齿轮检验的3个公差组.doc
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1、齿轮检验的3个公差组一般厂家检验ff、F、Fr、Wk、W,欧洲厂家主要要求检测Fi、fi、Fr、Wk。还有一个隐含要求,就是装配后噪音要小。1、 齿轮的检测有三方面要求:传递运动的精确性、平稳性、载荷分布的均匀性。2、这三个公差组各有数个检测项目,按国标要求每个公差组只检一项或两项(当然不是随意选)一般情况下设计者会给出每个公差组的精度等级和需检测的项目。3、但有时图纸上会给出数个项目或只给精度等级和标准,这种情况下个人认为最好和设计沟通一下,看对方有什么要求,否则你费了半天劲可能人家一句话你就得从头再来。若设计没什么要求那你可以按标准要求每个公差组检一项或两项就可以了,记住是按照标准要求,不
2、是自己随意挑的。4、个人感觉一般情况下是这样的,每一公差组检FP或公法线变动和FR,第二公差组检F和FPT,第三公差组检F。纯属个人感觉没有依据。5、除了这三方面的要求外,还有齿厚要求,当然这个是好检的,可测公法线或跨棒距。渴望与大家一同进步,有愿意讨论的可加我QQ951666310,注明机械,或发邮件一 典型零件检测view09f4486fb84ae45c3b358ce1.html1.5齿轮的检测1.5.1 齿轮线性尺寸的测量 1.5.1.1分析工作任务书1.阅读齿轮零件图,了解减速器直齿圆柱齿轮的结构;2. 熟练掌握齿轮的基础知识;3.掌握齿轮检测原理;4. 掌握常用的齿轮检测工具;5.选
3、择齿轮的检测方案,确定测量工具;6.进行检测;7.记录数据并进行数据处理;一 典型零件检测1.5齿轮的检测1.5.1 齿轮线性尺寸的测量 1.5.1.1分析工作任务书1.阅读齿轮零件图,了解减速器直齿圆柱齿轮的结构;2. 熟练掌握齿轮的基础知识;3.掌握齿轮检测原理;4. 掌握常用的齿轮检测工具;5.选择齿轮的检测方案,确定测量工具;6.进行检测;7.记录数据并进行数据处理;8.上交检测报告,进行评价。 图1-5-1 减速器齿轮零件图1.5.1.2掌握齿轮的基础知识一、齿轮的分类和使用要求(一)齿轮分类:齿轮传动广泛的用于传递回转运动、传递动力和精密分度等。机器或仪器中齿轮传动的质量和效率主要
4、取决于齿轮的制造精度和齿轮副的安装精度。其工作性能、承载能力、使用寿命及工作精度等都与齿轮的制造精度有密切关系。齿轮传动按照用途主要分为三种类型:传动齿轮、动力齿轮、分度齿轮。(二) 不同的齿轮传动主要有以下四项使用要求:图1-5-2 运动精度误差示意图1运动精度:是指传递运动的准确性。为了保证齿轮传动的运动精度,应限制齿轮一转中最大转角误差。(分度齿轮)2运动平稳性精度:要求齿轮运转平稳,没有冲击、振动和噪声。要限制一齿距角范围内转角误差的最大值。(高速动力齿轮)3接触精度:要求齿轮在接触过程中,载荷分布要均匀,接触良好,以免引起应力集中,造成局部磨损,影响齿轮的使用寿命。 (低速重载齿轮)
5、4齿侧间隙:在齿轮传动过程中,非接触面一定要有合理的间隙。一方面为了贮存润滑油,一方面为了补偿齿轮的制造和变形误差。 (各类齿轮均要求有一定的传动侧隙) 二、齿轮加工误差的来源(一)齿轮的加工方法 按齿轮齿廓的形成原理主要有:仿形法和范成法。 1.仿形法是利用成形刀具加工齿轮,如利用铣刀在铣床上铣齿; 2.范成法是根据渐开线齿廓的形成原理,利用专用的齿轮加工机床加工齿轮,如滚 齿、插齿、磨齿。 (二)齿轮的加工误差齿轮加工工艺系统中的机床、刀具、齿坯的制造和安装等多种误差因素,致使实际加工后的齿轮存在各种形式的加工误差。为了便于分析齿轮的各种制造误差对齿轮传动质量的影响,按误差相对于齿轮的方向
6、特征,可分为径向误差、切向误差和轴向误差;齿轮为圆周分度零件,其误差具有周期性,按误差在齿轮一转中是否多次出现,即在齿轮一转中出现的周期或频率,可分为以齿轮一转为周期的长周期误差,它主要影响传递运动的准确性;以齿轮一齿为周期短周期误差,它主要影响工作平稳性。加工误差如下: 1. 长周期误差以下两项误差均以齿坯一转为周期,是长周期误差。(1)几何偏心 由齿轮齿圈的基准轴线与齿轮工作时的旋转轴线不重合引起。几何偏心是齿轮径向误差的主要来源。图1-5-3 齿轮加工几何偏心(2)运动偏心 有机床分度蜗轮加工误差及安装偏心引起。运动偏心是齿轮切向误差的主要来源。分度蜗轮轴线与工作台中心线的安装偏心()。
7、为机床分度蜗轮的轴线,它与机床心轴的轴线不重合,形成安装偏心。这时尽管螺杆匀速旋转,蜗杆与蜗轮啮合节点的线速度相同,但由于蜗轮上的半径不断改变,从而使蜗轮和齿坯产生不均匀回转,角速度在()和()之间,以一转为周期变化。以上两项误差均以齿坯一转为周期,是长周期误差。图1-5-4 齿轮加工运动偏心2.短周期误差以下三项误差在齿坯一转中多次重复出现,为短周期误差。(1)机床分度蜗轮的安装偏心()和轴向窜动。此误差使蜗轮(齿坯)转速不均匀,加工出的齿轮有齿距偏差和齿形偏差,如蜗杆为单头,蜗轮为牙,则在蜗轮(齿坯)一转中产生次误差。(2)滚刀偏心()、轴线倾斜及轴向窜动。此误差使加工出的齿轮径向和轴向都
8、产生误差,如滚刀单头,齿轮牙,则在齿坯一转中产生次误差。(3)滚刀本身的基节、齿形等制造误差。此误差会复映到被加工齿轮的每一齿上,使之产生基节偏差和齿形误差。 三、齿轮精度评定与公差组检测项目根据齿轮精度要求,把齿轮的误差分成影响运动准确性误差、影响运动平稳性误差、影响载荷分布均匀性误差和影响侧隙的误差,并相应提出精度评定指标。第公差组检测项目第公差组检测项目运动准确性的评定指标精度的评定指标第公差组检测项目运动平稳性的评定指标精度的评定指标齿厚偏差与公法线平均长度偏差侧隙的评定指标精度的评定指标载荷分布均匀性的评定指标精度的评定指标公差组公差与极限偏差项目误差特性对传动性能的主要影响,以齿轮
9、一转为周期的误差传递运动的准确性,在齿轮一转范围内,多次周期地重复出现的误差传动的平稳性,齿线的误差载荷分布的均匀性第公差组检测项目(一);),必要时检测;)和; )和; )仅用于级精度。和是综合项目,和是径向误差的评定项目,是切向误差的评定项目。当选择和组合验收齿轮时,若其中只有一项超差,则考虑到径向误差和切向误差相互补偿的可能性,可按测量齿距累积误差的合格与否评定齿轮精度。对和检验组亦如此处理。切向综合误差() 图1-5-5 切向综合误差 切向综合误差()指被测齿轮与理想精确的测量齿轮单面啮合时,在被测齿轮一转内,实际转角与公称转角之差的总幅度值。它以分度圆弧长计值。 是指在齿轮单面啮合情
10、况下测得的齿轮一转内转角误差的总幅度值,该误差是几何偏心、运动偏心加工误差的综合反映,因而是评定齿轮传递运动准确性的最佳综合评定指标。 因切向综合误差是在单面啮合综合检查仪(简称单啮仪)上进行测量的,单啮仪结构复杂,价格昂贵,在生产车间很少使用。 齿距累积误差()及K个齿距累积误差()图1-5-6 齿距累计误差 在分度圆上,任意两个同侧齿面间的实际弧长与公称弧长之差的最大绝对值为齿距累积误差。K个齿距累积误差是指在分度圆上,K个齿距间的实际弧长与公称弧长之差的最大绝对值,K为2到小于Z2的整数。规定是为了限制齿距累积误差集中在局部圆周上 。 齿距累积误差反映了一转内任意个齿距的最大变化,它直接
11、反映齿轮的转角误差,是几何偏心和运动偏心的综合结果。因而可以较为全面地反映齿轮的传递运动准确性,是一项综合性的评定项目。但因为只在分度圆上测量,故不如切向综合误差反映的全面。 . 齿圈径向跳动()指在齿轮一转范围内,测头在齿槽内与齿高中部双面接触,测头相对于齿轮轴线的最大变动量称齿圈径向跳动。图1-5-7 齿圈径向跳动主要反映由于齿坯偏心引起的齿轮径向长周期误差。可用齿圈径向跳动检查仪测量,测头可以用球形或锥形。径向综合误差()图1-5-8 径向综合误差与理想精确的测量齿轮双面啮合时,在被测齿轮一转内,双啮中心距的最大变动量称为径向综合误差。当被测齿轮的齿廓存在径向误差及一些短周期误差(如齿形
12、误差、基节偏差等)时,若它与测量齿轮保持双面啮合转动,其中心距就会在转动过程中不断改变,因此,径向综合误差主要反映由几何偏心引起的径向误差及一些短周期误差。被测齿轮由于双面啮合综合测量时的啮合情况与切齿时的啮合情况相似,能够反映齿轮坯和刀具安装调整误差,测量所用仪器远比单啮仪简单,操作方便,测量效率高,故在大批量生产中应用很普通。但它只能反映径向误差,且测量状况与齿轮实际工作状况不完全相符。 公法线长度变动()在被测齿轮一周范围内,实际公法线长度的最大值与最小值之差称为公法线长度变动,=WmaxWmin。公法线长度的变动说明齿廓沿基圆切线方向有误差,因此公法线长度变动可以反映滚齿时由运动偏心影
13、响引起的切向误差。由于测量公法线长度与齿轮基准轴线无关,因此公法线长度变动可用公法线千分尺、公法线卡尺等测量。 第公差组检测项目图1-5-9 公法线长度变动(二)(减速器内的齿轮使用要求主要要求:传递运动的平稳性),必要时检查;)和;)和; )(用于1.25的6级和6级以上精度斜齿轮或人字齿轮); )(需要保证齿形精度); 6)和(用于912级精度);7) 或(用于1012级精度)。和检验组适用于范成法的磨齿工艺。此时,能反映砂轮齿形角误差和齿轮轮齿形状误差,而反映机床的分度误差。和检验组适用于磨齿、滚齿和剃齿工艺。在磨齿中,相当于用代替。在滚齿、剃齿工艺中,反映轮齿形状误差,反映齿形角误差。
14、 能反映刀具齿形角误差等引起的径向误差,其测量效率高,因此广泛应用于成批生产中。但它不能反映或少反映短周期切向误差,故在工艺上有保证时可使用。和检验组,由于不能充分反映短周期切向误差,故适用于较低精度的齿轮。1. 一齿切向综合误差()是指被测齿轮与理想精确的测量齿轮单面啮合时,在被测齿轮一齿距角内实际转角与公称转角之差的最大幅度值,即在切向综合误差记录曲线(如图1-5-5所示)上,小波纹的最大幅度值。其波长常常为一个齿距角,以分度圆弧长计值。这种在齿轮一转中多次重复出现的小波纹常常是由刀具制造和安装误差,以及机床传动链短周期误差引起。2. 一齿径向综合误差()是被测齿轮与理想精确齿轮双面啮合时
15、,在被测齿轮一齿距角内,双啮中心距的最大变动量,即在径向综合误差记录线(图1-5-8)上,小波纹的最大幅度值。其波长常常为一个齿距角。是通过在双啮仪上测量径向综合误差时同时测得的。它可以反映基节偏差和齿形误差的综合结果。也反映齿轮的短周期误差,但与是有差别的。3. 齿形误差()是指在齿轮端截面上,齿形工作部分内(齿顶倒角部分除外),包容实际齿形的两条设计齿形间的法向距离。4基节偏差() 是指实际基节与公称基节之差。实际基节是指基圆柱切平面所截两相邻同侧齿面间的交线之间的法向距离。主要是由刀具的基节偏差和齿形角误差造成的。在滚、插齿加工中,由于基节两端点是由刀具相邻齿同时切出,故与机床传动链误差
16、无关。使齿轮传动在齿与齿交替啮合瞬间发生冲击。5齿距偏差()是指在分度圆上(允许在齿高中部测量),实际齿距与公称齿距之差。它影响传动的平稳性。在滚齿中,是由机床传动链误差(主要是分度蜗杆跳动)引起的。所以,可以用来揭示机床传动链的短周期误差或加工中的分度误差。6螺旋线波度误差()是指宽斜齿轮高中部实际齿线(螺旋线)波纹的最大幅度,沿齿面法线法向计值。用于评定轴向重合度1.25的6级及高于6级精度的斜齿轮及人字齿轮的传动平稳性。第公差组检测项目 (三);)(仅用于1.25,齿线不作修正的斜齿轮);)和(仅用于1.25,齿线不作修正的斜齿轮); )和(仅用于1.25,齿线不作修正的斜齿轮,必要时其
17、中可用代替)。检验组的选择 选择检验组或检验项目时,应考虑齿轮精度等级、尺寸大小、生产批量和检测设备等。下表列出了各种齿轮常用的检验组,可供选择。精度等级测量分度齿轮汽轮机齿轮航空、汽车、机床、牵引齿轮拖拉机、起重机、一般齿轮3536466869911公差组()()()和(和)和(和)()公差组(与)()与(与)与()与()公差组与(与)(接触斑点)(接触斑点)(接触斑点)(接触斑点)齿轮检测举例 例一:精密分度机构和仪器读数机构中的齿轮(分度、读数齿轮)主要要求是传递运动的准确性,可按传递链运动精度要求,由误差传递规律计算而定出第公差组的精度等级,然后再按工作条件确定其他精度要求。例二:汽轮
18、机减速器齿轮(高速动力齿轮)的特点是传递功率大、速度高,要求传递平稳、噪声及振动小,同时也有较高的齿面接触要求。因此,首先按圆周速度或噪声强度要求确定第公差组的精度等级,而第公差组精度不宜低于第公差组,第公差组的精度等级也不能过低。例三:轧钢、矿山及起重机等机械用齿轮(低速动力齿轮)特点是传递功率大、速度低,主要要求齿面接触良好。因此,首先按照强度和寿命要求确定第公差组的精度等级;其次第公差组误差项目(如与)也影响齿面接触精度,故其精度等级不应过分低于第公差组。1.5.1.3掌握齿轮的测量原理一、 齿轮公法线长度变动 是指实际公法线长度的最大值与最小值之差,即,它是评定齿轮运动准确性的指标之一
19、。齿轮公法线平均长度偏差是指齿轮在一周范围内,齿轮公法线实际长度的平均值与公称值之差,即,它是用来控制齿轮啮合时的齿侧间隙。公法线长度可用公法线千分尺、公法线指示卡规或万能测齿仪等计量器具测量,本次实训采用公法线千分尺测量。公法线千分尺是在普通外径千分尺测头上安装两个大平面测头,其读数方法与普通千分尺相同。如图1-5-10所示。图1-5-10 公法线长度测量图1-5-11 齿圈径向跳动测量二、齿圈径向跳动误差 是指在齿轮一转范围内,测头在齿槽内或在轮齿上,于齿高中部双面接触,测头相对齿轮轴线的最大变动量,即最大值和最小值之差,见图1-5-11所示。它可以用齿圈径向跳动检查仪,也可用万能测齿仪等
20、具有顶针架的仪器测量。图1-5-12所示为齿圈径向跳动检查仪外形图。芯轴11装入被测齿轮后,安装在左右顶针5之间,两顶针架在滑板1上。转动手轮2可使滑板1及其上之承载物一起左右移动。在底座后方螺旋立柱6上有一表架,百分表10装在表架前弹性夹头中。拨动抬升器9可使百分表测量头13放入齿槽或退出齿槽。齿圈径向跳动检查仪还附有不同直径的测量头,用于测量各种模数的齿轮。附有各种杠杆,用于测量锥齿轮和内齿轮的齿圈跳动。三、齿厚偏差 齿厚偏差是指实际齿厚和公称齿厚之差。它是控制齿轮副隙侧的基本指标之一。图5.13所示,为测量齿厚的游标卡尺。它由两套相互垂直的游标卡尺组成,垂直游标尺用于控制被测齿轮的弦齿高
21、,水平游标尺则用于测量实际弦齿厚。图1-5-12 齿圈径向跳动检查仪测量时,垂直游标以齿顶圆为基准,而分度圆的实际弦齿高:图1-5-13 齿厚卡尺测量弦齿厚 标准弦齿高= 实际齿顶圆直径齿顶圆公称直径图1-5-14 周节仪四、齿距累积误差 齿距累积误差是在分度圆上任意两个同侧齿廓之间的实际弧长与公称弧长之差的最大绝对值。齿距偏差是在分度圆上实际齿距(分度圆上相邻两齿同侧齿廓的弧长)与公称齿距(可取齿轮上所有实际齿距的平均值)之差。齿距累积误差和齿距偏差往往采用相对测量法测量,它是以某一实际齿距为基准,测量同一圆上其余各齿距对基准齿距之差,此差值称为齿距相对偏差。然后将各个齿距相对偏差取代数和,
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