互换性与技术测量-第10章1

1 内容提要 第十章圆柱齿轮精度设计与检测 1 齿轮传动的四个使用要求及其概念 2 评定圆柱齿轮精度 侧隙的必检项目和必检参数的名称代号及其公差值 3 圆柱齿轮的精度等级和侧隙在图样上的标注方法 4 齿坯和齿坯精度的概念 5 齿轮副的评定参数的名称和代号 6 齿轮必检参数的检测方法 7 圆柱齿轮精度设计的内容和基本方法 2 第十章圆柱齿轮精度设计与检测 本章以渐开线圆柱齿轮的精度标准 GB T10095 1 2 2001和GB Z18620 1 4 2002 为例讲述其精度设计与检测的基本方法 10 1齿轮传动的使用要求 根据齿轮传动的作用 传递运动和传递动力 对其使用要求可归纳为四个方面 3 一 传递运动的准确性 运动精度 准确性是指齿轮在一转范围内速比的变化 其要尽量小 保证主 从动齿轮的运动协调一致 实际上是控制最大转角误差 由图10 1得 图10 1 的大小 4 二 传动的平稳性 平稳性精度 平稳性是指齿轮在转一齿范围内 瞬时传动比的变化 要求其尽量小 实际上是控制 由图10 1得 的大小 图10 1 5 三 载荷分布的均匀性 接触精度 载荷分布的均匀性是指齿轮啮合时 工作齿面要保持一定的接触面 从而避免应力集中 减少齿面磨损 提高齿面强度和寿命 图10 2 这一项要求可以用沿齿轮齿长和齿高方向上保证一定的接触区域来表示 6 四 齿侧间隙的合理性 齿侧间隙是指齿轮啮合时 非工作齿面之间的间隙 侧隙一般用法向侧隙jbn或圆周侧隙jwt评定 图10 3 jbn jwtcos 7 侧隙的作用 1 润滑 2 补偿齿轮的制造误差和安装误差 3 补偿热变形和弹性变形 对所有齿轮都有以上四项要求 但对不同用途的齿轮 其精度高低要求不同 侧隙大小也不一样 8 10 2评定齿轮精度的偏差项目及其允许值 一 评定齿轮精度的必检偏差项目 9 1 齿距累积总偏差 FP 总公差FP 定义 齿轮同侧齿面任意弧段 k 1 z 内的最大齿距累积偏差 若 FP FP则为合格 即 FP La L max 转 FPmax FPmin 1 传递运动准确性的必检参数 齿距累计总偏差可反映齿轮转一转过程中 传动比的变化 因此它影响齿轮传动运动的准确性 10 图10 4 齿距累积总偏差表现为齿距累积偏差曲线的总幅值 11 2 齿距累积偏差 FPk 极限偏差 FPk FPk实际上称k个齿距累积偏差较确切 定义 齿轮同侧齿面任意k个齿距的Lka与Lk的代数差 即 式中k 2 z 8 一般取k z 8 取齿轮的 FPk 中最大的那个 FPk作为评定值 若 FPk FPk FPk则为合格 FPk Lka Lk 12 图10 4 齿距累积偏差理论上等于k个齿距的各单个齿距偏差的代数和 13 作用 控制齿轮圆周上局部的齿距累积偏差 同 FP一样是反映运动精度 14 2 传动平稳性的必检参数 1 单个齿距偏差 fPt fPt 在齿轮端平面上 接近齿高中部的一个与齿轮同心的圆上 实际齿距与公称齿距的代数差 即 定义 fPt Pta Pt 15 图10 4 16 2 齿廓总偏差 F 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 定义 一般情况要在轮齿圆周均布三个或更多轮齿的左 右齿面的齿廓上测量 其中 F max F 为合格 17 3 载荷分布均匀性的必检参数 载荷分布均匀性应在齿宽和齿高方向上检测 齿宽方向是螺旋线总偏差 在齿高方向是平稳性的检验参数 fPt和 F 螺旋线总偏差 F F 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 图中L 为计值范围 齿宽两端各减去b 5 和1 mn两者中较小的数值 图10 6 18 4 齿轮侧隙的必检参数 1 齿厚偏差 Esn Esns Esni 定义 若 Esni Esn Esns 则齿轮侧隙合格 Esn应用于大模数齿轮侧隙的评定 图10 10 Esn Sna Sn Esns Sns Sn Esni Sni Sn 在分度圆柱面上 实际齿厚与公称齿厚之差 19 2 公法线长度偏差 Ebn Ebns Ebni Ebn Wka Wk式中k z 9 0 5 取整数 若Ebni Ebn Ebns 则侧隙合格 Ebn应用于中小模数齿轮的侧隙评定 图10 22 公法线长度是指齿轮上几个轮齿的两端异向齿廓间所包含的一段基圆圆弧 即该两端异向齿廓间基圆切线线段的长度 是指实际公法线长度与公称公法线长度之差 20 小结 必检偏差项目为齿距偏差 齿廓偏差 螺旋线偏差 齿厚偏差或公法线长度偏差 与四项使用要求没有一一对应关系 齿轮的误差 偏差都称偏差 为了能从符号上区分偏差与公差 极限偏差 在符号前加 的为偏差 小写字母加上相应的脚标为单项要素测得的偏差 大写字母加上相应的脚标为若干个单项要素组成 累积 或 总 的偏差 21 例10 1已知m 5 z 8 20 的圆柱直齿轮 精度为8 Fp Fpk 7fPtGB T10095 1 用齿距仪相对法 测量方法见P214图10 18 测得数据为 0 3 2 3 5 2 3 2 m 计算该齿轮的 FP fPt和 FPk k 3 的偏差值 22 解 FP fPt和 FPk k 3 列表计算如下 23 由P201表10 1可得 单个齿距偏差 fP