典型零(部)件精度及互换性.ppt

第六章典型零 部 件精度及互换性 滚动轴承的精度及互换性螺纹的公差与配合键和花键的公差与配合圆柱齿轮精度及互换性 6 1滚动轴承的精度及互换性 一 概述 3 尺寸 1 作用 支承部件2 组成 4 互换性 外互换外圈和壳体孔的配合属于光滑圆柱体的配合 为完全互换 内互换 滚动轴承部件内的零件之间多采用分组装配 故各零件间的互换性为不完全互换 一 概述 5 GBGB307 1 GB307 2规定了滚动轴承的尺寸精度 旋转精度和测量方法 GB275规定了与滚动轴承内 外圈相配合的轴和壳体孔的公差带 形位公差及表面粗糙度等 二 滚动轴承的精度等级及应用 按照尺寸精度和旋转精度可以分为 G E D C B GB307 1 840 6 5 4 2 GB T307 1 94 1 精度等级 低 高 尺寸精度包括 d D B和C的制造精度 及圆锥滚柱轴承装配高 T 精度 旋转精度包括 成套轴承内 外圈的径向跳动 成套轴承内 外圈端面对滚动的跳动 内圈基准端面对内孔的跳动 外径表面母线对基准端面倾斜度的变动量等 2 应用 G 0 级用在中等负荷 中等转速和旋转精度要求不高的机构 E 6 级用于旋转精度和转速较高的旋转机构中 D 5 C 4 级应用于旋转精度高的机构中 B 2 级应用于旋转精度和转速均很高的旋转机构中 三 滚动轴承内 外圈直径公差带及特点 两种尺寸公差 轴承单一内径ds与单一外径Ds的极限偏差 ds Ds 轴承单一平面平均内径dmp与Dmp极限偏差 dmp Dmp 即 轴承内圈内径d或外圈外径D实际尺寸的公差带 同一轴承的d和D的最大与最小实际尺寸算术平均值 平均尺寸 两种形状公差 轴承单一径向平面内 内径ds与外径Ds的允许变动量Vdp VDp轴承不同径向平面间平均内径与平均外径的允许变动量Vdmp VDmp 1 GB对d和D规定了两种尺寸公差和两种形状公差 三 滚动轴承内 外圈直径公差带及特点 3 公差带特点各级轴承单一径向平面平均内径 外径的公差带均采用单向配置 即上偏差为零 2 内 外圈直径尺寸合格的条件 两种尺寸公差和两种形状公差均合格 4 与一般基准制的比较 一般零件基孔制的基准孔位置 轴承内圈与轴径的配合 基孔制 一般零件基轴制的基准轴位置 轴承外圈与壳体孔配合 基轴制 5 公差带采用向内配置的原因 轴承内圈通常与与轴一起旋转 为防止结合面间相对滑动而产生磨损 应选用小过盈配合 轴是一般的轴 如采用一般零件的基孔制的过盈配合 过盈量太大 此公差带配置方式 一般零件中的过渡配合在此可获得较紧的配合 轴承外圈安装在外壳孔中 通常不旋转 考虑到工作时温度升高会使轴膨胀 两端轴承中有一端应是游动支承 可把外圈与外壳孔的配合稍松一点 使之能补偿轴的热胀伸长量 不然轴弯曲 轴承内部就有可能卡死 四 滚动轴承与轴和壳体孔的配合 1 轴颈和壳体孔的的尺寸公差带与轴承配合的轴颈 壳体孔的公差带都是从GB1801 公差与配合 中选出来的 2 滚动轴承配合的选择 1 负荷类型 局部负荷 与套圈相对静止的径向负荷称为局部负荷 循环负荷 作用于轴承上的合成径向负荷相对于套圈旋转 即合成径向负荷通过滚动体依次作用在滚道的整个圆周上 摆动负荷 作用于轴承上的合成径向负荷与所承载的套圈在一定区域内相对摆动 内圈 循环负荷外圈 局部负荷 较小间隙配合或较松过渡配合 采用过盈配合或较紧的过渡配合 与循环配合相同或略松些 2 负荷的大小 负荷的大小 一般用当量径向负荷P与轴承的额定动负荷C的比值来划分 轻负载 P 0 07C正常负载 0 07C P 0 15C重负载 P 0 15C轴承承受的负荷愈大或为冲击负荷时 应选择较紧的配合 承受轻负荷 可选较松的配合 2 滚动轴承配合的选择 同时 为了避免套圈破裂 必须按照套圈允许的最大强度计算最大过盈Ymax 即其中 p 许用拉应力 d 轴承内圈直径k y与轴承系列有关的系数 轻系列2 8 中系列2 3 重系列2 当轴承内圈承受循环负荷时 它与轴颈配合所需要的最小过盈Ymin的计算式 其中R 轴承承受的最大径向负荷 KN k 与轴承系列有关的系数 轻系列2 8 中系列2 3 重系列2 b 轴承内圈的配合宽度 b B 2r 3 过盈量的计算 4 其他因素 负荷较大 旋转精度较高的轴承应避免采用间隙配合 精密机床的轻负荷轴承 可采用较小的间隙配合 滚动轴承的温度一般低于100 高温时应修正 滚动轴承的尺寸愈大 配合应愈紧 为便于轴承装卸 宜采用较松的配合 空心轴颈比实心轴颈 薄壁壳体比厚臂壳体 轻合金壳体比钢或铸铁壳体采用的配合要紧些 剖分式壳体比整体式壳体采用的配合应松些 当要求轴承的内圈或外圈沿轴向移动时 配合应松些 实际设计时常采用类比法 见表6 5 表6 8 形状公差与表面粗糙度的选取可参考表6 9和表6 10 3 滚动轴承的标注 在装配图上标注滚动轴承与轴和外壳孔的配合时 只需标注轴和外壳孔的公差带代号 6 2螺纹的公差与配合 1 螺纹的分类及使用要求紧固螺纹 用于紧固或联结零件 如普通螺纹 主要要求是具有良好的旋和性和联结的可靠性 传动螺纹 用于传递动力或位移 如丝杠 主要要求是传递动力的可靠性 或传递运动的准确性并具有较高的传动效率 紧密螺纹 用于密封的螺纹结合 如圆柱管螺纹 主要要求是结合紧密 无泄漏现象 一 概述 2 普通螺纹基本牙型及几何要素GB T192 2003 2 普通螺纹基本牙型及几何要素 基本牙型 通过螺纹轴线的剖面内 按照规定的削平高度截去原始三角形的顶部和底部所形成的螺纹牙型 螺纹的基本几何要素有 大径 D或d 内螺纹的D又称 底径 外螺纹的d又称 顶径 小径 D1或d1 内螺纹的D1又称 顶径 外螺纹的d1又称 底径 中径 D2或d2 单一中径 假想圆柱的直径 该圆柱的母线通过牙型上沟槽宽度等于螺距基本尺寸一半的地方 当螺距无误差时 螺纹中径与其单一中径是一致的 在实际应用中 可用螺纹的单一中径代表螺纹中径的实际尺寸 螺距 P 和导程 S 牙型角 牙型半角 2 螺纹接触高度螺纹旋合长度 二 螺纹几何参数误差对互换性的影响 1 螺距误差可分为局部误差和累积误差 1 螺距误差对互换性的影响 螺距的局部误差 在螺纹的全长上 任意单个实际螺距对公称螺距的最大差值 它与旋合长度无关 螺距累积误差 在规定的螺纹长度内 任意个实际螺距与其公称值的最大差值 对于紧固螺纹 螺距误差主要影响螺纹的可旋合性和联结的可靠性 对于传动螺纹 螺距误差主要直接影响传动精度 影响螺牙上负荷分布的均匀性 2 外螺纹存在螺距累积误差 P 外螺纹的中径减小一个数值fp fP P ctg 2 对于牙型角 60 的公制普通螺纹则 fP 1 732 P fP称为螺距误差的中径补偿值 其计算公式为 3 当内螺纹有螺距误差时 如何 把内螺纹的中径增大一个数值fp 2 牙型半角误差对互换性的影响 1 牙型半角误差定义 实际牙型半角 2与公称牙型半角 2之差 牙型半角误差是由实际牙型角的角度误差和方向歪斜而产生的 60 60 牙型半角误差也会使牙侧发生干涉而影响旋合性 并且影响牙侧间得接触面积 使联结强度降低 2 牙型半角误差对互换性的影响 2 干涉在小径 牙底 干涉的范围为H 4 外螺纹的中径减小一个数值 为牙型半角误差的中径补偿值 在 ABC中 由正弦定理知 2 牙型半角误差对互换性的影响 3 干涉在大径 牙顶 干涉的范围为H3 8 外螺纹的中径减小一个数值 在 ABC中 由正弦定理知 4 牙型半角中径补偿值 单位为 分 P的单位为 mm 单位为 um 当 K 2 干涉在小径 K 3 干涉在大径 当 注意 例 已知某螺纹P 3mm 求 2 牙型半角误差对互换性的影响 3 中径误差对互换性的影响 当外螺纹比中径若比内螺纹大 就会影响螺纹的旋合性 反之 则使结合过松而影响联结的可靠性和紧密性 因此要限制中径误差 4 作用中径 回忆 体外作用尺寸 4 作用中径 螺纹实际中径与螺距误差 牙型半角误差的中径补偿值所综合形成的尺寸 这个尺寸是旋合时真正其作用的尺寸 外螺纹 d2 作用 d2 实际 fP f 2 内螺纹 D2 作用 D2 实际 fP f 2 5 中径总公差及中径合格性判断原则 由于螺距误差和牙型半角误差对螺纹互换性的影响均可以折算到中径上 没有单独规定螺距和牙型半角公差 而仅规定一项中径公差 同时用以限制实际中径 螺距和牙型半角误差的综合影响 因此 中径公差是衡量普通螺纹互换性的主要指标 判断中径合格性原则 泰勒原则 实际螺纹的作用中径不允许超出最大实体牙型的中径 任何部位的单一中径不允许超出最小实体牙型的中径 内螺纹 D2作用 D2min D2单一 D2max外螺纹 d2作用 d2max d2单一 d2min 例 M24 6H P 3mm D2 22 051mm EI 0 TD2 265um D2单一 22 18mm P 60um 解 1 画出中径公差带 2 计算 P 中径补偿值 fP 1 732 P 103 92 m 0 104mm 3 计算牙型半角中径补偿值 5 合格性判断 D2 作用 D2 实际 fP f 2 22 51 0 104 0 068 22 008mm 4 计算作用中径 D2作用 D2min D2单一 D2max 此螺纹不合格 三 普通螺纹的公差与配合GB T197 2003 1 公差等级 GB T197规定 内外螺纹的公差值见表6 17和表6 18 只规定内 外螺纹牙底实际轮廓的任何点均不得超越按其基本偏差所确定的最大实体牙型 2 螺纹的基本偏差 GB规定 内螺纹的基本偏差是下偏差 EI 外螺纹的的基本偏差是上偏差 es 内螺纹的基本偏差代号有 G H两种 外螺纹的基本偏差代号有 e f g和h四种 各种公差带位置的基本偏差按照表6 14的公式计算 内外螺纹的基本偏差值见表6 17 3 旋合长度及公差带精度 1 旋合长度分为 短旋合长度 S 中等旋合长度 N 和长旋合长度 L 2 根据使用场合 螺纹的公差带精度分为下面三级 精密级 用于精密螺纹 它能保证内 外螺纹间的配合性质变化较小 中等级 用于一般用途螺纹 粗糙级 用于制造螺纹有困难的场合 例如在热轧棒料上和深盲孔内加工螺纹 4 螺纹公差带及其选用 1 公差带的规定 标准推荐的内外螺纹选用的公差带见表6 15和6 16 只有一种公差带代号的 表示中径公差带与顶径公差带相同 如4H有两种公差带代号的 前者表示中径公差带 后者表示顶径公差带 如4H5H 2 公差带的选用原则 宜优先按表6 15和表6 16的规定选取螺纹公差带 除特殊情况外 表6 15和表6 16以外的其他公差带不宜选用 如果不知道螺纹旋合长度的实际值 例如标准螺栓 推荐按中等旋合长度 N 选取 推荐公差带的优先选择顺序为 带 的公差带 不带 的公差带 括号内公差带 带方框的粗字体公差带用于大量生产的紧固件螺纹 5 内 外螺纹的公差带组合 公差带组合内 外螺纹选用的公差带可以任意组合 但为了保证足够的接触高度 GB要求加工后的内 外螺纹最好组成H g H h或G h的配合 对于公称直径 1 4mm的螺纹副 应采用5H 6h 4H 6h或更精密的配合 涂镀螺纹的公差带如无其它特殊说明 推荐公差带适用于涂镀前螺纹 涂镀后 螺纹实际轮廓上任何点均不应超过按H h确定的最大实体牙型 6 螺纹标记 完整的螺纹标记由螺纹特征代号 尺寸代号 公差带代号及其他有必要做进一步说明的个别信息组成 普通螺纹特征代号用字母 M 表示 外螺纹 M20 5g6g S 内螺纹 M20 1 5左 6H内外螺纹配合 M20 2 6H 5g6g S 6 3键和花键的公差与配合 一 平键联接的公差与配合 GB T1096 2003 一 概述1 种类 2 组成及工作特点 1 基准制 基轴制 二 公差与配合特点 2 公差带 对键宽b只规定了一种公差带 h9对轴槽 轮毂槽则分别规定 H9 N9 P9D10 JS9 P9 二 公差与配合特点 3 配合 4 非配合尺寸公差的规定 见表6 21 二 公差与配合特点 5 形位公差的规定 6 表面粗糙度的规定 1 轴槽及轮毂槽的宽度b对轴及轮毂轴心线的 对称度 一般可按GB T1184表中对称度公差7 9级选取 2 当l b 8时 键宽两侧在长度方向有 平行度 要求 b 6mm 平行度取7级b 8 36mm 平行度取6级b 40mm 平行度取5级 a 轴槽 轮毂槽的键槽宽度b两侧面粗糙度参数值Ra推荐为1 6 3 2 b 轴槽底面 轮毂槽底面的表面粗糙度参数值Ra为6 3 二 矩形花键联接的公差与配合GB1144 2001 1 定心方式及特点主要保证内 外花键有较高的同轴度 并能传递扭矩 尺寸有 大径D 小径d和键 槽 宽B 定心方式只有一种 小径定心 定心精度高导向性能好承载能力强 一 概述 与平键相比 其优点 二 矩形花键联接的公差与配合 2 分类 按齿形的不同有 矩形花键 渐开线花键和三角形花键 3 尺寸系列 轻 中两个系列 见表6 22键数为6 8 10三种 轻系列15个规格 中系列20个规格 轻 中系列的键数 小径 键宽都相同 仅大径不同 中系列大径大一些 二 矩形花键联接的公差与配合 尺寸公差带见表6 23 这些公差带均选自GB T1801 二 矩形花键的公差与配合 二 矩形花键的公差与配合 2 配合种类与配合精度 配合种类有 滑动 紧滑动和固定三种 且都是间隙配合 配合精度 按精度高低分为一般用和精密用传动两种 3 因大径是非定心直径 所以采用了较大的间隙 4 形位公差的规定 1 为保证定心表面的配合性质 内外花键的小径的尺寸公差和形位公差的关系必须采用包容要求 2 花键的位置度公差采用MMR 值见表6 24 用综合量规检验 3 在单件小批生产时 采用单项测量 可规定对称度和等分度公差 4 对于较长的花键 可根据使用要求自行规定键侧对轴线的平行度 1 基准制 基孔制 以减少花键拉刀和花键塞规的规格 二 矩形花键的公差与配合 5 表面粗糙度 见表6 26 二 矩形花键的公差与配合 矩形花键的配合按花键规格所规定的顺序标注 键数N 小径d 大径D 键宽B 花键的公差带代号 6 标记 概述齿轮加工误差齿轮精度和侧隙的评定指标齿轮副误差的评定指标渐开线圆柱齿轮精度标准齿轮精度及互换性设计齿轮测量 6 4圆柱齿轮精度及互换性 一 概述 1 对齿轮传动的使用要求 1 传递运动的准确性 要求齿轮在一转的范围内 max max 即控制齿轮一转内速比的变动量 2 传动的平稳性要求齿轮在局部 一齿 转角范围内 max max 即控制齿轮瞬时传动比的变动量 3 载荷分布的均匀性要求齿轮啮合时 载荷分布要均匀 齿面接触良好 以免引起应力集中 引起早期点蚀 折断而降低使用寿命 4 传动侧隙在齿轮传动过程中 非接触面一定要有合理的间隙 用以贮存润滑油 补偿齿轮的制造误差 装配误差及受热和受力后的变形误差 齿轮的精度要求 独立于精度的另一类问题 一 概述 分度或读数机构中的齿轮副 2 不同用途 不同工作条件的齿轮副的使用要求 机床和汽车变速箱 以传动的平稳性 减小噪音为主 重型机械上的传递动力的低速重载齿轮 如轧钢机 起重机以齿面承载均匀性为主 齿侧间隙也应足够大 传递运动的准确性要求不高 高速重载齿轮 三方面要求均高 由于受力 受热变形大 侧隙应大些 模数小 转速低 主要要求传递运动的准确性 对传动平稳性也有一定的要求 而对齿面受载均匀性要求不太高 当需要正反转可逆传动时 则要求齿侧间隙要求小些 以减少回程误差 二 齿轮加工误差 影响上述四项要求的误差 主要包括齿轮副的安装误差和齿轮的加工误差 齿轮副的安装误差来源于箱体 轴 轴承等零部件的制造和装配误差 齿轮的加工误差来源于机床 刀具 夹具误差和齿坯的制造 定位等误差 1 齿轮的加工误差分类 按误差相对于齿轮的方向 径向误差 切向误差 轴向误差 按周期 即误差在齿轮一转中出现的频率 分 长周期误差 低频误差 以齿轮一转为周期的误差短周期误差 高频误差 以齿轮一齿为周期的误差 2 产生齿轮加工误差的原因 1 几何偏心 e几主要是由于齿坯孔中心与工作台的回转中心不重合引起的 产生 径向 长周期误差 2 产生齿轮加工误差的原因 2 运动偏心 e运由于机床分度蜗轮加工误差和安装偏心等因素引起的 3 机床传动链的高频误差 4 滚刀的加工误差和安装误差 产生 切向 长周期误差 产生 短周期误差 三 齿轮精度和侧隙的评定指标 影响运动准确性的误差及第I公差组影响运动平稳性的误差及第II公差组影响载荷分布均匀性误差及第III公差组侧隙的评定指标 GB10095 88规定 一 影响运动准确性的误差及第I公差组 1 切向综合误差 Fi 2 齿距累积误差 Fp 3 齿圈径向跳动 Fr 4 径向综合误差 Fi 5 公法线长度变动 Fw 切向综合公差 Fi 齿距累积公差 Fp 齿圈径向跳动公差 Fr 径向综合公差 Fi 公法线长度变动公差 Fw 相应的公差项目 1 切向综合误差 Fi Fi 是指被测齿轮与理想精度的测量齿轮单面啮合时 在被测齿轮一转内 实际转角与公称转角之差的总幅度值 一 影响运动准确性的误差及第I公差组 Fi 由单面啮合综合检查仪 简称单啮仪 进行测量 由于是在单面啮合的状态下测量得的转角误差 测量状态比较接近齿轮的实际工作状态 因此 Fi 是评定齿轮运动准确性较为理想的指标 Fi 是e几 e运及各项误差因素综合影响的结果 2 齿距累积误差 Fp Fp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差值 即 Fp Fpmax Fpmin 一 影响运动准确性的误差及第I公差组 2 齿距累积误差 Fp 对大齿数齿轮 为了避免轮齿分布不均匀 Fp过于集中在局部圆周上 在规定 Fp的同时 再限制k个齿距累积误差 Fpk Fpk是指在分度圆上 任意k个齿距间的实际弧长与公称弧长之差的最大绝对值 K值为2到小于Z 2的整数 一般取小于z 6或z 8的最大整数 一 影响运动准确性的误差及第I公差组 Fp发生在齿轮的半个齿圈范围内 以离散的形式反映齿轮一转范围内的 max 所以它近似反映齿轮传动准确的精度 齿距累积误差是几何偏心和运动偏心引起的 综合反映了长周期的切向和径向误差 但该项误差是逐齿测量所得 对齿轮的短周期误差不能反映 故不如 Fi 反映的充分和确切 Fp是近似的运动精度综合评定指标 3 齿圈径向跳动 Fr 齿轮一转范围内 测头在齿槽内与齿高中部双面接触 测头相对于齿轮轴线的最大变动量 此外 不但加工时会产生几何偏心 安装时也会产生几何偏心 齿坯端面跳动引起附加偏心 Fr主要是由几何偏心引起的 是长周期径向误差 因此 Fr评定齿轮运动精度的径向单项指标 一 影响运动准确性的误差及第I公差组 4 径向综合误差 Fi Fi 是指在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 Fi 是在齿轮双面啮合综合检查仪上测量的 Fi 主要反映径向误差 且能反映短周期的误差 所以常用 Fi 作为齿轮运动准确性的检验指标 一 影响运动准确性的误差及第I公差组 5 公法线长度变动 Fw 公法线长度变动 Fw 在被测齿轮一周范围内 实际公法线长度的最大值与最小值之差 即 Fw Wmax Wmin 一 影响运动准确性的误差及第I公差组 Fw是由运功偏心引起的 而运动偏心引起的误差是长周期切向误差 Fw是评定齿轮运动精度的切向单项指标 总结 1 切向综合误差 Fi 2 齿距累积误差 Fp 3 齿圈径向跳动 Fr 4 径向综合误差 Fi 5 公法线长度变动 Fw 综合评定指标 径向单项评定指标 主要由e几引起的 切向单项评定指标主要由e运引起的 是长短周期误差综合影响的结果 由e几 e运的综合偏心引起的 如何验收齿轮的运动精度 传递运动的准确性 一 影响运动准确性的误差及第I公差组 第 公差组的检验组 1 Fi Fi 2 Fp Fp 必要时 加选控制 Fpk Fpk 3 Fi Fi 和 Fw Fw 当其中一项超差时 加测 Fp评定和验收齿轮精度 4 Fr Fr和 Fw Fw 当其中一项超差时 加测 Fp评定和验收齿轮精度 5 Fr Fr 仅用于10 12级精度 从以上五组中任选一组来验收齿轮的运动精度 一 影响运动准确性的误差及第I公差组 二 影响传动平稳性的误差及第II公差组 1 一齿切向综合误差 fi 2 一齿径向综合误差 fi 3 齿形误差 ff 4 基节偏差 fpb 5 齿距偏差 fpt 6 螺旋线波度误差 ff 一齿切向综合公差 fi 一齿径向综合公差 fi 齿形公差 ff 基节极限偏差 fpb 齿距极限偏差 fpt 螺旋线波度公差 ff 相应的公差项目 影响传动平稳性的误差主要是短周期的 机床传动链高频误差和刀具误差 在加工齿轮过程中多次重复出现 使齿轮产生齿形误差 基节偏差 齿距偏差 使得齿轮在传动时产生振动和噪声 1 一齿切向综合误差 fi fi 由单啮仪测量定义的 fi 是指被测齿轮与理想精确的测量齿轮单面啮合时 在被测齿轮一齿距角内 实际转角与公称转角之差的最大幅度值 以分度圆弧长计算 fi 由刀具的制造和安装误差 机床传动链的短周期误差引起的 fi 综合反映了切向 径向的短周期误差 是评定传动平稳性的综合性指标 二 影响传动平稳性的误差及第II公差组 2 一齿径向综合误差 fi fi 由双啮仪测得的 fi 是指被测齿轮与理想精确的测量齿轮双面啮合时 在被测齿轮一齿距角内 双啮中心距的最大变动量 fi 仅反映了径向短周期误差 没有 fi 完善 其控制效果不如 fi fi 的测量简单 操作方便 故该项目适用于大批量生产的场合 二 影响传动平稳性的误差及第II公差组 3 齿形误差 ff ff指在齿轮端截面上 齿形工作部分内 齿顶部分除外 包容实际齿形且距离为最小的两条设计齿形间的法向距离 存在 ff 使实际啮合点偏离啮合线 从而引起一对齿啮合过程中瞬时传动比的突变 破坏了传动的平稳性 ff是由于刀具的制造误差 刀具的跳动及机床传动链误差引起的 二 影响传动平稳性的误差及第II公差组 4 基节偏差 fpb fpb是指实际基节与公称基节之差 实际基节是指基圆的切平面所截两相邻同侧齿面的交线之间的法向距离 一对相啮合齿轮基节必须相等 当基节有偏差时 会使齿轮副在换齿啮合过程中发生速比变化 从而产生冲击和振动 二 影响传动平稳性的误差及第II公差组 fpb主要由刀具的基节偏差和齿形角误差引起 fpb可用基节仪和万能测齿仪进行测量 5 齿距偏差 fpt fpt是指在分度圆上 实际齿距与公称齿距之差 fpt是各种齿距误差的基本单元 它不仅能直接表示每齿的转角误差 也是反映综合误差的主要因素 fpt主要反映机床传动链的短周期误差或加工中的分度误差 二 影响传动平稳性的误差及第II公差组 6 螺旋线波度误差 ff ff 是指宽斜齿轮齿高中部实际齿向线波纹的最大波幅 ff 属于宽斜齿轮齿向线误差 是宽斜齿轮 人字齿轮产生高频误差的主要原因 ff 主要由机床分度蜗杆和滚刀进给丝杠的周期误差引起的 二 影响传动平稳性的误差及第II公差组 总结 1 一齿切向综合误差 fi 2 一齿径向综合误差 fi 3 齿形误差 ff 4 基节偏差 fpb 5 齿距偏差 fpt 6 螺旋线波度误差 ff 综合评定指标 是由刀具的制造误差 刀具的跳动及机床传动链误差引起的 基圆上测量 是切向 径向综合短周期误差 是径向短周期误差 如何验收齿轮的传动平稳性精度 二 影响传动平稳性的误差及第II公差组 分度圆上测量 第II公差组的检验组 1 fi 有特殊需要时可加检 fpb 2 fi 须保证齿形精度 3 ff和 fpt 适用于展成法磨齿工艺 4 ff和 fpb 适用于磨齿 滚齿和剃齿工艺 5 fpt与 fpb 用于9 12级 6 fpt或 fpb 用于10 12级 7 ff 用于轴向重合度 1 25 6级的斜齿轮 人字齿轮 从以上6组中任选一组来验收齿轮的传动平稳性 二 影响传动平稳性的误差及第II公差组 三 影响载荷分布均匀性的误差及第III公差组 由于齿轮的制造误差和安装误差 轮齿啮合时在齿长方向并不是沿全齿宽接触 啮合过程中也不是沿全齿高接触 在齿高方向上 齿形误差和基节偏差会影响两齿面的接触 在齿宽方向上 齿向误差会影响两齿面的接触 1 齿向误差 F 2 接触线误差 Fb 3 轴向齿距偏差 FPX 相应的公差项目 齿向公差 F 接触线公差 Fb 轴向齿距极限偏差 FPX 1 齿向误差 F F 是在分度圆柱面上 齿宽有效部分范围内 端部倒角部分除外 包容实际齿线的两条设计齿向线之间的端面距离 F 包括齿线的方向偏差和形状误差 F 是评定齿轮接触精度重要指标 它直接影响接触斑点的位置和大小 影响齿轮的承载能力和寿命 F 主要是由齿坯端面跳动和刀架导轨倾斜引起的 三 影响载荷分布均匀性的误差及第III公差组 2 接触线误差 Fb Fb是指在基圆柱的切平面内 平行于公称接触线并包容实际接触线的两条最近的直线间的法向距离 对于直齿轮 Fb就是齿向误差 对于斜齿轮 Fb可以综合反映齿向误差和齿形误差 Fb主要来源于滚刀误差 滚刀的安装误差引起接触线形状误差 此项误差在端面上表现为齿形误差 滚刀齿形角误差引起接触线方向误差 三 影响载荷分布均匀性的误差及第III公差组 3 轴向齿距偏差 FPX Fpx是指在与齿轮基准轴线平行而大约通过齿高中部的一条直线上 任意两个同侧齿面间的实际距离与公称距离之差 Fpx主要反映螺旋角偏差 影响斜齿轮的接触长度 并使宽斜齿轮有效接触齿数减少 从而影响齿轮的承载能力 Fpx主要由机床差动传动链的调整误差 刀具托板的倾斜 齿面端面跳动引起 三 影响载荷分布均匀性的误差及第III公差组 总结 1 齿向误差 F 2 接触线误差 Fb 3 轴向齿距偏差 FPX 基圆柱的切平面上 直齿轮就是 F Fb可以综合反映斜齿轮的齿向误差和齿形误差 如何验收齿轮的载荷分布均匀性 分度圆柱面上 仅用于直齿轮 三 影响载荷分布均匀性的误差及第III公差组 主要反映斜齿轮的螺旋角偏差 第III公差组的检验组 1 F 仅用于直齿轮 2 Fb 仅用于轴向重合度 1 25 齿线不作修正的斜齿轮 3 FPX与 ff 仅用于轴向重合度 1 25 齿线不作修正的斜齿轮 4 FPX与 Fb 仅用于轴向重合度 1 25 齿线不作修正的斜齿轮 当齿轮副的接触斑点的分布位置和大小确有保证时 第III公差组的检验组均可不进行检验 三 影响载荷分布均匀性的误差及第III公差组 四 侧隙的保证 1 侧隙的计算 侧隙的大小与齿轮的精度无关 它只取决于齿轮的工作条件及要求 如 a 高温 高速 重载条件下工作的齿轮 其侧隙应留得大一些 以补偿热膨胀的影响 b 仪表 读数机构中所用的齿轮 侧隙应留得小一些 主要是避免回程误差 c 反转且速度不高的机构中 侧隙也应小一些 具体设计时 应首先根据工作条件及使用要求确定最小的保证侧隙jnmin 1 侧隙的计算 jnmin jn1 jn2 四 侧隙的保证 1 jn1 补偿温升引起的热变形所需的最小侧隙量jn1 a1 t1 a2 t2 2sin an 2 jn2 保证正常润滑所需的最小侧隙对于油池润滑 jn2 5 10 mn m 对于喷油润滑 按齿轮圆周选速度 V 10m sjn2 10mn m 10 V 25m sjn2 20mn m 25 V 60m sjn2 30mn m V 60m sjn2 30 50 mn m 法向啮合角 2 侧隙的评定指标 侧隙的保证 侧隙的获得途径 在齿厚一定的条件下 改变传动中心距a在中心距一定的条件下 改变齿厚S 四 侧隙的保证 GB10095 88规定 采用基中心距制 即固定中心距的极限偏差 改变齿厚偏差的大小获得不同的侧隙量jnmin 1 齿厚偏差 Es a 定义 Es是指分度圆柱面上 齿厚实际值与公称值之差 齿厚极限偏差 Ess Esi 控制齿厚偏差 GB规定了14种齿厚极限偏差的数值 其代号为 C S b 偏差代号 2 侧隙的评定指标 齿厚偏差 Es 四 侧隙的保证 每一种代号代表的齿厚极限偏差的数值均以齿距极限偏差 fpt 的倍数表示 如 齿厚上偏差代号为F 其值为 ESS 4fpt 齿厚下偏差代号为L 其值为 ESi 16fpt 齿厚公差为 TS 12fpt b 偏差代号 2 侧隙的评定指标 齿厚偏差 Es Ess不仅要保证齿轮副所需的最小极限偏差 还要补偿由加工误差和安装误差引起的侧隙的减少量 四 侧隙的保证 c 齿厚上偏差Ess的确定 K是齿轮加工和安装误差对侧隙减少的影响 fa 中心距极限偏差 由表6 43取 n 20 时 fpb 基节极限偏差 由表6 40取 2 侧隙的评定指标 齿厚偏差 Es 四 侧隙的保证 d 齿厚公差Ts的计算 Fr是齿圈径向跳动公差 由表6 35取得 br是切齿径向进刀公差 由表6 32取得 按分度圆直径查表 e 齿厚下偏差Esi的计算 Esi Ess Ts将计算结果除以该齿轮的fpt 再按表6 44选取齿厚下偏差的代号 并确定下偏差的设计值 2 侧隙的评定指标 齿厚偏差 Es 四 侧隙的保证 f 齿厚的测量 由于弧齿厚比较困难 通常都是测量弦齿厚 并计算弦齿厚偏差以代替分度圆弧齿厚偏差 测量齿厚时 多以齿顶圆作为测量基准 因此 齿顶圆直径偏差对其基准轴线的径向圆跳动均会给测量结果带来较大的影响 故控制齿厚偏差来保证侧隙只适宜于精度较低或模数较大的齿轮 2 侧隙的评定指标 2 公法线平均长度偏差 Ews 四 侧隙的保证 对于中 小模数齿轮 在成批生产中 可用公法线长度偏差代替齿厚偏差评定侧隙 由于运动偏心的影响 齿轮各公法线长度不相等 为排除其影响 故取公法线长度平均值的偏差评定侧隙 公法线长度W的公称值 K是跨齿数 k z 9 0 5 并圆整 Inva是渐开线函数 inv20 0 014904 测量公法线长度不以齿顶圆作基准 其测量结果不受齿顶圆直径偏差和径向跳动的影响 故测量精度较高 2 侧隙的评定指标 外齿轮公法线平均长度极限偏差与齿厚极限偏差的换算关系如下 四 侧隙的保证 内齿轮公法线平均长度极限偏差与齿厚极限偏差的换算关系如下 2 公法线平均长度偏差 Ews 公法线平均长度偏差 Ews与公法线长度变动 Fw Ews与齿厚有关 为了保证合理的侧隙 齿厚必须减薄 所以 Ews常为负值 Fw是齿轮一周上各不同部位公法线长度的差异 它由e运引起的 通常呈正弦规律变化 影响齿轮的传动准确性 四 齿轮副误差的评定指标 1 齿轮副的评定指标为了考核齿轮副的性能 对齿轮副的精度和侧隙按下列四个测量项目进行评定 齿轮副的切向综合误差 Fic 齿轮副的一齿切向综合误差 fic 齿轮副的接触斑点齿轮副的侧隙 评定齿轮副的传递运动准确性 评定齿轮副的传动平稳性 评定齿轮副的载荷分布均匀性 评定齿轮副的侧隙 1 齿轮副的评定指标 1 齿轮副的切向综合误差 Fic 四 齿轮副误差的评定指标 定义 Fic 是指装配好的齿轮副 在啮合转动足够多的转数内 一个齿轮相对于另一个齿轮的实际转角与公称转角之差的最大幅值 用于评定齿轮副的传递运动准确性 2 齿轮副的一齿切向综合误差 fic 定义指装配好的齿轮副 在啮合转动足够多的转数内 一个齿轮相对于另一个齿轮的一个齿距的实际转角与公称转角之差的最大幅值 用于评定齿轮副的传动平稳性 1 齿轮副的评定指标 3 齿轮副的接触斑点 四 齿轮副误差的评定指标 定义指安装好的齿轮副 在轻微制动下运转后 齿面上分布的接触擦亮痕迹 沿齿长方向 b c b 100 沿齿高方向 h h 100 轻微制动 既不使轮齿脱离 又不使轮齿和传动装置发生较大的变形的制动力 能综合反映齿轮加工中的齿向 齿形误差和安装中轴线的平行度误差对齿面载荷分布均匀性的影响 1 齿轮副的评定指标 齿轮副的侧隙分法向侧隙jn和圆周侧隙jt 四 齿轮副误差的评定指标 4 齿轮副的侧隙 法向侧隙jn指装配好的齿轮副 当工作齿面接触时 非工作齿面之间的最小距离 用塞尺测量 圆周侧隙jt指装配好的齿轮副 当一个齿轮固定时 另一个齿轮的圆周晃动量 以分度圆弧长计值 用指示表测量 2 齿轮副的安装误差 1 轴线的平行度误差 fx和 fy 四 齿轮副误差的评定指标 fx 一对齿轮的轴线在其基准平面上投影的平行度误差 fy 一对齿轮的轴线 在垂直于基准平面且平行于基准轴线的平面上投影的平行度误差 主要来自箱体孔的位置误差 2 齿轮副中心距偏差 fa 影响齿面的正常接触 使载荷分布不均匀 主要影响齿轮工作时的侧隙 五 渐开线圆柱齿轮精度标准 GB10095 88 渐开线圆柱齿轮精度 1 精度等级的规定齿轮及