齿轮传动链误差分析

齿轮传动链误差分析

一传动误差的来源与分类

机床内联系传动链产生传动误差后, 将引起执行环节的角速度和线位移误差, 就不能保持精确、恒定的传动比, 而影响传动的准确性和均匀性。对于刀具和工件间要求有准确的传动比关系的机床应减小传动误差,提高传动精度, 如螺丝车床、螺纹磨床、滚齿机床等。

传动误差主要来源于四个方面。第一是传动件的布置误差。在设计传动链时, 由于传动件的位置不合理, 而使传动误差逐级扩大。第二是传动件的制造误差。如齿轮、蜗轮的齿形误差、周节偏差、切向一齿综合误差, 蜗杆、丝杠的导程误差以及导程累积误差等。第三是传动件的装配误差。如齿轮、蜗轮、蜗杆及丝杠因装配而产生的径向跳动和轴向窜动。第四是机床的热变形及传动件受交变的切削力、摩擦力和惯性力作用产生的传动误差。

传动误差按其性质分为原发性误差和再生性误差两类。原发性误差是指传动件布置误差、传动件制造误差、传

传动件装配误差。它是常位性误差, 机床一经制造好就存在着, 如果不人为地设置误差抵消或补偿装置, 此误差是不会消除的。再生性误差是指机床在动态（工作状态）过程中, 受力、受热后产生的误差。它是偶然性误差, 如果机床停止工作, 此误差逐渐消除。相比之下,往往原发性传动误差对内联系传动链的传动精度影响更大。本文着重讨论原发性误差。

二、传动误差的分析方法

通常分析传动误差大小的方法有动态多因素综合测试法和单因素分析法两种。动态多因素综合测试法是在机床动态下, 通过仪器实测出某些选定参数的大小,然后进行综合分析处理, 得到传动误差的定

量位。单因素分析法可以在静态或设计机床传动系统时对传动件布置误差、传动件制造误差, 进行定量的分析, 比较不同传动件如齿轮副、蜗轮副、螺母、丝杠等、传动件处于不同位置或传动件不同精度等级时传动误差的大小, 进而合理、正确的设计传动链, 以减少原发性误差位, 提高内联系传动链的精度。

三、单因素分析法的基本原理

（1）分析对象

由于在内联系传动链中,其主要传动件为齿轮副, 常选择齿轮副的布置制造误差为分析的对象。

（2）分析思路

首先应考虑到由传动件布置误差、制造误差引起的原发性误差最终将反映到执行环节上, 而误差经过转换, 以不同的传递比影响着执行环节, 传递比可能大于、小于或等于。其次传动件中的齿轮副对传动链精度影响较大的制造误差是齿轮切向一齿综合误差, 故应计算出各个齿轮的切向一齿综合误差。

（3）计算公式

第一，根据给定的齿轮精度等级, 查表确定齿轮周节极限偏差值

p f 和齿形公差f f ,计算齿轮的切向一齿综合误差'i f 。

)(6.0'f p i f f f +=

式中p f —周节极限偏差（查有关的齿轮公差表格）。

f f —齿形公差（查有关的齿轮公差表格）。

第二, 根据第i 个齿轮、未端传动齿轮分度圆直径和传动比, 计算出误差传递比i R

i i

N

i r d d R =

式中N d —传动链中末端传动齿轮的分度圆直径。

i d —第i 个齿轮的分度圆直径。

i r —从传动链首件到第i 个齿轮时的传动比。

第三，计算传动误差△N F

△N F =

2'2''1

)()(1

n i i i f R f n +-∑

=

式中'n f —传动链中末端传动齿轮的切向一齿综合误差。 四、单因素分析法举例

某一传动系统如图所示,61z z - 均为渐开线标准直齿圆柱齿轮, 模数m=2

为使计算过程简化、清晰、直观, 将有关参数和计算数据列成简表。取齿轮传动平稳性精度等级分别为6级、7级两种情况进行对比分析（见下表）。

五、减少传动误差的方法

以上虽只对齿轮副进行了分析, 可以扩展到所有的传动件（只是个别公式有所不同）, 略加总结得到以下几点, 对于在传动系统设计时, 减少原发性传动误差有一定的启示。

1）传动个数少, 传动链短, 传动误差小。

2）齿轮传动从主动轴到传动链末端环节, 应按降速程度递增的次序布置, 降速传动

r＜1 , 传动误差小。

i

3) 要避免升速传动和多头蜗杆传动, 这种传动有很大的附加线性误差, 升速传动

r＞1, 传动误差逐级扩大。

i

4) 末端传动件应是精确的传动元件, 因误差传递比Ri为1.

5）应力求减少蜗杆和丝杠的轴向线性误差, 因为它们毫无减少的传递给相啮合的配偶件。

6）进给传动链、范成传动链、分度传动链的换置机构要靠近末端环节, 便于设置校正装置, 消除其传动误差。交换齿轮最好选取较大的直径, 因为它们有较小的角误差。

7）不要采用变位啮合的齿轮传动。

8）在传动链中各传动件的位置、参数已确定后, 提高传动件的精度等级, 可以明显地减少传动误差, 提高传动精度。

课程设计小结

这次课程设计，由于理论知识的不足，再加上平时经验匮乏，套路单一，一开始的时候有些手忙脚乱，不知从何入手。但是在我的努力下终于慢慢找到了门道，虽然种种困难我都已经克服，但是还是难免我有些疏忽和遗漏的地方。完美总是可望而不可求的，不在同一个地方跌倒两次才是最重要的。抱着这个心理我一步步走了过来，最终完成了我的任务。

在这次实践的过程中学到了一些除技能以外的其他东西,领略到了别人在处理专业技能问题时显示出的优秀品质,更深切的体会到人与人之间的那种相互协调合作的机制,最重要的还是自己对一些问题的看法产生了良性的变化.在这次课程设计中也使我们的同学关系更进一步了，同学之间互相帮助，有什么不懂的大家在一起商量，听听不同的看法对我们更好的理解知识，所以在这里非常感谢帮助我的同学。

通过这次的设计，感慨颇多，收获颇多。更多的是从中学到很多东西，包括书本知识以及个人素质与品格方面。虽然这个设计做的也不太好，但是在设计过程中所学到的东西就是最大收获和财富，使我终身受益。