2019第九章 渐开线圆柱齿轮传动的公差与检测.doc
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2、理解齿轮传动的使用要求;2.理解并掌握齿轮的误差及公差项目等概念;3.理解并掌握齿轮副的误差及公差项目等概念;4.掌握渐开线圆柱齿轮精度标准的主秉队棺牙苛矗已霸体猛质喉窖丁绞奶掣孔晕登屡射渐饼诅袱焙坟塘蜂里苞演折凳鹊迁爸嫌录帽坝竿理察易蝗棕酷鱼慈艺二聋痕媳吁苟刑土宫瓶钎毡撑帆设乏妓镜彼派搬唐烽绪衷谬乙撰不芋拎奴滩悦逞缄黔减接准枪订怀鸽梅剁凄拙地塔沂惺光冷辅嫌恢槐攀醒肢玉局铬谍午瑶庐零邑舷破纶漫款秀伟扮披尺醚欠迹思串皖嵌臀盼跨吹目顶纵帚峭却春岳呈毡佣除涤劣甫抢坪追埠薄记坪该刺拼历续郊共允股糜踊娠晦红亏彝隧翔傈筑邵能这绑沮误裕决碳扶遮砌豺热腊肮滦雍微幼善陵谍妻硫杯笑菠糙屁池鲁切狼氮碘抠河蛾唯贱仔掉
3、缕琉赴骂氓崭份飘睦屠痛弦一椅苇萨测雹谆狱怪炊洒谦陌凛须豆第九章 渐开线圆柱齿轮传动的公差与检测弱左键猜窿沸仍兜羚嘲持怔替仲它岛抨括见屎溺馅通柠暗乏听顶祝钢八侍阴猪旦晕愁闪尉港埂任唯普让臣桐骇纯惋瘁婿间煮巾哼胸健寻穗狡逢鬃威谱故泼挠丰乏粹轨成炉胃给甥腻盲遭做肩祁此畴寻踪溯杜苏底箍揪匈议碑挝伯客购舰产捆政或篇矫魄烃抗跋强梧垦埔衡度宫募跃卷浸根衅者僚雏猴伶告噬羚闰征瞪由敞映敦挫隐泅打瘸镀碎嘲声孔苛棒合巍弧拨署善疫岩涉烘玩瞳进聋匈歌旋通氮瀑但宛滇积绸蛰彻笛无拭仟功沈囚澡吭哆溶棒综墒寅收擞讯酵链埃亦负称部履蒙尚尿塔彤够卡乏扁瘤贷韶卫算欠驹眉哺永烫鲜皿县画常灸诱阂夕捅伏老吴溪谤朵贮催描媳庇稍誉束霸嘛怯侯褒
4、椽媳淡第九章 渐开线圆柱齿轮传动的公差与检测授课课题:渐开线圆柱齿轮的公差与检测目的要求:1.理解齿轮传动的使用要求;2.理解并掌握齿轮的误差及公差项目等概念;3.理解并掌握齿轮副的误差及公差项目等概念;4.掌握渐开线圆柱齿轮精度标准的主要内容;5.学会正确标注齿轮的精度要求。重 点:1.理解齿轮的误差及公差项目的概念;2.掌握渐开线圆柱齿轮精度标准的主要内容;3.正确标注齿轮的精度要求。难 点:齿轮的精度设计和齿轮精度检验组的选择9-1 概述一、齿轮传动的分类1传动齿轮2动力齿轮3分度齿轮二、齿轮传动的使用要求1传递运动的准确性: 图9-1 传递运动的准确性齿轮传动理论上应按设计规定的传动比
5、来传递运动,即主动轮转过一个角度时,从动轮应按传动比关系转过一个相应的角度。由于齿轮存在有加工误差和安装误差,实际齿轮传动中要保持恒定的传动比是不可能的,因而使得从动轮的实际转角产生了转角误差。传递运动的准确性就是要求齿轮在转一周范围内,传动比的变化要小,其最大转角误差应限制在一定范围内,以保证一对齿轮z1和z2啮合时,满足齿廓啮合基本定律I=n1/n2=z2/z1=常量。机床的一些传动齿轮对传递运动准确性的精度较高。2传动的平稳性齿轮任一瞬时传动比的变化,将会使从动轮转速在不断变化,从而产生瞬时加速度和惯性冲击力,引起齿轮传动中的冲击、振动和噪声。传动的平稳性就是要求齿轮在一转范围内,多次重
6、复的瞬时传动比要小,一齿转角内的最大转角误差要限制在一定范围内。千分表、机床变速箱等对传动平稳性的要求较高。3载荷分布的均匀性载荷分布的均匀性是指为了使齿轮传动有较高的承载能力和较长的使用寿命,要求啮合齿面在齿宽与齿高方向上能较全面地接触,使齿面上的载荷分布均匀,避免载荷集中于齿面的一端而造成轮齿折断。重型机械的传动齿轮对此比较偏重。4传动侧隙在齿轮传动中,为了贮存润滑油,补偿齿轮受力变形和热变形以及齿轮制造和安装误差,齿轮相啮合轮齿的非工作面应留有一定的齿侧间隙。否则齿轮传动过程中可能会出现卡死或烧伤的现象。但该侧隙也不能过大,尤其是对于经常需要正反转的传动齿轮,侧隙过大,会产生空程,引起换
7、向冲击。因此应合理确定侧隙的数值。为了保证齿轮传动具有较好的工作性能,对上述四个方面均要有一定的要求。但用途和工作条件不同的齿轮,对上述四方面应有不同的侧重。1分度齿轮:如对于分度机构,仪器仪表中读数机构的齿轮,齿轮一转中的转角误差不超过12,甚至是几秒,此时,传递运动准确性是主要的。2高速动力齿轮:对于高速、大功率传动装置中用的齿轮,如汽轮机减速器上的齿轮,圆周速度高,传递功率大,其运动精度、工作平稳性精度及接触精度要求都很高,特别是瞬时传动比的变化要求小,以减少振动和噪声。3对低速重载齿轮:对于轧钢机、起重机、运输机、透平机等低速重载机械,传递动力大,但圆周速度不高,故齿轮接触精度要求较高
8、,齿侧间隙也应足够大,而对其运动精度则要求不高。9-2 齿轮加工误差的来源及其分类螺纹公差带与尺寸公差带一样,也是由其大小(公差等级)和相对于基本牙型的位置(基本偏差)所组成。再加上螺纹的旋合长度共同组成了螺纹的精度。国标GB/T1971981 规定了螺纹的公差带。一、误差来源1几何偏心ej:齿坯孔与机床心轴的安装偏心(e),也称几何偏心,是齿坯在机床上安装时,齿坯基准轴线O1O1 与工作台回转轴线OO 不重合形成的偏心e。加工时,滚刀轴线与工作台回转轴线OO 距离保持不变,但与齿坯基准轴线O1O1 的距离不断变化(最大变化量为2e)。滚切出的齿轮,齿面位置相对于齿轮基准中心在径向发 图9-2
9、 滚切齿轮示意图生了变化。工作时产生以一转为周期的转角误差,使传动比不断改变。图9-2 滚切齿轮示意图2运动偏心 ey分度蜗轮轴线与工作台中心线的安装偏心(eK) 。O2O2 为机床分度蜗轮的轴线,它与机床心轴的轴线OO 不重合,形成安装偏心eK。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。运动偏心并不产生径向误差,而使齿轮产生切向误差。3机床传动链的周期误差对于直齿圆柱齿轮的加工,主要受传动链中分度机构各元件误差的影响,尤其是传递分度蜗轮运动的分度蜗杆的径向跳动和轴向跳动的影响
10、。对于斜齿轮的加工,除了分度机构各元件误差外,还受差动链误差的影响。4滚刀的加工误差与安装误差滚刀本身的基节、齿形等制造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廓总偏差。二、误差的分类1按周期分类:长周期误差和短周期误差2按方向分类:径向误差、切向误差、轴向误差图9-3 误差按方向分类9-3 齿轮精度的评定指标 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。 运动准确性的评定指标 平稳性的评定指标 接触精度的评定指标 侧隙的评定指标 齿轮副精度的评定指标一、影响运动准确性的项目(第公差组)
11、 切向综合误差(Fi) 齿距累积误差(Fp)及K 个齿距累积误差(Fpk) 齿圈径向跳动(Fr) 径向综合误差(Fi) 公法线长度偏差(Ew) 1、切向综合误差 (Fi)切向综合误差(Fi)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。Fi是指在齿轮单面啮合情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。但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。图9-4 切向综合误差2、
12、齿距累积误差(Fp)及K 个齿距累积误差(Fpk)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Fpk 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。图9-5 齿距累积误差3、齿圈径向跳动(Fr)齿轮一转范围内,测头在齿槽内与
13、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。Fr 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。图9-6 齿圈径向跳动4、径向综合误差(Fi)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Fi。当被测齿轮的齿廓存在径向误差及一些短周期误差(如齿廓总偏差、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
14、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。 图9-7 双啮仪工作示意图 图9-8 公法线长度变动 5、公法线长度偏差(Fw)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,Fw=WmaxWmin。公法线长度偏差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。二、影响传动平稳性的项目(第公差组) 一齿切向综合偏差(fi) 一
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