孔令晓版第八章圆柱齿轮公差与检测.ppt

精度与测量,中国农业大学刘景云,2020年5月21日,第八章,圆柱齿轮公差与检测,圆柱齿轮传动的互换性,第八章,第一节概述,第二节齿轮的评定指标及检测,第三节渐开线圆柱齿轮的精度标准,第一节概述,圆柱齿轮传动的互换性,第八章,齿轮传动是机械传动中的一个重要组成部分，它起着传递动力和运动的作用。在机械制造业中，广泛地采用齿轮传动。齿轮传动机构是指组成这种传动装置的齿轮副、轴、轴承和箱体等零件的总和。要使齿轮传动具有互换性，除了根据齿轮在机器中的作用而确定齿数、模数和压力角以外，还要确定齿轮本身的制造精度以及安装精度。,概述,齿轮的几何形状复杂，影响互换性的几何参数较多，使用条件也各有不同。使用要求归纳起来主要有下列四个方面：1传递运动的准确性2传动的平稳性3载荷分布的均匀性4齿轮副侧隙,概述,1传递运动的准确性要求齿轮在一转范围内，最大的回转角误差在一定范围内，以保证每转为周期的传动速比恒定。从几何参数上来讲，主要是控制轮齿的分度要准确。,概述,概述,2传动的平稳性要求齿轮在一个齿距角范围内的转角误差限制在一定范围内，以保证每齿为周期的传动速比变化小，避免产生过大的动载荷，使振动与噪声尽量可能小。在几何参数方面主要是控制实际齿形要符合设计齿形。,概述,3载荷分布的均匀性要求齿面接触良好，接触面积尽可能大，以避免动载荷大时，齿面应力集中，引起早期点蚀、折断而降低使用寿命。在几何参数方面主要是控制齿向及齿轮箱体孔轴线的平行度误差。,概述,4适当的齿侧间隙要求齿轮工作齿面接触时，非工作齿面间应有一定的间隙。侧隙对贮存润滑油、补偿齿轮传动受力后的弹性变形及热膨胀，以及补偿齿轮及其传动装置的加工误差和安装误差均是必要的。否则，齿轮传动过程中可能出现烧伤或卡死。对于需要反转的齿轮传动装置，侧隙又不能太大，否则回程误差及冲击较大。在几何要素方面主要是通过控制齿厚和齿轮箱体孔中心距偏差来限制齿轮副侧隙。,概述,齿轮在不同的工作条件下，对上述四方面的要求是有所不同的。例如：在精密传动或跟踪系统的分度传动中，保证传动的准确性是基本的；高速传动齿轮保证传动平稳性是基本的；低速重载齿轮传动保证载荷分布的均匀性是基本的；对有回程误差要求的齿轮传动，保证传递运动准确性和合适的侧隙是基本的。,第二节齿轮的评定指标及检测,圆柱齿轮传动的互换性,第八章,一、传递运动的准确性评定指标及检测,在齿轮传动中影响传递运动准确性的误差，主要是齿轮的长周期误差，表现在齿轮一周范围内轮齿分度不均匀。共有以下四项误差：,齿轮评定指标及检测,运动的准确性,1、切向综合总偏差,2、齿距累积总偏差,4、径向综合总偏差,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，在被测齿轮一转内，它的实际转角与公称转角之差的总幅值，以分度圆弧长计值。,切向综合误差是在单啮仪上进行测量的，仅限于评定高精度的齿轮(35级)。,齿轮评定指标及检测,运动的准确性,2、齿距累积总偏差,齿距累积总偏差是指在分度圆上(国标规定允许在齿高中部测量)任意两个同侧齿面间的实际弧长与公称弧长的最大差值。,齿轮评定指标及检测,运动的准确性,3、齿圈径向跳动,齿圈径向跳动是指在齿轮一转范围内，测头在齿槽内，于齿高中部双面接触，测头相对于齿轮轴线的最大变动量。它是反映几何偏心所引起的径向误差。,齿轮评定指标及检测,运动的准确性,4、径向综合总偏差,径向综合总偏差是指被测齿轮与理想精确的测量齿轮双面啮合时，在被测齿轮一转内的双啮中心距的最大变动量。,齿轮评定指标及检测,运动的准确性,二、传动的平稳性评定指标及检测,影响齿轮传动平稳性的误差主要是短周期误差，共有以下五项误差：,1、一齿切向综合偏差,2、一齿径向综合偏差,5、基圆齿距偏差,4、单个齿距偏差,齿轮评定指标及检测,传动的平稳性,一齿切向综合偏差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的实际转角与公称转角之差的最大幅度值。在切向综合误差记录曲线上，小波纹中幅值最大的那一段所代表的误差，其波长常常为一个齿距角，以分度圆弧长计值。,1、一齿切向综合偏差,齿轮评定指标及检测,传动的平稳性,一齿径向综合偏差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的双啮中心距的最大变动量。在径向综合误差记录曲线上小波纹的最大幅值。其波长常为一齿距角。,2、一齿径向综合偏差,齿轮评定指标及检测,传动的平稳性,3、齿廓偏差,齿廓总偏差,齿廓形状偏差,齿廓倾斜偏差,齿轮评定指标及检测,传动的平稳性,4、单个齿距偏差,单个齿距偏差是指在分度圆上(允许在齿高中部测量)，实际齿距与公称齿距之差。公称齿距是指所有实际齿距的平均值。,齿轮评定指标及检测,传动的平稳性,5、基圆齿距偏差,基圆齿距偏差是指实际基圆齿距与公称基圆齿距之差。,齿轮评定指标及检测,传动的平稳性,三、载荷分布均匀性评定指标及检测,从评定齿轮承载能力大小来看，一般对接触线长度的要求高于对接触高度的要求。共有以下二项误差。,1、螺旋线偏差,2、轮齿接触斑点,齿轮评定指标及检测,载荷分布均匀性,3、侧隙最小法向侧隙jbnmin,四、侧隙评定指标及检测,在齿轮的加工误差中，影响齿轮副侧隙的误差，主要是齿厚偏差和公法线平均长度偏差。,1、齿厚偏差,2、公法线长度,齿轮评定指标及检测,侧隙,第三节渐开线圆柱齿轮的精度标准,圆柱齿轮传动的互换性,第八章,GB/T10095.1-2008圆柱齿轮精度制第1部分轮齿同侧齿面偏差的定义和允许值、GB/T10095.2-2008圆柱齿轮精度制第2部分径向综合偏差与径向跳动的定义和允许值国家标准。基本齿廓按GB/T1356-2001通用机械和重型机械用圆柱齿轮标准基本齿条齿廓的规定。,齿轮的精度标准,一、精度等级,国家标准GB/T10095.1-2008对渐开线圆柱齿轮规定了13个精度等级、精度由高向到低依次为0、1、2、12级。5级精度是各级精度的基础级。02级是为了发展前景而规定的。35级为高精度齿轮；68级为中等精度齿轮；912级为低精度齿轮。齿轮副中两个齿轮的精度等级一般是取为相同的，也允许取为不同等级的。,齿轮的精度标准,精度等级,二、齿轮精度等级的选择,齿轮的精度等级的选择应根据齿轮的用途、使用要求、传递功率、圆周速度以及其他技术要求而定，同时要考虑加工工艺与经济性。在满足使用要求的前提下，应尽量选择较低精度的公差等级。对齿轮工作和非工作齿面可规定不同的精度等级，或对于不同的偏差可规定不同的精度等级，也可仅对工作齿面规定要求的精度等级。精度等级的选择方法有计算法和类比法。齿轮精度等级的选择可参考表9-2、9-3。,齿轮的精度标准,精度等级的选择,三、评定参数的公差值与极限偏差的确定,GB/T10095-2008规定，各评定参数允许值是以5级精度规定的公式乘以级间公比计算出来的。,齿轮的精度标准,公差值与偏差的确定,四、齿轮侧隙指标公差值的确定,设计时选取的齿轮副的最小侧隙，必须满足正常储存润滑油、补偿齿轮和箱体温升引起的变形的需要。齿轮副侧隙分为圆周侧隙和法向侧隙。圆周侧隙便于测量，但法向侧隙是基本的，因为它可与法向齿厚、公法线长度、油膜厚度等建立函数关系，因此齿轮副侧隙应根据工作条件，用最小法向侧隙来加以控制。工作实际中最小法向侧隙入可以用计算法和查表法决定。,齿轮的精度标准,侧隙公差值确定,四、齿轮侧隙指标公差值的确定,GB/Tl0095-2008采用了“基中心距制”，在固定中心距极限偏差的情况下，通过改变齿厚偏差而获得不同的最小侧隙。侧隙的大小主要取决于齿厚。,齿轮的精度标准,侧隙公差值确定,五、检验项目的选择,按齿轮各项误差对传动的主要影响。,齿轮的精度标准,检验项目,六、齿轮精度的标注,齿轮的精度标准,齿轮精度的标注,8GB/T10095.1-2008或8GB/