齿轮公法线长度的测量
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(一) 实验目的
(1)掌握测量齿轮公法线长度的方法。
(2)熟悉公法线平均长度偏差和公法线长度变动的计算方法,并理解两者的含义和区别。
(二) 实验内容
(1)用公法线千分尺测量齿轮的公法线长度。
(2)根据测得值计算公法线平均长度偏差和公法线长度变动。
(三) 计量器具说明
公法线长度可用公法线千分尺、公法线指示卡规和万能测齿仪等测量。
公法线千分尺应用最多。如图3-1所示,它与普通外径千分尺相似,只是改用了一对直径为30mm 的盘形平面测头,其读数方法与普通千分尺相同。
图3-1 公法线长度测量
(四) 测量原理
公法线长度变动ΔF W 是指在齿轮一周范围内,实际公法线长度最大值与最小值之差。公法线平均长度偏差ΔF W 是指在齿轮一周范围内,公法线实际长度的平均值与公称值之差。
测量时,要求测头的测量平面在齿轮分度圆附近与左、右齿廓相切,因此跨齿数k 不是任取得。当齿形角α=20°,齿数为z 时,取5.09
+=z k 的整数(四舍五入)。 对于直齿圆柱齿轮,公法线长度的公称值W 可按下式计算:
ααπαsin 2])5.0([cos xm zinv k m W ++-=
式中:
m ————被测齿轮模数;
α————齿形角;
z —————齿数;
k —————跨齿数;
x —————变位系数。
当α=20°,变位系数x = 0时,
]014.0)12(476.1[z k m W +-=
W 和k 值也可从表3-1中查出。
表3-1 直齿圆柱齿轮公法线长度的公称值(α=20°,m=1,x=0)
(五)测量步骤
(1)根据被测齿轮的α,m,z值,按上述公式计算或查表3-1确定被测齿轮的跨齿数k和公法线公称长度。
(2)用标准校对棒或量块校对所用千分尺的零位。
(3)用左手捏住公法线千分尺,将两测头伸入齿槽,夹住齿侧测量公法线长度,齿轮不动,左右摆动千分尺,同时用右手旋动千分尺套筒,使两测头合拢,直到手感到测头夹紧齿侧后,从千分尺的标尺上读数,此数即为公法线长度。
(4)依次测量齿轮上均布的六处公法线长度,记下各读数。
(5)计算公法线长度变动ΔF W。取六个测得值中的最大值(W max)与最小值(W min)之差,即
ΔF W = W max —W min
(6)计算公法线平均长度偏差ΔF W。取六个测得值的平均值W与公称值W之差,即
ΔE W = W—W
(7)根据齿轮的技术要求,查出公法线长度变动公差F W ,齿圈径向跳动公差F r ,齿厚上偏差E ss 和齿厚下偏差E si ,按下式计算公法线平均长度的上偏差E ws 和下偏差E wi 。
r
si r si wi r
ss r ss ws F E F E E F E F E E 25.094.0sin 72.0cos 25.094.0sin 72.0cos +=+=-=-=αααα (α=20°)
按 w w F F ≤∆和ws w wi E E E ≤∆≤判断合格性。 (六) 思考题
(1)测量ΔF W 和ΔE W 的目的有什么不同?
(2)测量公法线长度偏差,为何取平均值?
(3)若一个齿轮经测量后确定其公法线平均长度偏差合格,而公法线长度变动不合格,试分析其原因。
什么叫变位齿轮?
感觉都说的有道理。我想补充的是:齿轮变位并不一定是为了凑中心距或者消除根切。觉得一楼说的还好,只是齿轮副啮合性能太笼统。我个人认为,主要是考虑使用性能。这里面包括两个方面:一是啮合性能,其实就是消除根切。消除根切的本质是增大啮合面,提高重合度系数。再者,一般根切都发生在小齿轮上,小齿轮又是齿轮副中强度较弱的一个,消除根切必须是正变位,同时也提高了小齿轮的强度(弯曲强度)。很多时候小齿轮不根切却依然采用变位,因为设计者经常使用等寿命设计,降低大齿轮的强度,提高小齿轮的强度。这也是采用变位的一个重要原因,并且更为常用。
什么是正负变位齿轮?
正变位齿轮的齿形长而瘦,负变位齿轮的齿形短而肥。
在圆柱齿轮角变位计算中,会遇到渐开线函数invα的计算。invα在手册中有表可查,当手头没有手册,则可按下式计算:invα=tgα-α等号右边第一项的α是角度值,而第二项,α是弧度值,计算时很不方便。为此,将此式改为invα=tgα-απ180则可直接利用计算器来计算,很为方便。今举例计算如下。一角度变位直齿圆柱齿轮小齿轮齿数z1=40,大齿轮齿数z2=66,模数m=3m m,压力角α=20°,变位中心距a'=162.70m m 。1.计算标准齿轮副的中心距aa=(z1+z2)m2=(40+60)×32=159m m2.变位齿轮副的啮合角α'α'=cos -1cosα·aa'=cos -1cos20°·159162.70=23.317888°…