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1、Wang chenggang第九章圆柱齿轮的互换性 及其检测Wang chenggang第一节 概述第三节 影响齿轮运动平稳性的误差项目及公差第四节 影响载荷分布均匀性的误差项目及公差第五节 齿轮副误差和检验项目及公差 第六节 渐开线圆柱齿轮精度标准第二节 影响齿轮运动准确性的误差项目及公差Wang chenggang4跨齿数k32.34公法线长度W0.018齿向公差F0.018基节极限偏差fpb0.014齿形公差ff0.056公法线长度变动量Fw0.071齿圈径向跳动公差Fr9-8-8FJ精度等级（GB)1齿顶高系数ha*20齿形角3模数m32齿数Z-0.093 -0.170齿轮零件图第一节
2、 概述Wang chenggang第一节 概述一 齿轮的传动要求传递运动的准确性传递运动的平稳性载荷分布的均匀性传动侧隙对不同用途的齿轮，传动要求有：分度机构和读数机构的齿轮高速动力齿轮,如减速器、 汽轮机等低速动力齿轮,如轧钢、矿 山及起重机械等保证正常润滑、避免因发 热而卡死Wang chenggang范成法: 利用刀具与被切齿轮的互相啮合运动切出齿形的方法。二 齿轮的加工插齿加工Wang chenggang分度蜗轮齿轮毛坯滚刀二 齿轮的加工滚齿加工00 0“0“e几e运00Wang chenggang0 0 分度传动链齿坯分度蜗轮蜗杆滚刀滚齿加工示意图1 几何偏心（e几）:属于径向性质的
3、长周期误差2 运动偏心（e运）：属于切向性质的长周期误差3 机床短周期传动链及刀具的制造、安装误差：属于 切向、径向性质的短周期误差 4 机床导轨、齿坯误差：属于轴向误差e运e几Wang chenggang三 齿轮的加工误差1 长周期误差： 指齿轮转一转范围内，最大误差值只 出现一次。主要是由e几和e运引起的。主要影响齿轮传递运动的准确性2 短周期误差 及刀具的误差：指齿轮转一转范围内，误差多次重复出现。 主要受分度蜗杆、刀具误差的影响。 主要影响齿轮传递运动的平稳性3 机床导轨、齿坯误差： 主要影响齿轮载荷分布均匀性齿轮的加工误差特点：径向误差、切向误差、轴向误差且加工误差具有周期性按误差的
4、方向Wang chenggang影响运动平稳性的误差为第组影响载荷分布均匀性误差为第组齿轮副评定指标及侧隙规范 影响运动准确性的误差为第组 四 齿轮精度的评定指标第公差组第公差组第公差组标准中符号规定： F: 长周期误差f: 短周期误差脚注i: 综合指标“”： 单面仪测量“”：双面仪测量 ：误差或偏差Wang chenggang第二节 影响齿轮运动准性的误差项目及公差一 第一公差组1 切向综合误差Fi及公差Fi 2 齿距累积误差Fp及公差Fp （Fpk及Fpk）K=2Z/23 齿圈径向跳动Fr及公差Fr4 径向综合误差Fi及公差Fi5 公法线长度变动Fw及公差Fw二 第公差规定检验组Wang
5、chenggang一 第公差组1 切向综合误差Fi及公差Fi Fi360转角 转角误差 0指被测齿轮与理想精确的测量齿轮单面啮合时，在被 测齿轮一转内实际转角与公称转角之差的总幅度值。第二节 影响运动准性的误差项目及公差Fi 反映了齿轮 切向和径向的长周 期误差，同时也反 映了刀具的基节和 齿形角误差带来的 短周期误差。Wang chenggang光栅式齿轮单面啮合仪测 量 齿 轮 Z1圆光栅被测齿轮Z2记录器滤波器比相计放大整形放大整形倍频器 f1*Z1分频器 f1*Z1/Z2Wang chenggang2 齿距累积误差Fp及公差Fp （Fpk及 Fpk）K=2Z/2指在分度圆上,任意两个同
6、侧齿面间的实际弧长与公称弧长的最大差值公称齿廓实际齿廓FpFp= Fpmax- FpminFpmaxFpmin1 234 567812 3456 781Fp齿序Wang chenggang齿距累积误差Fp的测量方法有相对法和绝对法两种： 1）相对法利用圆周封闭原理，首先以被测齿轮的任一实际齿距作 为起始基准，调整仪器的零位，然后按顺序测量其它齿 距，得相对齿距差，通过数据处理便可求得Fp值。齿顶圆定位齿根圆定位基准孔定位Wang chenggang1是活动测头，与测微仪4相连，2是固定测头。被测齿轮在 重锤3的作用下靠在固定测头上。测量原理与手持式同，只 是每测完一个周节时整个测量部件可相对于
7、被测齿轮作径 向位移，测量方便，精度也高。1234万能测齿仪的测量原理Wang chenggang3 齿圈径向跳动Fr及公差Fr指在齿轮一转范围内，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。Wang chenggang齿圈径向跳动Fr:与0同轴的圆齿坯滚刀e几e几与0同轴的圆L齿轮一转内，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。Fr1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11径向误差齿序Wang chenggangWang chenggang测量方法： Fr可在齿圈径向跳动仪，万能测齿仪或普通偏摆仪 上测量。把测量头（球形或圆锥形）或小圆柱放在
8、齿间，逐 齿进行测量。在轮齿一转中指示表最大读数与最小读数 之差即FrWang chenggang4 径向综合误差Fi及公差Fi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。Fi360转角 双啮中心距变动量a 0Wang chenggang在齿轮双面啮合综合检查仪上测量，若齿轮存在径向 误差（如几何偏心）及短周期误差（如齿形误差、基节 偏差），则齿轮与测量齿轮双面啮合的中心距会发生变 化。被测齿轮测量齿轮a双面啮合综合检查仪Wang chenggangFi360转角 双啮中心距a0Fi主要反映径向误差，可代替Fr检测。 Fi比Fr检查效率高，且能得到一条连
9、续的误差曲线，故成批生产时，常检验Fi项目。Wang chenggang5 公法线长度变动Fw及公差Fw基圆WmaxWminFw=Wmax-Wmin当=20。时,公法线长度的公称值WW=m 1.476(2k-1)+0.014z，k=z/9 +0.5齿轮一转范围内，实际公法线长度最大值与最小值之差Wang chenggange运运动偏心e运机床分度蜗轮加工误差 及安装偏心引起的。P2P10e运0rr-e运r+e运Wang chenggang测量方法：公法线指示规测量方法较简便，凡具有两个平行测量面，其量爪能插 入跨测齿槽的量仪，均可用以测量Fw 。常用的量仪有 游标卡尺，公法线千分尺，公法线指示
10、规及万能测齿仪等 。Wang chenggang第公差组误差及公差项目3 齿圈径向跳动Fr及公差Fr5 公法线长度变动Fw及公差Fw2 齿距累积误差Fp及公差Fp1 切向综合误差Fi及公差Fi 4 径向综合误差Fi及公差Fi Wang chenggang1) 切向综合误差Fi 2）齿距累积误差Fp 二 第公差规定检验组评定运动准确性，需检验齿轮径向和切向两个方面的 误差。根据齿轮传动的用途,生产条件,检验量仪情况,在 第公差组中,选下列方案之一来评定齿轮运动准确性。对于10-12级齿轮，由于齿轮加工机床已有足够的精 度，因此只检验Fr一项，而不必检验Fw。第公差组检验的结果，只能评定该齿轮的运
11、动精度 是否合格，而不能断定整个齿轮是否合格，因此还需检验 第，公差组的指标。综合指标3）径向综合误差Fi与公法线长度变动Fw 4）齿圈径向跳动Fr与公法线长度变动Fw 5）齿圈径向跳动Fr (仅用于10-12级)Wang chenggang第三节 影响齿轮运动平稳性的误差项目及公差一 第公差组1 一齿切向综合误差（fi） 2 一齿径向综合误差（fi ）3 齿形误差（ff） 4 基节偏差（fpb） 5 齿距偏差（fpt）二 第公差规定检验组Wang chenggang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1 一齿切向综合误差（
12、fi）及公差fi在切向综合误 差纪录曲线 上小波纹的 最大幅度值转角误差 0fiFi360转角 一 第公差组刀具的制造误差和安装误差以及机床传动链短周期误差。引起的原因：Wang chenggang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fiFi360转角 双啮中心距a0在径向综合误差纪 录曲线上小波纹的 最大幅度值。2 一齿径向综合误差（fi）及公差fi Wang chenggang是基节偏差和齿形偏差在半径方向上的综合反映。fi评定齿轮的传动平稳性不如用(fi)评定完善。两者的区别： 1 当测量啮合角与加工啮合角相等时，fi只反映刀具制造和安
13、装误差引起的径向误差而不能反映机床传动链短周期误差引起的周期切向误差。 2 当两啮合角不相等时，则 fi除包含径向误差外， 还反映部分周期切向误差。起因：Wang chenggang指在齿轮端截面上，齿形工作部分内（齿顶倒棱部分除外），包容实际齿形的两条设计齿形间的法向距离齿顶倒棱 高度齿形误差设计齿形工作部分ff3 齿形误差（ff）及公差 ffWang chenggang设计齿形可以是修正的理论渐开线，包括修缘齿形和凸齿形等齿形工 作部分凸齿形修缘齿形齿顶实际齿形ff理论齿形ffffWang chenggang齿形误差是由刀具的齿形误差，刀具的跳动，机床 传动链中周期变动的误差而造成的。齿形
14、误差影响传动平 稳性，如图由于齿形误差 的影响,啮合点从a移到点 a，从而引起瞬时传动 比的突变，破坏了传动的 平稳性。A2A1啮合线aaWang chenggang被测齿轮与 一直径等于该齿 轮基圆直径的基 圆盘同轴安装， 直尺与基圆盘作 纯滚动，测量头 与被测齿廓接触 点相对于基圆盘 的运动轨迹是理 想渐开线，若被 测齿廓不是理想 渐开线可从表中 读出。单圆盘渐开线检查仪被测齿轮基圆盘直尺测量杆Wang chenggang公称基节fpb实际基节4 基节偏差（fpb）及极限偏差fpb 指实际基节与公称基节之差Wang chenggang基圆测量 爪1测量爪2基节仪测量 1 测量时先按被测齿轮
15、基节公称值组合量块。2 按量块组尺寸调整相应的活动量爪1与固定量爪2之间的距离，使表指零位。3 然后将仪器放在被测齿轮相邻两同侧面上，使之与齿面向切，此时读出表中的fpb值Wang chenggang从动轮基节12NNA2A1B2B1主动轮基节fpb（1）主动轮基节大于从动轮基节Wang chenggang两种情况造成瞬时传动比产生突变，引起振动，撞击和噪音（后一种比前一种严重）NNA2A1B2 B121（2) 主动轮基节小于从动轮基节Wang chenggang指在分度圆上（允许在齿高中部测量）实际齿距与公称齿距之差。fpt公称齿 距实际齿距5 齿距偏差（fpt）及极限偏差 fptWang chenggang按基准不同分以下几种：以齿根圆为定位基准以孔为定位基准以齿顶圆为定位基准齿距偏差是由机床传动链误差（主要是分度蜗杆跳动）引起的Wang chenggangff指宽斜齿轮齿高中部实际齿线（螺旋线）波纹最大波幅螺旋线波纹6 螺旋波度误差（ ff ）Wang chenggang第公差组项目3 齿形误差ff及公差ff5 齿距偏差fpt及极限偏差 fpt2 一齿径向综
