圓柱齒輪傳動的互換性

第一節(jié) 概 述 性質(zhì)：常用件，齒廓部分結(jié)構(gòu)是標準的，其他部分單獨設 計。用于傳動，傳動效率高。 傳動形式： 圓柱齒輪 傳遞兩平行軸間運動 圓錐齒輪 傳遞兩相交軸間運動 蝸輪、蝸桿 傳遞兩交叉軸間運動 圓柱齒輪 圓錐齒輪 蝸輪蝸桿 要求一對齒輪在嚙合時，在非工作齒面 間要有一定的 齒側(cè)間隙 ，用來貯油、承受 變形。 一、圓柱齒輪傳動的要求 .傳遞運動的準確性 .傳動的平穩(wěn)性 .載荷分布的均勻性 .齒側(cè)間隙合理性 指齒輪在一轉(zhuǎn)范圍內(nèi)，最大轉(zhuǎn)角誤差不超過一定的限度。 要求齒輪在轉(zhuǎn)一齒范圍內(nèi)，瞬時傳動 比變動不超過一定的限度。 要求一對齒輪嚙合時，工作齒面要保證 一定的接觸面積，從而避免應力集中，減 少齒面磨損，提高齒面強度和壽命。 傳遞準確、 傳動平穩(wěn)、 承載均勻、側(cè)隙合理 對齒輪的工作要求： 1.齒輪的加工方法 齒輪副通過輪齒嚙合實現(xiàn)傳動，齒輪的輪齒可用 滾齒 、 插齒 、 剃齒 、 磨齒 等切齒工藝獲得。 2.齒輪的加工誤差 分析 （ 1）偏心 1）幾何偏心：齒輪齒圈軸線與工作軸線不重合。屬于徑向誤差。 齒坯安裝偏心 加工的齒輪形狀 2）運動偏心：齒輪齒距和公法線長度在局部上變長或變短。屬 于切向誤差。 分度蝸輪 6安裝偏心 加工出的齒輪形狀 （ 2）機床傳動鏈的誤差 當蝸桿有安裝誤差，會將誤差帶到被加工的輪齒上， 會產(chǎn)生齒距誤差和齒形誤差。 （ 3）滾刀的加工誤差 滾刀本身的齒形等誤差，必然會被復映到零件上。 （ 4）滾刀的安裝誤差 使齒輪產(chǎn)生徑向誤差，滾刀刀架導軌或齒坯軸線相 對于工作臺旋轉(zhuǎn)軸線的傾斜及軸向竄動，使?jié)L到的進刀 方向與理論方向不一致，造成齒歪斜，產(chǎn)生齒向誤差。 一、齒輪傳動準確性的應檢指標及檢測 1.齒距累積總偏差 Fp 2.齒距累積偏差 Fpk 指在齒輪端平面上，在接近齒高中部的與齒輪基準 軸線同心的圓上，任意兩個同側(cè)齒面間的實際弧長與公 稱弧長之代數(shù)差的最大絕對值。 齒序 1 2 3 4 5 6 7 1 2 3 4 5 6 7 F p 1.齒距累積總偏差 Fp 齒距分布不均勻 指在齒輪端平面上，在接近齒高中部的與齒輪基準 軸線同心的圓上，任意 K個齒距的實際弧長與公稱弧長 的代數(shù)差。 2.齒距累積偏差 Fpk 合格條件： Fp Fp -Fpk Fpk+ Fpk 注意： 對于一般齒輪傳動，不需要評定 Fpk。 對于齒數(shù)較多且精度要求很高的齒輪，要求評定一段 齒范圍內(nèi)（ k個齒距范圍內(nèi)）的齒距累積偏差 Fpk。 （ 1） 絕對測量法 :把實際 齒距直接與理論齒距比較 ，以獲得齒距偏差的角度 值或線性值。 3.檢測方法： 3.檢測方法： （ 2）相對測量法：使用雙測 頭式齒距比較儀測量。 缺點：測量基準不是被測齒 輪的基準軸線，測量精度受 被測齒輪齒頂圓柱面對其基 準軸線的徑向圓跳動的影響 。 二、影響傳動平穩(wěn)性應檢指標及檢測 在分度圓上（允許在齒高中部測量）， 實際齒距與公稱齒距之差。公稱齒距是指 所有實際齒距的平均值 。 包容實際齒廓工作部分且距 離為最小的兩條設計齒廓之 間的法向距離是齒廓總偏差 是指實際齒廓對設計齒廓的 偏離量 （ 1） fpt 與 Fp、 Fpk是用 同一量具測量的，用 所測量得到的各個實 際齒距的平均值作為 理論齒距。 （ 2） F 通常用漸開線測量儀 來測量。 評定齒輪傳動平穩(wěn)性 的精度時，應在被測 齒輪圓周上測量均勻 分布的三個輪齒或更 多的輪齒左右齒面的 輪廓總偏差，取其中 的最大值作為評定值 。 合格條件 fpt在 fpt之間 FmaxF 三 、 輪齒載荷分布均勻性的應檢指標及 檢測 1.在齒寬方向是螺旋線總偏差 F 2.在齒高方向是傳動平穩(wěn)性的應檢 指標 1.在齒寬方向是螺旋線總偏差 F 在基圓柱的切 平面內(nèi) ， 在齒寬工 作部分范圍內(nèi)包容 實際螺旋線且距離 為最小的兩條設計 螺旋線之間的法向 距離為螺旋線總偏 差 。 3.檢測方法 通常使用螺旋線偏 差測量儀來測量 。 評定輪齒載荷分 布均勻性的精度時， 應在被測齒輪圓周上 測量均勻分布的三個 輪齒或更多的輪齒左 右齒面的螺旋線總偏 差，取其中的最大值 作為評定值。 四 、 評定齒輪齒厚減薄量用的側(cè)隙指標 及檢測 1.齒厚偏差 Esn (極限偏差 Esns,Esni) 2.公法線平均長度偏差 Ew (極限偏差 Ews， Ewi) 1.齒厚偏差 Esn (極限偏差 Esns,Esni) 指在分度圓柱面上齒厚的實際值與其公稱值之差。 通常測量弦 齒厚。 齒厚偏差檢測 （ 1）使用游標測齒卡尺來測量 （ 2）測量的參數(shù)為弦齒厚 （ 3）缺點： 以齒頂圓為測量基準 ，因而，測量精度受齒頂 圓精度影響大。 2.公法線長度偏差 Ew(極限偏差 Ews， Ewi) W= mcos 3.14（ k-0.5） +zinv 2x msin 式中： k為跨齒數(shù)； m 為模數(shù)； Z為齒 數(shù)； inv為漸開 線函數(shù)， inv20 =0.014904 指實際公法線長度 W與公稱公法線長度之差。 k = Z / 180 +0.5 與測量齒厚相比，測量公法線長度的測量精度不 受齒頂圓直徑偏差和齒頂圓柱面對齒輪基準軸線的徑 向圓跳動的影響，因而，應優(yōu)選測量公法線長度。 注意： 第四節(jié) 評定齒輪精度時可采用的指標 及檢測 用某種切齒方法生產(chǎn)第一批齒輪時，為了掌握 該齒輪加工后的精度是否達到規(guī)定的要求，需要按 第三節(jié)所述的應檢精度指標對齒輪進行檢測。合格 后，在工藝條件不變的條件下，用這種切齒方法繼 續(xù)生產(chǎn)圖樣的齒輪時，以及作分析研究時，可以用 下列的指標來評定齒輪傳遞運動準確性和傳動平穩(wěn) 性的精度。 Fi是指被測齒輪與理想精確的測量齒輪單面嚙合時，在 被測齒輪一轉(zhuǎn)內(nèi)，實際圓周位移與理論圓周位移之差的總幅度值。 1.切向綜合總偏差 Fi和一齒切向綜合偏差 fi fi指被測齒輪與理想精確的測量齒輪單面嚙合 時，在被測齒輪一齒距角內(nèi)實際圓周位移與理論圓周 位移之差的最大幅度值，以弧長計。 360 轉(zhuǎn) 角 誤 差 轉(zhuǎn)角 Fi fi 在齒輪一周內(nèi)，測頭在齒槽內(nèi)于齒高中部雙面接觸，測頭 相對于齒輪軸線的最大變動量。 2.齒圈徑向圓跳動 Fr（公差 Fr） 3.徑向綜合總偏差 Fi （公差 Fi ）和一齒 徑向綜合偏差 fi 是指被測齒輪與理想精確的測量齒輪雙面嚙合時，在被測齒 輪一轉(zhuǎn)內(nèi)，雙嚙中心距的最大變動量。 適用 范圍 本標準適用于漸開線圓柱齒輪 精度 等級 標準對齒輪規(guī)定了 13個精度等級， 0級最高， 12級最低。 精度等級的選擇 根據(jù)用途、使用條件、經(jīng)濟性確定主要項目的精度等 級。然后再確定其他項目的精度等級。精度等級的選擇有 類比法、表格法及計算法，一般采用類比法。 對 Fi、 fi分別 規(guī)定 了 9個精度等級， 4、 5、 6-12級。 5 級精度是各級精度中的基礎級。 1.根據(jù)使用要求不同，允許三項精度指標選用不同的等級 。但在同一項應檢指標內(nèi)，各項公差與極限偏差應保持相 同的精度等級。 2.齒輪副中兩個齒輪的精度等級一般取同級，也允許取成 不同等級。此時按精度較低者確定齒輪副等級。 3.分度、讀數(shù)齒輪主要要求是傳遞運動準確性，即控制齒 輪傳動比的變化，可根據(jù)傳動鏈要求的準確性選擇第 項 精度等級。而第 項的誤差是第 項誤差的組成部分，相 互關聯(lián)，一般可取同級。分度、讀數(shù)齒輪對傳遞功率要求 不高，第 項的可低一級。 4.對高速動力齒輪要求 控制瞬時傳動比 的變化，應首先選 擇第 項的精度級。當速度很高時第 項的精度可取同級 ，速度不高時可選稍低等級。為保證一定的接觸精度要求 ，故第 項精度不宜低于第 項。 5.對 承載齒輪 要求載荷在齒寬上均勻分布，應首先確定第 項的精度等級，第 、 項的精度可稍低，低速重載時 第 項的可稍低于第 項，中速輕載時則采用同級精度。 6.三項精度要求選不同精度時以不超過一級為宜。 齒輪精度的圖樣標注 例： 7GB/T10095.1-2001 表示所有精度指標的公差精度等級同為 7級。 例： 8(Fp、 fpt、 F)、 7（ F） GB/T10095.1-2001 表示齒輪傳遞運動準確性的精度等級為 8級；齒輪傳 動平穩(wěn)性精度等級為 8級；輪齒載荷分布均勻性的精度等 級為 7級。 齒輪精度的圖樣標注 GB/T10095-88 第 公差 組等級 第 公差 組等級 第 公差組等級 齒厚上偏差 Ess 齒厚下偏差 Esi 1） 7FL GB10095-88 2） 7-6-6GM GB10095-88 第六節(jié) 齒輪副的誤差及公差 一對齒輪中心距偏差和軸線平行度誤差對齒輪傳動的 要求都有影響。前者影響側(cè)隙大小，后者影響載荷分布均 勻性。 一、齒輪副中心距極限偏差 fa 是指在箱體兩側(cè)軸承跨距 L的范 圍內(nèi)，齒輪副兩條軸線之間的實 際距離與公稱中心距之差。 二、軸線平行度公差 軸線平面上的平行度誤差是指實際被測軸線在軸線 平面上的投影對基準軸線的平行度誤差 三、齒輪副的接觸斑點 是指對安裝好的齒輪副，在輕微制動下，運轉(zhuǎn)后齒面 上分布的接觸擦亮痕跡。 接觸痕跡的大小 在齒面展開圖上用百 分比計算 第八節(jié) 圓柱齒輪精度設計及應用 例題解： 1.確定齒輪的精度等級 小齒輪的分度圓直徑 d1=60.606 大齒輪的分度圓直徑 d2=239.394 公稱中心距 a=150 齒輪圓周速度 v=1.04m/s. 查 表 12-9、 10，選取 第 1項精度為 8級 ，確定 第 2項精度為 8級 ， 第 項定為 7級 。小齒輪精度等級為 8-8-7。 2.確定齒輪的應檢指標公差 查表 12-5，大齒輪的四項應檢精度指標的公差為： Fp=0.070 fpt= 0.018 F=0.025 F =0.021. 3.確定公稱齒厚及極限偏差 齒厚上偏差 =-0.061 齒厚下偏差 =-0.174 4.確定公稱公法線長度及極限偏差 W= 87.552 EWs=Esns cosn - 0.72Fr sinn =-61 cos20 - 0.72 56sin20 =-71m EWm=Esni cosn + 0.72Fr sinn =-174 cos20 + 0.72 56sin20 =-150m 則，公法線長度為 87.552 -0.071 -0.150 圖樣標注 標題欄 模數(shù) mn 3 齒數(shù) z 79 壓力角 20 螺旋角及方向 8 634” 精度等級 8-8-7 GB/T10095.1-2001 齒距累積總公差 Fp 0.070 單個齒距極限偏差 fpt 0.018 齒廓總公差 F 0.025 螺旋線總公差 F 0.021 公法線 長度 跨齒數(shù) k 10 公稱值 W 87.552 極限偏 差 Ews -0.071 Ewi -0.150 配偶齒輪齒數(shù) z 20 中心距及極限偏差 a 150 0.032