对齿轮传动使用要求

§1对齿轮传动的使用要求

对齿轮传动的使用要求可归纳为以下四个方面：

齿轮传递运动的准确性齿轮的传动平稳性齿轮载荷分布的均匀性侧隙第十章圆柱齿轮公差与检测第1页/共21页

一、齿轮传递运动的准确性齿轮传递运动的准确性：是指要求齿轮在一转范围内传动比变化尽量小，以保证主、从动齿轮的运动协调。即齿轮一转中，它的转角误差的最大值（绝对值）不超过一定的限度（如图10-1）。齿轮转角误差曲线形状的变化一般呈正弦变化规律。即齿轮一转中最大的转角误差只出现一次，而且出现转角误差正、负极值的两个轮齿相隔约180°第十章圆柱齿轮公差与检测第2页/共21页图10-1齿轮啮合的转角误差1、2、…、8—齿轮序号；实线齿廓表示齿轮的实际位置；粗线齿廓表示从动齿轮的实际理想位置图10-2从动齿轮的转角误差z-齿序；△φ-齿轮实际位置对理想位置的偏差；△φ∑-转角误差的最大值第十章圆柱齿轮公差与检测第3页/共21页

二、齿轮的传递平稳性齿轮的传动平稳性：是指要求齿轮回转过程中瞬时传动比变化尽量小，也就是要求齿轮在一个较小角度范围内（如一个齿距角范围内）转动误差的变化不超过一定的限度。齿轮传递运动的不准确和不平稳都由传动比变化引起在齿轮回转过程中两者同时存在，如图10-3所示图10-3齿轮一转中传动比的变化φ-齿轮转角；i-实际传动比；io-理论传动比(常数)iioφ2π引起传递运动不准确的传动比最大变化量以齿轮一转为周期，且波幅大；瞬时传动比的变化是每个齿距角范围内的单齿误差引起的，在齿轮一转内单齿误差频繁出现，且波幅小，影响齿轮传动平稳性。第十章圆柱齿轮公差与检测第4页/共21页三、齿轮载荷分布的均匀性

要求齿轮啮合时，工作齿面接触良好，载荷分布均匀；避免载荷集中于局部齿面而造成齿面磨损或折断；保证齿轮传动有较大的承载能力和较长的使用寿命。第十章圆柱齿轮公差与检测第5页/共21页四、侧隙侧隙：是指两个相互啮合齿轮的工作齿面接触时，相邻的两个非工作齿面之间形成的间隙。侧隙是在齿轮、轴、轴承、箱体和其他零件装配成减速器、变速箱或其他传动装置后自然形成的。适当的侧隙可用来存储润滑油，补偿热变形和弹性变形。前三项是精度要求（准确性、平稳性、载荷分布的均匀性），不同用途的齿轮及齿轮副对三项精度要求的侧重点不同侧隙是独立于精度要求的另一项要求，其大小取决于齿轮副的工作条件第十章圆柱齿轮公差与检测第6页/共21页§2齿轮上影响四项使用要求的主要误差

一、影响齿轮传递运动准确性的主要误差二、影响齿轮传动平稳性的主要误差三、影响齿轮载荷分布均匀性的主要误差四、影响侧隙的主要误差第十章圆柱齿轮公差与检测第7页/共21页一、影响齿轮传递运动准确性的主要误差误差产生：影响齿轮传递运动准确性的误差是齿轮齿距分布不均匀而产生的以齿轮一转为周期的误差误差主要来源：主要来源于几何偏心和运动偏心以滚齿为例分析齿轮加工误差1-心轴；2-齿轮坯；3-工作台；4-分度蜗轮；5-分度蜗杆；6-滚刀；o1o1-滚刀轴线图10-4滚齿机切齿示意图第十章圆柱齿轮公差与检测第8页/共21页一、影响齿轮传递运动准确性的主要误差1.齿轮几何偏心由于齿轮坯基准孔与心轴之间有间隙等因素的影响，使齿轮坯基准孔的轴线与工作台回转轴线不重合而产生的偏心造成被切齿距变化不均e1-齿轮几何偏心；o-滚齿机工作台回转中心；o’-齿轮坯基准孔中心图10-5齿轮几何偏心对齿距分布均匀性的影响齿轮几何偏心：是指齿轮坯在机床工作台心轴上的安装偏心。第十章圆柱齿轮公差与检测第9页/共21页一、影响齿轮传递运动准确性的主要误差2.齿轮运动偏心齿轮运动偏心：是指机床分度蜗轮几何偏心复映到被切齿轮上的误差，它对被切齿轮精度的影响与几何偏心相同。机床分度蜗轮几何偏心复映到被切齿轮上的误差对被切齿轮精度的影响与上述齿轮几何偏心相同o-滚齿机分度蜗轮的分度圆中心；o’-滚齿机坯基准孔中心图10-6分度蜗轮几何偏心与齿轮运动偏心第十章圆柱齿轮公差与检测第10页/共21页一、影响齿轮传递运动准确性的主要误差2.齿轮运动偏心

没有使齿轮坯相对于滚刀产生径向位移使被切齿轮沿分度圆切线方向产生额外的切向位移使所切齿轮的齿距在分度圆上分布不均匀，如下图图10-7具有运动偏心的齿轮第十章圆柱齿轮公差与检测第11页/共21页一、影响齿轮传递运动准确性的主要误差3.几何偏心与运动偏心产生误差的差异有几何偏心时，齿轮各个轮齿的形状和位置相对于切齿时加工中心O来说，是没有误差；但相对于齿轮基准孔中心O’来说，却是有误差了，各个齿轮的齿高是变化的，各个齿距分布不均匀。有运动偏心时，虽然滚刀切削刃相对于切齿时加工中心O的位置是不变的，但是齿轮各个轮齿的形状和位置相对于O来说是有误差的，各个齿距分布不均匀，至于各个轮齿的齿高却是不变的。第十章圆柱齿轮公差与检测第12页/共21页一、影响齿轮传递运动准确性的主要误差4.几何偏心与运动偏心产生误差的关系齿轮几何偏心和运动偏心同时存在二者均造成以齿轮基准孔中心为圆心的圆周上各个齿距分布不均匀以齿轮一转为周期可能叠加，也可能抵消齿轮传递运动准确性的精度，应以两者综合造成的各个齿距分布不均匀而产生的转角误差最大值（它的线性值称为齿距累积总偏差）来评定第十章圆柱齿轮公差与检测第13页/共21页二、影响齿轮传动平稳性的主要误差

影响齿轮传动平稳性的误差是齿轮同侧相邻齿廓间的齿距偏差和各个齿廓的形状误差；主要来源于引起被切齿轮齿距分布不均匀的加工误差及齿轮刀具和机床分度蜗杆的制造误差和安装误差。第十章圆柱齿轮公差与检测第14页/共21页二、影响齿轮传动平稳性的主要误差1齿轮同侧相邻齿廓间的齿距偏差齿轮同侧相邻齿廓间的齿距偏差称为单个齿距偏差，它是指同侧相邻齿廓间的实际齿距与理论齿距的代数差。2齿轮各齿廓的形状误差齿轮的齿廓形状误差称为齿廓偏差，它是指齿轮端平面内实际齿廓形状对渐开线的形状误差。齿轮每转过一齿时单个齿距偏差和齿廓偏差是同时存在的，齿轮传动平稳性的精度应联合采用两者来评定。第十章圆柱齿轮公差与检测第15页/共21页

齿轮啮合时，齿面接触不良会影响齿轮载荷分布的均匀性

螺旋线偏差：影响齿宽方向载荷分布均匀性的

齿廓偏差：影响齿高方向载荷分不均匀性三、影响齿轮载荷分布均匀性的主要误差第十章圆柱齿轮公差与检测第16页/共21页产生螺旋线偏差的原因

滚切直齿轮时：刀架导轨相对于工作台回转轴线的平行度误差、心轴轴线相对于工作太回转轴线倾斜、齿轮坯的切齿定位端面对其基准孔轴线的垂直度误差等，都会使被切齿轮在齿宽方向产生螺旋线误差（即轮齿方向不平行于齿轮基准轴线）。滚切斜齿轮时：除上述因素外还有机床差动传动链的误差三、影响齿轮载荷分布均匀性的主要误差第十章圆柱齿轮公差与检测第17页/共21页螺旋线偏差导致单边接触斑点螺旋线偏差导致对角接触斑点图10-8刀架导轨径向倾斜的影响图10-9刀架导轨切向倾斜的影响三、影响齿轮载荷分布均匀性的主要误差第十章圆柱齿轮公差与检测第18页/共21页螺旋线偏差导致接触斑点的游动图10-10切齿时齿轮坯端面跳动产生的螺旋线偏差（a）切齿时齿轮坯基准孔轴线倾斜（b）各齿接触斑点的位置游动

1-工作台回转轴线；2-滚刀进给方向；3-齿轮坯基准孔轴线三、影响齿轮载荷分布均匀性的主要误差齿轮每个轮齿的螺旋线偏差和齿廓偏差同时存在，因此，齿轮载荷分布均匀性的精度应联合采用两者来评定。而在确定公差时，后者由齿轮传动平稳性的公差项目加以控制。第十章圆柱齿轮公差与检测第19页/共21页四、影响侧隙的主要误差

影响侧隙大小和侧隙不均匀的主要误差是齿厚偏差