圆柱齿轮互换性.ppt
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1、7.1 概述7.2 齿轮传动的使用要求7.3 圆柱齿轮的误差分析及评定参数7.4 齿轮副的误差及其评定指标7.5 渐开线圆柱齿轮精度标准的应用 齿轮精度设计示例,第7章 圆柱齿轮的互换性,目的与要求:,1.了解圆柱齿轮传动互换性必须满足的四项基本使用要求2.通过分析各种加工误差对齿轮传动使用要求的影响,理解渐开线圆柱齿轮精度标准所规定公差项目的含义和作用。3.明确哪些是必检项目,以及确定常用齿轮副的侧隙和齿厚偏差。4.掌握技术要求在图样上的标注。,概述,我国推荐使用的齿轮精度标准为渐开线圆柱齿轮精度GB/T 10095-2001,圆柱齿轮检验实施规范GB/Z 18620-2002,1.传递运动
2、的准确性,齿轮主要用来传递运动和动力。对齿轮的使用要求可归纳为以下几个方面:,齿轮传动的使用要求,齿轮传动理论上传动比应恒定,即当主动齿轮转过一个角度1时,从动轮应按速比i准确地转动相应的角度2=i1。由于齿轮副存在加工误差和安装误差,在从动轮转过3600的过程中实际传动比呈周期性变化的。,因此,在齿动传动中,只有要求从动齿轮在转内的最大转角误差不超过一定的限度,才能保证传递回转运动的准确性。,要求从动轮与主动轮运动协调,为此应限制齿轮在一转内传动比的不均匀。,2.传动平稳性,3.载荷分布均匀性,4.传动侧隙的合理性,侧隙的作用,储存润滑油,补偿齿轮副的制造、安装误差,补偿齿轮传动受力后的弹性
3、变形及热膨胀,过小的侧隙,传动过程中可能出现卡死或烧伤现象 过大的侧隙,会引起反转时的冲击和回程误差,要求瞬时传动比变化幅度小。齿轮传动瞬时传动比多次重复变化,会引起齿轮传动的冲击、振动和噪声。,要求传动时齿轮工作面应接触良好,在全齿宽上受载均匀,要避免载荷集中于局部区域引起过早磨损,以致引起齿面磨损加剧、甚至折断,对载荷均匀性要求,体现在齿轮副运转时轮齿的工作齿面沿齿高和齿宽方向上有足够的接触长度。,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4项要求的侧重点是不同的,如:,传动齿轮(变速箱齿轮),动力齿轮(低速重载、高速重载),读数装置和分度机构的齿轮,它们分别对齿轮传动的使
4、用要求是怎样的?P174,齿轮传动的使用要求,圆柱齿轮的误差分析及评定参数,影响渐开线圆柱齿轮精度的因素可以分为轮齿同侧齿面偏差(切向偏差、齿距偏差、齿廓偏差和螺旋线偏差)、径向偏差和径向跳动。,用滚齿机加工齿轮时,其误差的来源以及对齿轮精度的影响有:,各种偏差视其特性不同,对齿轮传动的影响也不同。,1.安装偏心(几何偏心)齿轮坯装在加工机床的心轴上后,齿轮坯的几何中心和心轴中心不重合。使轮齿产生径向偏差。,2.运动偏心机床分度蜗轮的加工几何偏心会使工作台按正弦规律以一转为周期时快时慢地旋转。使轮齿产生切向偏差。,1.机床传动链的误差刀具至工件的传动系统中各传动件的误差,尤其是分度蜗杆的径向跳
5、动和轴向窜动的影响。,1.滚齿刀的制造和安装误差滚刀的齿形角误差、径向跳动和轴向窜动等(如滚齿加工示意图中的e),2.其它:如齿坯的加工误差齿轮孔的轴线与基准端面不垂直;机床刀架导轨与回转轴线不平行等,三.影响载荷分布均匀性的因素,二.影响齿轮传动平稳性的因素,一.影响传送运动的准确性的主要误差,该误差会反映在每个齿上,引起以一齿为周期的误差,称短周期误差。,圆柱齿轮的误差分析及评定参数,齿轮加工误差分类,按误差出现的周期(或频率)分,长周期(低频)误差:回转一周出现一次。主要影响传递运动的准确性。由几何偏心和运动偏心引起。这类偏差有:切向综合总偏差、齿距累积总偏差等。短周期(高频)误差:回转
6、一个齿距出现一次或多次。主要影响传动的平稳性。由齿轮加工过程中的刀具误差、机床传动链误差等引起。这类偏差有:一齿切向综合偏差、一齿径向综合偏差、单个齿距偏差、齿廓偏差等。,按误差产生的方向分,径向误差切向误差轴向误差,圆柱齿轮的误差分析及评定参数,我国现行的齿轮精度标准,GB10095.1-2001GB10095.2-2001GB/Z18620.1-2002GB/Z18620.2-2002GB/Z18620.3-2002GB/Z18620.4-2002,指导性文件,圆柱齿轮的误差分析及评定参数,单个齿轮的偏差项目及检测,一.齿轮轮齿同侧齿面偏差,1.齿距偏差,(1)单个齿距偏差fpt,(2)齿
7、距累积偏差FPk,(3)齿距累积总偏差FP,在端平面上,在接近齿高中部的一个与齿轮轴线同心的圆上,实际齿距与设计齿距的代数差。,主要影响运动平稳性,任意k个(k取2到z/8的整数)实际齿距与设计齿距的代数差。,如果较小的齿距数上的齿距累积偏差过大,则在实际工作中产生很大的动载荷,影响平稳性。,在一转内任意两齿间的实际齿距与设计齿距的最大累积误差。,主要影响运动准确性,圆柱齿轮的误差分析及评定参数,圆柱齿轮的误差分析及评定参数,2.齿廓偏差,1)可用长度(LAF)2)有效长度(LAE)3)齿廓计值范围(L):从E点开始LAE的92%,齿廓偏差主要影响传动平稳性,圆柱齿轮的误差分析及评定参数,圆柱
8、齿轮的误差分析及评定参数,(1)齿廓总偏差F,在计值范围内,包容实际齿廓的两条设计廓线的距离。,圆柱齿轮的误差分析及评定参数,(2)齿廓形状偏差ff,(3)齿廓倾斜偏差fH,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相同的曲线间的距离,且两条曲线与平均迹线的距离为常数。,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,可用最小二乘法求得。,齿廓形状偏差ff齿廓倾斜偏差fH,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的间的距离。,不是必检项目,圆柱齿轮的误差分析及评定参数,被测齿轮2与基圆盘1装在同一心轴上,直径等于被测齿轮基圆直径的基圆盘与装在拖板6上
9、的直尺3相切。当转动丝杆5使拖板6移动时,直尺与基圆盘相互作纯滚动,量头与被测齿廓接触点相对于基圆盘的运动轨迹应是理想渐开线。若被测实际齿廓不是理想渐开线,则丝杠4在弹簧作用下产生摆动,由指示表7读出其齿廓总误差。,结构简单,测量方便。但需根据齿轮的基圆直径更换基圆盘,因此只适用于少品种的批量生产。,专用基圆盘式渐开线检查仪,齿廓偏差的检测,圆柱齿轮的误差分析及评定参数,是指被测齿轮与测量齿轮单面啮合检验时,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。,它们综合反映了齿轮加工中各方面的误差,是最佳的综合评定指标,可用来代替齿距、齿廓偏差。,图示为用单啮仪测F i、f i的
10、记录曲线,(1)切向综合总偏差Fi,是指被测齿轮与测量齿轮单面啮合时,在被测齿轮一个齿距内,齿轮分度圆上实际圆周位移与理论圆周位移的最大差值。,3.切向综合偏差,主要影响传动准确性,主要影响传动平稳性,(不是必检项目),(2)一齿切向综合偏差f i,圆柱齿轮的误差分析及评定参数,(1)螺旋线总偏差F,影响载荷分布均匀性,4.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。,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。,圆柱齿轮的误差分析及评定参数,(2)螺旋线形状偏差Ff,(3)螺旋线倾斜偏差FH,在计值范围内,包容实际螺旋迹线的两条与平均螺旋迹线完全相同的曲线间的
11、距离,且两条曲线与平均迹线的距离为常数。,平均螺旋迹线是实际螺旋迹线对该迹线的偏差的平方和为最小的一条迹线,可用最小二乘法求得。,在计值范围内,两端与平均螺旋迹线相交的两条设计螺旋迹线间的距离。,螺旋线形状偏差Ff,螺旋线倾斜偏差FH,渐开线圆柱齿轮精度的评定参数与检测,将精密圆棒放入齿槽(为使圆棒在分度圆附近与两齿廓触,对于一般齿数的齿轮,取其直径为dp=1.68m,m为模数),移动指示表架,测量圆棒两端A、B处的高度差h。若被测齿宽为b,A、B两点间的距离为L,则螺旋线总误差为:,为了避免被测齿轮在顶尖上的安装误差(如两顶尖不等高)对测量精度的影响,可将圆棒放入相隔1800的两齿槽中分别测
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