互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ) 第3版 教學(xué)課件 周兆元 第十章漸開線圓柱齒輪傳動(dòng)公差與檢測

1、在線教務(wù)輔導(dǎo)網(wǎng)：在線教務(wù)輔導(dǎo)網(wǎng)： :/教材其余課件及動(dòng)畫素材請查閱在線教務(wù)輔導(dǎo)網(wǎng)教材其余課件及動(dòng)畫素材請查閱在線教務(wù)輔導(dǎo)網(wǎng)QQ:349134187 或者直接輸入下面地址：或者直接輸入下面地址：第十章 漸開線圓柱齒輪傳動(dòng)公差與檢測 齒輪傳動(dòng)是一種重要的傳動(dòng)方式。齒輪傳動(dòng)是一種重要的傳動(dòng)方式。 影響齒輪傳動(dòng)質(zhì)量的因素很多，主要是：影響齒輪傳動(dòng)質(zhì)量的因素很多，主要是： 1 1、傳遞運(yùn)動(dòng)的準(zhǔn)確性（、傳遞運(yùn)動(dòng)的準(zhǔn)確性（運(yùn)動(dòng)精度運(yùn)動(dòng)精度） 要求齒輪在一轉(zhuǎn)范圍內(nèi)，傳動(dòng)比要恒要求齒輪在一轉(zhuǎn)范圍內(nèi)，傳動(dòng)比要恒 定，即最大轉(zhuǎn)角誤差控制在一定范圍。定，即最大轉(zhuǎn)角誤差控制在一定范圍。2 2、傳動(dòng)的平穩(wěn)性（、傳動(dòng)的平穩(wěn)

2、性（工作平穩(wěn)性工作平穩(wěn)性） 要求齒輪在一齒或瞬時(shí)內(nèi)傳動(dòng)比變化限制要求齒輪在一齒或瞬時(shí)內(nèi)傳動(dòng)比變化限制在一定范圍。即限制瞬時(shí)傳動(dòng)比的變化量，以保在一定范圍。即限制瞬時(shí)傳動(dòng)比的變化量，以保證傳動(dòng)平穩(wěn)，減少?zèng)_擊、振動(dòng)和噪聲。證傳動(dòng)平穩(wěn)，減少?zèng)_擊、振動(dòng)和噪聲。3 3、載荷分布的均勻性（、載荷分布的均勻性（接觸精度接觸精度） 要求齒輪在嚙合時(shí)接觸良好，載荷分布均勻，避免應(yīng)力集中,造成齒面局部磨損加劇，影響齒輪的使用壽命。4 4、傳動(dòng)側(cè)隙的合理性（、傳動(dòng)側(cè)隙的合理性（配合精度配合精度） 要求齒輪在嚙合時(shí)非工作面有一定的間隙。它對貯藏潤滑油、補(bǔ)償齒輪傳動(dòng)受力后的彈性變形、熱膨脹以及齒輪傳動(dòng)裝置制造誤差和裝配

3、誤差等都是必需的。否則，齒輪在傳動(dòng)過程中可能卡死或燒傷。根據(jù)使用要求的不同，齒輪可分為：根據(jù)使用要求的不同，齒輪可分為：圓柱齒輪傳動(dòng)圓柱齒輪傳動(dòng)直齒斜齒外嚙合內(nèi)嚙合人字齒輪 齒輪齒條 第二節(jié)影響漸開線圓柱齒輪精度的因素第二節(jié)影響漸開線圓柱齒輪精度的因素引起了引起了齒輪徑向誤差引起了齒輪切向誤差滾齒加工示意圖滾齒加工示意圖幾何偏心幾何偏心 齒坯定位孔與機(jī)床心軸之間的間隙等原因，會(huì)造成齒坯孔基準(zhǔn)軸線與機(jī)床工作臺(tái)回轉(zhuǎn)軸線不重合，產(chǎn)生幾何偏心，引起了齒輪徑向誤差。 運(yùn)動(dòng)偏心運(yùn)動(dòng)偏心 滾齒加工時(shí)機(jī)床分度蝸輪與工作臺(tái)中心線有安裝偏心時(shí)，就會(huì)使齒輪在加工過程中出現(xiàn)蝸輪蝸桿中心距周期性的變化，產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)偏心，引

4、起了齒輪切向誤差。 一、齒輪輪齒同側(cè)面偏差與檢測一、齒輪輪齒同側(cè)面偏差與檢測 1 1、齒距偏差、齒距偏差 單個(gè)齒距偏差單個(gè)齒距偏差f fptpt指在端平面上接近齒高中部與齒輪指在端平面上接近齒高中部與齒輪軸線同心的圓上，實(shí)際齒距與理論軸線同心的圓上，實(shí)際齒距與理論齒距的代數(shù)差齒距的代數(shù)差 。 任意任意k k個(gè)齒距的實(shí)際弧長與理論弧長的代數(shù)差個(gè)齒距的實(shí)際弧長與理論弧長的代數(shù)差, ,理論上它等于這理論上它等于這k k個(gè)齒距的單個(gè)齒距偏差的代數(shù)和。個(gè)齒距的單個(gè)齒距偏差的代數(shù)和。 指齒輪同側(cè)齒面任意圓弧段（指齒輪同側(cè)齒面任意圓弧段（k k=1=1至至k k=z=z）內(nèi)的）內(nèi)的最大齒距累積偏差。它表現(xiàn)為

5、齒距累積偏差曲線的最大齒距累積偏差。它表現(xiàn)為齒距累積偏差曲線的總幅值?？偡?。1-1-支架支架 2-2-定位支腳定位支腳 3-3-指示表指示表 4-4-主體主體 5-5-固定螺母固定螺母6-6-固定螺釘固定螺釘 7-7-活動(dòng)量爪活動(dòng)量爪 8-8-固定量爪固定量爪 9-9-定位支腳定位支腳齒距儀齒距儀比較式測距儀萬能測齒儀測齒距萬能測齒儀測齒距齒頂圓定位齒頂圓定位齒根圓定位齒根圓定位裝配孔定位裝配孔定位齒距儀測量示意圖齒距儀測量示意圖 齒距累積總偏差Fp和齒距累積偏差Fpk通常在萬能測齒儀和比較齒距儀上測量。2 2、齒廓偏差、齒廓偏差 齒廓總偏差齒廓總偏差F F; ; 齒廓形狀偏差齒廓形狀偏差f

6、 ff f; ; 齒廓傾斜偏差齒廓傾斜偏差f fH H。3a3a為設(shè)計(jì)輪廓跡線為設(shè)計(jì)輪廓跡線3b3b為實(shí)際輪廓跡線為實(shí)際輪廓跡線3c3c為平均輪廓跡線為平均輪廓跡線 一般情況被測齒輪只需檢測齒廓總偏差F即可。 F通常用萬能漸開線檢查儀或單圓盤漸開線檢查儀進(jìn)行測量。 螺旋線偏差是指在端面基圓切線方向上，實(shí)際螺旋線對設(shè)計(jì)螺旋線的偏離量。 國標(biāo)規(guī)定用螺旋線偏差來評(píng)定載荷分布均勻性。 一般情況被測齒輪只需檢測螺旋線總偏差F。直齒輪的設(shè)計(jì)螺旋線為直線，斜齒輪的設(shè)計(jì)螺旋線為螺旋線實(shí)際螺線跡線設(shè)計(jì)螺線跡線平均螺線跡線齒寬齒寬螺旋線計(jì)值范圍4 4、切向綜合偏差、切向綜合偏差 切向綜合總偏差切向綜合總偏差FFI

7、 I 指被測齒輪與測量齒輪單面嚙合檢驗(yàn)時(shí)，被測齒輪一轉(zhuǎn)內(nèi)，齒輪分度圓上實(shí)際圓周位移與理論圓周位移的最大差值 一齒切向綜合偏差一齒切向綜合偏差ffI I 指被測齒輪與測量齒輪單面嚙合時(shí)，在被測齒輪一個(gè)齒距內(nèi)，齒輪分度圓上實(shí)際圓周位移與理論圓周位移的最大差值徑向綜合總偏差的檢測徑向綜合總偏差的檢測 用齒輪雙面嚙合檢查儀進(jìn)行測量用齒輪雙面嚙合檢查儀進(jìn)行測量 。指在齒輪一轉(zhuǎn)范圍內(nèi)，將測頭（球形、圓柱形、砧形）逐個(gè)放置在被測齒輪的齒槽內(nèi)，在齒高中部雙面接觸，測頭相對于齒輪軸線的最大和最小徑向距離之差。輪齒的徑向跳動(dòng)測量原理輪齒的徑向跳動(dòng)測量原理 1 1、基圓齒距偏差、基圓齒距偏差f fpbpb( (又稱

8、基節(jié)偏差又稱基節(jié)偏差) ) 指實(shí)際基圓齒距與公稱基圓齒距之差指實(shí)際基圓齒距與公稱基圓齒距之差 nptpbffcos2 2、齒厚上、下偏差、齒厚上、下偏差 Esns Esns、 Esni;Esni;齒厚游標(biāo)卡尺齒厚游標(biāo)卡尺在分度圓柱上測得 公法線千分尺1 1、齒輪副的中心距偏差、齒輪副的中心距偏差f fa a2 2、軸線的平行度公差、軸線的平行度公差 軸線平面內(nèi)的偏差軸線平面內(nèi)的偏差f f; ; 垂直平面上的偏差垂直平面上的偏差f f。指實(shí)際中心距與理論 中心距的差值。3 3、齒輪接觸斑點(diǎn)、齒輪接觸斑點(diǎn) 接觸斑點(diǎn)是指安裝好的齒輪副在輕微制動(dòng)下，運(yùn)轉(zhuǎn)后齒面上分布的接觸擦亮痕跡。接觸痕跡的大小由齒高

9、方向和齒長方向的百分?jǐn)?shù)表示。齒長方向 齒高方向 4 4、側(cè)隙：、側(cè)隙： 圓周側(cè)隙圓周側(cè)隙j jt t 法向側(cè)隙法向側(cè)隙j jn n 裝配好的齒輪副，一個(gè)齒輪固定，測得另一個(gè)齒輪的圓周晃動(dòng)量，以分度圓弧長計(jì)。一、漸開線圓柱齒輪精度等級(jí)一、漸開線圓柱齒輪精度等級(jí)1 1、輪齒同側(cè)齒面偏差規(guī)定了、輪齒同側(cè)齒面偏差規(guī)定了1313個(gè)精度等級(jí)個(gè)精度等級(jí) 0 0，1 1，2 2，3 3，1212表示表示 2 2、徑向綜合公差的精度等級(jí)共、徑向綜合公差的精度等級(jí)共9 9級(jí)級(jí)3 3、徑向跳動(dòng)規(guī)定了、徑向跳動(dòng)規(guī)定了1313個(gè)精度等級(jí)個(gè)精度等級(jí) 0 0，1 1，2 2，3 3，1212表示表示 齒輪的精度設(shè)計(jì)應(yīng)用齒輪

10、的精度設(shè)計(jì)應(yīng)用一、齒輪精度等級(jí)和評(píng)定參數(shù)選擇應(yīng)用一、齒輪精度等級(jí)和評(píng)定參數(shù)選擇應(yīng)用 1 1、精度等級(jí)、精度等級(jí) 0 02 2級(jí)為待發(fā)展級(jí)；級(jí)為待發(fā)展級(jí)；3 35 5級(jí)為高精度級(jí)；級(jí)為高精度級(jí)；6 69 9級(jí)為中等精度級(jí)，使用最廣；級(jí)為中等精度級(jí)，使用最廣；10101212級(jí)為低精度級(jí)。級(jí)為低精度級(jí)。 2 2、齒輪檢驗(yàn)要求、齒輪檢驗(yàn)要求 GB/T10095.1規(guī)定必檢項(xiàng)目必檢項(xiàng)目：齒距累積總偏差Fp、齒距累積偏差Fpk、單個(gè)齒距偏差fpt、齒廓總偏差F 、螺旋線總偏差F、齒厚偏差Esn或公法線長度極限偏差Ebn非必檢項(xiàng)目非必檢項(xiàng)目：其余的由采購方和供貨方協(xié)商確定。 對齒輪加工誤差的分類對齒輪加工

11、誤差的分類 按齒輪各項(xiàng)誤差對齒輪傳動(dòng)性能的主要影響及檢按齒輪各項(xiàng)誤差對齒輪傳動(dòng)性能的主要影響及檢驗(yàn)要求，分為三組：驗(yàn)要求，分為三組：1 1、影響傳遞運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確性的誤差、影響傳遞運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確性的誤差 齒距累積總偏差齒距累積總偏差F Fp p; ; 齒距累積偏差齒距累積偏差F FpKpK; ; 徑向綜合總偏差徑向綜合總偏差FFi i; ; 徑向跳動(dòng)公差徑向跳動(dòng)公差F Fr r; ; 切向綜合總偏差切向綜合總偏差F Fj j 。 2 2、影響傳動(dòng)平穩(wěn)性的誤差、影響傳動(dòng)平穩(wěn)性的誤差 單個(gè)齒距偏差單個(gè)齒距偏差f fptpt; ; 一齒徑向綜合偏差一齒徑向綜合偏差f fi i; ; 一齒切向綜合偏差一齒切向綜合

12、偏差f fi i; ; 齒廓總偏差齒廓總偏差F F; ; 螺旋線總偏差螺旋線總偏差f f； 齒廓形狀偏差齒廓形狀偏差f ff f。 螺旋線形狀偏差螺旋線形狀偏差f ff f。3 3、影響載荷分布均勻性的誤差、影響載荷分布均勻性的誤差 齒廓總偏差齒廓總偏差F F; ; 螺旋線總偏差螺旋線總偏差f f； 齒廓傾斜偏差齒廓傾斜偏差 f fH H； 螺旋線傾斜偏差螺旋線傾斜偏差 f fH H。 二、齒輪精度設(shè)計(jì)二、齒輪精度設(shè)計(jì)1 1、齒輪精度等級(jí)的確定、齒輪精度等級(jí)的確定 計(jì)算法計(jì)算法 類比法類比法依據(jù)齒輪傳動(dòng)用途的主要要求，計(jì)算確依據(jù)齒輪傳動(dòng)用途的主要要求，計(jì)算確定出其中一種使用要求的精度等級(jí)，再定

13、出其中一種使用要求的精度等級(jí)，再按其他方面要求，作適當(dāng)協(xié)調(diào)，來確定按其他方面要求，作適當(dāng)協(xié)調(diào)，來確定其它使用要求的精度等級(jí)其它使用要求的精度等級(jí)根據(jù)生產(chǎn)實(shí)踐中總結(jié)出來的同類產(chǎn)品的根據(jù)生產(chǎn)實(shí)踐中總結(jié)出來的同類產(chǎn)品的經(jīng)驗(yàn)資料，經(jīng)過對比選擇精度等級(jí)。經(jīng)驗(yàn)資料，經(jīng)過對比選擇精度等級(jí)。在生產(chǎn)實(shí)際中類比法較為常用。在生產(chǎn)實(shí)際中類比法較為常用。參閱表參閱表10-16、17、18 圓柱齒輪精度的適用范圍 各種機(jī)械采用的齒輪的精度等級(jí) 2 2、齒側(cè)間隙的確定、齒側(cè)間隙的確定 最小法向側(cè)隙的確定最小法向側(cè)隙的確定影響齒輪副側(cè)隙的因素影響齒輪副側(cè)隙的因素 為了滿足不同的使用要求，齒輪副間隙以齒厚極限偏差不同代號(hào)分為

14、14種。圖中C、D、E、S這14種代號(hào)的齒厚極限偏差值的大小是以齒距極限偏差的不同倍數(shù)來區(qū)分的。 選取其中兩個(gè)字母組成側(cè)隙代號(hào)，前一個(gè)字母表示齒厚上偏差，后一個(gè)字母表示齒厚下偏差。 齒厚極限偏差代號(hào)3 3、齒輪精度的標(biāo)注、齒輪精度的標(biāo)注 在齒輪工作圖上應(yīng)標(biāo)注齒輪的精度等級(jí)和齒厚在齒輪工作圖上應(yīng)標(biāo)注齒輪的精度等級(jí)和齒厚極限偏差的代號(hào)。極限偏差的代號(hào)。 GB/T 10095.1GB/T 10095.1適用于法向模數(shù)適用于法向模數(shù)0.50.570mm70mm、分度圓直徑、分度圓直徑5 510000mm10000mm、齒寬、齒寬4 41 000mm 1 000mm 的單個(gè)漸開線圓柱齒輪；的單個(gè)漸開線圓柱齒輪；GB/T 10095.2GB/T 10095.2適用于法向模數(shù)適用于法向模數(shù)0.20.210mm10mm，分度圓直徑，分度圓直徑5 51000mm1000mm的單個(gè)漸開線圓柱齒輪。的單個(gè)漸開線圓柱齒輪。 若齒輪的檢驗(yàn)項(xiàng)目同為某一精度等級(jí)時(shí)，可標(biāo)注若齒輪的檢驗(yàn)項(xiàng)目同為某一精度等級(jí)時(shí)，可標(biāo)注精度等級(jí)和標(biāo)準(zhǔn)號(hào)。如，齒輪檢驗(yàn)項(xiàng)目都為精度等級(jí)和標(biāo)準(zhǔn)號(hào)。如，齒輪檢驗(yàn)項(xiàng)目都為8 8級(jí)，則級(jí)，則標(biāo)注為：標(biāo)注為： 8 GB/T 10095.1 8 GB/T 10095.1 或或