《圓柱齒輪公差》PPT課件

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1、第十章 圓柱齒輪公差與檢測(cè),1 齒輪傳動(dòng)的使用要求 2 影響齒輪使用要求的主要誤差 3 齒輪的強(qiáng)制性檢測(cè)精度指標(biāo)、側(cè)隙指標(biāo)及其檢測(cè) 4 評(píng)定齒輪精度時(shí)可采用的非強(qiáng)制性檢測(cè)精度指標(biāo)及 其檢測(cè) 5 齒輪精度指標(biāo)的公差（偏差允許值）及其精度等級(jí) 與齒輪坯公差 6 齒輪副中心距極限偏差和軸線平行度公差 7 圓柱齒輪精度設(shè)計(jì)示例,1 齒輪傳動(dòng)的使用要求,一、齒輪傳遞運(yùn)動(dòng)的準(zhǔn)確性 齒輪在一轉(zhuǎn)范圍內(nèi)傳動(dòng)比變化應(yīng)盡量小，以保證主、從 動(dòng)輪的運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)。引起傳遞運(yùn)動(dòng)不協(xié)調(diào)的傳動(dòng)比最大變化 量以齒輪一轉(zhuǎn)為周期。,圖10-1,圖10-2,二、齒輪的傳動(dòng)平穩(wěn)性,齒輪回轉(zhuǎn)過(guò)程中瞬時(shí)傳動(dòng)比變化應(yīng)盡量小，以減少撞擊

2、、 振動(dòng)和噪聲。瞬時(shí)傳動(dòng)比的變化是由頻繁出現(xiàn)的齒輪每個(gè)齒距 角范圍內(nèi)的單齒誤差引起的，影響齒輪傳動(dòng)平穩(wěn)性。 三、輪齒載荷分布的均勻性 齒輪工作時(shí)其工作齒面應(yīng)接觸良好，避免載荷集中于局部 齒面，以獲得較大的承載能力和較長(zhǎng)的壽命。 四、側(cè)隙 齒輪傳動(dòng)裝置裝配后，主、從動(dòng)齒輪工作齒面接觸嚙合時(shí)， 相鄰的兩個(gè)非工作齒面之間形成的側(cè)隙（圖10-34）應(yīng)適當(dāng)，用 以儲(chǔ)存潤(rùn)滑油和補(bǔ)償熱變形、彈性變形。,圖10-34,,2 影響齒輪使用要求的主要誤差,以滾齒為例來(lái)分析。 一、影響齒輪傳遞運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確性的主要誤差 影響齒輪傳遞運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確性的誤差，是齒輪齒距分布不 均勻而產(chǎn)生的以齒輪一轉(zhuǎn)為周期的誤差，來(lái)源于齒

3、輪幾 何偏心e1和運(yùn)動(dòng)偏心e2 。兩者綜合產(chǎn)生齒距累積總偏差。 1. 齒輪幾何偏心 幾何偏心e1 是指齒輪坯基準(zhǔn)孔軸線與機(jī)床工作臺(tái)上的 心軸的軸線的偏心（圖10-4）。切齒時(shí)以心軸軸線為圓 心的圓上齒距分布均勻，由于e1 ，工作時(shí)以齒輪基準(zhǔn)軸線 為圓心的圓上齒距分布不均勻（圖10-5） 。,,圖10-4,圖10-5,2. 齒輪運(yùn)動(dòng)偏心 運(yùn)動(dòng)偏心e2是指機(jī)床分度蝸輪幾何偏心e1y復(fù)映到被切齒 輪上的誤差（圖10-6），因而使以齒輪基準(zhǔn)軸線為圓心的圓 上齒距分布不均勻（圖10-7）。 圖10-6,2. 齒輪運(yùn)動(dòng)偏心 運(yùn)動(dòng)偏心e2是指機(jī)床分度蝸輪幾何偏心e1y復(fù)映到被切齒 輪上的誤

4、差（圖10-6），因而使以齒輪基準(zhǔn)軸線為圓心的圓 上齒距分布不均勻（圖10-7）。 圖10-7,二、影響齒輪傳動(dòng)平穩(wěn)性的主要誤差,影響齒輪傳遞運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確性的誤差，是齒輪各個(gè)實(shí)際齒距 不相等（單個(gè)齒距偏差）和各個(gè)齒廓的形狀誤差（齒廓偏 差），來(lái)源于上一節(jié)所述引起齒輪齒距分布不均勻的加工 誤差及齒輪刀具和機(jī)床分度蝸桿的制造誤差和安裝誤差。 三、影響輪齒載荷分布均勻性的主要誤差 齒輪嚙合時(shí)使齒面接觸不均勻的誤差，在齒寬方向上是 齒向誤差（直齒輪的輪齒方向不平行于齒輪基準(zhǔn)軸線）或 螺旋線偏差，在齒高方向上是齒廓形狀誤差。 前者來(lái)源于機(jī)床刀架導(dǎo)軌傾斜和齒輪坯端面的軸向跳

5、動(dòng) （圖10-8、圖10-9、圖10-10），后者來(lái)源于第二節(jié)所述的 因素。,,圖10-8 圖10-9,圖10-10 四、影響側(cè)隙的主要誤差 齒輪上影響側(cè)隙大小和側(cè)隙不均勻的誤差是齒輪的齒 厚偏差和齒厚變動(dòng)量，它們分別來(lái)源于切齒時(shí)的上刀深 度和幾何偏心。,3 齒輪的強(qiáng)制性檢測(cè)精度指標(biāo)、側(cè) 隙指標(biāo)及其檢測(cè),一、齒輪傳遞運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確性的強(qiáng)制性檢測(cè)精度 指標(biāo)齒輪齒距累積總偏差FP FP 是指在齒輪端平面，在接近齒高中部的一個(gè)與齒輪基 準(zhǔn)軸線同心的圓上，任意兩個(gè)同側(cè)齒面間的實(shí)際弧長(zhǎng)與理論 弧長(zhǎng)的代數(shù)差中的最大絕對(duì)值（圖10-11）。 合格條件： FP FP

6、（偏差允許值，公差）。,圖10-11（a） （b）,二、齒輪傳動(dòng)平穩(wěn)性的強(qiáng)制性檢測(cè)精度指標(biāo) 1. 齒輪單個(gè)齒距偏差fPt fPt是指在齒輪端平面上，在接近齒高中部的一個(gè)與齒 輪基準(zhǔn)軸線同心的圓上，實(shí)際齒距與理論齒距的代數(shù)差 （圖10-12），合格條件是各個(gè)均應(yīng)在極限偏差fPt 范圍 內(nèi)。 fP t fPt + fP t 圖10-12,2. 齒廓總偏差F F是指包容實(shí)際齒廓工作部分且距離為最小的兩條 設(shè)計(jì)齒廓（理論齒廓）之間的法向距離（圖10-15）。 合格條件： F F（齒廓總偏差允許值，公差）。 圖1

7、0-15,三、輪齒載荷分布均勻性的強(qiáng)制性檢測(cè)精 度指標(biāo),在齒寬方向 齒輪螺旋線總偏差F 對(duì)于直齒輪，其設(shè)計(jì)螺旋線（理論螺旋線）是一條平 行于齒輪基準(zhǔn)軸線的平行線，F(xiàn)是指在齒寬工作部分 范圍內(nèi)包容實(shí)際螺旋線（實(shí)際齒向線）且距離為最小的 兩條設(shè)計(jì)螺旋線之間的法向距離（圖10-18）。 合格條件： F F （偏差允許值，公差）。 在齒高方向 齒輪傳動(dòng)平穩(wěn)性的精度評(píng)定指標(biāo),圖10-18,四、評(píng)定齒輪齒厚減薄量用的側(cè)隙指標(biāo) 1齒厚偏差Esn 對(duì)于直齒輪，Esn 是指在分度圓柱面上，實(shí)際齒厚 與公稱齒厚之差（圖10-21）；對(duì)于斜齒輪，指法向?qū)?際齒厚與公稱齒厚之差。 直齒輪分度圓上的公稱弦齒

8、厚snc與公稱弦齒高h(yuǎn)c 的計(jì)算公式（圖10-22）： snc=mz sin hc=ra0.5mz cos,圖10-21,,圖10-22,2. 公法線長(zhǎng)度偏差Ew Ew 是指實(shí)際公法線長(zhǎng)度Wk 與公稱公法線長(zhǎng)度（W， Wn）之差（圖10-23）。 圖10-23,直齒輪的公稱公法線長(zhǎng)度W和跨齒數(shù)k的計(jì)算公式： 對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)齒輪 x=0，=20 k=z/9+0.5 W=m cos（k-0.5）+zinv 斜齒輪的公稱公法線長(zhǎng)度Wn和跨齒數(shù)k以及端面 壓力角t和假想齒數(shù) z 的計(jì)算公式： 在法向測(cè)量，斜齒標(biāo)準(zhǔn)齒輪

9、 x n=0，n=20 tant =tann /tan z =zinvt /invn k= z /9+0.5 W n=m n cosn（k-0.5）+zinvt,小結(jié)：進(jìn)行圓柱齒輪精度設(shè)計(jì)時(shí)，為了其三項(xiàng)精度和適當(dāng)?shù)膫?cè)隙需要，一般標(biāo)注下列的公差和極限偏差： 齒輪齒距累積總偏差 FP的允許值FP 齒輪單個(gè)齒距偏差fPt的允許值（極限偏差）fPt 齒輪齒廓總偏差F的允許值F 齒輪螺旋旋線總偏差F的允許值F 齒輪跨齒數(shù)k ，公稱公法線長(zhǎng)度及其上、下偏差 齒輪公稱弦齒高h(yuǎn)c和公稱弦齒厚snc及其上、下偏差,4 評(píng)定齒輪精度時(shí)可采用的非強(qiáng)制 性檢測(cè)精度指標(biāo),在加工一批齒輪經(jīng)

10、檢測(cè)合格后，在工藝條件不變的情況 下，繼續(xù)加工時(shí)，可以采用下列的精度指標(biāo)。 一、齒輪徑向跳動(dòng)Fr Fr 是指將量?jī)x指示表測(cè)頭相繼放入被測(cè)齒輪的每個(gè)齒 槽內(nèi)，當(dāng)接于齒高中部的位置與左、右齒面接觸時(shí)，從這 測(cè)頭到該齒輪基準(zhǔn)軸線的最大與最小距離之差（圖10- 26）。 Fr 可用來(lái)評(píng)定齒輪傳遞運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確性的精度。 合格條件： Fr F r （ Fr 的允許值，公差）。,圖10-26,二、徑向綜合總偏差和一齒徑向綜合偏差 用雙嚙儀及其指示表測(cè)量?jī)升X輪（被測(cè)齒輪與測(cè)量齒輪） 雙面嚙合時(shí)雙嚙中心距a的變動(dòng)量a（圖10-29）。 1. 徑向綜合總偏差Fi 在被測(cè)齒輪一轉(zhuǎn)范圍內(nèi)，雙嚙中心距a的最

11、大值與最 小值之差（圖10-28）。 合格條件：Fi Fi（ Fi 的允許值，公差）。 2. 一齒徑向綜合偏差fi 在被測(cè)齒輪一齒（360/z）范圍內(nèi)，雙嚙中心距a的 最大值與最小值之差（圖10-28），取各個(gè)fi中的最大 值fimax作為評(píng)定值。 合格條件： fimax fi（ fi 的允許值，公差）。,,,圖10-29,Fi可用來(lái)評(píng)定齒輪傳遞運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確性的精度。 fi可用來(lái)評(píng)定齒輪傳動(dòng)平穩(wěn)性的精度。 圖10-28,5 齒輪的精度等級(jí)與齒輪坯公差 一、齒輪的精度等級(jí)及其標(biāo)注 1. 齒輪的精度等級(jí) Fp、fpt、F、F、Fr 的精度等級(jí)各分0、1、

12、2、3、、12 十三級(jí)。Fi、fi的精度等級(jí)各分4、5、6、 、12九級(jí)。 02級(jí)：遠(yuǎn)景發(fā)展；35級(jí)：高精度；69級(jí)：中等精 度；1012級(jí)：低精度。,,2. 精度等級(jí)的標(biāo)注 當(dāng)齒輪的三項(xiàng)精度要求為同一級(jí)（例如7級(jí)）時(shí)的標(biāo)注 7 GB/T 10095.12008 當(dāng)齒輪的三項(xiàng)精度要求不相同時(shí)（例如Fpt、fpt、F 為8級(jí)，F(xiàn) 7級(jí)）的標(biāo)注 887 GB/T 10095.12008 二、齒輪坯公差 1. 盤形齒輪的齒輪坯公差（圖10-30，附表10-5） 基準(zhǔn)孔 直徑尺寸公差 基準(zhǔn)端面 軸向圓跳動(dòng)公差 tt=0.2（Dd /b）F 齒頂圓柱面 直徑尺寸公差，徑向

13、圓跳動(dòng)公差tr=0.3Fp,圖10-30,,2. 齒輪軸的齒輪坯公差（圖10-31 ，附表10-5 ） 兩個(gè)軸頸 直徑尺寸公差：通常按相配滾動(dòng)軸承的要求確定。 分別對(duì)齒輪基準(zhǔn)軸線的徑向圓跳動(dòng)公差： tr=0.3Fp 。 齒頂圓柱面 直徑尺寸公差。 作為測(cè)量齒厚的基準(zhǔn)時(shí)，對(duì)齒輪基準(zhǔn)軸線的徑向圓跳 動(dòng)公差： tr=0.3Fp。,圖10-31,6 齒輪副中心距極限偏差和軸線平 行度公差 一、齒輪副中心距極限偏差fa（圖10-32） fa 是指齒輪副的兩條軸線之間的實(shí)際距離（實(shí)際中 心距）與公稱中心距a 之差。 fa 影響側(cè)隙的大小。 圖樣上標(biāo)注： afa 合格條件：

14、 fa fa + f,圖10-32,二、齒輪副軸線平行度公差（圖10-33） 軸線平面H 包含基準(zhǔn)軸并通過(guò)被測(cè)軸線與一個(gè)軸 承中間平面的交點(diǎn)的平面。 垂直平面V 通過(guò)上述交點(diǎn)的垂直于H且平行 于基準(zhǔn)軸線的平面。 H和V上的被測(cè)軸線對(duì)基準(zhǔn)軸線的平行度誤差 f和f都影響輪齒傳遞分布均勻性的精度。 合格條件： f f （公差） f f （公差） f=（L/b）F f=0.5 f,圖10-33,7 圓柱齒輪精度設(shè)計(jì)示例 例 斜齒圓柱齒輪減速器從動(dòng)齒輪精度設(shè)計(jì)。 功率：5kW，齒輪軸轉(zhuǎn)速n1 =327r/min，=8634， 油池潤(rùn)滑

15、。mn=3mm，n=20， z1=20，z2=79， b2=60mm，齒輪基準(zhǔn)孔：58mm。 解 （1）確定精度等級(jí) 參考齒輪圓周速度v=（mn z1/cos ）、 n1 =1.04m/s 和普通圓柱齒輪減速器的有關(guān)資料，確定齒輪精度等級(jí) 為： 887 。,（2）確定強(qiáng)制性檢測(cè)精度指標(biāo)的公差（允許值） 按887 及齒輪有關(guān)參數(shù)、尺寸，由齒輪公差表格查得 Fp =70m fpb =25 m，F(xiàn)=25 m F =21 m （3）確定法公稱公法線長(zhǎng)度及其極限偏差 端面壓力角t=arc tan（tann/cos）=20.186 假想齒數(shù)z=z2 inv t/ invn=81.274 跨齒數(shù)k = z/90.5=8.54，取k=10 Wn =mncosn（k0.5）+z2invt=87.552mm 上偏差Ews= 0.071mm，下偏差Ewi = 0.150mm,圖10-37,