学习情境6 齿轮测量#公开课堂

1、,淮安信息职业技术学院,机械测量技术,主讲卢志珍,资讯 1、了解齿轮偏差项目； 2、根据齿轮精度要求查表（公差或极限偏差）； 3、熟悉齿厚游标卡尺、公法线千分尺、齿距仪、万能测齿仪偏摆仪、双啮仪结构原理、测量方法等。,学习情境6齿轮测量,工作任务 1.识读齿轮精度要求； 2.完成齿轮参数偏差测量。,工作任务识读齿轮精度要求,工作任务完成齿轮参数偏差测量,资讯 齿轮传动的使用要求,齿轮传动的质量将影响机器或仪器的工作性能、承载能力、使用寿命和工作精度。因此，现代工业中的各种机器和仪器对齿轮传动提出了多方面的要求，归纳起来主要有四个方面，也叫做三性一隙。,资讯 齿轮传动的使用要求,1.传递运动的准

2、确性 指从动轮与主动轮运动协调一致，即齿轮在一转范围内传动比的变化尽量小。而从动轮在一转过程中实际转角往往不同于理论转角，常产生转角误差，导致传递运动不准确。这种转角误差常影响产品的使用性能，应限制在允许的范围内。,资讯 齿轮传动的使用要求,2.传递运动的平稳性 要求瞬时传动比的变化幅度小，由于齿轮齿廓制造误差，齿轮在啮合过程中，传动比发生高频瞬时突变，传动比这种小周期的变化引起齿轮传动产生冲击、振动和噪声等现象，影响平稳传动质量，必须加以限制。,3.载荷分布的均匀性 载荷分布的均匀性是指传动时工作齿面接触良好，在全齿宽上载荷分布均匀，避免载荷集中于局部区域引起应力集中，造成局部过早磨损，以提

3、高齿轮的使用寿命。,资讯 齿轮传动的使用要求,4.合理的齿侧间隙 齿侧间隙是指齿轮传动的非工作齿面之间应留有一定的间隙。这个侧隙用于储存润滑油、补偿齿轮的制造误差、安装误差和热变形，从而防止齿轮传动发生卡死或烧伤。然而，过大的侧隙也会引起反转时的冲击及回程误差。,资讯 齿轮传动的使用要求,不同用途和不同工作条件下的齿轮，对上述四项要求的侧重点是不一样的。,资讯 齿轮加工误差的来源,在齿轮的各种加工方法中，齿轮加工误差都是来源于组成加工工艺系统的机床、夹具、刀具和齿坯本身的误差以及安装调整误差。,资讯 齿轮加工误差的来源,1.几何偏心 这是由于加工时齿坯基准孔轴线o1o1与滚齿机工作台旋转轴线o

4、o不重合而引起的安装偏心，则加工出的齿轮产生以一转为周期的径向误差，并且齿距和齿厚也会产生周期性变化。,资讯 齿轮加工误差的来源,2.运动偏心ek 它是指机床分度蜗轮中心与工作台回转中心不重合所引起的偏心ek，会造成工作台及齿坯的转速在一转范围内时快时慢的变化，从而造成齿轮的齿距和公法线长度在局部上变长或变短，使齿轮产生切向误差。,以上两项误差均以齿坯一转为周期，是长周期误差,资讯 齿轮加工误差的来源,3.机床传动链的短周期误差 机床分度蜗杆有安装偏心ew和轴向窜动，使分度蜗轮（齿坯）转速不均匀，造成齿轮的齿距和齿形误差。分度蜗杆每转一转，跳动重复一次，误差出现的次数将等于分度蜗轮的齿数。,4

5、.滚刀安装误差和制造误差 当滚刀有安装偏心、轴线倾斜及轴向窜动时，会使加工出的齿轮径向和轴向都产生误差。 滚刀本身的基节、齿形等制造误差也会复映到被加工齿轮的每一齿上，产生基节偏差和齿形误差。,以上两项误差在齿坯一转中多次重复出现，称为短周期误差,资讯 单个齿轮偏差项目,一、轮齿同侧齿面偏差 1.齿距偏差 单个齿距偏差（fpt） 在端平面上接近齿高中部的一个与齿轮轴线同心的圆上，实际齿距与理论齿距的代数差。主要影响运动的平稳性。,资讯 单个齿轮偏差项目,齿距累积偏差（Fpk） 任意k个齿距的实际弧长与理论弧长的代数差。理论上它等于这k个齿距的单个齿距偏差的代数和。K一般为2到z8的整数。主要影

6、响运动的平稳性。,资讯 单个齿轮偏差项目,齿距累积总偏差（Fp） 是指齿轮同侧齿面任意圆弧段（k=1至k=z）内的最大齿距累积偏差。它表现为齿距累积偏差曲线的总幅值。主要影响运动准确性。,测量仪器：两个触头的齿距比较仪、万能测齿仪、一个触头的角度分度仪或坐标测量机。,万能测齿仪,资讯 单个齿轮偏差项目,一、轮齿同侧齿面偏差 2.齿廓偏差：是指实际齿廓偏离设计齿廓的量，它是在端平面内且垂直于渐开线齿廓的方向计值。主要影响运动平稳性。 齿廓总偏差 在计值范围 内，包容实际齿廓线的两条设计齿廓线间的距离。,资讯 单个齿轮偏差项目,齿廓形状偏差 在计值范围 内，包容实际齿廓迹线的两条与平均齿廓迹线完全

7、相同的曲线间的距离，且两条曲线与平均齿廓迹线的距离为常数。该项目不是必检项目。 平均齿廓迹线是实际齿廓迹线对该迹线的偏差的平方和为最小的一条迹线。,资讯 单个齿轮偏差项目,齿廓倾斜偏差 在计值范围 内，两端与平均齿廓迹线相交的两条设计齿廓迹线间的距离。该项目不是必检项目。,测量仪器：渐开线检查仪,渐开线检查仪,资讯 单个齿轮偏差项目,一、轮齿同侧齿面偏差 3.螺旋线偏差 ：在端面基圆切线方向测得的实际螺旋线偏离设计螺旋线的量。 螺旋线总偏差 在计值范围内，包容实际螺旋线的两条设计螺旋线间的距离。,影响载荷分布均匀性,资讯 单个齿轮偏差项目,螺旋线形状偏差 在计值范围内，包容实际螺旋迹线的两条与

8、平均螺旋迹线完全相同的曲线间的距离，且两条曲线与平均螺旋迹线的距离为常数。,影响载荷分布均匀性,资讯 单个齿轮偏差项目,螺旋线倾斜偏差 在计值范围内的两端与平均螺旋迹线相交的设计螺旋线间的距离。,影响载荷分布均匀性,不是必检项目,测量仪器：螺旋线检查仪,螺旋线检查仪,资讯 单个齿轮偏差项目,一、轮齿同侧齿面偏差 4.切向综合偏差 切向综合总偏差 被测齿轮与理想精确的测量齿轮单面啮合时，在被测齿轮一转内，齿轮分度圆上实际圆周位移与理论圆周位移的最大差值。以分度圆弧长计值。,影响运动的准确性,资讯 单个齿轮偏差项目,一齿切向综合偏差 被测齿轮与理想精确的测量齿轮单面啮合时，在被测齿轮一齿距角内，实

9、际转角与设计转角之差的最大幅度值。以分度圆弧长计值。,影响运动的平稳性,不是必检项目,测量仪器：单面啮合检查仪,资讯 单个齿轮偏差项目,一齿切向综合偏差 被测齿轮与理想精确的测量齿轮单面啮合时，在被测齿轮一齿距角内，实际转角与设计转角之差的最大幅度值。以分度圆弧长计值。,影响运动的平稳性,不是必检项目,测量仪器：单面啮合检查仪,资讯 单个齿轮偏差项目,二、径向综合偏差与径向跳动 1.径向综合偏差 径向综合总偏差 产品齿轮与理想精确的测量齿轮双面啮合时，在产品齿轮一转内，双啮中心距的最大变动量。,主要影响传递运动的准确性,资讯 单个齿轮偏差项目,一齿径向综合偏差 产品齿轮与理想精确的测量齿轮双面

10、啮合时，在产品齿轮一个齿距角内，双啮中心距的最大变动量。,主要影响传递运动的平稳性,测量仪器：双面啮合检查仪,资讯 单个齿轮偏差项目,一齿径向综合偏差 产品齿轮与理想精确的测量齿轮双面啮合时，在产品齿轮一个齿距角内，双啮中心距的最大变动量。,主要影响传递运动的平稳性,测量仪器：双面啮合检查仪,资讯 单个齿轮偏差项目,二、径向综合偏差与径向跳动 2.径向跳动 是测头（球形、圆柱形或砧形）相继置于齿槽内时，从它到齿轮轴线的最大和最小径向距离之差。,主要影响传递运动的准确性,资讯 单个齿轮偏差项目,二、径向综合偏差与径向跳动 2.径向跳动 是测头（球形、圆柱形或砧形）相继置于齿槽内时，从它到齿轮轴线

11、的最大和最小径向距离之差。,主要影响传递运动的准确性,跳动检查仪,资讯 单个齿轮偏差项目,三、齿厚偏差与公法线长度偏差 1.齿厚偏差 是分度圆柱面上实际齿厚与公称齿厚之差。,主要影响齿侧间隙,齿厚游标卡尺,齿厚游标卡尺,资讯 单个齿轮偏差项目,2.公法线长度偏差 测量齿厚时以齿顶圆为基准，齿顶圆的直径偏差和径向跳动会影响测量结果，所以常用公法线长度偏差来代替齿厚偏差的测量。齿厚减薄会使公法线长度变短，所以公法线长度偏差可以用来间接评价齿侧间隙。,资讯 单个齿轮偏差项目,齿轮公法线长度是指在基圆柱切平面上跨k个齿在接触到一个齿的右齿面和另一个齿的左齿面的两个平行平面之间测得的距离。这个距离在两个

12、齿廓间沿所有法线都是常数。,资讯 单个齿轮偏差项目,公法线长度偏差 是齿轮一转范围内，各部位的公法线的实际值与设计值之差。,主要影响齿侧间隙,资讯 单个齿轮偏差项目,资讯 单个齿轮偏差项目,资讯 单个齿轮偏差项目,资讯 齿轮精度等级,GB/T 10095.1-2008对轮齿同侧齿面的11项偏差规定了13个精度等级，即0、1、2.12级，其中0级精度最高，12级最低。适用于：分度圆直径510000mm、法向模数0.570mm、齿宽41000的渐开线圆柱齿轮。 GB/T 10095.2-2008对径向综合总偏差和一齿径向综合偏差规定了4、5、612共9个精度等级，其中4级精度最高，12级最低。适用

13、于：分度圆直径51000mm、法向模数0.210mm的渐开线圆柱齿轮。 GB/T 10095.2-2008的附录对径向跳动规定了13个精度等级，适用范围同同侧齿面偏差。,资讯 齿轮精度等级,GB/T 10095.12008和GB/T 10095.22008的标准文本中没有公差组、检验组概念，明确规定把测量出的单个齿距偏差fpt、齿距累积总偏差Fp、齿廓总偏差F、螺旋线总偏差F四项的实测值与相应的允许值做比较，以评定齿轮精度等级(012级)。当圆柱齿轮用于高速运转时，需再增加一项齿距累积偏差Fpk的允许值。,资讯 齿轮精度等级在图样上的标注,新标准对齿轮精度在图样上的标注未作明确规定，只说明在需

14、要叙述齿轮精度时，应注明GB/T10095.12008或GB/T10095.22008。建议标注如下： 若齿轮轮齿同侧齿面各检验项目同为某一级精度等级时（如同为8级），可标注为：8 GB/T 10095.1 2008 若齿轮检验项目的精度等级不同时，如齿廓总偏差F为7级，而单个齿距偏差fpt、齿距累积总偏差Fp和螺旋线总偏差F均为8级时，则标注为： 7（ F ）、8（ fpt 、 Fp 、 F ） GB/T 10095.1 2008 径向综合总偏差和一齿径向综合偏差均为7级，则标注为： 7（ ） GB/T 10095.2 2008,资讯 齿轮检验项目的确定,在齿轮检验时，没有必要对所有项目全部

15、进行检测，具体规定如下： 这些项目不是必检项目；,齿轮的检验项目为：,资讯 齿轮参数偏差测量,一、用万能测齿仪测量齿距偏差,资讯 齿轮参数偏差测量,测量步骤： （1）安装被测齿轮 首先转动手轮，使弓形支架上两顶尖连线与底座垂直，让支架侧面的读数对准零。松开螺钉，将被测齿轮顶在两顶尖之间，控制预紧力大小，使齿轮能转动灵活。锁紧螺钉。 （2）安装测头 选择测量齿距的球形测头，安装在测头夹子上。 （3）指示表调零 以任一齿距作为基准齿距，又叫调零齿距，将指示表对准零位。 （4）测量 拉动工作台前后移动的手把，将齿轮转动一个齿，此时记下千分表读数。逐齿依次测量各齿距相对于调零齿距的偏差，将测得数据记入

16、表中。 （5）数据处理 用表格法或作图法算出单个齿距偏差和齿距累积总偏差，填写测量记录表。,资讯 齿轮参数偏差测量,二、用齿厚游标卡尺测量齿厚偏差,资讯 齿轮参数偏差测量,测量步骤 （1）用外径千分尺测量齿顶圆实际直径，通过计算，确定齿轮模数m。 （2）计算公称弦齿厚和实际分度圆弦齿高。 （3）根据确定的值，将垂直尺1准确地定位到弦齿高处，并把螺钉固紧。 （4）将卡尺置于齿轮上，使垂直尺顶端与齿顶圆接触，然后将量爪靠近齿廓，从水平游标尺上读出分度圆弦齿厚的实际值，在测量时一定使量爪测量面与被测齿面保持良好接触，否则将产生较大的测量误差。接触良好与否可以用透光法加以判断。 （5）在齿轮圆周的几个

17、等距离位置上重复测量45次，取平均值。 （6）判断齿厚偏差是否合格。,资讯 齿轮参数偏差测量,三、用公法线千分尺测量公法线长度偏差,资讯 齿轮参数偏差测量,测量步骤： （1）确定被测齿轮的模数m、齿数z及跨齿数k，并计算公法线公称长度。当测量一压力角为20的非变位直齿圆柱齿轮时： ，跨齿数k = z / 9 + 0.5（取整数）。 （2）根据所得的公法线公称长度选择与测量范围相适应的公法线千分尺，并校对零位。 （3）根据选定的跨齿数k用公法线千分尺沿被测齿轮圆周依次测量每条公法线长度。 （4）计算公法线长度偏差，并判断合格性。,资讯 齿轮参数偏差测量,四、用双面啮合检查仪测量径向综合偏差,1底

18、座； 2刻度尺； 3锁紧手柄； 4游标尺； 5固定滑板；6偏心手轮； 7浮动滑板； 8指示表； 9标准齿轮； 10固定齿轮螺母； 11心轴； 12被测齿轮； 13调整位置手轮,资讯 齿轮参数偏差测量,测量步骤： （1）在浮动滑板和固定滑板的心轴上分别装上标准齿轮和被测齿轮。 （2）转动偏心手轮，将浮动滑板大约调整在浮动范围内，再旋转调整位置手轮，使两齿轮双面啮合，然后锁紧固定滑板。 （3）放松偏心手轮，由于弹簧力的作用，两齿轮始终保持双面啮合状态。 （4）调节指示表的位置，使指针压缩12圈，并对准零位。 （5）在被测齿轮转一齿距角时，从指示表中读出双啮中心距的最大变动量，即为径向一齿综合偏差。

19、在被测齿轮转一圈时，从指示表中读出双啮中心距最大与最小值之差，即为齿轮径向综合总偏差。也可以从记录曲线图形上求得和。 （6）填写检测报告。,资讯 齿轮参数偏差测量,五、用齿轮径向跳动检查仪测量齿轮径向跳动,9-顶尖座锁紧手柄；10-滑板移动手轮；11-转角锁紧手柄；12-测量滑座锁紧手柄；13-手轮；14-测量滑座；15-测头后退手柄；16-测头定位机构；17-测量板；18-保护螺钉；19-指示表,1-顶尖； 2-被测齿轮轴； 3-顶尖后退手柄； 4-顶尖座；,5-滑板； 6-底座； 7-调平地脚螺钉； 8-滑板锁紧螺钉；,资讯 齿轮参数偏差测量,测量步骤： （1）选择测头 根据被测齿轮模数，选择合适的测头，装在主机上，拧紧顶丝 （2）安装被测齿轮 调整两顶尖座的间距，以适应被测齿轮轴的长度，并在该位置锁紧顶尖座锁紧手柄。将被测齿轮顶在两顶尖之间，用顶尖后退手柄控制预紧力的大小，使齿轮轴能转动灵活，并且无轴向间隙。调整保护螺钉，使测量板离开初始位置约5mm。调节测力螺钉，保证被测齿轮心杆无变形，同时测头能定位在齿槽的最低点