬時傳動比變化不大。 載荷分布的均勻性載荷分布的均勻性 用在嚙合過程中，齒面的相對接觸面積來衡量。用在嚙合過程中，齒面的相對接觸面積來衡量。 要求嚙合時齒面接觸良好，以免引起應(yīng)

2、力集中，要求嚙合時齒面接觸良好，以免引起應(yīng)力集中，造成齒面局部磨損。造成齒面局部磨損。 傳動側(cè)隙傳動側(cè)隙 要求齒輪嚙合時，非工作齒面間應(yīng)具有一定的要求齒輪嚙合時，非工作齒面間應(yīng)具有一定的間隙。間隙。 側(cè)隙的作用：儲藏潤滑油；補償齒輪的彈性變側(cè)隙的作用：儲藏潤滑油；補償齒輪的彈性變形熱脹；補償安裝制造裝配誤差。形熱脹；補償安裝制造裝配誤差。 來源于幾何偏來源于幾何偏心心,e幾幾運動偏運動偏心心.e運運 e幾幾 輪坯的齒圈輪坯的齒圈中心與工作時的中心與工作時的旋轉(zhuǎn)中心不重合。旋轉(zhuǎn)中心不重合。 e運運這是由于分這是由于分度蝸輪的加工誤度蝸輪的加工誤差差(主要齒距累主要齒距累積誤差積誤差)及安裝及安裝

3、偏心所引起偏心所引起 來源于來源于 1)機床鏈周期機床鏈周期性誤差性誤差,分度蝸分度蝸桿的軸向竄動和桿的軸向竄動和徑向跳動徑向跳動-齒齒形誤差形誤差 2)刀具誤差刀具誤差;齒齒距誤差距誤差,齒形角齒形角誤差誤差,滾刀的徑滾刀的徑向跳動向跳動,軸向竄軸向竄動動-基節(jié)偏差基節(jié)偏差 齒長方向齒長方向上的加工上的加工誤差來源誤差來源于于:機床導(dǎo)機床導(dǎo)軌不準確軌不準確; 齒高方向齒高方向上加工誤上加工誤差來源于差來源于:刀具誤差刀具誤差 來源于齒厚來源于齒厚的上的上,下偏差下偏差 安裝中心距安裝中心距誤差誤差 3.1影響運動準確性的精度指標影響運動準確性的精度指標 1)切向綜合誤差切向綜合誤差Fi 被測

4、齒輪與精確齒輪單面被測齒輪與精確齒輪單面嚙合嚙合,被測齒輪一轉(zhuǎn)內(nèi)被測齒輪一轉(zhuǎn)內(nèi),實際轉(zhuǎn)角與公稱轉(zhuǎn)角之差實際轉(zhuǎn)角與公稱轉(zhuǎn)角之差的總幅度值的總幅度值.(在單面嚙合儀在單面嚙合儀) Fi 是長周期誤差及各項短周期誤差綜是長周期誤差及各項短周期誤差綜合影響的結(jié)果。合影響的結(jié)果。反映幾何偏心反映幾何偏心e幾幾和運動和運動偏心偏心e運運引起的誤差引起的誤差.Fi 是評定齒輪運動準確性的綜合指是評定齒輪運動準確性的綜合指標。標。 是指在分度圓上是指在分度圓上,任意兩同側(cè)齒面間的實際任意兩同側(cè)齒面間的實際弧長與公稱弧長的最大差值弧長與公稱弧長的最大差值. 是指在分度圓上是指在分度圓上,k個齒距間的實際弧長與公

5、個齒距間的實際弧長與公稱弧長的最大差值稱弧長的最大差值.Fp和和Fpk是是e幾，幾，e運運影響的綜合結(jié)影響的綜合結(jié)果，果，是評定運動準確性的綜合指標。是評定運動準確性的綜合指標。 指在齒輪一轉(zhuǎn)內(nèi)測頭在齒槽內(nèi)于齒高中部雙面接指在齒輪一轉(zhuǎn)內(nèi)測頭在齒槽內(nèi)于齒高中部雙面接觸，測頭相對于齒輪軸線的最大變動量。觸，測頭相對于齒輪軸線的最大變動量。 Fr主要由幾何偏心引起的。主要由幾何偏心引起的。 是指被測齒輪與理想精確的測量齒輪雙面嚙合轉(zhuǎn)是指被測齒輪與理想精確的測量齒輪雙面嚙合轉(zhuǎn)動時，在被測齒輪一轉(zhuǎn)內(nèi)，雙嚙中心距的最大變動時，在被測齒輪一轉(zhuǎn)內(nèi)，雙嚙中心距的最大變動量。動量。 主要反映徑向誤差，主要反映徑向

6、誤差，是幾何偏心是幾何偏心e幾幾引起的引起的。 是指在齒輪一周范圍內(nèi)，實際公法線長度最是指在齒輪一周范圍內(nèi)，實際公法線長度最大值與最小值之差。大值與最小值之差。 FwWmax-Wmin Fw是由運動偏心引起的。是由運動偏心引起的。 Fi ,Fp 反映幾何偏心和運動偏心。反映幾何偏心和運動偏心。 Fr , Fi”反映幾何偏心反映幾何偏心 Fw反映運動偏心。反映運動偏心。wripkpiFFFFFF; 公差組公差組rwrwipkpiFFFFFFFF; 1)一齒切向綜合誤差一齒切向綜合誤差fi, 單面嚙合時轉(zhuǎn)一個齒距角內(nèi)單面嚙合時轉(zhuǎn)一個齒距角內(nèi),實際轉(zhuǎn)角與公實際轉(zhuǎn)角與公稱轉(zhuǎn)角之差的最大幅度值稱轉(zhuǎn)角之差

7、的最大幅度值.fi 反映一齒內(nèi)的轉(zhuǎn)角誤差反映一齒內(nèi)的轉(zhuǎn)角誤差.一轉(zhuǎn)內(nèi)一轉(zhuǎn)內(nèi)多次重復(fù)出現(xiàn)多次重復(fù)出現(xiàn),影響傳動平穩(wěn)性影響傳動平穩(wěn)性.它是由刀具的制造誤差它是由刀具的制造誤差,刀具的安裝刀具的安裝誤差誤差,機床傳動鏈短周期誤差引起的機床傳動鏈短周期誤差引起的. 雙面嚙合雙面嚙合,被測齒輪一齒距角內(nèi)被測齒輪一齒距角內(nèi),雙嚙中心距的最雙嚙中心距的最大變動量大變動量. 它是齒距它是齒距,齒形等誤差的綜合反映齒形等誤差的綜合反映 在端截面上，齒形工作部分內(nèi)，包容實際齒形在端截面上，齒形工作部分內(nèi)，包容實際齒形且距離為最小的兩條設(shè)計齒形間的法向距離。且距離為最小的兩條設(shè)計齒形間的法向距離。 由于刀具的制造誤

8、差和機床傳動鏈誤差引起的由于刀具的制造誤差和機床傳動鏈誤差引起的。 主要是由于刀具的基節(jié)偏差和齒形角誤差造成主要是由于刀具的基節(jié)偏差和齒形角誤差造成的，在齒輪的一轉(zhuǎn)內(nèi)多次重復(fù)出現(xiàn)。的，在齒輪的一轉(zhuǎn)內(nèi)多次重復(fù)出現(xiàn)。 是在分度圓上，實際齒距與公稱齒距之差。是在分度圓上，實際齒距與公稱齒距之差。是分度蝸桿的跳動引起的。是分度蝸桿的跳動引起的。 公稱齒距是指實際周節(jié)的平均值；公稱齒距是指實際周節(jié)的平均值； 齒距偏差取絕對值為最大的為代表值。齒距偏差取絕對值為最大的為代表值。 是指寬斜齒輪齒高中部實際齒向線（即螺是指寬斜齒輪齒高中部實際齒向線（即螺旋線）波紋的最大波幅。旋線）波紋的最大波幅。 f f是機

9、床分度蝸桿副和滾刀進給絲杠的是機床分度蝸桿副和滾刀進給絲杠的周期誤差引起的。周期誤差引起的。; 公差組fpbptfiiffffff級）（或級）（與級以上的斜齒輪）級及與與12-1012-9;66( ;, ,pbptpbptifptpbfifffffffffff1)齒向誤差齒向誤差 F 包括齒向線的方向偏差包括齒向線的方向偏差,形狀誤差形狀誤差. 主要由齒坯端面跳動和刀架軌道傾斜引起主要由齒坯端面跳動和刀架軌道傾斜引起的的. 直齒輪齒向誤差直齒輪齒向誤差 直接影響接觸長度直接影響接觸長度 基圓柱切平面與齒面基圓柱切平面與齒面的交線即為接觸線的交線即為接觸線. 窄斜齒輪接觸線誤窄斜齒輪接觸線誤差直

10、接影響接觸長差直接影響接觸長度度 主要來源于滾刀誤主要來源于滾刀誤差差(徑向跳動徑向跳動,軸線軸線偏斜偏斜) 反映斜齒輪的螺旋角誤差反映斜齒輪的螺旋角誤差 是指與齒輪軸線平行而大約通過齒高中部的一是指與齒輪軸線平行而大約通過齒高中部的一條直線上條直線上,任意兩個同側(cè)齒面間的實際距離與公任意兩個同側(cè)齒面間的實際距離與公稱距離之差稱距離之差,沿法線方向計值沿法線方向計值 主要反映斜齒輪的螺旋角誤差主要反映斜齒輪的螺旋角誤差 主要由齒坯端面跳動主要由齒坯端面跳動 和刀架軌道傾斜引起的和刀架軌道傾斜引起的. 對寬斜齒輪軸向齒距偏差對寬斜齒輪軸向齒距偏差 影響接觸長度影響接觸長度pxbFFF;.公差組w

11、ripkpiFFFFFF; 公差組公差組; 公差組fpbptfiiffffffpxbFFF;.公差組 1)齒厚偏差齒厚偏差 Es (Ess ,Esi) 2)公法線平均長度偏差公法線平均長度偏差 Ew 是公法線實際長度平均值與公稱值之是公法線實際長度平均值與公稱值之差差. Ew是反映齒厚的減薄量是反映齒厚的減薄量,以保證獲以保證獲得一定的齒側(cè)間隙得一定的齒側(cè)間隙.p219 Fw是反映運動偏心所產(chǎn)生的切向誤是反映運動偏心所產(chǎn)生的切向誤差差.wiwsEE .齒輪副的切向綜合誤差齒輪副的切向綜合誤差Fic , -準準確性確性齒輪副的一齒切向綜合誤差齒輪副的一齒切向綜合誤差fic , -平穩(wěn)性平穩(wěn)性接觸

12、斑點接觸斑點;-齒面接觸精度齒面接觸精度側(cè)隙側(cè)隙-側(cè)隙側(cè)隙p211 5.1精度等級的確定精度等級的確定 1.2.3.4.5.6.7.8.9.10.11.12 檢驗齒輪的公差項目分為檢驗齒輪的公差項目分為 -準確性準確性 -平穩(wěn)性平穩(wěn)性 -接觸精度接觸精度fffffffpbptfii, ,FFFFFFwrpkpii, FFFpxb, p213各公差檢驗組各公差檢驗組 p214GM667齒厚下偏差齒厚上偏差第公差組第公差組第公差組FL7齒厚下偏差齒厚上偏差精度等級第、公差組的 1,可以三個公差組選用相同的精度等級可以三個公差組選用相同的精度等級; 7 F L; 2,如果不同級如果不同級,但在同一組

13、內(nèi)應(yīng)保持相同等級但在同一組內(nèi)應(yīng)保持相同等級; 7-6-6 G M; 3,當傳遞運動準確性沒有特別要求時當傳遞運動準確性沒有特別要求時,第第比比第第的精度低一個級的精度低一個級; 7-6-6 G M; 4,當傳遞的功率不特別大當傳遞的功率不特別大, 和和相同相同; 5,低速重載的齒輪選擇低速重載的齒輪選擇高于高于. 齒輪副側(cè)隙按齒輪的工作條件決定齒輪副側(cè)隙按齒輪的工作條件決定,而而與齒輪的精度等級無關(guān)與齒輪的精度等級無關(guān). 工作溫度高的齒輪側(cè)隙應(yīng)大工作溫度高的齒輪側(cè)隙應(yīng)大; 需要正反轉(zhuǎn)或讀數(shù)機構(gòu)中的齒輪則要需要正反轉(zhuǎn)或讀數(shù)機構(gòu)中的齒輪則要求保證較小的側(cè)隙求保證較小的側(cè)隙 1,補償溫度變化所需要的

14、側(cè)隙補償溫度變化所需要的側(cè)隙p216 2.保證正常潤滑所必須的最小側(cè)隙保證正常潤滑所必須的最小側(cè)隙p216 3.齒輪副的最小側(cè)隙齒輪副的最小側(cè)隙mmttannjsin222111的工作速度取決于潤滑方式和齒輪2nj21minnnnjjj 4.補償齒輪副的制造誤差和安裝誤差所引補償齒輪副的制造誤差和安裝誤差所引起的側(cè)隙減小量起的側(cè)隙減小量p216 5.齒厚上下偏差及齒厚公差齒厚上下偏差及齒厚公差2104.22221FffJpbpbnnrrsssssinannnsstgTTEEtgfJjEbF222cos2minC=+1fptF=-4fptJ=-10fptM=-20fptR=-40fptD=0fp

15、tG=-6fptK=-12ptN=-25fptS=-50fptE=-2fptH=-8fptL=-16fptP=-32fpt 已知齒輪副模數(shù)已知齒輪副模數(shù)m=5mm,齒形角齒形角=200,齒寬齒寬b=50mm,齒數(shù)齒數(shù)z1=20,z2=60,工作速度工作速度18m/s,已已選定精度等級選定精度等級6級級,齒輪的工作溫度齒輪的工作溫度t1=750c,箱體的工作溫度箱體的工作溫度t2=500c線線膨脹系數(shù)膨脹系數(shù) 鋼齒輪鋼齒輪1=11.510-6,鑄鑄鐵箱體鐵箱體2=10.510-6.確定小齒輪齒確定小齒輪齒厚上厚上,下偏差的代號下偏差的代號.nrrsssssinannnsstgTTEEtgfJjE

16、bF222cos2min 1.計算齒輪副的最小極限側(cè)隙計算齒輪副的最小極限側(cè)隙mmttannjsin222111mjjjmmjmmmjmmmannnnnnzz1431005202043.4304343. 0sin230105 .1055105 .11200200260205221min266121 2.確定齒厚上下偏差確定齒厚上下偏差p229nannnsstgfJjEcos2minmFffJpbpbn350.2412104.213112104.22222221mfHHEfEmtgEptssptssss1048,49.713417.97417.9720cos2350.24143202300選mf

17、KKEfEmTEEmtgTtgTptsiptsissssisnrrsbF15612,57.121340.16340.1634 .591044 .5920204.6845222022選 有一齒輪模數(shù)有一齒輪模數(shù)m=3mm,齒數(shù)齒數(shù)z=32,齒形角齒形角=200,齒寬齒寬b=20mm,傳遞傳遞最大功率最大功率5kw,轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速n=1280r/min,已知齒厚上下偏差代號為已知齒厚上下偏差代號為“HK”,確定確定精度精度,檢驗指標及齒坯公差檢驗指標及齒坯公差 1.確定精度等級確定精度等級 對于中等速度對于中等速度,中等載荷的一般齒輪通常試中等載荷的一般齒輪通常試先根據(jù)圓周速度確定第先根據(jù)圓周速度確定第公差組的精度等公差組的精度等級級 表表11-4(p215)選定第選定第公差組公差組8級級smdnv/43. 6601000128032314. 36010