齿轮的精度设计过程

= (18 × 20 × 2.104 × 16 ) = 35.5µ m
2 2
1 2 2
确定 a = 112.5mm 的 IT8： 文献 1 附表 2-1
齿轮副中心距极限 偏差
IT 8 = 54µ m
齿轮副中心距极限偏差： 文献 1 附表 3-31
f a = 27 µ m
fa =
IT 8 54 = = 27 µ m 2 2
令大、小齿轮齿厚上ຫໍສະໝຸດ 差相同，得：2/6齿轮精度设计
Ess1 = Ess 2 = − =−
C.
62 + 35.5 − 27 × tan 200 = −61.7 µ m 0 2 × cos 20
jn min + jn − f a tan α 2 cos α
齿厚下偏差计算 齿轮切齿进刀公差 查表 3-41 确定 小齿轮： 大齿轮：
跨齿数 k2 =
WEEWms = Wmi 61.409 −0.098 mm −0.181
跨齿数 7
z2 + 0.5 = 6.1 取 k1 = 7 9
公法线长度公称值为
W = m cos α [π (k2 − 0.5) + z2inva ] = 3 × cos 200 [π × (7 − 0.5) + 50 × 0.014904] = 59.638mm
根据文献 1 表 3-40 得
Ess1 E 61.7 −136.7 =− = −3.09 ≈ −4, si1 = = −6.84 ≈ −8 f pt1 20 f pt1 20 Ess 2 E 61.7 −164.2 =− = −2.80 ≈ −4, si 2 = = −7.46 ≈ −8 f pt 2 22 f pt 2 22
WEEWms = Wmi 32.032 −0.092 mm −0.124
跨齿数 4 大齿轮侧隙图样标 准：
WEEWms = 32.032 −0.086 mm −0.162 Wmi
Ess 2 = −4 f pt 2 = −4 × 22 = −88µ m Esi 2 = −8 f pt 2 = −8 × 22 = −176 µ m EWms = Ess 2 cos α − 0.72 Fr 2 sin α = −88 × cos 200 − 0.72 × 63 × sin 200 = −98.2 µ m EWmi = Esi 2 cos α − 0.72 Fr 2 sin α = −176 × cos 200 − 0.72 × 63 × sin 200 = −180.9 µ m
90 0 ) = 4.7116 50
见附图
s f 2 = 50 × 3 × sin(
三、 齿轮工作样图确定 见附图
6/6
跨齿数 k1 =
z1 + 0.5 = 3.3 取 k1 = 4 9
公法线长度公称值为
小齿轮侧隙图样标 准：
W = m cos α [π (k1 − 0.5) + z1invα ] = 3 × cos 200 [π × (4 − 0.5) + 25 × 0.014904] = 32.032mm
图样标准为： 对大齿轮：
由此得齿厚下偏差为：
1 1
1
1
Esi1 = Ess1 − Ts1 = −61.7 − 75 = −136.7 µ m Esi 2 = Ess 2 − Ts 2 = −61.7 − 102.5 = −164.2 µ m
D. 确定齿厚上、下偏差代号 根据文献 1，附表 3-24
f pt1 = 20 µ m, f pt 2 = 22 µ m
其轮胚直径：
φ 81h8(0 0.054 ) −
大齿轮做实心齿轮 其内孔尺寸：
+ φ 54 H 7(0 0.025 )
由文献 1 附表 3-29，的轴为 IT8，有文献 1 附表 2-1 得公差数值 54um，取基轴制，确定小齿轮胚直径基本尺寸为：
φ 81h8(0 0.054 ) −
4/6
齿轮精度设计
φ150h8(
)
顶圆的径向圆跳动公差为 0.022mm。 齿轮的有关表面粗糙度文献 1 表 3-31 孔、轴颈<1.6 端面、顶圆 3.2~1.6 齿面<5 基节极限偏差：文献 1 附表 3-25 5. 小齿轮：18um，大齿轮 20um 计算分度圆上公称弦齿高和弦齿厚
小齿轮：18um，大 齿轮 20um
3/6
齿轮精度设计
EWms = Ess1 cos α − 0.72 Fr1 sin α = −80 × cos 200 − 0.72 × 45 × sin 200 = −86 µ m EWmi = Esi1 cos α − 0.72 Fr1 sin α = −160 × cos 200 − 0.72 × 45 × sin 200 = −161.4 µ m
按相关设计要求可以确定小齿轮内孔基本尺寸为 30mm，文献 1 端面圆跳动度公差 表 3-29 得孔公差为 IT7，有文献 1 附表 2-1 得公差数值为 21um， 为 0.022mm + 顶圆尺寸公差确定： φ 30 H 7(0 0.021 ) 所以内孔尺寸确定为： 0
−0.063 大齿轮直径小于 200mm，可做出实心的。按文献 1 表 3-29， 孔为 IT7，由文献 1 附表 2-1，的公差数值 25um，所以内孔 顶圆的径向圆跳动 公差为 0.022mm。 +0.025 尺寸确定为： φ 45 H 7( 0 ) 齿轮的有关表面粗 按文献 1 附表 3-30，确定端面圆跳动度公差为 0.022mm，顶圆作 糙度： 孔、轴颈<1.6 端面、 为齿轮加工时的径向找正基准，其尺寸带公差确定为： 顶圆 3.2~1.6 齿面<5 φ150h8(0 0.063 ) − 基节极限偏差：
60000
= 2.95m / s
2.
根据文献 1， 3-36 和表 2-37 确定第Ⅱ公差组的精度等级 8 表 级。由于对通用减速器没有特殊要求，第Ⅰ公差组精度也 8 级。第Ⅲ公差组。最后确定大、小齿轮的精度等级为 8-8-7 级。 选择齿轮误差检验组 齿轮中等精度，且为小批量生产，根据现有的设备参考，文 献 1 表 3-38，得到检验组如下表：
故小齿轮齿厚上下偏差代号 F、 大齿轮齿厚上下偏差代号 H。 F、H。 侧隙的检测项目 侧隙采用 ∆EWm 对小齿轮 小齿轮齿厚上下偏 差代号 F、H。大齿 轮齿厚上下偏差代 号 F、H。
E.
Ess1 = −4 f pt1 = −4 × 20 = −80 µ m Esi1 = −8 f pt1 = −8 × 20 = −160 µ m
齿轮精度设计
齿轮的精度设计
钱学森 72 班 刘金鑫
设计计算
07045051
结果
一、 设计任务
设计减速器用直齿圆柱齿轮精度：
m = 3mm, z2 = 50, α = 200 , b = 25mm.
齿轮基准孔直径 d 0 = 45mm ，中心距 a = 112.5mm 。 传动功率 P = 4.5kW ，转速 n = 750 r / min 。传动中齿轮温度
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齿轮精度设计
公差组 查表
Ⅰ 文献 1 附表 3-19 附表 3-20
Ⅱ 文献 1 附表 3-23 附表 3-25
Ⅲ 文献 1 附表 3-26
齿轮误差检测组确 定结果见右表。
小齿轮
Fr1 = 0.045mm FW 1 = 0.04mm
f f 1 = 0.014mm f pb1 = 0.018mm f f 2 = 0.018mm f pb 2 = 0.02mm
图样标准为： 4.
WEEWms = 59.638−0.099 mm −0.181 Wmi
小齿轮做实心齿轮 其内孔直径：
+ φ 30 H 7(0 0.021 )
齿胚精度确定 小齿轮实心齿轮，按文献 1 表 3-30 确定端面圆跳动度公差 0.018mm，顶圆做基准，其直径基本尺寸：
* m( z1 + 2ha ) = 3 × (25 + 2) = 81mm
二、 设计计算
1. 确定齿轮精度等级 确定 z1
大、 小齿轮的精度等 级为 8-8-7 级。
a=
m 2a 2 ×112.5 ( z1 + z2 ) ⇒ z1 = − z2 = − 50 = 25 2 m 3
类比法求齿轮圆周速度：
v=
π d1n1
60000
=
π mz1n1
60000
=
π × 3 × 25 × 750
确定 jn 2 ： 根据文献 1 表 3-39
jn 2 = 0.01mn = 0.01× 3 = 30 µ m
计算得 jn min = jn1 + jn 2 = 32 + 30 = 62 µ m B. 齿厚上偏差 Ess 计算 补偿制造和安装误差所需侧隙为：
2 2 jn = ( f pb1 + f pb 2 + 2.014 × Fβ2 ) 2 1
直齿圆柱齿轮分度圆处的弦齿高 h f 和弦齿厚 S f 由图 2 可得：
Zm 90 0 h f ＝ h′ ＋ x ＝ m + 1 − cos 2 Z
90 0 S f ＝Z m sin Z
式中 求得： m——齿轮模数（mm） ； Z——齿轮齿数。 小齿轮弦齿高为 3.0740mm，弦齿厚 为 4.7093mm 大齿轮弦齿高为 3.0370mm，弦齿厚 为 4.7116mm
t1 = 75 0C
，箱体温度
t2 = 40 0C
。钢齿轮线膨胀系数
α1 = 11.5 ×10−6 0C −1 ，铸铁箱体的线膨胀系数 α 2 = 10.5 ×10−6 0C −1 。若该齿轮的生产类型为小批量生产。按