《圆柱齿轮公差》ppt课件

1、 第十章 圆柱齿轮公差与检测1 齿轮传动的运用要求齿轮传动的运用要求2 影响齿轮运用要求的主要误差影响齿轮运用要求的主要误差3 齿轮的强迫性检测精度目的、侧隙目的及其检测齿轮的强迫性检测精度目的、侧隙目的及其检测4 评定齿轮精度时可采用的非强迫性检测精度目的及评定齿轮精度时可采用的非强迫性检测精度目的及 其检测其检测5 齿轮精度目的的公差偏向允许值及其精度等级齿轮精度目的的公差偏向允许值及其精度等级 与齿轮坯公差与齿轮坯公差6 齿轮副中心距极限偏向和轴线平行度公差齿轮副中心距极限偏向和轴线平行度公差7 圆柱齿轮精度设计例如圆柱齿轮精度设计例如1 齿轮传动的运用要求齿轮传动的运用要求 一、齿轮传

2、送运动的准确性一、齿轮传送运动的准确性 齿轮在一转范围内传动比变化应尽量小，齿轮在一转范围内传动比变化应尽量小，以保证主、从以保证主、从动轮的运动协调。引起传送运动不协调的传动轮的运动协调。引起传送运动不协调的传动比最大变化动比最大变化量以齿轮一转为周期。量以齿轮一转为周期。 图图10-1 图10-2 二、齿轮的传动平稳性二、齿轮的传动平稳性 齿轮回转过程中瞬时传动比变化应尽量小，以减少撞击、齿轮回转过程中瞬时传动比变化应尽量小，以减少撞击、振动和噪声。瞬时传动比的变化是由频繁出现的齿轮每个齿距振动和噪声。瞬时传动比的变化是由频繁出现的齿轮每个齿距角范围内的单齿误差引起的，影响齿轮传动平稳性。

3、角范围内的单齿误差引起的，影响齿轮传动平稳性。 三、轮齿载荷分布的均匀性三、轮齿载荷分布的均匀性 齿轮义务时其义务齿面应接触良好，防止载荷集中于部分齿轮义务时其义务齿面应接触良好，防止载荷集中于部分齿面，以获得较大的承载才干和较长的寿命。齿面，以获得较大的承载才干和较长的寿命。 四、侧隙四、侧隙 齿轮传动安装装配后，主、从动齿轮义务齿面接触啮合时，齿轮传动安装装配后，主、从动齿轮义务齿面接触啮合时，相邻的两个非义务齿面之间构成的侧隙图相邻的两个非义务齿面之间构成的侧隙图10-34应适当，用应适当，用以储存光滑油和补偿热变形、弹性变形。以储存光滑油和补偿热变形、弹性变形。 图图10-342 影响

4、齿轮运用要求的主要误差影响齿轮运用要求的主要误差 以滚齿为例来分析。以滚齿为例来分析。 一、影响齿轮传送运动准确性的主要误差一、影响齿轮传送运动准确性的主要误差 影响齿轮传送运动准确性的误差，是齿轮齿距分布不影响齿轮传送运动准确性的误差，是齿轮齿距分布不均匀而产生的以齿轮一转为周期的误差，来源于齿轮几均匀而产生的以齿轮一转为周期的误差，来源于齿轮几何偏心何偏心e1和运动偏心和运动偏心e2 。两者综合产生齿距累积总偏向。两者综合产生齿距累积总偏向。 1. 齿轮几何偏心齿轮几何偏心 几何偏心几何偏心e1 是指齿轮坯基准孔轴线与机床义务台上的是指齿轮坯基准孔轴线与机床义务台上的心轴的轴线的偏心图心轴

5、的轴线的偏心图10-4。切齿时以心轴轴线为圆。切齿时以心轴轴线为圆心的圆上齿距分布均匀，由于心的圆上齿距分布均匀，由于e1 ，义务时以齿轮基准轴线，义务时以齿轮基准轴线为圆心的圆上齿距分布不均匀图为圆心的圆上齿距分布不均匀图10-5 。 图图10-4 图10-5 2. 齿轮运动偏心齿轮运动偏心 运动偏心运动偏心e2是指机床分度蜗轮几何偏心是指机床分度蜗轮几何偏心e1y复映复映到被切齿到被切齿轮上的误差图轮上的误差图10-6，因此使以齿轮基准轴线为，因此使以齿轮基准轴线为圆心的圆圆心的圆上齿距分布不均匀图上齿距分布不均匀图10-7。 图图10-6 2. 齿轮运动偏心齿轮运动偏心 运动偏心运动偏心

6、e2是指机床分度蜗轮几何偏心是指机床分度蜗轮几何偏心e1y复映复映到被切齿到被切齿轮上的误差图轮上的误差图10-6，因此使以齿轮基准轴线为，因此使以齿轮基准轴线为圆心的圆圆心的圆上齿距分布不均匀图上齿距分布不均匀图10-7。 图图10-7 二、影响齿轮传动平稳性的主要二、影响齿轮传动平稳性的主要误差误差 影响齿轮传送运动准确性的误差，是齿轮各个实际齿距影响齿轮传送运动准确性的误差，是齿轮各个实际齿距不相等单个齿距偏向和各个齿廓的外形误差齿廓偏不相等单个齿距偏向和各个齿廓的外形误差齿廓偏差，来源于上一节所述引起齿轮齿距分布不均匀的加工差，来源于上一节所述引起齿轮齿距分布不均匀的加工误差及齿轮刀具

7、和机床分度蜗杆的制造误差和安装误差。误差及齿轮刀具和机床分度蜗杆的制造误差和安装误差。 三、影响轮齿载荷分布均匀性的主要误差三、影响轮齿载荷分布均匀性的主要误差 齿轮啮合时使齿面接触不均匀的误差，在齿宽方向上是齿轮啮合时使齿面接触不均匀的误差，在齿宽方向上是齿向误差直齿轮的轮齿方向不平行于齿轮基准轴线或齿向误差直齿轮的轮齿方向不平行于齿轮基准轴线或螺旋线偏向，在齿高方向上是齿廓外形误差。螺旋线偏向，在齿高方向上是齿廓外形误差。 前者来源于机床刀架导轨倾斜和齿轮坯端面的轴向跳动前者来源于机床刀架导轨倾斜和齿轮坯端面的轴向跳动图图10-8、图、图10-9、图、图10-10，后者来源于第二节所述的，

8、后者来源于第二节所述的要素。要素。 图10-8 图10-9 图10-10 四、影响侧隙的主要误差 齿轮上影响侧隙大小和侧隙不均匀的误差是齿轮的齿厚偏向和齿厚变动量，它们分别来源于切齿时的上刀深度和几何偏心。3 齿轮的强迫性检测精度目的、侧齿轮的强迫性检测精度目的、侧 隙目的及其检测隙目的及其检测 一、齿轮传送运动准确性的强迫性检测精度一、齿轮传送运动准确性的强迫性检测精度 目的目的齿轮齿距累积总偏向齿轮齿距累积总偏向FP FP 是指在齿轮端平面，在接近齿高中部是指在齿轮端平面，在接近齿高中部的一个与齿轮基的一个与齿轮基准轴线同心的圆上，恣意两个同侧齿面间的实准轴线同心的圆上，恣意两个同侧齿面间

9、的实际弧长与实践际弧长与实践弧长的代数差中的最大绝对值图弧长的代数差中的最大绝对值图10-11。 合格条件：合格条件： FP FP 偏向允许值，公偏向允许值，公差。差。 图图10-11a b 二、齿轮传动平稳性的强迫性检测精度目二、齿轮传动平稳性的强迫性检测精度目的的 1. 齿轮单个齿距偏向齿轮单个齿距偏向fPt fPt是指在齿轮端平面上，在接近齿高中是指在齿轮端平面上，在接近齿高中部的一个与齿部的一个与齿轮基准轴线同心的圆上，实际齿距与实践齿轮基准轴线同心的圆上，实际齿距与实践齿距的代数差距的代数差图图10-12，合格条件是各个均应在极限偏，合格条件是各个均应在极限偏向向fPt 范围范围内。

10、内。 fP t fPt + fP t 图图10-12 2. 齿廓总偏向齿廓总偏向F F是指包容实际齿廓义务部分且间隔为最小是指包容实际齿廓义务部分且间隔为最小的两条的两条设计齿廓实践齿廓之间的法向间隔图设计齿廓实践齿廓之间的法向间隔图10-15。 合格条件：合格条件： F F齿廓总偏向允许值，齿廓总偏向允许值，公差。公差。 图图10-15三、轮齿载荷分布均匀性的强迫性检测精三、轮齿载荷分布均匀性的强迫性检测精 度目的度目的在齿宽方向在齿宽方向 齿轮螺旋线总偏向齿轮螺旋线总偏向F 对于直齿轮，其设计螺旋线实践螺旋对于直齿轮，其设计螺旋线实践螺旋线是一条平线是一条平行于齿轮基准轴线的平行线，行于齿

11、轮基准轴线的平行线，F是指在是指在齿宽义务部分齿宽义务部分范围内包容实际螺旋线实际齿向线且范围内包容实际螺旋线实际齿向线且间隔为最小的间隔为最小的两条设计螺旋线之间的法向间隔图两条设计螺旋线之间的法向间隔图10-18。 合格条件：合格条件： F F 偏向允许值，偏向允许值，公差。公差。在齿高方向在齿高方向 齿轮传动平稳性的精度评齿轮传动平稳性的精度评定目的定目的 图图10-18 四、评定齿轮齿厚减薄量用的侧隙目的四、评定齿轮齿厚减薄量用的侧隙目的 1齿厚偏向齿厚偏向Esn 对于直齿轮，对于直齿轮，Esn 是指在分度圆柱面是指在分度圆柱面上，实际齿厚上，实际齿厚与公称齿厚之差图与公称齿厚之差图1

12、0-21；对于斜齿；对于斜齿轮，指法向实轮，指法向实际齿厚与公称齿厚之差。际齿厚与公称齿厚之差。 直齿轮分度圆上的公称弦齿厚直齿轮分度圆上的公称弦齿厚snc与公与公称弦齿高称弦齿高hc的计算公式图的计算公式图10-22： snc=mz sin hc=ra0.5mz cos 图图10-21 图图10-22 2. 公法线长度偏向公法线长度偏向Ew Ew 是指实际公法线长度是指实际公法线长度Wk 与公称公法线长与公称公法线长度度W，Wn之差图之差图10-23。 图图10-23直齿轮的公称公法线长度W和跨齿数k的计算公式： 对于规范齿轮 x=0，=20 k=z/9+0.5 W=m cosk-0.5+z

13、inv斜齿轮的公称公法线长度Wn和跨齿数k以及端面 压力角t和假想齿数 z 的计算公式： 在法向丈量，斜齿规范齿轮 x n=0，n=20 tant =tann /tan z =zinvt /invn k= z /9+0.5 W n=m n cosnk-0.5+zinvt小结：进展圆柱齿轮精度设计时，为了其三项精度和小结：进展圆柱齿轮精度设计时，为了其三项精度和适当的侧隙需求，普通标注以下的公差和极限偏适当的侧隙需求，普通标注以下的公差和极限偏向：向： 齿轮齿距累积总偏向齿轮齿距累积总偏向 FP的允许值的允许值FP 齿轮单个齿距偏向齿轮单个齿距偏向fPt的允许值极限偏向的允许值极限偏向fPt 齿

14、轮齿廓总偏向齿轮齿廓总偏向F的允许值的允许值F 齿轮螺旋旋线总偏向齿轮螺旋旋线总偏向F的允许值的允许值F 齿轮跨齿数齿轮跨齿数k ，公称公法线长度及其上、下偏向，公称公法线长度及其上、下偏向 齿轮公称弦齿高齿轮公称弦齿高hc和公称弦齿厚和公称弦齿厚snc及其上、下偏向及其上、下偏向wswiEEWsnssniEEncS4 评定齿轮精度时可采用的非强迫评定齿轮精度时可采用的非强迫 性检测精度目的性检测精度目的 在加工一批齿轮经检测合格后，在工艺条件不变的情况在加工一批齿轮经检测合格后，在工艺条件不变的情况下，继续加工时，可以采用以下的精度目的。下，继续加工时，可以采用以下的精度目的。 一、齿轮径向

15、跳动一、齿轮径向跳动Fr Fr 是指将量仪指示表测头相继放入被测齿轮的每个齿是指将量仪指示表测头相继放入被测齿轮的每个齿槽内，当接于齿高中部的位置与左、右齿面接触时，从这槽内，当接于齿高中部的位置与左、右齿面接触时，从这测头到该齿轮基准轴线的最大与最小间隔之差图测头到该齿轮基准轴线的最大与最小间隔之差图10-26。 Fr 可用来评定齿轮传送运动准确性的精度。可用来评定齿轮传送运动准确性的精度。 合格条件：合格条件： Fr F r Fr 的允许值，公差。的允许值，公差。 图图10-26 二、径向综合总偏向和一齿径向综合偏向二、径向综合总偏向和一齿径向综合偏向 用双啮仪及其指示表丈量两齿轮被测用双

16、啮仪及其指示表丈量两齿轮被测齿轮与丈量齿轮齿轮与丈量齿轮双面啮合时双啮中心距双面啮合时双啮中心距a的变动量的变动量a图图10-29。 1. 径向综合总偏向径向综合总偏向Fi 在被测齿轮一转范围内，双啮中心距在被测齿轮一转范围内，双啮中心距a的最大值与最的最大值与最小值之差图小值之差图10-28。 合格条件：合格条件：Fi Fi Fi 的允许值，的允许值，公差。公差。 2. 一齿径向综合偏向一齿径向综合偏向fi 在被测齿轮一齿在被测齿轮一齿360/z范围内，双范围内，双啮中心距啮中心距a的的最大值与最小值之差图最大值与最小值之差图10-28，取各个，取各个fi中的最大中的最大值值fimax作为评

17、定值。作为评定值。 合格条件：合格条件： fimax fi fi 的允许的允许值，公差。值，公差。 图图10-29 Fi可用来评定齿轮传送运动准确性的精度。可用来评定齿轮传送运动准确性的精度。 fi可用来评定齿轮传动平稳性的精度。可用来评定齿轮传动平稳性的精度。 图图10-28 5 齿轮的精度等级与齿轮坯公差齿轮的精度等级与齿轮坯公差 一、齿轮的精度等级及其标注一、齿轮的精度等级及其标注 1. 齿轮的精度等级齿轮的精度等级 Fp、fpt、F、F、Fr 的精度等级的精度等级各分各分0、1、2、3、12十三级。十三级。Fi、fi的精度等级各分的精度等级各分4、5、6、 、12九级。九级。 02级：

18、远景开展；级：远景开展；35级：高精级：高精度；度；69级：中等精级：中等精度；度；1012级：低精度。级：低精度。2. 精度等级的标注精度等级的标注当齿轮的三项精度要求为同一级例如当齿轮的三项精度要求为同一级例如7级时级时的标注的标注 7 GB/T 10095.12021当齿轮的三项精度要求不一样时例如当齿轮的三项精度要求不一样时例如Fpt、fpt、F 为为8级，级，F 7级的标注级的标注 887 GB/T 10095.12021二、齿轮坯公差二、齿轮坯公差1. 盘形齿轮的齿轮坯公差图盘形齿轮的齿轮坯公差图10-30，附表，附表10-5基准孔基准孔 直径尺寸公差直径尺寸公差基准端面基准端面

19、轴向圆跳动公差轴向圆跳动公差 tt=0.2Dd /bF齿顶圆柱面齿顶圆柱面 直径尺寸公差，径向圆跳动公差直径尺寸公差，径向圆跳动公差tr=0.3Fp 图图10-30 2. 齿轮轴的齿轮坯公差图10-31 ，附表10-5 两个轴颈 直径尺寸公差：通常按相配滚动轴承的要求确定。 分别对齿轮基准轴线的径向圆跳动公差： tr=0.3Fp 。齿顶圆柱面 直径尺寸公差。 作为丈量齿厚的基准时，对齿轮基准轴线的径向圆跳 动公差： tr=0.3Fp。 图图10-316 齿轮副中心距极限偏向和轴线平齿轮副中心距极限偏向和轴线平 行度公差行度公差 一、齿轮副中心距极限偏向一、齿轮副中心距极限偏向fa图图10-32

20、 fa 是指齿轮副的两条轴线之间的是指齿轮副的两条轴线之间的实际间隔实际中实际间隔实际中心距与公称中心距心距与公称中心距a 之差。之差。 fa 影响侧隙的大小。影响侧隙的大小。 图样上标注：图样上标注： afa 合格条件：合格条件： fa fa + f 图图10-32 二、齿轮副轴线平行度公差图二、齿轮副轴线平行度公差图10-33轴线平面轴线平面H 包含基准轴并经过被测包含基准轴并经过被测轴线与一个轴轴线与一个轴 承中间平面的交点的平面。承中间平面的交点的平面。垂直平面垂直平面V 经过上述交点的垂直于经过上述交点的垂直于H且平行且平行 于基准轴线的平面。于基准轴线的平面。 H和和V上的被测轴线对基准轴线上的被测轴线对基准轴线的平行度误差的平行度误差 f和和f都影响轮齿传送分布均匀性的都影