互换性与技术测量第10章ppt课件

1、内容提要内容提要:第十章第十章 圆柱齿轮精度设计与检测圆柱齿轮精度设计与检测 1. 齿轮传动的四个运用要求及其概念；齿轮传动的四个运用要求及其概念；2. 评定圆柱齿轮精度、侧隙的必检工程和必检参数的称号评定圆柱齿轮精度、侧隙的必检工程和必检参数的称号代号及其公差值；代号及其公差值；3. 圆柱齿轮的精度等级和侧隙在图样上的标注方法；圆柱齿轮的精度等级和侧隙在图样上的标注方法；4. 齿坯和齿坯精度的概念；齿坯和齿坯精度的概念；5. 齿轮副的评定参数的称号和代号；齿轮副的评定参数的称号和代号；6. 齿轮必检参数的检测方法；齿轮必检参数的检测方法；7. 圆柱齿轮精度设计的内容和根本方法。圆柱齿轮精度设

2、计的内容和根本方法。第十章第十章 圆柱齿轮精度设计与检测圆柱齿轮精度设计与检测 本章以渐开线圆柱齿轮的精度规范本章以渐开线圆柱齿轮的精度规范GB/T 10095.1.22001和和GB/Z18620.1.42002为例讲述其精度设计与检测的根本方法。为例讲述其精度设计与检测的根本方法。 10.1 齿轮传动的运用要求齿轮传动的运用要求 根据齿轮传动的作用传送运动和传送动力根据齿轮传动的作用传送运动和传送动力对其运用要求可归纳为四个方面。对其运用要求可归纳为四个方面。 一、传送运动的准确性运动精度一、传送运动的准确性运动精度 准确性是指齿轮在一转范围内速比的变化，其要准确性是指齿轮在一转范围内速比

3、的变化，其要尽量小，保证主、从动齿轮的运动协调一致。尽量小，保证主、从动齿轮的运动协调一致。 实践上是控制最大转角误差：实践上是控制最大转角误差：由图由图10.110.1得得 图图10.110.1 的大小。的大小。max/a转7二、传动的平稳性平稳性精度二、传动的平稳性平稳性精度 平稳性是指齿轮在转一齿范围内，瞬时传动比的平稳性是指齿轮在转一齿范围内，瞬时传动比的变化，要求其尽量小，实践上是控制变化，要求其尽量小，实践上是控制由图由图10.1得得 的大小。的大小。max/a齿距3图图10.110.1三、载荷分布的均匀性接触精度三、载荷分布的均匀性接触精度 载荷分布的均匀性是指齿轮啮合时，任务齿

4、载荷分布的均匀性是指齿轮啮合时，任务齿面要坚持一定的接触面，从而防止应力集中，减面要坚持一定的接触面，从而防止应力集中，减少齿面磨损，提高齿面强度和寿命。少齿面磨损，提高齿面强度和寿命。 图图10.210.2这一项要求可以用沿这一项要求可以用沿齿轮齿长和齿高方向齿轮齿长和齿高方向上保证一定的接触区上保证一定的接触区域来表示。域来表示。四、齿侧间隙的合理性四、齿侧间隙的合理性 齿侧间隙是指齿轮齿侧间隙是指齿轮啮合时，非任务齿面啮合时，非任务齿面之间的间隙。之间的间隙。 侧隙普通用法向侧侧隙普通用法向侧隙隙jbn或圆周侧隙或圆周侧隙jwt评定。评定。 图图10.310.3jbn= jwtcos侧隙

5、的作用：侧隙的作用： (1) 光滑光滑 (2)补偿齿轮的制造误差和安装误差补偿齿轮的制造误差和安装误差(3)补偿热变形和弹性变形。补偿热变形和弹性变形。 对一切齿轮都有以上四项要求，但对不同用途的对一切齿轮都有以上四项要求，但对不同用途的齿轮，其精度高低要求不同，侧隙大小也不一样。齿轮，其精度高低要求不同，侧隙大小也不一样。10.2 评定齿轮精度的偏向工程及其允许值评定齿轮精度的偏向工程及其允许值 一、评定齿轮精度的必检偏向工程一、评定齿轮精度的必检偏向工程 规范规定评定齿轮精度规范规定评定齿轮精度的必检偏向工程为的必检偏向工程为 (1) 齿距偏向齿距偏向 (2) 齿廓总偏向齿廓总偏向 (3)

6、 螺旋线总偏向螺旋线总偏向 评定齿侧间隙的必检评定齿侧间隙的必检偏向工程为偏向工程为公法线长度偏向公法线长度偏向齿厚偏向齿厚偏向或或(1) 齿距累积总偏向齿距累积总偏向 FP (总公差总公差FP ) 定义：齿轮同侧齿面恣意弧段定义：齿轮同侧齿面恣意弧段k=1z内的最大内的最大齿距累积偏向齿距累积偏向 。 假设假设 FP FP 那么为合格。那么为合格。 即即FP = |(LaL) | max/FP = |(LaL) | max/转转= FPmax FPmin = FPmax FPmin 1.传送运动准确性的必检参数传送运动准确性的必检参数 齿距累计总偏向可反映齿轮转一转过程中，传动比齿距累计总偏

7、向可反映齿轮转一转过程中，传动比的变化，因此它影响齿轮传动运动的准确性。的变化，因此它影响齿轮传动运动的准确性。图图10.410.4齿距累积总偏向表现为齿距累积偏向曲线的齿距累积总偏向表现为齿距累积偏向曲线的总幅值。总幅值。(2) 齿距累积偏向齿距累积偏向 FPk(极限偏向极限偏向FPk) FPk 实践上称实践上称k个齿距累积偏向较确切。个齿距累积偏向较确切。 定义：齿轮同侧齿面恣意定义：齿轮同侧齿面恣意k k个齿距的个齿距的LkaLka与与LkLk的代数差。的代数差。 即即 式中式中k=2k=2z/8z/8，普通取，普通取k= z/8k= z/8取齿轮的取齿轮的|FPk|FPk|中最大的那个

8、中最大的那个FPkFPk作为评定值，作为评定值，假设假设 FPk FPk + FPk FPk FPk + FPk 那么为合格。那么为合格。FPk= LkaLk=ifPt 图图10.410.4齿距累积偏向实际上等于齿距累积偏向实际上等于k个齿距的各单个个齿距的各单个齿距偏向的代数和。齿距偏向的代数和。运用场所运用场所(1) z 多的大齿轮多的大齿轮 (2)转速很高的较高精度的齿轮转速很高的较高精度的齿轮 (3)扇形齿轮扇形齿轮 作用：控制齿轮圆周上部分的齿距累积偏向，同作用：控制齿轮圆周上部分的齿距累积偏向，同FPFP一样是反映运动精度。一样是反映运动精度。 2.传动平稳性的必检参数传动平稳性的

9、必检参数 (1) 单个齿距偏向单个齿距偏向 fPt (fPt) 在齿轮端平面上，接近齿高中部的一个与在齿轮端平面上，接近齿高中部的一个与齿轮同心的圆上，实践齿距与公称齿距的代数差。齿轮同心的圆上，实践齿距与公称齿距的代数差。 即即定义：定义：fPt=PtaPt图图10.410.4(2) 齿廓总偏向齿廓总偏向F (F ) 包容实践齿廓任务部分且间隔为最小的两条包容实践齿廓任务部分且间隔为最小的两条设计齿廓之间的法向间隔。设计齿廓之间的法向间隔。 实践齿廓实践齿廓设计齿廓设计齿廓F F A：齿顶倒棱或倒圆的起：齿顶倒棱或倒圆的起始点。始点。 F：齿根圆或挖根的起：齿根圆或挖根的起始点。始点。 E：

10、与配对齿轮有效啮：与配对齿轮有效啮合的终止点。合的终止点。 G：从：从E延伸到延伸到A，AE展开长度展开长度92%的终止点。的终止点。定义：定义： 普通情况要在轮齿圆周均布三个或更多轮齿的左、右普通情况要在轮齿圆周均布三个或更多轮齿的左、右齿面的齿廓上丈量，其中齿面的齿廓上丈量，其中 F maxF为合格。为合格。 3. 载荷分布均匀性的必检参数载荷分布均匀性的必检参数 载荷分布均匀性应在齿宽和齿高方向上检测，齿宽载荷分布均匀性应在齿宽和齿高方向上检测，齿宽方向是螺旋线总偏向，在齿高方向是平稳性的检验方向是螺旋线总偏向，在齿高方向是平稳性的检验参数参数(fPt和和F )。 螺旋线总偏向螺旋线总偏

11、向F(F)F(F)：在计值范围：在计值范围LL内，包内，包容实践螺旋线迹线的两条设计螺旋线迹线间的间隔。容实践螺旋线迹线的两条设计螺旋线迹线间的间隔。 图中图中L为计值为计值范围：齿宽两端范围：齿宽两端各减去各减去b5% 和和 1 mn两者中较两者中较小的数值。小的数值。 图图10.610.6 4.齿轮侧隙的必检参数齿轮侧隙的必检参数 (1) 齿厚偏向齿厚偏向Esn(Esns、Esni)定义：定义：假设：假设：EsniEsnEsns，那么齿轮侧隙合格。那么齿轮侧隙合格。 Esn 运用于大模数齿轮侧隙的评定。运用于大模数齿轮侧隙的评定。 图图10.1010.10Esn= SnaSnEsns= S

12、nsSnEsni= SniSn在分度圆柱面上，在分度圆柱面上，实践齿厚与公称齿实践齿厚与公称齿厚之差。厚之差。(2) 公法线长度偏向公法线长度偏向Ebn( Ebns、Ebni)Ebn=WkaWk 式中式中k=z/9+0.5取整数取整数 假设假设 EbniEbnEbns ，那，那么侧隙合格。么侧隙合格。 Ebn 运用于中小模数齿轮的运用于中小模数齿轮的侧隙评定。侧隙评定。 图图10.2210.22公法线长度是指齿轮上几个轮齿的两端异向齿廓公法线长度是指齿轮上几个轮齿的两端异向齿廓间所包含的一段基圆圆弧，即该两端异向齿廓间间所包含的一段基圆圆弧，即该两端异向齿廓间基圆切线线段的长度。基圆切线线段的

13、长度。是指实践公法线长度与公称公法线长度之差。是指实践公法线长度与公称公法线长度之差。小结：小结： 必检偏向工程为齿距偏向、齿廓偏向、螺旋线必检偏向工程为齿距偏向、齿廓偏向、螺旋线偏向、齿厚偏向或公法线长度偏向与四项运用要偏向、齿厚偏向或公法线长度偏向与四项运用要求没有一一对应关系；求没有一一对应关系； 齿轮的误差、偏向都称偏向；齿轮的误差、偏向都称偏向； 为了能从符号上区分偏向与公差极限偏向，为了能从符号上区分偏向与公差极限偏向，在符号前加在符号前加 “ 的为偏向；的为偏向； 小写字母加上相应的脚标为单项要素测得的偏小写字母加上相应的脚标为单项要素测得的偏向；大写字母加上相应的脚标为假设干个

14、单项要素向；大写字母加上相应的脚标为假设干个单项要素组成组成“累积或累积或“总的偏向。总的偏向。 例例10.1 知知m5，z8，=20的圆柱直齿轮，精度的圆柱直齿轮，精度为为8(Fp、Fpk) 、7 fPt GB/T10095.1。用齿距仪相对。用齿距仪相对法法(丈量方法见丈量方法见P214图图10.18)测得数据为测得数据为: 0，+3，2，+3，+5，2， + 3 ， 2(m)。计算该齿轮的。计算该齿轮的FP、fPt和和FPkk=3的偏向值。的偏向值。 解：解： 1 12 23 34 45 56 67 78 8计算计算0 0+3+3 -2-2 +3+3+5+5-2-2+3+3-2-2-1-1 +2+2 -3-3 +2+2+4+4-3-3+2+2-3-3-1-1 +1+1 -2-20 0+4+4+1+1+3+30 0-2-2 -2-2 -2-2 +1+1+3+3+3+3+3+3-4-4iiP相iptifpp平相iippt1zFfiii-kpkppFFF1/1zippz平相pt4f p4 ( 2)6F FP、fPt和和FPkk=3列表计算如下列表计