齒輪精度設(shè)計示例

2.齒輪精度設(shè)計示例【例】某機床變速箱中一對直齒圓柱齒輪，模數(shù)m=3mm，齒數(shù)Z1=30，齒數(shù)Z2=90,齒形角a=20°，齒寬bl=20,轉(zhuǎn)速nl=1400r/min，齒輪材料為45號鋼，單件小批量生產(chǎn)。試①確定小齒輪精度等級；②確定檢查項目；③計算齒輪副側(cè)隙和齒厚偏差；④將齒厚極限偏差換算成公法線平均長度極限偏差。⑤確定齒輪坯公差（確定小齒輪內(nèi)孔和齒頂圓的尺寸公差、齒頂圓的徑向圓跳動公差和端面跳動公差。）⑥確定齒輪零件表面粗糙度；⑦繪制齒輪零件圖。解：準備工作：對于小齒輪根據(jù)分度圓直徑d=mz算得：分度圓直徑d1=mXZ1=3X30=90mm根據(jù)齒頂圓直徑d=mz+2m算得：齒頂圓直徑d=mxzl+2xm=3x30+2x3=96mma a1確定小齒輪精度等級???該齒輪是機床變速箱中速度較高的齒輪，主要要求是傳動平穩(wěn)性???根據(jù)圓周速度確定其影響傳動平穩(wěn)性的偏差項目的精度等級。根據(jù)圓周速度兀dn 兀x90x1400 . ,__.v= 1 = m/s=6.59m/s60x1000 60x1000參考表9-8（P232,舊版教材P216）,選影響傳動平穩(wěn)性的偏差項目的精度等級為8級。?該齒輪對傳遞運動的準確性要求不高?可降低一級，選影響傳遞運動準確性的偏差項目的精度等級為9級。?該齒輪既傳遞運動又傳遞動力，動力齒輪對齒面載荷分布均勻性有一定要求，通常精度等級不低于影響傳動平穩(wěn)性的偏差項目的精度等級，?選影響載荷分布均勻性的偏差項目的精度等級為8級。?.?三個公差組 （舊標準）GB/T10095.1-2001 標準開始取消了原標準三個公差組的說法根據(jù)齒輪的使用要求分為三個公差組。第T公興絹耳工:耳，凡保證運動的準確性第11公上如保證傳動的平馳第m公興絹保證馥荷分布的均勻性???第I公差組 影響傳遞運動準確性的偏差項目的精度等級為9級第II公差組 影響傳動平穩(wěn)性的偏差項目的精度等級為8級第III公差組影響載荷分布均勻性的偏差項目的精度等級為8級選擇齒輪檢査組，確定檢査項目公差值?該齒輪屬于中等精度、小批量生產(chǎn)，沒有對齒輪局部范圍提出更嚴格的噪振動要求，???參考表9-9（P233,舊版教材P217），選第1檢驗組，檢驗項目為：單個齒距偏差fpt齒距累積總偏差卩卩齒廓總偏差Fa螺旋線總偏差氣徑向圓跳動Fr1）單個齒距偏差fpt（第II公差組精度等級8級傳動平穩(wěn)性）根據(jù)分度圓直徑d=90、法向模數(shù)m=3、精度等級8級，n

查表9-1（P225,舊版P209）得，fpt=±17pm2） 齒距累積總偏差Fp（第I公差組精度等級9級傳遞運動準確性）根據(jù)分度圓直徑d、法向模數(shù)m、精度等級9級n查表9-2（P226，舊版P210）得，F(xiàn)=76pmp3）齒廓總偏差F （認為相當于第iii公差組精度等級8級載荷分布均勻性a根據(jù)分度圓直徑d、法向模數(shù)m、精度等級8級，n查表9-3（P236，舊版P210）得，F(xiàn)=22pma4） 螺旋線總偏差Fp（第III公差組精度等級8級載荷分布均勻性）根據(jù)分度圓直徑d、齒寬b、精度等級8級，查表9-4（P227，舊版P211）得,Fp=21pm5） 徑向圓跳動Fr（第I公差組精度等級9級傳遞運動準確性根據(jù)分度圓直徑d、法向模數(shù)m、精度等級9級，n查表9-5（P228，舊版P212）得，F(xiàn)=61pmr計算齒輪副側(cè)隙和齒厚偏差1） 求齒輪中心距am3齒輪中心距a= （z+z）=x（30+90）mm=180mm2122代入式（9-1）（P233，舊版P217）求出最小側(cè)隙推薦值j= （0.06+0.0005a+0.03m）bmin3 i n=3x（0.06+0.0005x180+0.03x3）mm=0.106mm2） 求齒厚上偏差Esns由式（9-2）（P234,舊版P218）得齒厚上偏差EsnsE=-j /2cosasnsbnmin n=-0.106/（2xcos20°）mm=-0.056mm3） 求齒厚公差Tsn（x 、由式（9-3）（P234，舊版P218）T=』F2+b22tanasn\r r丿 n0.140mm????傳遞運動準確性的偏差項目的精度等級為90.140mm.??由表9-11（P234，舊版P218）查得切齒徑向進刀公差b=IT10=r（注：根據(jù)分度圓直徑dl=90mm,公差等級IT10，查表2-1《標準公差值》（P20）,得140“m）b為切齒徑向進刀公差，相當于一般尺寸的加工誤差，按加工精度確定，通常b值按rr傳遞運動準確性的偏差項目的精度等級由分度圓直徑查表確定。?前面已查出徑向圓跳動Fr=0.061mm/; 、由式（9-3）（P218）T=JF2+b22tanasn\r sT丿 n得齒厚公差T= 0.0612+0.1402x2xtan20=0.111mmsn4）求齒厚下偏差Esns由式（9-4）（P235,舊版P218）E=E-Tsnisnssn得齒厚下偏差E=—0.056—0.111=—0.167mmsni將齒厚極限偏差換算成公法線平均長度極限偏差1）求公法線公稱長度?求跨測齒數(shù)k根據(jù)k=z/9+0.5求得k=30/9+0.5"3.8 取k=4（齒）（四舍五入取整）?根據(jù)W=m1.476（2k—1）+0.014Z]求得公法線公稱長度W=3X[1.476X（2X4-l）+0.014X30]mm=32.256mm?由式（9-5）（P235，舊版P219）公法線長度上偏差E 二ECOSabnssnsn求得E=-0.056cos20。=—0.053mmbns由式（9-6）（P235，舊版P219）公法線長度下偏差E二Ecosabnisnin求得E=—0.167cos20。=—0.157mmbni確定齒輪坯公差分析:???小齒輪為盤形齒輪（不是連軸齒輪），而且齒寬b=20mm（較小，屬于“短的”圓柱）???一般采用齒輪內(nèi)孔和端面作為基準需確定小齒輪內(nèi)孔和齒頂圓的尺寸公差、齒頂圓的徑向圓跳動公差和端面跳動公差。即：參照教材P237，舊版P221表9-13確定小齒輪內(nèi)孔和齒頂圓的尺寸公差參照教材P237，舊版P222表9-14確定小齒輪內(nèi)孔圓柱度參照教材P238，舊版P222表9-15確定齒頂圓的徑向圓跳動公差和端面跳動公差1）齒輪內(nèi)孔的尺寸公差??第I公差組 影響傳遞運動準確性的偏差項目的精度等級為9級第II公差組 影響傳動平穩(wěn)性的偏差項目的精度等級為8級第III公差組 影響載荷分布均勻性的偏差項目的精度等級為8級根據(jù)當三個公差組的精度等級不同時，按最高的精度等級確定公差值???根據(jù)齒輪精度等級為8級，參照教材P221表9-13，孔的尺寸公差為7級，取H7,根據(jù)內(nèi)孔直徑30mm,公差等級IT7，查表2-1《標準公差值》（P20）,得尺寸公差值為0.021mm/、即小齒輪內(nèi)孔直徑030H7 +0-021Vo丿???齒輪內(nèi)孔作為基準，為保證配合性質(zhì)，???小齒輪內(nèi)孔直徑遵守包容要求，在其尺寸公差代號后面標注符號◎包容要求主要用于需要保證配合性質(zhì)的孔、軸單一要素的中心軸線的直線度。2） 齒頂圓的尺寸公差?假設(shè)齒頂圓不作為測量齒厚的基準???當齒頂圓不作為測量齒厚的基準時，其尺寸公差按IT11給定，但不大于O.lXm。即齒頂圓的尺寸公差按IT11給定。?根據(jù)齒頂圓直徑d=96mm,公差等級IT11，查表2-1《標準公差值》（P20）,得0.22mm1/、096h11 +0-22V0丿?核算?0.1Xm=0.1X3=0.3mm小齒輪的齒頂圓直徑尺寸公差均不大于O.lXm?合理3） 齒頂圓的徑向圓跳動公差齒頂圓柱面在加工齒形時，常作為找正基準，?假設(shè)基準面與安裝面不一致（即工作基準面與加工基準面不一致）???采用表9-15（P238，舊版教材P222）所示方法，齒頂圓的徑向跳動公差為0.3Fp小齒輪：已查表得：齒距累積總偏差Fp=76gm0.3F二0.3x0.076mm二0.022mmp4） 齒頂圓端面跳動公差齒頂圓兩端面在制造和工作時，作為軸向定位的基準，?假設(shè)基準面與安裝面不一致（即工作基準面與加工基準面不一致）???采用表9-15（P238，舊版教材P222）所示方法。齒頂圓端面跳動公差為0.2（D/b）Fad p?小齒輪：齒頂圓直徑d=96mm1齒寬b1=20mm；已查表得：螺旋線總偏差氣=21gm基準面為①96齒頂圓柱體的“兩端面”，故基準面直徑Dd=d,=96mmd1齒頂圓端面跳動公差為：0.2(D/b)F二0.2x96x0.021