第七章 漸開線 齒輪傳動的互換性

第七章漸開線齒輪傳動的互換性第1頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月基本要求了解漸開線圓柱齒輪傳動的精度要求。了解齒輪誤差產(chǎn)生的原因及誤差特性。了解圓柱齒輪傳動精度的評定指標(biāo)。掌握漸開線圓柱齒輪傳動精度的設(shè)計的基本方法。第2頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月漸開線圓柱齒輪傳動精度要求

運(yùn)動精度（準(zhǔn)確性）：是指傳遞運(yùn)動的準(zhǔn)確性。為了保證齒輪傳動的運(yùn)動精度，應(yīng)限制齒輪一轉(zhuǎn)中最大轉(zhuǎn)角誤差△φ∑。運(yùn)動平穩(wěn)性精度：要求齒輪運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，沒有沖擊、振動和噪聲。要限制一齒距角范圍內(nèi)轉(zhuǎn)角誤差的最大值△φ。載荷分布均勻性（接觸精度）：要求齒輪在接觸過程中，載荷分布要均勻，接觸良好，以免引起應(yīng)力集中，造成局部磨損，影響齒輪的使用壽命。傳動側(cè)隙：在齒輪傳動過程中，非接觸面一定要有合理的間隙。一方面為了貯存潤滑油，一方面為了補(bǔ)償齒輪的制造和變形誤差。齒輪傳動的使用要求：第3頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月不同圓柱齒輪的傳動精度要求

上述4項要求，對于不同用途、不同工作條件的齒輪其側(cè)重點也應(yīng)有所不同。如：對于分度機(jī)構(gòu)，儀器儀表中讀數(shù)機(jī)構(gòu)的齒輪，齒輪一轉(zhuǎn)中的轉(zhuǎn)角誤差不超過1′～2′，甚至是幾秒，此時，傳遞運(yùn)動準(zhǔn)確性是主要的；對于高速、大功率傳動裝置中用的齒輪，如汽輪機(jī)減速器上的齒輪，圓周速度高，傳遞功率大，其運(yùn)動精度、工作平穩(wěn)性精度及接觸精度要求都很高，特別是瞬時傳動比的變化要求小，以減少振動和噪聲；對于軋鋼機(jī)、起重機(jī)、運(yùn)輸機(jī)、透平機(jī)等低速重載機(jī)械，傳遞動力大，但圓周速度不高，故齒輪接觸精度要求較高，齒側(cè)間隙也應(yīng)足夠大，而對其運(yùn)動精度則要求不高。

HOME第4頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月漸開線圓柱齒輪的加工誤差影響上述4項要求的誤差因素，主要是由于工藝系統(tǒng)中齒輪坯、齒輪機(jī)床、刀具三個方面的工藝因素決定的。為了便于分析齒輪的各種制造誤差對齒輪傳動質(zhì)量的影響，按誤差相對于齒輪的方向特征，可分為：徑向誤差、切向誤差、軸向誤差齒輪刀具鏟形面誤差；第5頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月徑向誤差。刀具與被切齒輪之間徑向距離的偏差。它是由齒坯在機(jī)床上的定位誤差、刀具的徑向跳動、齒坯軸或刀具軸的周期變動引起的切向加工誤差。刀具與工件展成運(yùn)動遭到破壞或分度不準(zhǔn)確而產(chǎn)生的加工誤差。漸開線圓柱齒輪的加工誤差第6頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月軸向誤差刀具與工件的展成運(yùn)動遭到破壞或分度不準(zhǔn)確而產(chǎn)生的誤差齒輪刀具鏟形面誤差由于刀具鏟形面的近似造形，或由于其制造和刃磨誤差而產(chǎn)生的誤差漸開線圓柱齒輪的加工誤差第7頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月7.2圓柱齒輪傳動精度的評定指標(biāo)及檢測根據(jù)齒輪精度要求，把齒輪的誤差分成影響運(yùn)動準(zhǔn)確性誤差、影響運(yùn)動平穩(wěn)性誤差、影響載荷分布均勻性誤差和影響側(cè)隙的誤差。并相應(yīng)提出精度評定指標(biāo)。運(yùn)動精度的評定指標(biāo)平穩(wěn)性的評定指標(biāo)接觸精度的評定指標(biāo)側(cè)隙的評定指標(biāo)齒輪副精度的評定指標(biāo)HOME第8頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月1、齒距偏差單個齒距偏差（fpt）在端平面上接近齒高中部的一個與齒輪軸線同心的圓上，實際齒距與理論齒距的代數(shù)差。影響齒輪傳動的平穩(wěn)性。齒距累積偏差ΔFpk任意k個齒距的實際弧長與理論弧長的代數(shù)差。K個齒距累積誤差是指K個齒距間的實際弧長與公稱弧長之差的代數(shù)和，K為2到小于Z／8的整數(shù)規(guī)定ΔFpk是為了限制齒距累積誤差集中在局部圓周上，如果此項偏差過大，影響平穩(wěn)行精度。7.2.1輪齒同側(cè)齒面偏差第9頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月齒距累積總偏差（ΔFp）齒距累積偏差反映了一轉(zhuǎn)內(nèi)任意個齒距的最大變化，它直接反映齒輪的轉(zhuǎn)角誤差，是幾何偏心和運(yùn)動偏心的綜合結(jié)果。因而可以較為全面地反映齒輪的傳遞運(yùn)動準(zhǔn)確性，是一項綜合性的評定項目。但因為只在分度圓上測量，故不如切向綜合誤差反映的全面。見表7－17.2.1輪齒同側(cè)齒面偏差第10頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月2、齒廓偏差

實際齒廓偏離設(shè)計齒廓的量，在端平面內(nèi)切垂直于漸開線齒廓的方向計值。（1）齒廓總偏差(Fa)包容實際齒廓跡線的兩條設(shè)計齒廓跡線間的距離。主要影響平穩(wěn)性精度（2）齒廓形狀偏差（ffa）包容實際齒廓跡線的兩條與平均跡線完全相同的曲線間的距離，且兩曲線與平均齒廓跡線的距離為常數(shù)。（3）齒廓傾斜偏差（fHa）在計值范圍的兩端與平均齒廓跡線相交的兩條設(shè)計齒廓跡線間的距離圖7-7實例7.2.1輪齒同側(cè)齒面偏差第11頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月3、螺旋線偏差在端面基圓切線方向上測得的實際螺旋線偏離設(shè)計螺旋線的量(1)螺旋線總偏差（Fβ）在計值范圍內(nèi),包容實際螺旋線跡線的兩條設(shè)計螺旋線跡線間的距離(2)螺旋線形狀偏差(ffβ)在計值范圍內(nèi),包容實際螺旋線跡線的兩條與平均螺旋線完全相同的曲線間的距離7.2.1輪齒同側(cè)齒面偏差第12頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月(3)螺旋線傾斜偏差(fHβ)在計值范圍內(nèi),兩端與平均螺旋線跡線相交的設(shè)計螺旋線跡線間的距離這三種螺旋線取值方法適用于非修形螺旋線,當(dāng)設(shè)計成修形螺旋線時,設(shè)計螺紋線跡線不再是直線。7.2.1輪齒同側(cè)齒面偏差第13頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月

切向綜合偏差

切向綜合總偏差（Fi′）指被測齒輪與理想精確的測量齒輪單面嚙合時，在被測齒輪一轉(zhuǎn)內(nèi)，齒輪分度圓上實際圓周位移與理論圓周位移的最大差值。是評定齒輪傳遞運(yùn)動準(zhǔn)確性的最佳綜合評定指標(biāo)。一齒綜合偏差（fi′）在一個齒距角內(nèi)，過偏差曲線的最高最低點作與橫坐標(biāo)平行的兩條直線，此平行線間的距離為fi′。是檢查平穩(wěn)行精度。但因切向綜合誤差是在單面嚙合綜合檢查儀（簡稱單嚙儀）上進(jìn)行測量的，單嚙儀結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價格昂貴，在生產(chǎn)車間很少使用。7.2.1輪齒同側(cè)齒面偏差第14頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月（1）徑向綜合總偏差(Fi〞)是在徑向綜合檢驗時，被測齒輪的左右齒面同時與測量齒輪接觸,并轉(zhuǎn)過一圈時中心距最大最小值之差。反映齒輪運(yùn)動精度的項目（2）一齒徑向綜合總偏差(fi〞)是指被測齒輪與測量齒輪嚙合一整圈時，對應(yīng)一個齒距角的徑向綜合偏差值。反映齒輪工作平穩(wěn)性。被測齒輪由于雙面嚙合綜合測量時的嚙合情況與切齒時的嚙合情況相似，能夠反映齒輪坯和刀具安裝調(diào)整誤差，測量所用儀器遠(yuǎn)比單嚙儀簡單，操作方便，測量效率高，故在大批量生產(chǎn)中應(yīng)用很普通。但它只能反映徑向誤差，且測量狀況與齒輪實際工作狀況不完全相符。7.2.2徑向綜合偏差與徑向跳動第15頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月7.2.2徑向綜合偏差與徑向跳動（3）徑向跳動（Fr）齒輪一轉(zhuǎn)范圍內(nèi)，測頭在齒槽內(nèi)與齒高中部雙面接觸，測頭相對于齒輪軸線的最大變動量稱齒圈徑向跳動。Fr主要反映由于齒坯偏心引起的齒輪徑向誤差?？捎谬X圈徑向跳動檢查儀測量，測頭可以用球形或錐形。反映齒輪運(yùn)動精度。

第16頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月7.2.3齒厚偏差及齒側(cè)間隙齒厚偏差是指在齒輪分度圓柱面上，齒厚的實際值與公稱值之差。對于斜齒輪，指法向齒厚。為了保證一定的齒側(cè)間隙，齒厚的上偏差（ESS），下偏差（ESi）一般都為負(fù)值。1、齒厚偏差(Esn)2、公法線長度偏差（Ebn）公法線長度偏差指公法線長度的實際值與公稱值之差第17頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月齒側(cè)間隙的表示方法：法向側(cè)隙（jbn）圓周側(cè)隙（jwt

）為控制齒厚減薄量，以獲得必要的側(cè)隙，可以采用齒厚偏差（ESn），公法線平均長度偏差（Ebn）最小側(cè)隙的確定（jbnmin

）

jbnmin=2/3(0.06+0.0005a+0.03mn)其余公式見課本162頁自習(xí)7.2.3齒厚偏差及齒側(cè)間隙3齒側(cè)間隙第18頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月7.4漸開線圓柱齒輪傳動精度的設(shè)計

齒輪精度等級的確定齒輪誤差檢驗組的選擇齒輪副側(cè)隙的確定圖樣標(biāo)注

HOME第19頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月7.4.1精度標(biāo)準(zhǔn)齒輪及齒輪副共規(guī)定有13個精度等級，用0，1，2，…，12表示。其中1級精度最高，12級精度最低。0~2,3~5高,6~8中,9較低,10~12低齒輪和齒輪副的誤差項目都規(guī)定了相應(yīng)的公差或極限偏差；各公差組中的公差項目、代號、所用公差值符號、公差值計算公式及齒輪副的有關(guān)公差列于表。GB/T10095.1-2001或GB/T10095.2-20017.4漸開線圓柱齒輪傳動精度的設(shè)計第20頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月7.4.2各偏差允許值計算公式和標(biāo)準(zhǔn)值表7.9中數(shù)值是用對5級精度規(guī)定的公差值乘以公比計算出來的.7.4.3齒輪的檢驗組(推薦)

一般劃分齒輪質(zhì)量等級的標(biāo)準(zhǔn)包括:齒距偏差Fp、fpt、Fpk齒廓總偏差Fa，螺旋線總偏差Fβ，齒厚偏差Esn。另外在根據(jù)特殊要求進(jìn)行偏差控制。7.4.4應(yīng)用:1齒輪精度等級的確定,2最小側(cè)隙和齒厚偏差的確定,3檢驗組的確定,4齒坯及箱體精度的確定.例題7.17.4漸開線圓柱齒輪傳動精度的設(shè)計第21頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月齒輪誤差檢驗組的選擇按照表確定每一公差組的誤差檢驗組時，應(yīng)綜合考慮檢測的目的、齒輪的精度等級、生產(chǎn)規(guī)模及現(xiàn)有測量器具等因素。檢測目的。當(dāng)齒輪的檢測是為了驗收產(chǎn)品，判斷產(chǎn)品是否合格時，宜選用綜合性項目。若測量的目的是為了進(jìn)行工藝分析，查找誤差原因時，宜選擇單項檢測項目。精度等級。高精度的齒輪用于重要場合，因此應(yīng)選擇反映誤差較為全面的綜合性項目或較為重要的單項檢測項目。第22頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月圖樣標(biāo)注齒輪的結(jié)構(gòu)尺寸及形式根據(jù)設(shè)計需要并參考有關(guān)手冊而定。齒坯公差直接標(biāo)注在工作圖上，齒輪的主要參數(shù)（如模數(shù)mn、齒數(shù)z、齒形角α、螺旋角β、變位系數(shù)x等）、精度等級及齒厚極限偏差代號、所選用的公差（或極限偏差）均應(yīng)列表標(biāo)注。齒輪精度等級及齒厚極限偏差代號的標(biāo)注見以下示例。第23頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月標(biāo)注示例例：7—6—6GMGB10095—88表示齒輪第Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ公差組的精度分別為7級、6級、6級，齒厚上、下偏差代號分別為Ｇ、Ｍ。如果三個公差組的精度等級相同，則只需標(biāo)注的一個數(shù)字：例：7FＬＧＢ10095—88表示齒輪第Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ公差組的精度同為7級，齒厚上、下偏差代號分別為F、L。例：7GB/T10095.1-2001表示各項偏差均為7級，且符合國標(biāo)GB/T10095.1-2001要求7Fp6(FaFβ)GB/T10095.1-2001:表示Fp為7級精度,FaFβ均為6級精度,其余齒輪個性偏差項目均符合GB/T10095.1-2001要求第24頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月小齒輪工作圖及標(biāo)注模數(shù)m4基節(jié)極限偏差土fpb

土0.018齒數(shù)z30齒向公差Fβ0.011齒形角a20°公法線平均長度極限偏差129.37mm精度等級7