第十章圆柱齿轮传动公差及检测 (2)优秀PPT.ppt
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1、第十章圆柱齿轮传动公差及检测第一页,本课件共有42页本章简介 主要内容:主要内容:1.1.齿轮加工误差。齿轮加工误差。2.2.影响运动准确性、传动平稳性、载荷分布均匀性的影响运动准确性、传动平稳性、载荷分布均匀性的各误差。各误差。3.3.齿轮副侧隙误差。齿轮副侧隙误差。4.4.渐开线圆柱齿轮精度等级及标注。渐开线圆柱齿轮精度等级及标注。重点内容:重点内容:渐开线圆柱齿轮精度等级及标注。渐开线圆柱齿轮精度等级及标注。教学目的:教学目的:通过本章学习,了解影响齿轮精度的各项误差及原因;通过本章学习,了解影响齿轮精度的各项误差及原因;会在齿轮工作图上标注齿轮的精度等级。会在齿轮工作图上标注齿轮的精度
2、等级。第二页,本课件共有42页10.1.1 对齿轮传动的使用要求 齿轮传动机构包括:齿轮副、传动轴、轴承和箱体等零件,因齿轮传动机构包括:齿轮副、传动轴、轴承和箱体等零件,因此齿轮传动的运动质量与上述各零件精度密切相关,其中影响最主此齿轮传动的运动质量与上述各零件精度密切相关,其中影响最主要和最关键的还是齿轮本身制造精度与齿轮副的安装精度。要和最关键的还是齿轮本身制造精度与齿轮副的安装精度。对不同用途的齿轮,其传动要求也不相同,归纳起来有四个方对不同用途的齿轮,其传动要求也不相同,归纳起来有四个方面的使用性能要求:面的使用性能要求:1.1.传递运动的准确性传递运动的准确性2.2.传动的平稳性传
3、动的平稳性3.3.载荷分布的均匀性载荷分布的均匀性4.4.传动侧隙传动侧隙 第三页,本课件共有42页影响上述影响上述4 4项要求的误差因素,主要包括齿轮的加工误差和齿轮项要求的误差因素,主要包括齿轮的加工误差和齿轮副的安装误差。副的安装误差。齿轮为圆周分度零件,其误差具有周期性,按误差在齿轮一转中是否多齿轮为圆周分度零件,其误差具有周期性,按误差在齿轮一转中是否多次出现,即在齿轮一转中出现的周期或频率,可分为:次出现,即在齿轮一转中出现的周期或频率,可分为:以齿轮一转为周期的以齿轮一转为周期的长周期误差长周期误差,或低频误差,它主要影响传递运,或低频误差,它主要影响传递运动的准确性;动的准确性
4、;以齿轮一齿为周期以齿轮一齿为周期短周期误差短周期误差,或高频误差,它主要影响工作,或高频误差,它主要影响工作平稳性。平稳性。10.1.2 齿轮的加工误差第四页,本课件共有42页 123456789BA齿坯齿坯右旋单头蜗杆右旋单头蜗杆单头滚刀单头滚刀10.1.2 齿轮的加工误差第五页,本课件共有42页以滚齿机上滚切齿轮为例,产生加工误差的主要原因为:以滚齿机上滚切齿轮为例,产生加工误差的主要原因为:10.1.2 齿轮的加工误差1.1.几何偏心(几何偏心(e e几几):这是安装齿坯时,齿轮齿圈的几何中心与机):这是安装齿坯时,齿轮齿圈的几何中心与机床工作时的旋转中心不重合引起的。床工作时的旋转中
5、心不重合引起的。e e几几引起径向误差引起径向误差2.2.运动偏心(运动偏心(e e运运):主要是由于加工机床本身的加工误差和安装):主要是由于加工机床本身的加工误差和安装误差引起的。误差引起的。e e运运引起切向误差引起切向误差 以上两点都产生长周期误差,影响传递传递运动的准确性。以上两点都产生长周期误差,影响传递传递运动的准确性。3.3.机床传动链的高频误差:主要是加工齿轮机床的分度蜗轮径向、机床传动链的高频误差:主要是加工齿轮机床的分度蜗轮径向、端面跳动引起的。端面跳动引起的。4.4.滚刀的加工误差和安装误差:主要由滚刀的径向、端面跳动及齿形角滚刀的加工误差和安装误差:主要由滚刀的径向、
6、端面跳动及齿形角误差引起的。误差引起的。以上两点都产生短周期误差,影响传递运动的平稳性。以上两点都产生短周期误差,影响传递运动的平稳性。第六页,本课件共有42页齿距累积总偏差齿距累积总偏差 径向跳动径向跳动切向综合总偏差切向综合总偏差径向综合总偏差径向综合总偏差 公法线长度变动公法线长度变动10.2 10.2 影响准确性的误差影响准确性的误差第七页,本课件共有42页1.1.齿距累积总偏差(齿距累积总偏差(F Fp p)w齿齿距距累累积积总总偏偏差差F Fp p指指齿齿轮轮同同侧侧齿齿面面任任意意圆圆弧弧段段(k=1k=1到到K KZ Z)内,实际弧长与理论弧长之差的最大绝对值内,实际弧长与理论
7、弧长之差的最大绝对值 w对对于于高高速速度度、高高精精度度的的齿齿轮轮传传动动,应应限限制制齿齿距距累累积积偏偏差差F Fpkpk,通通常取常取2kz/82kz/8,对于特殊的应用,可规定更小的,对于特殊的应用,可规定更小的K K值。值。10.2 10.2 影响准确性的误差影响准确性的误差第八页,本课件共有42页2.2.齿圈径向跳动(齿圈径向跳动(F Fr r)在齿轮一转范围内,测头在齿槽内,于齿高中部双面接触,在齿轮一转范围内,测头在齿槽内,于齿高中部双面接触,测头相对于齿轮轴线的最大变动量。测头相对于齿轮轴线的最大变动量。主要由几何偏心主要由几何偏心(e(e几几)引起。引起。10.2 10
8、.2 影响准确性的误差影响准确性的误差第九页,本课件共有42页3.3.切向综合总误差(切向综合总误差(F Fi i)是指被测齿轮与理想精确的测量齿轮单面啮合时,在被测齿轮一是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,齿轮分度圆上实际圆周位移与理论圆周位移的最大差值转内,齿轮分度圆上实际圆周位移与理论圆周位移的最大差值.F Fi i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,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
9、运动准确性的最佳综合评定指标。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。测量的,单啮仪结构复杂,价格昂贵,在生产车间很少使用。10.2 10.2 影响准确性的误差影响准确性的误差第十页,本课件共有42页4.4.径向综合总偏差(径向综合总偏差(F Fi i)F Fi i指被测齿轮与理想精确的测量齿轮双面啮合时,在被测齿轮一转内,指被测齿轮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双啮中心距的最大变动量 。径向综合
10、误差径向综合误差F Fi i主要反映径向误差,可代替齿圈径向跳动主要反映径向误差,可代替齿圈径向跳动F Fr r,且检查效率高。且检查效率高。10.2 10.2 影响准确性的误差影响准确性的误差第十一页,本课件共有42页5.5.公法线长度变动公法线长度变动FFW W 在齿轮一周范围内,实际公法线长度最大值与最小值之差。在齿轮一周范围内,实际公法线长度最大值与最小值之差。F FW W是由是由e e运运引起的引起的10.2 10.2 影响准确性的误差影响准确性的误差第十二页,本课件共有42页结论:结论:径向跳动径向跳动Fr Fr、径向综合总误差、径向综合总误差 FiFi主要由主要由e e几几引起,
11、引起,公法线公法线长度变动长度变动F FW W由由e e运运引起,齿距累积总偏差引起,齿距累积总偏差F Fp p由由e e几几及及e e运运的综合引起的。的综合引起的。切向综合总误差切向综合总误差F Fi i是长短周期误差综合影响的结果。是长短周期误差综合影响的结果。10.2 10.2 影响准确性的误差影响准确性的误差第十三页,本课件共有42页影响齿轮传递运动平稳性的误差及其测量影响齿轮传递运动平稳性的误差及其测量 单个齿距偏差单个齿距偏差基圆齿距偏差基圆齿距偏差齿廓偏差齿廓偏差 一齿切向综合偏差一齿切向综合偏差 一齿径向综合偏差一齿径向综合偏差 10.3 10.3 影响平稳性的误差影响平稳性
12、的误差第十四页,本课件共有42页1.1.单个齿距偏差单个齿距偏差f fptpt f fptpt指指在在分分度度圆圆上上,实实际齿距与公称齿距之差。际齿距与公称齿距之差。f fptpt是是由由机机床床传传动动链链误误差差(主主要要是是分分度度蜗蜗杆杆跳跳动动)引引起起的的。所所以以测测量量是是用用来来揭揭露露机机床床传传动动链链的的短短周周期期误误差差或或加加工工中中的的分分度度误误差差。传动平稳性。传动平稳性。第十五页,本课件共有42页2.2.基圆齿距偏差基圆齿距偏差 f fpbpb f fpbpb指实际基节与公称基节之差。指实际基节与公称基节之差。f fpbpb主要由刀具的基节偏差和齿形角误
13、差造成的。主要由刀具的基节偏差和齿形角误差造成的。一一对对齿齿轮轮正正常常啮啮合合时时,当当第第一一个个轮轮齿齿尚尚未未脱脱离离啮啮合合时时,第第二二个个轮轮齿齿应应进进入入啮啮合合。当当两两齿齿轮轮基基节节相相等等时时,这这种种啮啮合合过过程程将将平平稳稳地地连连续续进进行行,若若齿齿轮轮具具有有基基节节偏偏差差,则则这这种种啮啮合合过过程程将将被被破破坏坏,使使瞬瞬时速比发生变化,产生冲击、振动。时速比发生变化,产生冲击、振动。第十六页,本课件共有42页影响传动平稳性的误差3.3.齿廓偏差齿廓偏差齿廓总偏差齿廓总偏差F Fa a指计值范围内,包容实际齿廓迹线的两条设计齿廓指计值范围内,包容
14、实际齿廓迹线的两条设计齿廓迹线间的距离。迹线间的距离。齿廓形状偏差齿廓形状偏差f ffafa指计值范围内,包容实际齿廓迹线的两条与平均齿指计值范围内,包容实际齿廓迹线的两条与平均齿廓迹线完全相同的曲线间的距离,且两条曲线与平均齿廓迹线的距离为廓迹线完全相同的曲线间的距离,且两条曲线与平均齿廓迹线的距离为常数。常数。齿廓倾斜偏差齿廓倾斜偏差f fHaHa指计值范围的两端与平均齿廓迹线相交的两条设计齿廓指计值范围的两端与平均齿廓迹线相交的两条设计齿廓迹线间的距离迹线间的距离由于分度蜗杆的齿距偏差、齿距累积偏差、螺旋线偏差及齿廓偏差由于分度蜗杆的齿距偏差、齿距累积偏差、螺旋线偏差及齿廓偏差等,都会使
15、分度蜗杆和工作台出现周期性的回转不均匀,使被加工的等,都会使分度蜗杆和工作台出现周期性的回转不均匀,使被加工的齿面产生波纹,这种齿廓的形状误差,用齿廓偏差来反映。齿面产生波纹,这种齿廓的形状误差,用齿廓偏差来反映。第十七页,本课件共有42页4.4.一齿切向综合误差一齿切向综合误差 f fi i f fi i是指被测齿轮与理想精确的测量齿轮单面啮合时,在被测齿轮是指被测齿轮与理想精确的测量齿轮单面啮合时,在被测齿轮一齿距角内,实际转角与公称转角之差的最大幅度值,以分度圆弧长一齿距角内,实际转角与公称转角之差的最大幅度值,以分度圆弧长计值。计值。f fi i反映齿轮一齿内的转角误差,影响传动平稳性
16、。反映齿轮一齿内的转角误差,影响传动平稳性。f fi i是由刀具的制造和安装误差、机床传动链短周期误差引起是由刀具的制造和安装误差、机床传动链短周期误差引起的。的。第十八页,本课件共有42页5.5.一齿径向综合偏差一齿径向综合偏差 f fi i f fi i 指被测齿轮与理想精确的测量齿轮双面啮合时,在被测指被测齿轮与理想精确的测量齿轮双面啮合时,在被测齿轮一齿距角内,双啮中心距的最大变动量。齿轮一齿距角内,双啮中心距的最大变动量。f fi i 评定齿轮传动平稳性不如评定齿轮传动平稳性不如f fi i完善。完善。第十九页,本课件共有42页10.4 10.4 影响载荷分布均匀性的误差影响载荷分布
17、均匀性的误差从理论上讲,一对齿在啮合过程中,由齿顶到齿根每一瞬间都从理论上讲,一对齿在啮合过程中,由齿顶到齿根每一瞬间都是沿全齿宽接触的,如果不考虑弹性变形的影响,每一瞬间轮齿是沿全齿宽接触的,如果不考虑弹性变形的影响,每一瞬间轮齿都是沿着一条直线进行接触的。但实际上,由于齿轮的制造和安都是沿着一条直线进行接触的。但实际上,由于齿轮的制造和安装误差,啮合齿并不是沿全齿宽及全齿高接触,从而影响齿轮载装误差,啮合齿并不是沿全齿宽及全齿高接触,从而影响齿轮载荷分布的均匀性。荷分布的均匀性。齿轮工作时,两齿面接触良好,才能保证齿面上载荷分布均匀。齿轮工作时,两齿面接触良好,才能保证齿面上载荷分布均匀。
18、在齿高方向上,齿形误差会影响两齿面的接触;在齿宽方向上,在齿高方向上,齿形误差会影响两齿面的接触;在齿宽方向上,齿向误差会影响两齿面的接触。齿向误差会影响两齿面的接触。第二十页,本课件共有42页影响载荷分布均匀性的误差1.1.螺旋线总偏差螺旋线总偏差是指在计值范围内,包容实际螺旋线迹线的两条设计螺旋线迹线间的距离。是指在计值范围内,包容实际螺旋线迹线的两条设计螺旋线迹线间的距离。如图如图10-23(a)10-23(a)。螺旋线形状偏差指在计值范围内,包容实际螺旋线迹线的两条与螺旋线形状偏差指在计值范围内,包容实际螺旋线迹线的两条与平均螺旋线迹线完全相同的曲线间的距离,且两条曲线与平均平均螺旋线
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