第10章渐开线圆柱齿轮的公差及检测

合集下载
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
第十章
第一节 概
渐开线圆柱齿轮的公差及检测

第二节 渐开线圆柱齿轮精度的评定参数 第三节 渐开线圆柱齿轮精度等级及应用
第四节 齿轮坯的精度和齿面粗糙度
第五节 渐开线圆柱齿轮副的精度 第六节 齿轮精度设计举例
第七节 齿轮旧国标(GB/T 10095—1988)的评定指标
HH4A
第一节 概述
一、齿轮传动的使用要求
四、齿轮检验项目的确定
根据GB/ T10095.1—2001的规定,对于单个齿
轮的加工精度,应检验单个齿距偏差、齿距累积总偏 差、齿廓总偏差、螺旋线总偏差。齿距累积偏差用于 高速齿轮的检验。
当检验切向综合偏差和时,可不必检验单个齿距和
齿距累积总偏差 。
五、齿轮精度等级在图样上的标注
若齿轮所有的检验项目 精度为同一等级时, 可只标 注精度等级和标准号。 如齿轮检验项目 精度同为 7 级, 则可标注为: 7 GB/ T10095.1—2001 或 7 GB/ T10095.2—2001 若齿轮的各个检验项目 的精度不同时, 应在各精度 等级后标出相应的检验项目 。 如齿廓总偏差 Fα 为 6 级, 齿距累积总偏差 Fp 和螺旋线总偏差 Fβ 为 7 级, 则应标注为: 6(Fα)、7(F ρ 、F β)GB/T10095.1-2008
图10-4 齿距偏差与齿距累积偏差
2.齿廓偏差 齿廓偏差指实际齿廓偏离设计齿廓的量,该量为在 端平面内且垂直于渐开线齿廓的方向计值。 (1)有关齿廓偏差的相关定义 1)可用长度 等于两条端面基圆切线之差。其中一条 是从基圆到可用齿廓的外界限点,另一条是从基圆 到可用齿廓的内界限点。 2)有效长度 可用长度对应于有效齿廓的那部分。 3)齿廓计值范围 可用长度中的一部分,在Lα内应遵 照规定精度等级的公差。
圆柱齿轮精度的适用范围
精度等级 圆周速度 (m/s) 4 直齿轮>35 斜齿轮>70 5 直齿轮> 20 斜齿轮> 40 精密分度 机中或要 求极平稳 且无噪声 的高速工 作的齿轮 ;精密分 度机构用 齿轮;高 速汽轮机 齿轮;检 测8~9级 齿轮用测 量齿轮 6 直齿轮至 15 斜齿轮至 30 要求最 高效率且 无噪声的 高速平稳 工作的齿 轮;分度 机构的齿 轮;特别 重要的航 空、汽车 齿轮;读 数装置中 特别精密 传动的齿 轮 7 直齿轮至 10 斜齿轮至 15 增速和减 速用齿轮 传动;金 属切削机 床进刀机 构用齿轮 ;高速减 速器用齿 轮;航空 、汽车用 齿轮;读 数装置用 齿轮 8 直齿轮至6 斜齿轮至10 9 直齿轮 至2 斜齿轮 至4 用于粗 糙工作 的齿轮
单个齿距极限偏差±fpt 齿距累积极限偏差Fp k 齿距累积总公差Fp 齿廓总公差Fα 齿廓形状公差ffα 齿廓倾斜极限偏差 ±fHα 切向综合总公差Fi′ 径 向 综 合 偏 差 与 径 向 跳 动 径 向 综 合 偏 差
一齿 径向 综合 偏差fi″
一齿 径向 综合 公差fi″
一齿切向综合偏差fi′ 螺旋线总偏差Fβ
第四节 齿轮坯的精度和齿面粗糙度
一、基准轴线与工作轴线
基准轴线是由基准面中心确定的,是加工或检验人 员对单个齿轮确定轮齿几何形状的轴线。齿轮依此 轴线来确定各项参数及检测项目,确定齿距、齿廓 和螺旋线的偏差更是如此。 工作轴线是齿轮在工作时绕其旋转的轴线,它由工 作安装面的中心确定的。 设计者应力保基准轴线足够清楚和正确,从而满足 轮齿相对于工作轴线的技术要求。理想状况是基准 轴线与工作轴线相重合。
图10-6 螺旋线偏差 a)螺旋线总偏差 b)螺旋线形状偏差 c)螺旋线倾斜偏差 ⅰ)设计螺旋线:未修形的螺旋线;实际螺旋线:在减薄区内具有偏向体内的负偏差 ⅱ)设计螺旋线:修形的螺旋线(举例);实际螺旋线:在减薄区内具有偏向体内的负偏 ⅲ)设计螺旋线:修形的螺旋线(举例);实际螺旋线:在减薄区内具有偏向体外的正偏差
源自文库
螺旋 线 偏差
螺旋线形状偏差ff β 螺旋线倾斜偏差fHβ
径向跳动 Fr
径向 跳动 公差Fr
第三节 渐开线圆柱齿轮精度等级及应用
一、渐开线圆柱齿轮精度等级
1.轮齿同侧齿面偏差规定了0、1~12共13个精度等级,其中 0级最高,13级最低。标准适用范围为:分度圆直径为5~ 10000mm,法向模数为0.5~70mm,齿宽为4~1000mm的 渐开线圆柱齿轮。 2.径向综合偏差规定了4、5~12共9个精度等级,其中4级最 高,12级最低。标准适用范围为:分度圆直径为5~ 1000mm,法向模数为0.2~10mm的渐开线圆柱齿轮。 3.径向跳动 GB/ T10095.2—2001在附录B中推荐了0、1~ 12共13个精度等级,其中0级最高,13级最低。适用于分度 圆直径为5~10000mm,法向模数为0.5~70mm,齿宽为4 ~1000mm的渐开线圆柱齿轮。
3.螺旋线偏差 螺旋线偏差指在端面基圆切线方向上测得的实际螺 旋线偏离设计螺旋线的量 (1) 螺旋线总偏差 在计值范围内,包容实际螺旋 线迹线的两条设计螺旋线迹线间的距离 (2) 螺旋线形状偏差 在计值范围内,包容实际螺 旋线迹线的两条与平均螺旋线迹线完全相同曲线间 的距离 (3) 螺旋线倾斜偏差 在计值范围的两端与平均螺 旋迹线相交的设计螺旋线迹线间的距离
图10-7 切向综合偏差
二、齿轮径向综合偏差
1.径向综合总偏差 指在径向(双面)综合检验时,产
品齿轮的左右齿面同时与测量齿轮接触,并转过一整
转时,出现的中心距的最大值和最小值之差
2.一齿径向综合偏差 指当产品齿轮啮合一整圈时,
对应一个齿距(360°/z)的径向综合偏差值,亦即齿轮
在一个齿距内双啮中心距的最大变动量
一齿切向综合公差fi′ 螺旋线总公差Fβ 螺旋线形状公差ff β 螺旋线倾斜极限偏差 ±fHβ
其中Fp、Fi″、Fr 、Fi′是长周期偏差,影 响齿轮传递运动的准确性。 Fi″、Fr反映几何偏心引起的径向误差, Fi′、Fp反映几何偏心、运动偏心引起切 向误差 fpt、、fi′、fi″及齿廓偏差是短周期偏差, 影响齿轮传动的平稳性。 螺旋线偏差主要影响载荷分布的均匀性 。
HH4A 数。
表10-1 齿距偏差、径向综合偏差和径向跳动允许值的计算式
HH4A
表10-2
(摘自GB/T 10095.1—2001)
表10-3
(摘自GB/T 10095.1—2001)
HH4A
表10-4
(摘自GB/T 10095.1—2001)
表10-5
(摘自GB/T 10095.1—2001)
4.切向综合偏差 (1)切向综合总偏差 指被测齿轮与测量齿轮单面啮 合检验时,被测齿轮一转内,齿轮分度圆上实际圆周 位移与理论圆周位移的最大差值 (2)一齿切向综合偏差 在一个齿距内的切向综合偏 差,是指被测齿轮与测量齿轮单面啮合时,在被测齿 轮一个齿距内,齿轮分度圆上实际圆周位移与理论圆 周位移的最大差值
图10-8 径向综合偏差
三、齿轮径向跳动
齿轮径向跳动Fr在标准的正文中没有给出,只在GB/T 10095.2—2001的附录中给出
小结
评定指标 公差或极限偏差
评定指标 径向 综合 总偏 差Fi″
公差 径向 综合 总公 差Fi″
对传动性能的主要影响
单个齿距偏差fpt 齿距 偏差 齿距累积偏差Fp k 齿距累积总偏差Fp 齿廓总偏差Fα 轮 齿 同 侧 齿 面 偏 差 齿廓 偏差 齿廓形状偏差ffα 齿廓倾斜偏差fHα 切向综合总偏差Fi′ 切向 综合 偏差
载荷分布的均匀性 齿坯轴线歪斜、机床刀架导轨的误差等。种类误差 用轮齿同侧齿面轴向偏差来评定
侧隙的合理性
影响侧隙的主要因素是齿轮副的中心距偏差和齿厚 偏差
第二节 渐开线圆柱齿轮精度的评定参数 一、轮齿同侧齿面偏差
1.齿距偏差 (1) 单个齿距偏差 在端平面上,在接近齿高中部的一个 与齿轮轴线同心的圆上,实际齿距与理论齿距的代数差
工作条件 与 适用范围
特别精密分 度机构中或 在最平稳、 且无噪声的 极高速情况 下工作的齿 轮;特别精 密分度机构 中的齿轮; 高速汽轮机 齿轮;检测 6~7级齿轮 用的测量齿 轮
无需特别精 密的一般机 械制造用齿 轮;分度链 以外的机床 传动齿轮; 航空、汽车 制造业中不 重要齿轮; 起重机构用 齿轮;农业 机械中的小 齿轮;通用 减速器齿轮
图10-5 齿廓偏差 a)齿廓总偏差 b)齿廓形状偏差 c)齿廓倾斜偏差 ⅰ)设计齿廓;未修形的渐开线;实际齿廓:在减薄区内具有偏向体内的负偏差 ⅱ)设计齿廓;修形的渐开线(举例);实际齿廓:在减薄区内具有偏向体内的负偏差 ⅲ)设计齿廓;修形的渐开线(举例);实际齿廓:在减薄区内具有偏向体外的正偏差
二.齿轮加工误差产生的原因
1.几何偏心
图10-1 用滚齿机加工齿轮 1—分度蜗轮 2—分度蜗杆 3—滚刀 4—齿轮坯
图10-2 几何偏心对齿轮精度的影响
2. 运动偏心 3. 机床传动链的高频误差 4.滚刀的安装误差(e刀)和制造误差
图10-3 基节偏差对齿轮传动平稳性的影响
小结
齿轮传动的使用要 影响使用要求的误差(或因素) 求 传递运动的准确性 长周期误差:包括几何偏心和运动偏心分别引起的 径向和切向长周期(一转)误差。两种偏心同时存 在,可能叠加,也可能抵消。这类误差用齿轮上的 长周期偏差作为评定指标 传动的平稳性 短周期(一齿)误差:包括齿轮加工过程中的刀具 误差、机床传动链的短周期误差。这类误差用齿轮 上的短周期偏差作为评定指标
1.传递运动的准确性 即要求齿轮在一转范 围内,最大转角误差限制在一定范围内, 以控制从动件与主动件在一转范围内的传 动比变化。
2.传动的平稳性 即保证齿轮传动的每个瞬间传动 比变化小,以减小振动,降低噪声(主要控制齿轮以 一齿为周期的短周期转角误差)。 3.载荷分布的均匀性 即要求齿轮啮合时齿面接触 良好,以免引起应力集中,造成齿面局部磨损加剧 ,影响齿轮的使用寿命。 4.传动侧隙的合理性 即保证齿轮啮合时,非工作 齿面间应留有一定的间隙。它对贮藏润滑油、补偿 齿轮传动受力后的弹性变形、热膨胀以及齿轮传动 装置制造误差和装配误差等都是必需的。否则,齿 轮在传动过程中可能卡死或烧伤。
各种机械采用的齿轮的精度等级
应用范围 测量齿轮 汽轮减速器 金属切削机床 内燃机车与电气机 车 轻型汽车 重型汽车 航空发动机 精度等级 3~5 3~6 3~8 6~7 5~8 6~9 4~7 应用范围 拖拉机 一般用途的减速器 轧钢设备的小齿轮 矿用绞车 起重机机构 农业机械 精度等级 6~10 6~9 6~10 8~10 7~10 8~11
二、偏差的计算公式及允许值
(1)同侧齿面偏差允许值的圆整规则
如果计算值大
于10μm,圆整到最接近的整数;如果计算值小于10μ m,圆整到最接近的尾数为0.5μm小数或整数;如果小 于5μm,圆整到最接近的尾数为0.1μm一位小数或整 数。 (2)径向综合公差和径向跳动公差的圆整规则 如果
计算值大于10μm,圆整到最接近的整数;如果计算 值小于10μm,圆整到最接近的尾数为0.5μm小数或整
4)设计齿廓 符合设计规定的齿廓,当无其它限定 时,是指端面齿廓。 5)被测齿面的平均齿廓 设计齿廓迹线的纵坐标减 去一条斜直线的纵坐标后得到的一条迹线。 (2 ) 齿廓总偏差 在计值范围内,包容实际齿廓迹线 的两条设计齿廓迹线间的距离 (3) 齿廓形状偏差 在计值范围内,包容实际齿廓迹 线的两条与平均齿廓迹线完全相同的曲线间的距离 ,且两条曲线与平均齿廓迹线的距离为常数 (4) 齿廓倾斜偏差 在计值范围内的两端与平均齿廓 迹线相交的两条设计齿廓迹线间的距离
HH4A
表10-6
″(摘自GB/T 10095.2—2001)
表10-7
″(摘自GB/T 10095.2—2001)
HH4A
表10-8
(摘自GB/T 10095.2—2001)
HH4A
三、齿轮精度等级的选择
1.计算法 依据齿轮传动用途的主要要求,计算确定出其中 一种使用要求的精度等级,再按其他方面要求,作适 当协调,来确定其它使用要求的精度等级 2.类比法 类比法是依据以往产品设计、性能试验以及使用过 程中所积累的经验,以及较可靠的各种齿轮精度等级 选择的技术资料,经过与所设计的齿轮在用途、工作 条件及技术性能上作对比后,选定其精度等级。
相关文档
最新文档