互换性与技术测量第十章渐开线圆柱齿轮精度及检验3

1、1 10.3 10.3 圆柱齿轮精度设计圆柱齿轮精度设计 设计设计 内容内容 (1) 精度等级及其评定参数 (2) jbnmin及其控制 (3) 齿坯精度 (4) 齿轮副精度 2 (2) 根据使用要求和工作条件( 线速度v、功 率、工作持续时间 和寿命等 )。 10.3.1 齿轮精度等级的选用齿轮精度等级的选用 1. 选用依据 (1) 根据齿轮用途(分度、变速、传递转矩等) 通常运动精度不能低过平稳性平稳性精度2级和 高过1级，接触精度不能低于平稳性平稳性精度。 首先确定主要用途主要用途方面的精度等级，然 后按三项精度之间的关系确定其他使用方面 要求的精度等级。 运动精度、平稳性精度和接触精度

2、之间 的关系为： 3 2. 选用方法 (2) 计算法 (1) 类比法 类比法是按齿轮的用途和工作条件(v) 等进行对比选择。 从表10.4和表10.5中选出平稳性精度等级 （因为平稳性平稳性是三项精度中的核心核心）。 然后根据它们之间的关系确定运动精度和 接触精度。 精密传动齿轮：计算 高速齿轮：计算圆周速度 或噪音大小 重载齿轮：计算强度或计 算寿命 4 10.3.2 10.3.2 最小法向侧隙最小法向侧隙j jbnmin bnmin的计算及其控制 的计算及其控制 1. jbnmin的计算公式 此式应用条件： （1）齿轮和箱体为黑色黑色金属材料 ， （2）v 15 m / s 。 实际上是考

3、虑了温度温度变化和润滑润滑所需要的侧隙。 )mm(03. 00005. 006. 0 3 2 nminbn maj 也可直接查表10.6。 5 2008) 6 2. 齿厚上、下偏差的计算 齿轮传动同孔、轴配合一样，也有基准制问 题，即基齿厚制(h) 和基中心距制基中心距制 (H)。 式中： 为中心距极限偏差(表10.8) a f )(21pb2pb1bnffFFfffJ、 2 2 2 pt )/(34. 0276. 1 FbLf tan) 2cos -( bnbnmin snsa f Jj E (1) sns E的计算 式（10.5） 标准规定采用后者，即改变齿厚改变齿厚达到所需侧隙。 7 s

4、nisnssn EET br 为切齿径向进刀公差（表10.7）。 (2) sni E的计算 式中，表为齿轮径向跳动公差) 1 .10( r F tan2 22 sn rr bFT 8 3. 公法线长度上、下偏差的计算 故换算时应从齿厚中扣除Fr的影响。 bnssnsr cos0.72 sinEEF bnisnir cos0.72 sinEEF 对外齿轮 由 Esns、Esni Ebns、Ebni 由于齿坯安装偏心(e几) 产生的Fr， 齿厚尺寸，但不影响公法线长度。 换换 算算 成成 Fr 影影 响响 Ebn Esn Fr 9 10.3.3 齿轮副和齿坯精度齿轮副和齿坯精度 1. 齿轮副的精度

5、 (1) 中心距偏差 (2) 轴线平行度偏差 )( aa ff aaf aa ff和 )( ff和 图10.11 轴线平行度偏差 垂直平面上的垂直平面上的平平 行度偏差行度偏差 轴线平面上的轴轴线平面上的轴 线平行度偏差线平行度偏差 10 轴线平行度偏差允许值为： 轴线平面上的平行度最大推荐值轴线平面上的平行度最大推荐值 见式（见式（10.1010.10） F b L f)( 垂直平面上的平行度最大推荐值垂直平面上的平行度最大推荐值 见式（见式（10.1110.11） F b L ff)(5 . 05 . 0 式中 b 齿宽， L 箱体上的轴承跨距， F 螺旋线总公差。 11 （3）接触 斑点

6、 2008） 12 2. 齿坯精度(图10.13 图10.14 ) 是指在轮齿加工前供制造齿轮的工件制造齿轮的工件。 齿轮坯齿轮坯（简称齿坯齿坯）: 它对齿轮的 加工、检验和 安装精度都有 影响。 因此，控因此，控 制齿坯质量来制齿坯质量来 提高齿轮加工提高齿轮加工 精度是一项有精度是一项有 效的措施。效的措施。 图10.13 带孔齿轮的齿坯公差 13 (1) 孔和顶圆； 带孔齿轮的齿坯精度是指（图10.13）： (2) 径向Sr基准面； （3）轴向Si基准面。 Si Sr 图10.13 带孔齿轮的齿坯公差 14 齿轮轴的齿坯精度是指（图10.14）： (1) 轴颈和顶圆； (2) 径向Sr基

7、准面； （3）轴向Si基准面。 Sr Si 15 10.3.410.3.4齿轮精度设计示例齿轮精度设计示例 已知某机床主轴箱传动轴上的一对直齿 齿轮，z1=26, z2=56, m=2.75, b1=28, b2=24,内孔 D =30, n1=1650r/min，L=90, 齿轮、箱体材 料为黑色金属，单件小批生产。 并将设计的各项技术要求要求标注在齿 轮工作图上。 要求设计小齿轮精度， 16 解: (1) 确定齿轮精度等级 由题意可知，该齿轮为机床传动转速用， 由表10.4 精度等级为 38级。 计算齿轮的圆周速度： 601000 11 nd v 601000 11 nmz 601000

8、16502675. 2 ) s /m(2 . 6 17 根据 v = 6.2m/s ,直齿齿轮，查表10.5得 平稳性精度等级为 由于该齿轮的运动精度要求不高，传递动 力不大，故三项精度要求均取三项精度要求均取7级。级。 在图样上标注为： 7 级。 7 GB/T 10095.1 18 (2) 确定齿轮的必检参数及其允许值 0.038 0.0120.016 由由 d1=m z =2.7526= 71.5和和7级精度级精度， 查表10.1得 运动精度：运动精度：FP =(一般不需检验FPK) 平稳性精度：平稳性精度：fpt=F= 0.017（见下页）见下页）载荷分布均匀性：载荷分布均匀性：F= 2

9、008） 19 0.017 由 d1=m z =2.7526= 71.5、b1 = 28和精 度等级为7级，查表10.2得 载荷分布均匀性：F= 2008) 20 (3) 确定最小法向侧隙和齿厚的上、下偏差 由 式（10.2）： bnmin 2 (0.060.00050.03) 3 n jam 2 (0.06 0.0005 112.75 0.03 2.75)0.133 3 )( 2 )( 2 1 2121 zz m dda 75.112)5626( 2 75.2 计算最小法向侧隙 minbn j 21 Esns的计算 由 式（10.4） 得 2 2 2 pt bn)/(34. 0276. 1

10、FbLfJ 222 017. 0)28/90(34. 02012. 076. 1 = 0.036 tgf Jj E a ) 2cos -( bnbnmin sns 由 表10.8 得 0.027 fa = 22 ）代人式（ 将 5 .10 027. 0 ,036. 0 ,133. 0 bnminbn a f Jj 100. 0 )20tan027. 0 20cos2 036. 0133. 0 0 0 tan 2cos bnminbn snsa f Jj E 23 Esni 的计算 由表10.1 得 Fr= 由 表10.7 得 br = 由 式（10.7 ） = 0.074 (表3.2) IT9

11、 0.03 snsnssni TEE tan2 . 22 snrr bFT tan2 . 22 snrr bFT058. 020tan2 .074. 003. 0 022 snsnssni TEE158. 0058. 0100. 0 24 (4) 计算公法线的公称长度及其上、下偏差 WK 计算 由 式（10.17 ） 由 式（10.16） 297.21 26014. 05 . 03952. 275. 2 1 014. 05 . 0952. 2zkmWK 35 . 0 9 26 5 . 0 9 z k 25 计算计算 Ebns、Ebni 由 式（10.810.9） 则在图样上标注为则在图样上标注

12、为 sin72. 0cos snsbnsr FEE 101. 0 20sin03. 072. 020cos100. 0 00 sin72. 0cos snibnir FEE 142. 0 20sin03. 072. 020cos158. 0 00 297.21 K W 26 (5) 确定齿坯精度 内孔 尺寸公差由 表10.10 得 IT7 在图上的标注为在图上的标注为30H7E 27 由 式(10.1213) （取下面两式中小值两式中小值）得 内孔的圆柱度公差 FbLt/04. 0 002. 0 017. 028/9004. 0 0038. 0 038. 01 . 01 . 0 P Ft或 2

13、8 尺寸公差 由表10.10得 da = m(z1+2) = 2.75(26+2)= 77 顶圆顶圆 若顶圆为加工和测量基准时若顶圆为加工和测量基准时 在图上标注为 77 h8 IT8 29 由式（10.15） 得 也不需规定圆跳动和圆柱度公差。 顶圆的圆柱度公差圆柱度公差（同内孔同内孔） 0.30.038= 0.011 顶圆径向圆跳动圆跳动公差 t = 0.3FP = t=0.002 若顶圆不作基准时 其尺寸公差应取IT11(见表10.10)，但不 得大于0.1mn。 30 径向基准面Sr 由于齿顶圆作为加工和测量基准，因此，不 必另规定径向基准面。 轴向基准面Si 由式（10.14） 得轴

14、向跳动公差 FbDt d /2 . 0 008. 0017. 028/652 . 0 基准端面的直径。式中 d D 31 由 表10.11得 齿面表面粗糙度轮廓Ra的上限值为 表面粗糙度 1.25m。 或 Rz 的上限值为 8.0 m。 2008） 32 (6) 未注尺寸公差为f 级，未注几何公差为K级 (7) 上述各项公差要求的标注（ 见下页 图10.15 ） 内孔表面粗糙度轮廓Ra的上限值为 顶圆为端面为 其余为12.5m。 1.25m， 2.5m，3.2m， 由表10.12得 33 2.未注几何公差按未注几何公差按GB/T1184-K 34 图10.15 参数 螺旋线总偏差螺旋线总偏差 偏差偏差 偏差偏差 偏差偏差 35 本本 章章 重重 点点: 1.齿轮传动的四个使用要求及其概念；齿轮传动的四个使用