互換性與測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)案例教程（第3版） 課件 -第8章-齒輪精度

互換性與測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)課程機(jī)械精度設(shè)計(jì)多媒體系列CAI課件哈工大第8章圓柱齒輪精度設(shè)計(jì)與檢測(cè)齒輪精度設(shè)計(jì)

(最復(fù)雜)單個(gè)齒輪精度齒輪副精度齒坯精度8.1

對(duì)齒輪傳動(dòng)的使用要求

根據(jù)齒輪傳動(dòng)的要求：傳遞運(yùn)動(dòng)傳遞動(dòng)力

(3)載荷分布均勻(4)側(cè)隙合理

(1)準(zhǔn)確

(2)平穩(wěn)2一.傳遞運(yùn)動(dòng)的準(zhǔn)確性（運(yùn)動(dòng)精度）準(zhǔn)確性:指齒輪在一轉(zhuǎn)范圍內(nèi)的傳動(dòng)比的大小，保證主、從動(dòng)齒輪的運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)一致。

齒距累積偏差曲線齒距偏差3二.傳動(dòng)的平穩(wěn)性（平穩(wěn)性精度）

平穩(wěn)性是指齒輪在轉(zhuǎn)動(dòng)中瞬時(shí)傳動(dòng)比的大小。Δφ

=|(φa–φ)|max/齒距齒距累積偏差曲線4三.載荷分布的均勻性（接觸精度）

載荷分布的均勻性:是指齒輪嚙合時(shí)，工作齒面上接觸面的大小。齒寬方向齒高方向5四.齒輪側(cè)隙的合理性(圖8.3)側(cè)隙:是指齒輪嚙合時(shí)，非工作齒面之間的間隙。側(cè)隙一般用法向側(cè)隙jbn或圓周側(cè)隙jwt評(píng)定。jbn=jwtcosα非工作齒面68.2

評(píng)定齒輪精度的偏差項(xiàng)目及其允許值

一.

評(píng)定齒輪精度和側(cè)隙的必檢偏差項(xiàng)目評(píng)定齒輪精度的必檢偏差項(xiàng)目為(1)齒距偏差

(2)齒廓偏差

(3)螺旋線偏差

評(píng)定齒側(cè)間隙的必檢偏差項(xiàng)目為或公法線長度偏差（中小模數(shù)m齒輪）齒厚偏差（大模數(shù)m齒輪）7(1)齒距累積總偏差ΔFP

(公差FP

)齒輪同側(cè)齒面任意弧段（k=1～z）內(nèi)的實(shí)際弧長與理論弧長的最大齒距累積偏差ΔFP

1.傳遞運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確性的必檢參數(shù)

傳遞運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確性主要是控制齒距偏差。8(2)齒距累積偏差ΔFPk

(累積偏差±FPk)

ΔFPk

實(shí)際上稱k個(gè)齒距累積偏差較確切。定義：齒輪同側(cè)齒面任意k個(gè)齒距的弧長Lka與Lk的代數(shù)差。

式中k=2～z/8;一般取k=z/8。LkΔFPkLka9應(yīng)用場合(1)z多的大齒輪(2)轉(zhuǎn)速很高的較高精度的齒輪(3)扇形齒輪控制齒輪圓周上局部的齒距累積偏差，同ΔFP一樣是反映運(yùn)動(dòng)精度。ΔFPk作用：在測(cè)量中，取齒輪的|ΔFPk|中最大的那個(gè)ΔFPk作為評(píng)定值。若–FPk≤

ΔFPk

≤+FPk

則為合格。102.傳動(dòng)平穩(wěn)性的必檢參數(shù)

(1)單個(gè)齒距偏差

ΔfPt

(±fPt)

在齒輪端平面上，接近齒高中部的一個(gè)與齒輪同心的圓上（分度圓），實(shí)際齒距與公稱齒距的代數(shù)差。ΔfPt

→沖撞→振動(dòng)→噪音→平穩(wěn)性

若

-fPt≤

ΔfPt≤+

fPtΔfPt=Pta

–Pt則合格Pt接近齒高中部與齒輪同心的圓11(2)齒廓總偏差ΔFα(公差Fα)定義：包容實(shí)際齒廓工作部分且距離為最小的兩條設(shè)計(jì)齒廓之間的法向距離。GEE~G

為實(shí)際齒廓的工作部分db其中ΔFαmax≤Fα為合格。123.載荷分布均勻性的必檢參數(shù)載荷分布均勻性應(yīng)在齒寬和齒高方向上檢測(cè)。齒高方向的檢驗(yàn)參數(shù)同平穩(wěn)性(ΔfPt和ΔFα)。齒寬方向的檢驗(yàn)參數(shù)是螺旋線總偏差ΔFβ

。ΔfPt和ΔFα齒寬方向齒高方向13Lβ

計(jì)值范圍為：齒寬兩端各減去b×5%

和1×mn兩者中較小的數(shù)值。圖10.6螺旋線偏差展開圖ΔFβ是指在計(jì)值范圍Lβ內(nèi)，端面基圓切線方向上的實(shí)際螺旋線對(duì)設(shè)計(jì)螺旋線的偏離量

螺旋線總偏差ΔFβ(Fβ)：設(shè)計(jì)螺旋線實(shí)際螺旋線ΔFβdbb14

4.齒輪側(cè)隙的必檢參數(shù)

(1)齒厚偏差ΔEsn(Esns、Esni)－大模數(shù)m若Esni≤ΔEsn≤Esns

ΔEsn

應(yīng)用于大模數(shù)齒輪側(cè)隙的評(píng)定。ΔEsn=Sna–SnEsns=Sns–SnEsni=Sni–Sn則側(cè)隙合格15(2)公法線長度偏差ΔEbn(Ebns、Ebni)ΔEbn=Wka–Wk若Ebni≤ΔEbn≤EbnsΔEbn

應(yīng)用于中小模數(shù)齒輪的側(cè)隙評(píng)定。公法線長度：單個(gè)齒輪基圓切線截得異面齒廓長度（齒數(shù)可選）式中

k=z/9+0.5（取整數(shù)）則側(cè)隙合格。一般均布測(cè)6次即可。Wka1617小結(jié)評(píng)定齒輪精度的必檢參數(shù)傳遞運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確性：傳動(dòng)平穩(wěn)性：載荷分布均勻性：齒輪側(cè)隙：學(xué)會(huì)查表8-2~8-4

求取各個(gè)參數(shù)的GB/T數(shù)值要求：掌握齒輪精度必檢參數(shù)的名稱代號(hào)及其含義172008）18二.評(píng)定齒輪精度的可選用偏差項(xiàng)目及參數(shù)用某種加工方法生產(chǎn)的齒輪，用上述必檢參數(shù)檢驗(yàn)合格后，如果：標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定還可用下列參數(shù)來評(píng)定齒輪傳遞運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確性和齒輪傳動(dòng)平穩(wěn)性的精度：（1）在生產(chǎn)工藝條件不變（尤其是切削機(jī)床的精度得到保證）的情況下，繼續(xù)生產(chǎn)同樣的齒輪時(shí)；（2）或作誤差分析用的齒輪時(shí)。19(1)切向綜合總偏差定義：被測(cè)齒輪與測(cè)量齒輪單面嚙合檢測(cè)時(shí)，被測(cè)齒輪一轉(zhuǎn)內(nèi)，被測(cè)齒輪分度圓上實(shí)際圓周位移和理論圓周位移的最大差值。

1.傳遞運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確性的可選用參數(shù)反映了齒距累積總偏差ΔFP和單個(gè)齒偏差的綜合結(jié)果。圖8-7

切向綜合偏差曲線20(2)徑向綜合總偏差

是指被測(cè)齒輪與測(cè)量齒輪雙面嚙合檢測(cè)時(shí)，在被測(cè)齒輪一轉(zhuǎn)內(nèi)雙嚙中心距的最大值與最小值之差。21反映齒坯安裝偏心（幾何偏心）產(chǎn)生的齒距偏差。22(3)徑向跳動(dòng)(圖10.16)徑向跳動(dòng)測(cè)量儀被測(cè)齒輪指示表球形測(cè)頭測(cè)頭相繼置于每個(gè)齒槽內(nèi)，從測(cè)頭到齒輪基準(zhǔn)軸線的最大和最小徑向距離之差23圖8-9徑向跳動(dòng)偏差曲線

反映幾何偏心和齒距與齒廓偏差的影響。徑向跳動(dòng)偏差曲線(圖8-9)24(4)公法線長度變動(dòng)跨齒數(shù)：k=z／9+0.5（取整數(shù)）一般均布測(cè)6次圖10.22公法線千分尺測(cè)量公法線長度25圖8-6

切向綜合偏差曲線2.傳動(dòng)平穩(wěn)性的可選用參數(shù)(1)一齒切向綜合偏差26(2)一齒徑向綜合偏差同樣在測(cè)量時(shí)同時(shí)可測(cè)出

圖8-7徑向綜合偏差曲線27

可選用評(píng)定參數(shù)傳遞運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確性切向綜合總偏差徑向綜合總偏差徑向跳動(dòng)公法線長度變動(dòng)傳動(dòng)平穩(wěn)性一齒切向綜合偏差一齒徑向綜合偏差28課堂練習(xí)

有一漸開線直齒齒輪，精度為8GB/T10095.1~.2,m=3,z=30，b=40查表確定：齒距累積總偏差FP=螺旋線總偏差Fβ=徑向跳動(dòng)公差Fr=單個(gè)齒距偏差

fpt29三.齒輪精度等級(jí)及其圖樣標(biāo)注

1.精度等級(jí)其中：0～2級(jí)為展望級(jí)，5級(jí)為基礎(chǔ)級(jí)，GB/T10095.1～.2規(guī)定13個(gè)等級(jí):4、5、…、12，精度依次降低。0、1、2、…

、12。只有規(guī)定了9個(gè)等級(jí)：精度依次降低。10～12級(jí)為低精度級(jí)。

9級(jí)為較低級(jí)，6～8級(jí)中等級(jí)，3～5級(jí)為高精度等級(jí)，5～8級(jí)為常用級(jí)。302.圖樣標(biāo)注

(1)齒輪精度等級(jí)的標(biāo)注:

當(dāng)所有精度等級(jí)相同時(shí)，只標(biāo)等級(jí)和標(biāo)準(zhǔn)號(hào)：如7GB/T10095.1～.2按準(zhǔn)確性、平穩(wěn)性和載荷分布均勻性的順序標(biāo)注:①精度等級(jí)②偏差代號(hào)③標(biāo)準(zhǔn)代號(hào)當(dāng)各個(gè)精度等級(jí)不同時(shí)，精度等級(jí)、偏差代號(hào)和標(biāo)準(zhǔn)號(hào)。準(zhǔn)確性平穩(wěn)性載荷分布均勻性31(2)側(cè)隙的標(biāo)注對(duì)大模數(shù)齒輪一般標(biāo)注公稱齒厚及其上、下偏差。

對(duì)中小模數(shù)齒輪一般標(biāo)注公稱公法線長度及其上、下偏差。即即328.3

圓柱齒輪精度設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)內(nèi)容(1)

精度等級(jí)及其評(píng)定參數(shù)(2)

jbnmin及其控制(3)

齒坯精度(4)

齒輪副精度33一.齒輪精度等級(jí)的選用根據(jù)齒輪用途(分度、變速、傳遞轉(zhuǎn)矩等)353536二.最小法向側(cè)隙jbnmin的計(jì)算及其控制

1.

jbnmin的計(jì)算公式2008)表36372.齒厚上、下偏差的計(jì)算(1)的計(jì)算式（10.5）-假設(shè)大小齒輪齒厚上極限偏差相等法向側(cè)隙：jbn37382.齒厚上、下偏差的計(jì)算(1)的計(jì)算式（10.5）-假設(shè)大小齒輪齒厚上極限偏差相等br

—為切齒徑向進(jìn)刀公差（表8-11）。(2)的計(jì)算式中表8-23839表8-11表2-23.公法線長度上、下偏差的計(jì)算對(duì)外齒輪表8-2式中

k=z/9+0.5（取整數(shù)）39三.齒輪副和齒坯精度

1.齒輪副的精度

(1)中心距偏差(2)軸線平行度偏差圖8-9軸線平行度偏差垂直平面上的平行度偏差軸線平面上的軸線平行度偏差4041軸線平行度偏差允許值為：①軸線平面上的平行度最大推薦值見式（8-2）②垂直平面上的平行度最大推薦值見式（8-3）式中b—齒寬，L—箱體上的軸承跨距，F(xiàn)β

—螺旋線總偏差。4142三.齒輪副精度(3)齒輪副的接觸斑點(diǎn)(P145)齒輪副的接觸斑點(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；圖8-10接觸斑點(diǎn)沿齒長方向的接觸斑點(diǎn)主要影響齒輪副的承載能力，沿齒高方向的接觸斑點(diǎn)主要影響齒輪工作平穩(wěn)性。齒輪副的接觸斑點(diǎn)綜合反映了齒輪副的加工誤差和安裝誤差，是一個(gè)特殊的非幾何量的檢驗(yàn)項(xiàng)目。GB/Z18620.4-2008給出了裝配后齒輪副接觸斑點(diǎn)的推薦值，4243三.齒輪副精度(3)齒輪副的接觸斑點(diǎn)圖8-10接觸斑點(diǎn)43(1)孔和頂圓；(2)徑向Sr基準(zhǔn)面(徑向圓跳動(dòng))(3)軸向Si基準(zhǔn)面(軸向圓跳動(dòng))圖8-13帶孔齒輪的齒坯公差2.齒坯精度(圖8-13圖8-14)齒輪坯（簡稱齒坯）:是指在輪齒加工前供制造齒輪的工件。

tr

=0.3FP44齒輪軸的齒坯精度是指（圖8-14）：(1)軸頸和頂圓；(2)徑向Sr基準(zhǔn)面；（3）軸向Si基準(zhǔn)面。SrS