渐开线圆柱齿轮精度的评定指标

第7章齿轮传动精度设计 7 3渐开线圆柱齿轮精度的评定指标 7 3渐开线圆柱齿轮精度的评定指标 主要知识点 单个齿轮精度的评定指标 名称 含义 用途 渐开线圆柱齿轮精度的评定参数 单个齿轮轮齿同侧齿面偏差径向综合偏差径向跳动 渐开线圆柱齿轮精度评定参数一览表 齿轮偏差国家标准将齿轮误差 偏差 公差统称为齿轮偏差 偏差和公差用同一个符号表示 如F 既表示齿廓总偏差 又表示齿廓总公差 单项要素测量所用的偏差符号 用f加上相应的下标表示 由若干单项要素偏差组合而成的累积或总偏差符号 用F加上相应的下标表示 7 3 1轮齿同侧齿面偏差 1 切向综合偏差切向综合总偏差一齿切向综合总偏差 属于综合精度 通常用单面啮合综合检查仪 单啮仪 测量 切向综合偏差的检测 单面啮合综合检查仪 单啮仪 切向综合偏差的检测 单啮被测齿轮与理想精确的测量齿轮单面啮合 测量齿轮 产品齿轮 1 切向综合总偏差 切向综合总偏差是指被测齿轮与理想精确的测量齿轮单面啮合时 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 2 一齿切向综合总偏差 实测齿轮与理想精确的测量齿轮单面啮合时 在被测齿轮一转中对应一个齿距角 360 Z 内 实际转角与公称转角之差的最大幅度值 以分度圆弧长计值 一齿切向综合偏差就是一个齿距角内的切向综合偏差 切向综合总偏差 是几何偏心 运动偏心等各种加工误差的综合反映 一齿切向综合总偏差 主要是由刀具制造误差和安装误差 机床传动链的短周期误差引起的 它反映齿轮工作时引起振动 冲击和噪声等的高频运动误差的大小 是齿轮的齿形 齿距等各项短周期误差综合结果的反映 是评定齿轮传递运动准确性的最佳综合评定指标 是齿轮传动平稳性的评定指标 也属于综合性指标 2 齿距偏差 齿距的定义 相邻两齿同侧两齿廓间在分度圆上的弧长 称为该圆上的齿距 用Pi表示 在同一侧圆周上 齿距等于齿厚和齿槽宽之和 2 齿距偏差 渐开线圆柱齿轮轮齿同侧齿面的齿距偏差反映位置变化 它直接反映了一个齿距和一转内任意个齿距的最大变化即转角误差 是几何偏心和运动偏心的综合结果 因而可以比较全面地反映齿轮的传递运动准确性和平稳性 是综合性的评定项目 2 齿距偏差 齿距偏差 齿距偏差一般在齿距比较仪上检验 1 单个齿距偏差 单个齿距偏差是指在齿轮的端平面上 在接近齿高中部的一个与齿轮轴线同心的圆上 实际齿距与理论齿距 公称齿距 的代数差 1 单个齿距偏差 是齿轮几何精度最基本的偏差项目之一 反映了轮齿在圆周上分布的均匀性 用来控制齿轮一个齿距角内的分度精度 它影响齿轮工作平稳性 2 齿距累积偏差 定义 齿距累积偏差是指在齿轮的端平面上 在接近齿高中部的一个与齿轮轴线同心的圆上 任意k个齿距的实际弧长与公称弧长的代数差 通常取k z 8 z为齿数 2 齿距累积偏差 如果在较少齿数上齿距累积偏差过大 在实际工作中将产生很大的加速度和动载荷以及振动 冲击和噪声 影响齿轮传动的平稳性 这对高速齿轮尤为重要 3 齿距累积总偏差 齿距累积总偏差是指在齿轮端平面上 在接近齿高中部的一个与齿轮轴线同心的圆上 任意两个同侧齿面 k 1 Z 间实际弧长与公称弧长之差中的最大绝对值 即任意k个齿距累积偏差的最大绝对值 齿距积累总偏差等于齿距累积偏差曲线的总幅值 3 齿距累积总偏差 3 齿距累积总偏差 齿距积累总偏差能较全面地反映齿轮一转过程中传动比的变化 是评价齿轮运动精度的综合指标 但和不如全面 3 齿廓偏差 渐开线圆柱齿轮轮齿同侧齿面的齿廓偏差用于控制实际齿廓对设计齿廓的变动 渐开线齿轮的齿廓反映形状变化 3 齿廓偏差 齿廓偏差的定义 实际齿廓偏离设计齿廓的量称为齿廓偏差 它在端平面内且垂直于渐开线齿廓的方向计值 渐开线圆柱齿轮轮齿同侧齿面的齿廓偏差用于控制实际齿廓对设计齿廓的变动 齿廓偏差包括 齿廓总偏差齿廓形状偏差齿廓倾斜偏差 设计齿廓 是指符合设计规定的齿廓 当无特别规定时是指端面齿廓 齿廓工作部分通常为理论渐开线 设计齿廓可为渐开线齿廓或修形齿廓 如修缘齿形 凸齿形等 齿廓曲线图 实际齿廓迹线设计齿廓迹线平均齿廓迹线 a 齿廓总偏差 b 齿廓形状偏差 c 齿廓倾斜偏差 设计齿廓 未修形的渐开线 实际齿廓 在减薄区内具有偏向体内的负偏差 设计齿廓 修形的渐开线 举例 实际齿廓 在减薄区内具有偏向体内的负偏差 设计齿廓 修形的渐开线 举例 实际齿廓 在减薄区内具有偏向体外的正偏差 1 齿廓总偏差 齿廓总偏差是指在计值范围内 包容实际齿廓迹线的两条设计齿廓迹线间的距离 实际齿形 1 齿廓总偏差 齿廓总偏差主要影响齿轮传动平稳性 原因 具有齿廓总偏差的齿轮 其齿廓不是标准的渐开线 不能保证瞬时传动比为常数 易产生振动和噪声 2 齿廓形状偏差 定义 齿廓形状偏差是指在计值范围内 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 且两条曲线与平均齿廓迹线的距离为常数 平均齿廓迹线是指设计齿廓迹线的纵坐标减去一条斜直线的纵坐标后得到的一条迹线 使得在计值范围内 实际齿廓迹线对平均齿廓迹线偏差的平方和最小 3 齿廓倾斜偏差 定义 在计值范围的两端与平均齿廓迹线相交的两条设计轮廓迹线之间的距离 齿廓倾斜偏差主要由压力角偏差引起 齿廓偏差的测量方法 展成法 如用渐开线检查仪等 坐标法 如用万能齿轮测量仪 齿轮测量中心 坐标测量机等 啮合法 4 螺旋线偏差 定义 在端面基圆切线方向上测得的实际螺旋线偏离设计螺旋线的量称为螺旋线偏差 它影响齿轮啮合过程中的接触状况 影响齿面载荷分布的均匀性 螺旋线偏差包括 螺旋线总偏差螺旋线形状偏差螺旋线倾斜偏差 a 螺旋线总偏差 b 螺旋线形状偏差 c 螺旋线倾斜偏差 设计螺旋线 未修形的螺旋线 实际螺旋线 在减薄区内具有偏向体内的负偏差 设计螺旋线 修形的螺旋线 举例 实际螺旋线 在减薄区内具有偏向体内的负偏差 设计螺旋线 修形的螺旋线 举例 实际螺旋线 在减薄区内具有偏向体外的正偏差 1 螺旋线总偏差 定义 螺旋线总偏差是指在计值范围L 内 包容实际螺旋线迹线的两条设计螺旋线迹线间的距离 对于渐开线直齿圆柱齿轮 螺旋角 0 此时称为齿向偏差 2 螺旋线形状偏差 定义 螺旋线形状偏差是指在计值范围内 包容实际螺旋线迹线的两条与平均螺旋线迹线完全相同的曲线间的距离 且两条曲线与平均螺旋线迹线的距离为常数 3 螺旋线倾斜偏差 定义 在计值范围内的两端与平均螺旋线迹线相交的设计螺旋线迹线间的距离 7 3 2渐开线圆柱齿轮的径向综合偏差和径向跳动 1 径向综合总偏差 定义 径向综合总偏差是指在双面啮合 双啮 综合检验时 产品齿轮的左 右齿面同时与测量齿轮接触 在被测齿轮一转 360 内出现的中心距最大值和最小值之差 即双啮中心距的最大变动量 径向综合总偏差只能反映齿轮的径向误差 不能反映切向误差 故不能像那样确切和充分地表示齿轮运动精度 径向综合偏差和一齿径向综合偏差 2 一齿径向综合偏差 定义 一齿径向综合偏差是指被测齿轮与测量齿轮双面啮合时 在被测齿轮一个齿距角 360 Z 内 双啮中心距的最大变动量 齿轮双面啮合检查仪 双啮仪 径向综合偏差和一齿径向综合偏差采用齿轮双面啮合检查仪 双啮仪 进行测量 在齿轮双面啮合综合检查仪上测量 若齿轮存在径向误差 如几何偏心 及短周期误差 如齿廓偏差 则齿轮与测量齿轮双面啮合的中心距会发生变化 双啮仪VS单啮仪 双啮仪 用于检测径向综合偏差和一齿径向综合偏差 简单 操作方便 测量效率高 径向综合总偏差只能反映齿轮的径向误差 不能反映切向误差 不能确切和充分地表示齿轮运动精度 中等精度大批量生产中应用比较普遍 单啮仪 用于检测切向综合偏差和一齿切向综合偏差 单啮仪结构复杂 价格昂贵 实测齿轮与测量齿轮处于无载的单面啮合状态 比较接近齿轮传动的实际工作状态 适用于较重要的齿轮的检测 3 轮齿的径向跳动 定义 轮齿的径向跳动是指一个适当的测头 球形 圆柱形 砧形等 在齿轮旋转时逐齿放置于每个齿槽中 测头相对于齿轮的基准轴线的最大和最小径向距离之差 检查中 测头在近似齿高中部与左 右齿面同时接触 3 轮齿的径向跳动 轮齿径向跳动测量原理 齿轮径向跳动曲线 齿轮径向跳动检查仪 3 轮齿的径向跳动 径向跳动主要是由于齿轮的轴线和基准孔的中心线的几何偏心引起的