《圆柱齿轮互换性》PPT课件.ppt
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1、7.1 7.1 概述概述7.2 7.2 齿轮传动的使用要求齿轮传动的使用要求7.3 7.3 圆柱齿轮的误差分析及评定参数圆柱齿轮的误差分析及评定参数7.4 7.4 齿轮副的误差及其评定指标齿轮副的误差及其评定指标7.5 7.5 渐开线圆柱齿轮精度标准的应用渐开线圆柱齿轮精度标准的应用 齿轮精度设计示例齿轮精度设计示例目的与要求:1.了解圆柱齿轮传动互换性必须满足的四项基本使用要求2.通过分析各种加工误差对齿轮传动使用要求的影响,理解渐开线圆柱齿轮精度标准所规定公差项目的含义和作用。3.明确哪些是必检项目,以及确定常用齿轮副的侧隙和齿厚偏差。4.掌握技术要求在图样上的标注。概述我国推荐使用的齿轮
2、精度标准为我国推荐使用的齿轮精度标准为渐开线圆柱齿轮精度渐开线圆柱齿轮精度GB/T 10095-2001,圆柱齿轮检验实施规范圆柱齿轮检验实施规范GB/Z 18620-2002 1.1.传递运动的准确性传递运动的准确性齿轮主要用来传递运动和动力。齿轮主要用来传递运动和动力。对齿轮的使用要求可归纳为以下几个方面:对齿轮的使用要求可归纳为以下几个方面:齿轮传动的使用要求齿轮传动的使用要求 齿轮传动理论上传动比应恒定,即当主动齿轮转过一个角度齿轮传动理论上传动比应恒定,即当主动齿轮转过一个角度 1 1时,从动轮时,从动轮应按速比应按速比i准确地转动相应的角度准确地转动相应的角度 2 2=i 1 1。
3、由于齿轮副存在加工误差和安装。由于齿轮副存在加工误差和安装误差,在从动轮转过误差,在从动轮转过3600的过程中实际传动比呈的过程中实际传动比呈周期性变化周期性变化的。的。因此,在齿动传动中,只有要因此,在齿动传动中,只有要求从动齿轮在求从动齿轮在转内转内的最大转角的最大转角误差不超过一定的限度,才能保误差不超过一定的限度,才能保证传递回转运动的准确性。证传递回转运动的准确性。要求从动轮与主动轮运动协调要求从动轮与主动轮运动协调,为此应限制齿轮在一转内传动比的不均匀。,为此应限制齿轮在一转内传动比的不均匀。2.2.传动平稳性传动平稳性 3.3.载荷分布均匀性载荷分布均匀性 4.4.传动侧隙的合理
4、性传动侧隙的合理性侧隙的作用侧隙的作用储存润滑油储存润滑油补偿齿轮副的补偿齿轮副的制造、安装误差制造、安装误差 补偿齿轮传动受力后的补偿齿轮传动受力后的弹性变形弹性变形及及热膨胀热膨胀 过小的侧隙,传动过程中可能出现卡死或烧伤现象过小的侧隙,传动过程中可能出现卡死或烧伤现象 过大的侧隙,会引起反转时的冲击和回程误差过大的侧隙,会引起反转时的冲击和回程误差 要求瞬时传动比变化幅度小要求瞬时传动比变化幅度小。齿轮传动瞬。齿轮传动瞬时传动比多次重复变化,会引起齿轮传动的时传动比多次重复变化,会引起齿轮传动的冲击、振动和噪声。冲击、振动和噪声。要求传动时齿轮工作面应接触良好要求传动时齿轮工作面应接触良
5、好,在全齿宽上受载均匀,要避免载荷集,在全齿宽上受载均匀,要避免载荷集中于局部区域引起过早磨损,以致引起齿面磨损加剧、甚至折断,对载荷均中于局部区域引起过早磨损,以致引起齿面磨损加剧、甚至折断,对载荷均匀性要求,体现在匀性要求,体现在齿轮副运转时轮齿的工作齿面沿齿高和齿宽方向上有足够齿轮副运转时轮齿的工作齿面沿齿高和齿宽方向上有足够的接触长度的接触长度。齿轮传动的使用要求齿轮传动的使用要求 不同用途和不同工作条件下的齿轮,对上述4项要求的侧重点是不同的,如:传动齿轮(变速箱齿轮)动力齿轮(低速重载、高速重载)读数装置和分度机构的齿轮它们分别对齿轮传动的使用要求是怎样的?P174齿轮传动的使用要
6、求齿轮传动的使用要求圆柱齿轮的误差分析及评定参数圆柱齿轮的误差分析及评定参数 影响渐开线圆柱齿轮精度的因素可以分为影响渐开线圆柱齿轮精度的因素可以分为轮齿同侧齿面偏差轮齿同侧齿面偏差(切向偏差、(切向偏差、齿距偏差、齿廓偏差和螺旋线偏差)齿距偏差、齿廓偏差和螺旋线偏差)、径向偏差径向偏差和和径向跳动径向跳动。用滚齿机加工齿轮时,用滚齿机加工齿轮时,其误差的来源以及对齿轮其误差的来源以及对齿轮精度的影响有:精度的影响有:各种偏差视其特性不同,对齿轮传动的影响也不同。各种偏差视其特性不同,对齿轮传动的影响也不同。1.1.安装偏心(几何偏心)安装偏心(几何偏心)齿轮坯装在加工机床的心轴上后,齿轮坯的
7、几齿轮坯装在加工机床的心轴上后,齿轮坯的几何中心和心轴中心不重合何中心和心轴中心不重合。使轮齿产生径向偏差使轮齿产生径向偏差。2.2.运动偏心运动偏心机床分度蜗轮的加工几何偏心机床分度蜗轮的加工几何偏心会使工作台按正弦规律以一转会使工作台按正弦规律以一转为周期时快时慢地旋转为周期时快时慢地旋转。使轮齿产生切向偏差使轮齿产生切向偏差。1.1.机床传动链的误差机床传动链的误差刀具至工件的传动系统中各传动件的误差,尤其是刀具至工件的传动系统中各传动件的误差,尤其是分度蜗杆的径向跳动和轴向窜动的影响。分度蜗杆的径向跳动和轴向窜动的影响。1.1.滚齿刀的制造和安装误差滚齿刀的制造和安装误差滚刀的齿形角误
8、差、径向跳动和轴向窜动等滚刀的齿形角误差、径向跳动和轴向窜动等(如滚齿加工示意图中的(如滚齿加工示意图中的e e)2.2.其它:如齿坯的加工误差其它:如齿坯的加工误差齿轮孔的轴线与基准端面不垂直;机床刀架齿轮孔的轴线与基准端面不垂直;机床刀架导轨与回转轴线不平行等导轨与回转轴线不平行等三三.影响载荷分布均匀性的因素影响载荷分布均匀性的因素二二.影响齿轮传动平稳性的因素影响齿轮传动平稳性的因素一一.影响传送运动的准确性的主要误差影响传送运动的准确性的主要误差该误差会反映在每个齿上,引起以一齿为周期的误差,称短周期误差。该误差会反映在每个齿上,引起以一齿为周期的误差,称短周期误差。圆柱齿轮的误差分
9、析及评定参数圆柱齿轮的误差分析及评定参数齿轮加工误差分类按误差出现的周期(或频率)分长周期(低频)误差:回转一周出现一次。主要影响传递运动的准确性。由几何偏心和运动偏心引起。这类偏差有:切向综合总偏差、齿距累积总偏差等。短周期(高频)误差:回转一个齿距出现一次或多次。主要影响传动的平稳性。由齿轮加工过程中的刀具误差、机床传动链误差等引起。这类偏差有:一齿切向综合偏差、一齿径向综合偏差、单个齿距偏差、齿廓偏差等。按误差产生的方向分径向误差切向误差轴向误差圆柱齿轮的误差分析及评定参数圆柱齿轮的误差分析及评定参数我国现行的齿轮精度标准GB10095.1-2001GB10095.2-2001GB/Z1
10、8620.1-2002GB/Z18620.2-2002GB/Z18620.3-2002GB/Z18620.4-2002指导性文件圆柱齿轮的误差分析及评定参数圆柱齿轮的误差分析及评定参数单个齿轮的偏差项目及检测单个齿轮的偏差项目及检测一一.齿轮轮齿同侧齿面偏差齿轮轮齿同侧齿面偏差1.1.齿距偏差齿距偏差(1 1)单个齿距偏差单个齿距偏差fpt (2 2)齿距累积偏差齿距累积偏差FPk(3 3)齿距累积总偏差齿距累积总偏差FP 在端平面上,在接近齿高中部在端平面上,在接近齿高中部的一个与齿轮轴线同心的圆上,的一个与齿轮轴线同心的圆上,实际齿距与设计齿距的代数差。实际齿距与设计齿距的代数差。主要影响
11、运动平稳性主要影响运动平稳性 任意任意k个个(k取取2到到z/8的整数的整数)实实际齿距与设计齿距的代数差。际齿距与设计齿距的代数差。如果较小的齿距数上的齿距累积偏差过大,则在实际工作中产生很大的动载荷,影响平稳性。在一转内任意两齿间的实际齿在一转内任意两齿间的实际齿距与设计齿距的最大累积误差。距与设计齿距的最大累积误差。主要影响运动准确性主要影响运动准确性圆柱齿轮的误差分析及评定参数圆柱齿轮的误差分析及评定参数圆柱齿轮的误差分析及评定参数圆柱齿轮的误差分析及评定参数2.齿廓偏差1)可用长度()可用长度(LAF)2)有效长度()有效长度(LAE)3)齿廓计值范围()齿廓计值范围(L):):从从
12、E点开始点开始LAE的的92%齿廓偏差主要影响传动平稳性圆柱齿轮的误差分析及评定参数圆柱齿轮的误差分析及评定参数圆柱齿轮的误差分析及评定参数圆柱齿轮的误差分析及评定参数(1 1)齿廓总偏差齿廓总偏差F 在计值范围内,包容实际齿廓的两条在计值范围内,包容实际齿廓的两条设计廓线的距离。设计廓线的距离。圆柱齿轮的误差分析及评定参数圆柱齿轮的误差分析及评定参数(2 2)齿廓形状偏差齿廓形状偏差ff(3 3)齿廓倾斜偏差齿廓倾斜偏差fH 在计值范围内,包容实际齿廓迹线的两条与平在计值范围内,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,且两条曲均齿廓迹线完全相同的曲线间的距离,且两条曲线与
13、平均迹线的距离为常数。线与平均迹线的距离为常数。平均齿廓迹线是实际齿廓迹线对该迹线的偏平均齿廓迹线是实际齿廓迹线对该迹线的偏差的平方和为最小的一条迹线,可用最小二乘差的平方和为最小的一条迹线,可用最小二乘法求得。法求得。齿廓形状偏差齿廓形状偏差ff齿廓倾斜偏差齿廓倾斜偏差fH 在计值范围内,两端与平均齿廓迹线相交的在计值范围内,两端与平均齿廓迹线相交的两条设计齿廓迹线的间的距离。两条设计齿廓迹线的间的距离。不是必检项目不是必检项目圆柱齿轮的误差分析及评定参数圆柱齿轮的误差分析及评定参数 被测齿轮被测齿轮2 2与基圆盘与基圆盘1 1装在同一心轴装在同一心轴上,直径等于被测齿轮基圆直径的基圆上,直
14、径等于被测齿轮基圆直径的基圆盘与装在拖板盘与装在拖板6 6上的直尺上的直尺3 3相切。当转动相切。当转动丝杆丝杆5 5使拖板使拖板6 6移动时,直尺与基圆盘相移动时,直尺与基圆盘相互作纯滚动,量头与被测齿廓接触点相互作纯滚动,量头与被测齿廓接触点相对于基圆盘的运动轨迹应是理想渐开线。对于基圆盘的运动轨迹应是理想渐开线。若被测实际齿廓不是理想渐开线,则丝若被测实际齿廓不是理想渐开线,则丝杠杠4 4在弹簧作用下产生摆动,由指示表在弹簧作用下产生摆动,由指示表7 7读出其齿廓总误差。读出其齿廓总误差。结构简单,测量方便。但需根据齿结构简单,测量方便。但需根据齿轮的基圆直径更换基圆盘,因此只适用轮的基
15、圆直径更换基圆盘,因此只适用于少品种的批量生产。于少品种的批量生产。专用基圆盘式渐开线检查仪齿廓偏差的检测齿廓偏差的检测圆柱齿轮的误差分析及评定参数圆柱齿轮的误差分析及评定参数 是指被测齿轮与测量齿轮单面啮合检验时,被测齿轮一转内,齿轮分是指被测齿轮与测量齿轮单面啮合检验时,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。度圆上实际圆周位移与理论圆周位移的最大差值。它们综合反映了齿轮加工它们综合反映了齿轮加工中各方面的误差,是最佳的中各方面的误差,是最佳的综合评定指标,可用来代替综合评定指标,可用来代替齿距、齿廓偏差。齿距、齿廓偏差。图示为用单啮仪测图示为用单啮仪测F i、f
16、 i的记录曲线的记录曲线(1 1)切向综合总偏差切向综合总偏差Fi 是指被测齿轮与测量齿轮单面啮合时,在被测齿轮一个齿距内,齿轮分是指被测齿轮与测量齿轮单面啮合时,在被测齿轮一个齿距内,齿轮分度圆上实际圆周位移与理论圆周位移的最大差值。度圆上实际圆周位移与理论圆周位移的最大差值。3.3.切向综合偏差切向综合偏差主要影响传动准确性主要影响传动准确性主要影响传动平稳性主要影响传动平稳性(不是必检项目)(2)一齿切向综合偏差f i圆柱齿轮的误差分析及评定参数圆柱齿轮的误差分析及评定参数(1 1)螺旋线总偏差螺旋线总偏差F F 影响载荷分布均匀性影响载荷分布均匀性4.4.螺旋线偏差螺旋线偏差 在端面基
17、圆切线方向测得的实在端面基圆切线方向测得的实际螺旋线偏离设计际螺旋线偏离设计螺旋线螺旋线的量。的量。在计值范围内,包容实际在计值范围内,包容实际螺旋线的两条设计螺旋线间螺旋线的两条设计螺旋线间的距离。的距离。直线螺旋线圆柱齿轮的误差分析及评定参数圆柱齿轮的误差分析及评定参数(2 2)螺旋线形状偏差螺旋线形状偏差Ff(3 3)螺旋线倾斜偏差螺旋线倾斜偏差FH不是必检项目不是必检项目 在计值范围内,包容实际螺旋迹线的两条与在计值范围内,包容实际螺旋迹线的两条与平均螺旋迹线完全相同的曲线间的距离,且两平均螺旋迹线完全相同的曲线间的距离,且两条曲线与平均迹线的距离为常数。条曲线与平均迹线的距离为常数。
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