對齒輪傳動使用要求

§1對齒輪傳動的使用要求

對齒輪傳動的使用要求可歸納為以下四個方面：

齒輪傳遞運動的準確性齒輪的傳動平穩(wěn)性齒輪載荷分布的均勻性側(cè)隙第十章圓柱齒輪公差與檢測第1頁/共21頁

一、齒輪傳遞運動的準確性齒輪傳遞運動的準確性：是指要求齒輪在一轉(zhuǎn)范圍內(nèi)傳動比變化盡量小，以保證主、從動齒輪的運動協(xié)調(diào)。即齒輪一轉(zhuǎn)中，它的轉(zhuǎn)角誤差的最大值（絕對值）不超過一定的限度（如圖10-1）。齒輪轉(zhuǎn)角誤差曲線形狀的變化一般呈正弦變化規(guī)律。即齒輪一轉(zhuǎn)中最大的轉(zhuǎn)角誤差只出現(xiàn)一次，而且出現(xiàn)轉(zhuǎn)角誤差正、負極值的兩個輪齒相隔約180°第十章圓柱齒輪公差與檢測第2頁/共21頁圖10-1齒輪嚙合的轉(zhuǎn)角誤差1、2、…、8—齒輪序號；實線齒廓表示齒輪的實際位置；粗線齒廓表示從動齒輪的實際理想位置圖10-2從動齒輪的轉(zhuǎn)角誤差z-齒序；△φ-齒輪實際位置對理想位置的偏差；△φ∑-轉(zhuǎn)角誤差的最大值第十章圓柱齒輪公差與檢測第3頁/共21頁

二、齒輪的傳遞平穩(wěn)性齒輪的傳動平穩(wěn)性：是指要求齒輪回轉(zhuǎn)過程中瞬時傳動比變化盡量小，也就是要求齒輪在一個較小角度范圍內(nèi)（如一個齒距角范圍內(nèi)）轉(zhuǎn)動誤差的變化不超過一定的限度。齒輪傳遞運動的不準確和不平穩(wěn)都由傳動比變化引起在齒輪回轉(zhuǎn)過程中兩者同時存在，如圖10-3所示圖10-3齒輪一轉(zhuǎn)中傳動比的變化φ-齒輪轉(zhuǎn)角；i-實際傳動比；io-理論傳動比(常數(shù))iioφ2π引起傳遞運動不準確的傳動比最大變化量以齒輪一轉(zhuǎn)為周期，且波幅大；瞬時傳動比的變化是每個齒距角范圍內(nèi)的單齒誤差引起的，在齒輪一轉(zhuǎn)內(nèi)單齒誤差頻繁出現(xiàn)，且波幅小，影響齒輪傳動平穩(wěn)性。第十章圓柱齒輪公差與檢測第4頁/共21頁三、齒輪載荷分布的均勻性

要求齒輪嚙合時，工作齒面接觸良好，載荷分布均勻；避免載荷集中于局部齒面而造成齒面磨損或折斷；保證齒輪傳動有較大的承載能力和較長的使用壽命。第十章圓柱齒輪公差與檢測第5頁/共21頁四、側(cè)隙側(cè)隙：是指兩個相互嚙合齒輪的工作齒面接觸時，相鄰的兩個非工作齒面之間形成的間隙。側(cè)隙是在齒輪、軸、軸承、箱體和其他零件裝配成減速器、變速箱或其他傳動裝置后自然形成的。適當?shù)膫?cè)隙可用來存儲潤滑油，補償熱變形和彈性變形。前三項是精度要求（準確性、平穩(wěn)性、載荷分布的均勻性），不同用途的齒輪及齒輪副對三項精度要求的側(cè)重點不同側(cè)隙是獨立于精度要求的另一項要求，其大小取決于齒輪副的工作條件第十章圓柱齒輪公差與檢測第6頁/共21頁§2齒輪上影響四項使用要求的主要誤差

一、影響齒輪傳遞運動準確性的主要誤差二、影響齒輪傳動平穩(wěn)性的主要誤差三、影響齒輪載荷分布均勻性的主要誤差四、影響側(cè)隙的主要誤差第十章圓柱齒輪公差與檢測第7頁/共21頁一、影響齒輪傳遞運動準確性的主要誤差誤差產(chǎn)生：影響齒輪傳遞運動準確性的誤差是齒輪齒距分布不均勻而產(chǎn)生的以齒輪一轉(zhuǎn)為周期的誤差誤差主要來源：主要來源于幾何偏心和運動偏心以滾齒為例分析齒輪加工誤差1-心軸；2-齒輪坯；3-工作臺；4-分度蝸輪；5-分度蝸桿；6-滾刀；o1o1-滾刀軸線圖10-4滾齒機切齒示意圖第十章圓柱齒輪公差與檢測第8頁/共21頁一、影響齒輪傳遞運動準確性的主要誤差1.齒輪幾何偏心由于齒輪坯基準孔與心軸之間有間隙等因素的影響，使齒輪坯基準孔的軸線與工作臺回轉(zhuǎn)軸線不重合而產(chǎn)生的偏心造成被切齒距變化不均e1-齒輪幾何偏心；o-滾齒機工作臺回轉(zhuǎn)中心；o’-齒輪坯基準孔中心圖10-5齒輪幾何偏心對齒距分布均勻性的影響齒輪幾何偏心：是指齒輪坯在機床工作臺心軸上的安裝偏心。第十章圓柱齒輪公差與檢測第9頁/共21頁一、影響齒輪傳遞運動準確性的主要誤差2.齒輪運動偏心齒輪運動偏心：是指機床分度蝸輪幾何偏心復映到被切齒輪上的誤差，它對被切齒輪精度的影響與幾何偏心相同。機床分度蝸輪幾何偏心復映到被切齒輪上的誤差對被切齒輪精度的影響與上述齒輪幾何偏心相同o-滾齒機分度蝸輪的分度圓中心；o’-滾齒機坯基準孔中心圖10-6分度蝸輪幾何偏心與齒輪運動偏心第十章圓柱齒輪公差與檢測第10頁/共21頁一、影響齒輪傳遞運動準確性的主要誤差2.齒輪運動偏心

沒有使齒輪坯相對于滾刀產(chǎn)生徑向位移使被切齒輪沿分度圓切線方向產(chǎn)生額外的切向位移使所切齒輪的齒距在分度圓上分布不均勻，如下圖圖10-7具有運動偏心的齒輪第十章圓柱齒輪公差與檢測第11頁/共21頁一、影響齒輪傳遞運動準確性的主要誤差3.幾何偏心與運動偏心產(chǎn)生誤差的差異有幾何偏心時，齒輪各個輪齒的形狀和位置相對于切齒時加工中心O來說，是沒有誤差；但相對于齒輪基準孔中心O’來說，卻是有誤差了，各個齒輪的齒高是變化的，各個齒距分布不均勻。有運動偏心時，雖然滾刀切削刃相對于切齒時加工中心O的位置是不變的，但是齒輪各個輪齒的形狀和位置相對于O來說是有誤差的，各個齒距分布不均勻，至于各個輪齒的齒高卻是不變的。第十章圓柱齒輪公差與檢測第12頁/共21頁一、影響齒輪傳遞運動準確性的主要誤差4.幾何偏心與運動偏心產(chǎn)生誤差的關(guān)系齒輪幾何偏心和運動偏心同時存在二者均造成以齒輪基準孔中心為圓心的圓周上各個齒距分布不均勻以齒輪一轉(zhuǎn)為周期可能疊加，也可能抵消齒輪傳遞運動準確性的精度，應(yīng)以兩者綜合造成的各個齒距分布不均勻而產(chǎn)生的轉(zhuǎn)角誤差最大值（它的線性值稱為齒距累積總偏差）來評定第十章圓柱齒輪公差與檢測第13頁/共21頁二、影響齒輪傳動平穩(wěn)性的主要誤差

影響齒輪傳動平穩(wěn)性的誤差是齒輪同側(cè)相鄰齒廓間的齒距偏差和各個齒廓的形狀誤差；主要來源于引起被切齒輪齒距分布不均勻的加工誤差及齒輪刀具和機床分度蝸桿的制造誤差和安裝誤差。第十章圓柱齒輪公差與檢測第14頁/共21頁二、影響齒輪傳動平穩(wěn)性的主要誤差1齒輪同側(cè)相鄰齒廓間的齒距偏差齒輪同側(cè)相鄰齒廓間的齒距偏差稱為單個齒距偏差，它是指同側(cè)相鄰齒廓間的實際齒距與理論齒距的代數(shù)差。2齒輪各齒廓的形狀誤差齒輪的齒廓形狀誤差稱為齒廓偏差，它是指齒輪端平面內(nèi)實際齒廓形狀對漸開線的形狀誤差。齒輪每轉(zhuǎn)過一齒時單個齒距偏差和齒廓偏差是同時存在的，齒輪傳動平穩(wěn)性的精度應(yīng)聯(lián)合采用兩者來評定。第十章圓柱齒輪公差與檢測第15頁/共21頁

齒輪嚙合時，齒面接觸不良會影響齒輪載荷分布的均勻性

螺旋線偏差：影響齒寬方向載荷分布均勻性的

齒廓偏差：影響齒高方向載荷分不均勻性三、影響齒輪載荷分布均勻性的主要誤差第十章圓柱齒輪公差與檢測第16頁/共21頁產(chǎn)生螺旋線偏差的原因

滾切直齒輪時：刀架導軌相對于工作臺回轉(zhuǎn)軸線的平行度誤差、心軸軸線相對于工作太回轉(zhuǎn)軸線傾斜、齒輪坯的切齒定位端面對其基準孔軸線的垂直度誤差等，都會使被切齒輪在齒寬方向產(chǎn)生螺旋線誤差（即輪齒方向不平行于齒輪基準軸線）。滾切斜齒輪時：除上述因素外還有機床差動傳動鏈的誤差三、影響齒輪載荷分布均勻性的主要誤差第十章圓柱齒輪公差與檢測第17頁/共21頁螺旋線偏差導致單邊接觸斑點螺旋線偏差導致對角接觸斑點圖10-8刀架導軌徑向傾斜的影響圖10-9刀架導軌切向傾斜的影響三、影響齒輪載荷分布均勻性的主要誤差第十章圓柱齒輪公差與檢測第18頁/共21頁螺旋線偏差導致接觸斑點的游動圖10-10切齒時齒輪坯端面跳動產(chǎn)生的螺旋線偏差（a）切齒時齒輪坯基準孔軸線傾斜（b）各齒接觸斑點的位置游動

1-工作臺回轉(zhuǎn)軸線；2-滾刀進給方向；3-齒輪坯基準孔軸線三、影響齒輪載荷分布均勻性的主要誤差齒輪每個輪齒的螺旋線偏差和齒廓偏差同時存在，因此，齒輪載荷分布均勻性的精度應(yīng)聯(lián)合采用兩者來評定。而在確定公差時，后者由齒輪傳動平穩(wěn)性的公差項目加以控制。第十章圓柱齒輪公差與檢測第19頁/共21頁四、影響側(cè)隙的主要誤差

影響側(cè)隙大小和側(cè)隙不均勻的主要誤差是齒厚偏差