机械精度设计与检测基础第10章1圆柱齿轮精度设计与检测

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/T10095.1.22001和GB/Z18620.1.42002）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。,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传动比的变化，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,=|(a)|max/转的大小。,3,由P186图10.1得,二、传动的平稳性（平稳性精度）,平稳性是指齿轮在转动中瞬时传动比的变化，要求其尽量小，,由图10.1得,三、载荷分布的均匀性（接触精度）,图10.1,=7,=|(a)|max/齿距的大小。,=3,实际上是控制,4,载荷分布的均匀性是指齿轮啮合时，工作齿面上接触面的大小。,见图10.2,四、齿轮侧隙的合理性,侧隙是指齿轮啮合时，非工作齿面之间的间隙。,见P187图10.3,侧隙一般用法向侧隙jbn或圆周侧隙jwt评定。,图10.2,图10.3,jbn=jwtcos,5,10.2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,标准规定评定齿轮精度的必检偏差项目为,(1)齿距偏差,(2)齿廓偏差,(3)螺旋线偏差,评定齿侧间隙的必检偏差项目为,或公法线长度偏差。,齿厚偏差,1.传递运动准确性的必检参数,侧隙的作用：,(1)润滑,(2)补偿热变形和弹性变形,(3)补偿误差。,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。,6,图10.4,(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=1z）内的最大齿距累积偏差FP。,见P188图10.4,若FPFP则为合格。,即FP=|(LaL)|max/转=FPmaxFPmin,7,(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=2z/8，一般取k=z/8,取齿轮的|FPk|中最大的那个FPk作为评定值，,应用场合,(1)z多的大齿轮,(2)转速很高的较高精度的齿轮,(3)扇形齿轮,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。,若FPkFPk+FPk则为合格。,FPk=LkaLk=,8,2.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fPt=PtaPt,作用：,(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。,A：齿顶倒棱或倒圆的起始点。,F：齿根圆或挖根的起始点。,E：与配对齿轮有效啮合的终止点。,G：从E延伸到A，AE展开长度92%的终止点。,平稳性,定义：,定义：,9,一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FmaxF为合格。,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)：在计值范围内，端面基圆切线方向上的实际螺旋线对设计螺旋线的偏离量。,见P190图10.6，图中L为计值范围：齿宽两端各减去b5%和1mn两者中较小的数值。,图10.6,10,4.齿轮侧隙的必检参数,(1)齿厚偏差Esn(Esns、Esni)见P198图10.10,定义：,若：EsniEsnEsns，则齿轮侧隙合格。,Esn应用于大模数齿轮侧隙的评定。,(2)公法线长度偏差Ebn(Ebns、Ebni),Ebn=WKaWK式中K=z/9+0.5（取整数）,若EbniEbnEbns，则侧隙合格。,Ebn应用于中小模数齿轮的侧隙评定。,图10.10,图10.22,Esn=SnaSn,Esns=SnsSn,Esni=SniSn,11,小结：,必检偏差项目为齿距偏差、齿廓偏差、螺旋线偏差和齿厚偏差（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。,12,例10.1已知m5，z8，=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P207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。,解：,FP、fPt和FPk（k=3）列表计算如下,13,由表可得：,