齿轮检测实验

齿轮的功用 传递空间任意两轴的运动或动力 第 公差组 控制传递运动的准确性第 公差组 控制传动的平稳性 噪声 振动等第 公差组 控制载荷分布均匀性 GB T10095新标准 不同的齿轮 要求也不同 高速齿轮 侧重传动平稳性 低速重载齿轮 侧重载荷分布均匀 分度齿轮 侧重传动准确性 且传动侧隙要小 Fr Fw Fp fi fi F fpt F ff 实验三齿轮检测 齿距偏差和齿距累积偏差测量齿轮径向跳动测量公法线长度测量 实验3 1齿距偏差和齿距累积偏差测量 一 实验目的1 熟悉齿轮齿距偏差和齿距累积偏差的测量方法 2 掌握齿距累积总偏差的数据处理过程 加深对齿距偏差 齿距累积总偏差的理解 二 实验仪器齿轮周节测量仪 被测齿轮模数范围2 16mm 仪器指示表的刻度0 001mm 测量齿轮精度7级及低于7级 试测齿轮 Z 12 精度7GB T10095 2001 三 实验原理 圆柱齿轮齿距偏差fpt也叫周节偏差 是指在分度圆上 实际齿距与公称齿距之差 用相对法测量时 公称齿距是指所有测得的实际齿距的平均值 齿距累积误差是指在分度圆上 任意两个同侧齿面间的实际弧长与公称弧长之差的最大绝对值 实际测量中 由于被测齿轮的分度圆很难确定 因此允许在齿高中部进行测量 通常采用某一齿距作为基准齿距 测量其余的齿距对基准齿距的偏差 然后通过数据处理来求解齿距偏差和齿距累积误差 周节测量仪 四 实验步骤 1 先将固定量爪5经过调整大致固定在仪器刻度线的一个齿距值上 2 通过调整3个支脚 使其与齿顶圆接触并用螺钉固紧 并保证使固定量爪5和活动量爪4同时与相邻两同侧的齿面接触于分度圆上 3 以被测齿轮的任一齿距作为基准齿距 作标记 在以齿顶定位的前提下 让两测量头与两相邻同侧齿面同时接触 活动量爪4受压使指针有1 2圈的旋转 旋转指示表刻度盘使指针指向零位 4 逐齿测量其余的齿距 指示表相对于零的读数即为这些齿距与基准齿距的相对偏差fpt相对 直到测完一周 最后还应重复测量一次基准齿距 检查指示表是否还保持指向零位 若偏离较大 要重新调整仪器 再次进行测量 五 测量数据处理实例 首先将测得的齿距相对偏差fpt相对记入表中第二列 根据测得的fpt相对逐齿累积 计算出相对齿距累积偏差 记入第三列 求出各个齿距相对偏差的平均值为fpt平均 m 各齿距相对偏差分别减去fpt平均 得单个齿距偏差值 记入表中第四列 其中绝对值最大者 即为被测齿轮的单个齿距偏差fpt 3 5 m 各齿距偏差逐齿累积 求得各齿的齿距累积偏差Fpi 记入表中第五列 其中最大值与最小值之差即为被测齿轮的齿距总偏差Fp Fp Fpimax Fpimin 3 8 5 11 5 m 将fpt每相邻k k 3 个数字相加 求得k k 3 个齿距累积偏差Fpki 记入表中第六列 其中最大值与最小值之差 即为被测齿轮的k k 3 个齿距累积总偏差Fpk Fpk Fpkmax Fpkmin 7 5 6 5 14 m 根据齿轮m 5mm Z 12 精度7GB T10095 2001 查表 知单个齿距极限偏差 fpt 9 m 齿距累积公差Fp 28 m k k 3 个齿距极限偏差因此 被测齿轮的齿距偏差和齿距累积偏差均合格 思考题 1 齿轮的齿距偏差产生原因 对齿轮有什么影响 2 用周节仪测齿距 是用齿轮的什么表面作为测量基准 3 若因检验条件限制 不能测量齿距累积总偏差Fp 可用哪些项目代替 实验3 2齿轮径向跳动测量 一 实验目的1 熟悉测量齿轮径向跳动的方法 2 加深理解齿轮径向跳动的含义 二 实验仪器齿轮径向跳动检查仪 试测齿轮m 2 5mm z 16 精度7GB T10095 2001 齿轮径向跳动检查仪 指示表的刻度值为0 001mm 测量范围为模数1 6mm 在测齿圈径向跳动时 测头应在分度圆附近与齿面接触 故在测量前应根据被测齿轮的模数选择大小适当的测头 三 实验原理 齿轮径向跳动Fr是指在齿轮的一转范围内 测头在齿槽内或轮齿上 于齿高中部双面接触 测头相对于齿轮轴线的最大变动量 齿轮径向跳动检查仪主要由底座1 滑板2 立柱4 顶尖座7 调节螺母8 回转盘9和指示表11等组成 为了测量不同模数的齿轮 测量仪器备有不同尺寸的测量头 四 测量步骤 1 根据被测齿轮模数 选择合适的球形测头 装入指示表11测量杆下端 2 将被测齿轮和心轴装在检查仪的两顶尖上 拧紧固定螺钉5和6 3 旋转手柄3 调整测量板2位置 使指示表位于齿宽中部 通过调节螺母8使测量头位于齿槽内 测头在近似齿高中部与左右齿面接触 调整指示表零位 并使其指针压缩1 2圈 4 每测一齿 须抬起提升手柄 让测头从齿槽中抬起退出 转动被测齿轮一齿 再将测头放入新的齿槽中 依次逐齿重复操作一周 记下每次指示表的读数值 求出测头到齿轮轴线的最大和最小径向距离之差 即为被测齿轮径向跳动Fr 32 m 五 实验结果分析 根据齿轮精度标准7GB T10095 2001 查表 知径向跳动公差Fr 24 m 通过测量实际齿轮的径向跳动误差为32 m 故齿轮的径向跳动不合格 思考题 产生齿轮齿圈径向跳动的主要原因是什么 它对齿轮传动有何影响 2 为什么测量齿轮径向跳动时 要根据齿轮的模数不同 选用不同直径的球 锥 形测头 误差原因 齿轮加工时的运动偏心 机床分度蜗轮的加工误差及安装偏心 是产生切向误差的主要来源 齿轮加工时的几何偏心 齿坯在心轴上的安装偏心 齿坯定位孔与心轴的间隙等使齿坯定位孔的轴线与机床工作台回转轴线不重合而产生的偏心 是产生径向误差的主要来 GB T10095 1 2001 轮齿同侧齿面偏差的定义和允许值 GB T10095 2 2001 径向综合偏差和径向跳动的定义和允许值 GB Z18620 1 4 2002 圆柱齿轮检验实施规范 给出了齿轮评定项目的允许值及规定了检测齿轮精度的实施规范 渐开线圆柱齿轮精度测量GB T10095新标准 齿距累积总偏差Fp和齿距累积偏差Fpk通常在万能测齿仪 齿距仪和光学分度头上测量 一般情况被测齿轮只需检测齿廓总偏差F 即可 F 通常用万能渐开线检查仪或单圆盘渐开线检查仪进行测量 新标准扩大了适用范围 精度等级 由原12个等级增加到0 12级共13个等级 0级最高 12级最低 径向综合偏差为4 12级共9个精度等级 4级最高 12级最低 通常3 5级称为高精度等级 6 9级称为中等精度等级 10 12级称为低精度等级 标准中的5级是13个精度等级中的基础级 是确定齿轮各项偏差的公差计算式的精度等级 检测项目及仪器 实验3 3齿轮的公法线长度变动测量 一 实验目的1 熟悉公法线长度的测量方法 2 加深理解公法线长度变动量 公法线平均长度偏差的定义 二 实验仪器公法线千分尺 齿轮 公法线千分尺实际上是具有两个平行圆盘测头的千分尺 其外形见下图 公法线千分尺 三 实验原理 齿轮公法线长度是指与两异侧齿廓相切的两平行平面间的距离 公法线长度变动量是指在齿轮一周范围内 实际公法线长度的最大值Wmax和最小值Wmin之差 公法线平均长度偏差 Ewm是指在齿轮一周内 公法线实际长度的平均值与公称值之差 齿廓间的公法线长度AB与所对的基圆上的弧长A0B0长度相等 卡尺跨过k个齿 测得齿廓间公法线长度为Wk 公法线长度 这一误差主要是由于齿轮加工机床传动中分度蜗轮的回转中心与机床主轴 或工作台 的旋转中心不重合而产生的 通常称作运动偏心 它使得同一齿轮上的基节或基圆齿厚不均匀 从而影响齿轮在传动中传动比变化的准确性 公法线长度变动原因 四 测量步骤 计算被测直齿圆柱齿轮公法线长度W 当齿形角 20 时 W m 1 476 2K 1 0 014Z 2xmsin20 式中 x 变位系数K 两平行测面之间的跨齿数 为使两平行测面接触在高齿中部 K可按下式确定 K Z 9 0 5 计算的结果应按四舍五入取整数 用仪器所附校对棒对公法线千分尺的零位 用左手捏住公法线千分尺 将两测头伸入齿槽 夹住齿侧测量公法线长度 齿轮不动 左右摆动千分尺 同时用右手旋动千分尺套筒 直到手感到测头夹紧齿侧后 从千分尺的标尺上读数 此数即为公法线长度 沿齿圈均布的六个方位上测量齿轮公法线的实际长度 读数并记录 在测的6个读数中 最大值和最