圆柱齿轮传动的互换性.ppt

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1、圆柱齿轮传动的互换性,第一节 概 述性质：常用件，齿廓部分结构是标准的，其他部分单独设计。用于传动，传动效率高。传动形式：圆柱齿轮 传递两平行轴间运动圆锥齿轮 传递两相交轴间运动蜗轮、蜗杆 传递两交叉轴间运动,圆柱齿轮,圆锥齿轮,蜗轮蜗杆,要求一对齿轮在啮合时，在非工作齿面间要有一定的齿侧间隙，用来贮油、承受变形。,一、圆柱齿轮传动的要求,.传递运动的准确性.传动的平稳性.载荷分布的均匀性.齿侧间隙合理性,指齿轮在一转范围内，最大转角误差不超过一定的限度。,要求齿轮在转一齿范围内，瞬时传动比变动不超过一定的限度。,要求一对齿轮啮合时，工作齿面要保证一定的接触面积，从而避免应力集中，减少齿面磨损

2、，提高齿面强度和寿命。,传递准确、传动平稳、承载均匀、侧隙合理,对齿轮的工作要求：,第二节 齿轮加工误差简述,1.齿轮的加工方法,齿轮副通过轮齿啮合实现传动，齿轮的轮齿可用滚齿、插齿、剃齿、磨齿等切齿工艺获得。,2.齿轮的加工误差分析,（1）偏心,1）几何偏心：齿轮齿圈轴线与工作轴线不重合。属于径向误差。,齿坯安装偏心,加工的齿轮形状,2）运动偏心：齿轮齿距和公法线长度在局部上变长或变短。属于切向误差。,分度蜗轮6安装偏心,加工出的齿轮形状,（2）机床传动链的误差 当蜗杆有安装误差，会将误差带到被加工的轮齿上，会产生齿距误差和齿形误差。,（3）滚刀的加工误差 滚刀本身的齿形等误差，必然会被复映

3、到零件上。,（4）滚刀的安装误差 使齿轮产生径向误差，滚刀刀架导轨或齿坯轴线相对于工作台旋转轴线的倾斜及轴向窜动，使滚到的进刀方向与理论方向不一致，造成齿歪斜，产生齿向误差。,第三节 齿轮的应检精度指标、侧隙指标及检测,一、齿轮传动准确性的应检指标及检测,1.齿距累积总偏差Fp,2.齿距累积偏差Fpk,指在齿轮端平面上，在接近齿高中部的与齿轮基准轴线同心的圆上，任意两个同侧齿面间的实际弧长与公称弧长之代数差的最大绝对值。,1.齿距累积总偏差Fp,齿距分布不均匀,指在齿轮端平面上，在接近齿高中部的与齿轮基准轴线同心的圆上，任意K个齿距的实际弧长与公称弧长的代数差。,2.齿距累积偏差Fpk,合格条

4、件：,Fp Fp,-Fpk Fpk+Fpk,注意：对于一般齿轮传动，不需要评定Fpk。对于齿数较多且精度要求很高的齿轮，要求评定一段齿范围内（k个齿距范围内）的齿距累积偏差Fpk。,（1）绝对测量法:把实际齿距直接与理论齿距比较，以获得齿距偏差的角度值或线性值。,3.检测方法：,3.检测方法：,（2）相对测量法：使用双测头式齿距比较仪测量。缺点：测量基准不是被测齿轮的基准轴线，测量精度受被测齿轮齿顶圆柱面对其基准轴线的径向圆跳动的影响。,二、影响传动平稳性应检指标及检测,1.单个齿距偏差fpt,2.齿廓总偏差F,1.单个齿距偏差fpt,在分度圆上（允许在齿高中部测量），实际齿距与公称齿距之差。

5、公称齿距是指所有实际齿距的平均值。,2.齿廓总偏差F,包容实际齿廓工作部分且距离为最小的两条设计齿廓之间的法向距离是齿廓总偏差,是指实际齿廓对设计齿廓的偏离量,3.检测方法,（1）fpt与Fp、Fpk是用同一量具测量的，用所测量得到的各个实际齿距的平均值作为理论齿距。,3.检测方法,（2）F通常用渐开线测量仪来测量。评定齿轮传动平稳性的精度时，应在被测齿轮圆周上测量均匀分布的三个轮齿或更多的轮齿左右齿面的轮廓总偏差，取其中的最大值作为评定值。,合格条件,fpt在fpt之间,FmaxF,三、轮齿载荷分布均匀性的应检指标及检测,1.在齿宽方向是螺旋线总偏差F,2.在齿高方向是传动平稳性的应检指标,

6、1.在齿宽方向是螺旋线总偏差F,在基圆柱的切平面内，在齿宽工作部分范围内包容实际螺旋线且距离为最小的两条设计螺旋线之间的法向距离为螺旋线总偏差。,3.检测方法,通常使用螺旋线偏差测量仪来测量。,评定轮齿载荷分布均匀性的精度时，应在被测齿轮圆周上测量均匀分布的三个轮齿或更多的轮齿左右齿面的螺旋线总偏差，取其中的最大值作为评定值。,四、评定齿轮齿厚减薄量用的侧隙指标及检测,1.齿厚偏差Esn(极限偏差Esns,Esni)2.公法线平均长度偏差Ew(极限偏差Ews，Ewi),1.齿厚偏差Esn(极限偏差Esns,Esni),指在分度圆柱面上齿厚的实际值与其公称值之差。,通常测量弦齿厚。,齿厚偏差检测

7、,（1）使用游标测齿卡尺来测量,（2）测量的参数为弦齿厚,（3）缺点：以齿顶圆为测量基准，因而，测量精度受齿顶圆精度影响大。,2.公法线长度偏差Ew(极限偏差Ews，Ewi),W=mcos3.14（k-0.5）+zinv2x msin,式中：k为跨齿数；m为模数；Z为齿数；inv为渐开线函数，inv20=0.014904,指实际公法线长度W与公称公法线长度之差。,k=Z/180+0.5,与测量齿厚相比，测量公法线长度的测量精度不受齿顶圆直径偏差和齿顶圆柱面对齿轮基准轴线的径向圆跳动的影响，因而，应优选测量公法线长度。,注意：,第四节 评定齿轮精度时可采用的指标及检测,用某种切齿方法生产第一批齿

8、轮时，为了掌握该齿轮加工后的精度是否达到规定的要求，需要按第三节所述的应检精度指标对齿轮进行检测。合格后，在工艺条件不变的条件下，用这种切齿方法继续生产图样的齿轮时，以及作分析研究时，可以用下列的指标来评定齿轮传递运动准确性和传动平稳性的精度。,Fi是指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，实际圆周位移与理论圆周位移之差的总幅度值。,1.切向综合总偏差Fi和一齿切向综合偏差fi,fi指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圆周位移与理论圆周位移之差的最大幅度值，以弧长计。,在齿轮一周内，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

9、。,2.齿圈径向圆跳动Fr（公差Fr）,3.径向综合总偏差Fi（公差Fi）和一齿径向综合偏差fi,是指被测齿轮与理想精确的测量齿轮双面啮合时，在被测齿轮一转内，双啮中心距的最大变动量。,第五节 齿轮精度指标的公差及精度等级,适用范围,本标准适用于渐开线圆柱齿轮,精度等级,标准对齿轮规定了13个精度等级，0级最高，12级最低。,精度等级的选择,根据用途、使用条件、经济性确定主要项目的精度等级。然后再确定其他项目的精度等级。精度等级的选择有类比法、表格法及计算法，一般采用类比法。,对Fi、fi分别规定了9个精度等级，4、5、6-12级。5级精度是各级精度中的基础级。,注意事项,1.根据使用要求不同

10、，允许三项精度指标选用不同的等级。但在同一项应检指标内，各项公差与极限偏差应保持相同的精度等级。,2.齿轮副中两个齿轮的精度等级一般取同级，也允许取成不同等级。此时按精度较低者确定齿轮副等级。,3.分度、读数齿轮主要要求是传递运动准确性，即控制齿轮传动比的变化，可根据传动链要求的准确性选择第项精度等级。而第项的误差是第项误差的组成部分，相互关联，一般可取同级。分度、读数齿轮对传递功率要求不高，第项的可低一级。,注意事项,4.对高速动力齿轮要求控制瞬时传动比的变化，应首先选择第项的精度级。当速度很高时第项的精度可取同级，速度不高时可选稍低等级。为保证一定的接触精度要求，故第项精度不宜低于第项。,

11、5.对承载齿轮要求载荷在齿宽上均匀分布，应首先确定第项的精度等级，第、项的精度可稍低，低速重载时第项的可稍低于第项，中速轻载时则采用同级精度。,6.三项精度要求选不同精度时以不超过一级为宜。,齿轮精度的图样标注,例：7GB/T10095.1-2001 表示所有精度指标的公差精度等级同为7级。,例：8(Fp、fpt、F)、7（F）GB/T10095.1-2001 表示齿轮传递运动准确性的精度等级为8级；齿轮传动平稳性精度等级为8级；轮齿载荷分布均匀性的精度等级为7级。,齿轮精度的图样标注,GB/T10095-88,第公差组等级,第公差组等级,第公差组等级,齿厚上偏差Ess,齿厚下偏差Esi,1）

12、7FL GB10095-882）7-6-6GM GB10095-88,第六节 齿轮副的误差及公差,一对齿轮中心距偏差和轴线平行度误差对齿轮传动的要求都有影响。前者影响侧隙大小，后者影响载荷分布均匀性。,一、齿轮副中心距极限偏差fa是指在箱体两侧轴承跨距L的范围内，齿轮副两条轴线之间的实际距离与公称中心距之差。,二、轴线平行度公差,轴线平面上的平行度误差是指实际被测轴线在轴线平面上的投影对基准轴线的平行度误差,三、齿轮副的接触斑点,是指对安装好的齿轮副，在轻微制动下，运转后齿面上分布的接触擦亮痕迹。,接触痕迹的大小在齿面展开图上用百分比计算,第八节 圆柱齿轮精度设计及应用,例题解：1.确定齿轮的

13、精度等级 小齿轮的分度圆直径d1=60.606 大齿轮的分度圆直径d2=239.394 公称中心距a=150 齿轮圆周速度v=1.04m/s.查表12-9、10，选取第1项精度为8级，确定第2项精度为8级，第 项定为7级。小齿轮精度等级为8-8-7。,2.确定齿轮的应检指标公差 查表12-5，大齿轮的四项应检精度指标的公差为：Fp=0.070fpt=0.018F=0.025F=0.021.,3.确定公称齿厚及极限偏差齿厚上偏差=-0.061齿厚下偏差=-0.174,4.确定公称公法线长度及极限偏差,W=87.552EWs=Esns cosn-0.72Fr sinn=-61 cos20-0.7256sin20=-71m EWm=Esni cosn+0.72Fr sinn=-174 cos20+0.72 56sin20=-150m,图样标注,标题栏,