互换性测量 第九章 齿轮公差

1、1.齿轮传动的使用要求齿轮传动的使用要求 准确性准确性 用齿轮在一转内的实际回转角和理论回转角之用齿轮在一转内的实际回转角和理论回转角之差来衡量。差来衡量。 即限制齿轮在一转范围内最大的转角误差。即限制齿轮在一转范围内最大的转角误差。 传动的平稳性传动的平稳性 用齿轮每转过一个齿距，实际回转角和理论回用齿轮每转过一个齿距，实际回转角和理论回转角之差来衡量。转角之差来衡量。 即要求齿轮传动瞬时传动比变化不大。即要求齿轮传动瞬时传动比变化不大。 载荷分布的均匀性载荷分布的均匀性 用在啮合过程中，齿面的相对接触面积来衡量。用在啮合过程中，齿面的相对接触面积来衡量。 要求啮合时齿面接触良好，以免引起应

2、力集中，要求啮合时齿面接触良好，以免引起应力集中，造成齿面局部磨损。造成齿面局部磨损。 传动侧隙传动侧隙 要求齿轮啮合时，非工作齿面间应具有一定的要求齿轮啮合时，非工作齿面间应具有一定的间隙。间隙。 侧隙的作用：储藏润滑油；补偿齿轮的弹性变侧隙的作用：储藏润滑油；补偿齿轮的弹性变形热胀；补偿安装制造装配误差。形热胀；补偿安装制造装配误差。 来源于几何偏来源于几何偏心心,e几几运动偏运动偏心心.e运运 e几几 轮坯的齿圈轮坯的齿圈中心与工作时的中心与工作时的旋转中心不重合。旋转中心不重合。 e运运这是由于分这是由于分度蜗轮的加工误度蜗轮的加工误差差(主要齿距累主要齿距累积误差积误差)及安装及安装

3、偏心所引起偏心所引起 来源于来源于 1)机床链周期机床链周期性误差性误差,分度蜗分度蜗杆的轴向窜动和杆的轴向窜动和径向跳动径向跳动-齿齿形误差形误差 2)刀具误差刀具误差;齿齿距误差距误差,齿形角齿形角误差误差,滚刀的径滚刀的径向跳动向跳动,轴向窜轴向窜动动-基节偏差基节偏差 齿长方向齿长方向上的加工上的加工误差来源误差来源于于:机床导机床导轨不准确轨不准确; 齿高方向齿高方向上加工误上加工误差来源于差来源于:刀具误差刀具误差 来源于齿厚来源于齿厚的上的上,下偏差下偏差 安装中心距安装中心距误差误差 3.1影响运动准确性的精度指标影响运动准确性的精度指标 1)切向综合误差切向综合误差Fi 被测

4、齿轮与精确齿轮单面被测齿轮与精确齿轮单面啮合啮合,被测齿轮一转内被测齿轮一转内,实际转角与公称转角之差实际转角与公称转角之差的总幅度值的总幅度值.(在单面啮合仪在单面啮合仪) Fi 是长周期误差及各项短周期误差综是长周期误差及各项短周期误差综合影响的结果。合影响的结果。反映几何偏心反映几何偏心e几几和运动和运动偏心偏心e运运引起的误差引起的误差.Fi 是评定齿轮运动准确性的综合指是评定齿轮运动准确性的综合指标。标。 是指在分度圆上是指在分度圆上,任意两同侧齿面间的实际任意两同侧齿面间的实际弧长与公称弧长的最大差值弧长与公称弧长的最大差值. 是指在分度圆上是指在分度圆上,k个齿距间的实际弧长与公

5、个齿距间的实际弧长与公称弧长的最大差值称弧长的最大差值.Fp和和Fpk是是e几，几，e运运影响的综合结影响的综合结果，果，是评定运动准确性的综合指标。是评定运动准确性的综合指标。 指在齿轮一转内测头在齿槽内于齿高中部双面接指在齿轮一转内测头在齿槽内于齿高中部双面接触，测头相对于齿轮轴线的最大变动量。触，测头相对于齿轮轴线的最大变动量。 Fr主要由几何偏心引起的。主要由几何偏心引起的。 是指被测齿轮与理想精确的测量齿轮双面啮合转是指被测齿轮与理想精确的测量齿轮双面啮合转动时，在被测齿轮一转内，双啮中心距的最大变动时，在被测齿轮一转内，双啮中心距的最大变动量。动量。 主要反映径向误差，主要反映径向

6、误差，是几何偏心是几何偏心e几几引起的引起的。 是指在齿轮一周范围内，实际公法线长度最是指在齿轮一周范围内，实际公法线长度最大值与最小值之差。大值与最小值之差。 FwWmax-Wmin Fw是由运动偏心引起的。是由运动偏心引起的。 Fi ,Fp 反映几何偏心和运动偏心。反映几何偏心和运动偏心。 Fr , Fi”反映几何偏心反映几何偏心 Fw反映运动偏心。反映运动偏心。wripkpiFFFFFF; 公差组公差组rwrwipkpiFFFFFFFF; 1)一齿切向综合误差一齿切向综合误差fi, 单面啮合时转一个齿距角内单面啮合时转一个齿距角内,实际转角与公实际转角与公称转角之差的最大幅度值称转角之差

7、的最大幅度值.fi 反映一齿内的转角误差反映一齿内的转角误差.一转内一转内多次重复出现多次重复出现,影响传动平稳性影响传动平稳性.它是由刀具的制造误差它是由刀具的制造误差,刀具的安装刀具的安装误差误差,机床传动链短周期误差引起的机床传动链短周期误差引起的. 双面啮合双面啮合,被测齿轮一齿距角内被测齿轮一齿距角内,双啮中心距的最双啮中心距的最大变动量大变动量. 它是齿距它是齿距,齿形等误差的综合反映齿形等误差的综合反映 在端截面上，齿形工作部分内，包容实际齿形在端截面上，齿形工作部分内，包容实际齿形且距离为最小的两条设计齿形间的法向距离。且距离为最小的两条设计齿形间的法向距离。 由于刀具的制造误

8、差和机床传动链误差引起的由于刀具的制造误差和机床传动链误差引起的。 主要是由于刀具的基节偏差和齿形角误差造成主要是由于刀具的基节偏差和齿形角误差造成的，在齿轮的一转内多次重复出现。的，在齿轮的一转内多次重复出现。 是在分度圆上，实际齿距与公称齿距之差。是在分度圆上，实际齿距与公称齿距之差。是分度蜗杆的跳动引起的。是分度蜗杆的跳动引起的。 公称齿距是指实际周节的平均值；公称齿距是指实际周节的平均值； 齿距偏差取绝对值为最大的为代表值。齿距偏差取绝对值为最大的为代表值。 是指宽斜齿轮齿高中部实际齿向线（即螺是指宽斜齿轮齿高中部实际齿向线（即螺旋线）波纹的最大波幅。旋线）波纹的最大波幅。 f f是机

9、床分度蜗杆副和滚刀进给丝杠的是机床分度蜗杆副和滚刀进给丝杠的周期误差引起的。周期误差引起的。; 公差组fpbptfiiffffff级）（或级）（与级以上的斜齿轮）级及与与12-1012-9;66( ;, ,pbptpbptifptpbfifffffffffff1)齿向误差齿向误差 F 包括齿向线的方向偏差包括齿向线的方向偏差,形状误差形状误差. 主要由齿坯端面跳动和刀架轨道倾斜引起主要由齿坯端面跳动和刀架轨道倾斜引起的的. 直齿轮齿向误差直齿轮齿向误差 直接影响接触长度直接影响接触长度 基圆柱切平面与齿面基圆柱切平面与齿面的交线即为接触线的交线即为接触线. 窄斜齿轮接触线误窄斜齿轮接触线误差直

10、接影响接触长差直接影响接触长度度 主要来源于滚刀误主要来源于滚刀误差差(径向跳动径向跳动,轴线轴线偏斜偏斜) 反映斜齿轮的螺旋角误差反映斜齿轮的螺旋角误差 是指与齿轮轴线平行而大约通过齿高中部的一是指与齿轮轴线平行而大约通过齿高中部的一条直线上条直线上,任意两个同侧齿面间的实际距离与公任意两个同侧齿面间的实际距离与公称距离之差称距离之差,沿法线方向计值沿法线方向计值 主要反映斜齿轮的螺旋角误差主要反映斜齿轮的螺旋角误差 主要由齿坯端面跳动主要由齿坯端面跳动 和刀架轨道倾斜引起的和刀架轨道倾斜引起的. 对宽斜齿轮轴向齿距偏差对宽斜齿轮轴向齿距偏差 影响接触长度影响接触长度pxbFFF;.公差组w

11、ripkpiFFFFFF; 公差组公差组; 公差组fpbptfiiffffffpxbFFF;.公差组 1)齿厚偏差齿厚偏差 Es (Ess ,Esi) 2)公法线平均长度偏差公法线平均长度偏差 Ew 是公法线实际长度平均值与公称值之是公法线实际长度平均值与公称值之差差. Ew是反映齿厚的减薄量是反映齿厚的减薄量,以保证获以保证获得一定的齿侧间隙得一定的齿侧间隙.p219 Fw是反映运动偏心所产生的切向误是反映运动偏心所产生的切向误差差.wiwsEE .齿轮副的切向综合误差齿轮副的切向综合误差Fic , -准准确性确性齿轮副的一齿切向综合误差齿轮副的一齿切向综合误差fic , -平稳性平稳性接触

12、斑点接触斑点;-齿面接触精度齿面接触精度侧隙侧隙-侧隙侧隙p211 5.1精度等级的确定精度等级的确定 1.2.3.4.5.6.7.8.9.10.11.12 检验齿轮的公差项目分为检验齿轮的公差项目分为 -准确性准确性 -平稳性平稳性 -接触精度接触精度fffffffpbptfii, ,FFFFFFwrpkpii, FFFpxb, p213各公差检验组各公差检验组 p214GM667齿厚下偏差齿厚上偏差第公差组第公差组第公差组FL7齿厚下偏差齿厚上偏差精度等级第、公差组的 1,可以三个公差组选用相同的精度等级可以三个公差组选用相同的精度等级; 7 F L; 2,如果不同级如果不同级,但在同一组

13、内应保持相同等级但在同一组内应保持相同等级; 7-6-6 G M; 3,当传递运动准确性没有特别要求时当传递运动准确性没有特别要求时,第第比比第第的精度低一个级的精度低一个级; 7-6-6 G M; 4,当传递的功率不特别大当传递的功率不特别大, 和和相同相同; 5,低速重载的齿轮选择低速重载的齿轮选择高于高于. 齿轮副侧隙按齿轮的工作条件决定齿轮副侧隙按齿轮的工作条件决定,而而与齿轮的精度等级无关与齿轮的精度等级无关. 工作温度高的齿轮侧隙应大工作温度高的齿轮侧隙应大; 需要正反转或读数机构中的齿轮则要需要正反转或读数机构中的齿轮则要求保证较小的侧隙求保证较小的侧隙 1,补偿温度变化所需要的

14、侧隙补偿温度变化所需要的侧隙p216 2.保证正常润滑所必须的最小侧隙保证正常润滑所必须的最小侧隙p216 3.齿轮副的最小侧隙齿轮副的最小侧隙mmttannjsin222111的工作速度取决于润滑方式和齿轮2nj21minnnnjjj 4.补偿齿轮副的制造误差和安装误差所引补偿齿轮副的制造误差和安装误差所引起的侧隙减小量起的侧隙减小量p216 5.齿厚上下偏差及齿厚公差齿厚上下偏差及齿厚公差2104.22221FffJpbpbnnrrsssssinannnsstgTTEEtgfJjEbF222cos2minC=+1fptF=-4fptJ=-10fptM=-20fptR=-40fptD=0fp

15、tG=-6fptK=-12ptN=-25fptS=-50fptE=-2fptH=-8fptL=-16fptP=-32fpt 已知齿轮副模数已知齿轮副模数m=5mm,齿形角齿形角=200,齿宽齿宽b=50mm,齿数齿数z1=20,z2=60,工作速度工作速度18m/s,已已选定精度等级选定精度等级6级级,齿轮的工作温度齿轮的工作温度t1=750c,箱体的工作温度箱体的工作温度t2=500c线线膨胀系数膨胀系数 钢齿轮钢齿轮1=11.510-6,铸铸铁箱体铁箱体2=10.510-6.确定小齿轮齿确定小齿轮齿厚上厚上,下偏差的代号下偏差的代号.nrrsssssinannnsstgTTEEtgfJjE

16、bF222cos2min 1.计算齿轮副的最小极限侧隙计算齿轮副的最小极限侧隙mmttannjsin222111mjjjmmjmmmjmmmannnnnnzz1431005202043.4304343. 0sin230105 .1055105 .11200200260205221min266121 2.确定齿厚上下偏差确定齿厚上下偏差p229nannnsstgfJjEcos2minmFffJpbpbn350.2412104.213112104.22222221mfHHEfEmtgEptssptssss1048,49.713417.97417.9720cos2350.24143202300选mf

17、KKEfEmTEEmtgTtgTptsiptsissssisnrrsbF15612,57.121340.16340.1634 .591044 .5920204.6845222022选 有一齿轮模数有一齿轮模数m=3mm,齿数齿数z=32,齿形角齿形角=200,齿宽齿宽b=20mm,传递传递最大功率最大功率5kw,转速转速n=1280r/min,已知齿厚上下偏差代号为已知齿厚上下偏差代号为“HK”,确定确定精度精度,检验指标及齿坯公差检验指标及齿坯公差 1.确定精度等级确定精度等级 对于中等速度对于中等速度,中等载荷的一般齿轮通常试中等载荷的一般齿轮通常试先根据圆周速度确定第先根据圆周速度确定第公差组的精度等公差组的精度等级级 表表11-4(p215)选定第选定第公差组公差组8级级smdnv/43. 6601000128032314. 36010