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1、 在各种机器和仪器的传动装置中应用非常广泛、用来传递运动和动力， 齿轮精度在一定程度上影响着整台机器或仪器的精度齿轮齿轮传动的质量直接影响的工作性能和使用寿命。为了保证齿轮传动的精度和互换性，GB/T10095-2008渐开线圆柱齿轮精度，规定齿轮公差和切齿前的齿坯公差以及齿轮箱体公差。第第13讲讲圆柱齿轮公差与检测圆柱齿轮公差与检测1标准从对齿轮传动的使用要求出发，分析1）齿轮的加工误差和评定指标2）齿轮副的评定指标，阐述渐开线圆柱齿轮的精度设计和测量方法。 分析圆柱齿轮的公差，主要应弄清齿轮传动的使用要求及齿轮的主分析圆柱齿轮的公差，主要应弄清齿轮传动的使用要求及齿轮的主要加工误差，从而对
2、齿轮建立相应的评定指标。要加工误差，从而对齿轮建立相应的评定指标。 1 1、对齿轮传动的使用要求对齿轮传动的使用要求 1 1） 传递运动的准确性传递运动的准确性 传递运动的准确性是指要求齿轮在传递运动的准确性是指要求齿轮在一转范围内传动一转范围内传动u u的变化尽量小。的变化尽量小。 即要求即要求齿轮齿距分布均匀，安装偏心量小。（距分布均匀，安装偏心量小。（齿距累距累积误差）差） 2 2） 传动的平稳性传动的平稳性 传动的平稳性指要求齿轮在一转范围内多次重复的传动的平稳性指要求齿轮在一转范围内多次重复的瞬时传动瞬时传动u u的变化的变化尽量小，尽量小， 以减少齿轮传动中的噪声，振动与冲击，保证
3、传动平稳以减少齿轮传动中的噪声，振动与冲击，保证传动平稳。一、对齿轮传动的使用要求 3 3）载荷分布的均匀性）载荷分布的均匀性 载荷分布的均匀性指在轮齿啮合中，工作齿面沿载荷分布的均匀性指在轮齿啮合中，工作齿面沿全齿高和全齿高和全齿长上全齿长上保持均匀接触，并且接触面积尽可能的大。保持均匀接触，并且接触面积尽可能的大。 避免载荷集中于齿面的一角而造成轮齿折断。避免载荷集中于齿面的一角而造成轮齿折断。 4 4）侧隙）侧隙 即齿侧间隙，指要求齿轮副啮合时不工作的一侧齿面之间有即齿侧间隙，指要求齿轮副啮合时不工作的一侧齿面之间有适当的间隙，以保证储存适当的间隙，以保证储存润滑油和补偿热变形润滑油和补
4、偿热变形。 对于不同用途和不同工作条件的于不同用途和不同工作条件的齿轮和和齿轮副，副，对上述四上述四项要要求的侧重点是不同的。求的侧重点是不同的。 2 2、齿轮的加工误差和安装误差、齿轮的加工误差和安装误差 影响齿轮传动的使用要求影响齿轮传动的使用要求 1 1） 齿轮的主要加工误差齿轮的主要加工误差 滚齿是被切是被切齿轮齿形的形成是形的形成是滚刀刀对齿坯坯连续范范成的成的结果。（两果。（两齿轮的啮合原理）轮的啮合原理） a) a) 影响传递运动的准确性的主要误差。影响传递运动的准确性的主要误差。 以以齿轮一一转为周期的周期的误差差 滚切齿轮（1 1） 几何偏心几何偏心e e1 1 几何偏心即齿
5、轮在机床上的安装偏心，是指由于齿胚定位孔与心轴几何偏心即齿轮在机床上的安装偏心，是指由于齿胚定位孔与心轴之间有间隙等因素的影响，使齿胚定位孔的轴线之间有间隙等因素的影响，使齿胚定位孔的轴线o oo o与机床工作与机床工作台的回转轴线台的回转轴线oooo不重合而产生的偏心。不重合而产生的偏心。（2 2） 运动偏心运动偏心 e e2 2 滚齿时，分度，分度蜗轮的偏心的偏心e e1y1y，会使，会使齿胚按正玄胚按正玄规律以律以一一转为周周期时快时慢地旋转。期时快时慢地旋转。 运运动偏心是由分度偏心是由分度蜗轮的角速度的角速度变化所引起的存在运化所引起的存在运动偏心偏心时，所切齿轮在分度圆周上分别不均
6、匀所切齿轮在分度圆周上分别不均匀。 b) b) 影响传动平稳性的主要误差影响传动平稳性的主要误差 （1 1） 基节偏差基节偏差fpbfpb 基节基节齿轮基圆上的周节齿轮基圆上的周节PbPb 周节周节相邻两齿轮的同侧齿廓在分度圆上对应点间的弧相邻两齿轮的同侧齿廓在分度圆上对应点间的弧长，长， 称为分度圆周节，简称为周节。称为分度圆周节，简称为周节。 （P P） 齿厚厚s s，齿间宽w w，标准准齿轮s=w=p/2 s=w=p/2 被切被切齿轮的基的基节偏差是指偏差是指实际基基节与公称基与公称基节之差，主之差，主要是由要是由滚刀的基节偏差和齿形角误差产生的。滚刀的基节偏差和齿形角误差产生的。 两个
7、两个齿轮正确正确啮合的条件之一是由两合的条件之一是由两齿轮基基节相等，相等，当两当两齿轮基节不等时，轮齿在进入或退出啮合时，会产生撞击，引基节不等时，轮齿在进入或退出啮合时，会产生撞击，引起振动和噪声，影响传动平稳性。起振动和噪声，影响传动平稳性。 （2 2）齿形误差）齿形误差 指端面渐开线的形状误差，主要是由滚刀的制造误差和安装指端面渐开线的形状误差，主要是由滚刀的制造误差和安装误差（径向跳动和轴向窜动），分度蜗杆的误差，齿坯的安装误误差（径向跳动和轴向窜动），分度蜗杆的误差，齿坯的安装误差产生的。差产生的。 c) c) 影响载荷分布均匀性的主要误差影响载荷分布均匀性的主要误差 齿面接触好，
8、齿宽方向（轴向）：齿向误差，齿面接触好，齿宽方向（轴向）：齿向误差， 齿高方向：基节偏差和齿形误差齿高方向：基节偏差和齿形误差 d)d)影响影响侧隙的主要隙的主要误差差 齿厚偏差及厚偏差及变动量量 长周期误差如图长周期误差如图a)，在低速下，在低速下传动较平稳。传动较平稳。短周期误差如图短周期误差如图b)，引起齿轮，引起齿轮瞬时传动比的变化，在高速运瞬时传动比的变化，在高速运转中，将产生冲击、振动和噪转中，将产生冲击、振动和噪声。声。实际齿轮运动误差如图实际齿轮运动误差如图3c)它它既包含有短周期误差也包含有既包含有短周期误差也包含有长周期误差。长周期误差。1 1、传递运动的准确性的评定指标及
9、其检测、传递运动的准确性的评定指标及其检测 2 2、传动平稳性的评定指标及其检测、传动平稳性的评定指标及其检测 3 3、载荷分布均性的评定指标及其检测、载荷分布均性的评定指标及其检测 4 4、侧隙的评定指标及其检测、侧隙的评定指标及其检测二、二、 齿轮的精度指标和齿轮的精度指标和侧侧隙指标及其检测隙指标及其检测Fi齿距累积误差切向综合总偏差FwFp单啮仪单啮仪周节仪或万能测齿仪公法线长度变动公法线千分尺 齿圈径向跳动Fr径向跳动仪径向综合误差Fi双啮仪K K个齿矩积累误差个齿矩积累误差Fpk1、传动准确性项目名称、传动准确性项目名称代号代号测量仪器测量仪器1、传递运动的准确性的评定指标传递运动
10、的准确性的评定指标及其检测及其检测切向综合总偏差Fi齿距累积总偏差Fp、Fpk径向跳动Fr公法线长度变动Fw径向综合总偏差Fi1）切向综合总偏差）切向综合总偏差Fi被测齿轮与理想精确的测量齿轮单面啮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。实际圆周位移与理论圆周位移的最大差值。2）齿距累积总偏差）齿距累积总偏差Fp在分度圆上任意两个同侧齿面间的实际弧长在分度圆上任意两个同侧齿面间的实际弧长与公称弧长之差的代数差。与公称弧长之差的代数差。k个齿距累积误差个齿距累积误差Fpkk个齿距间的实际弧长与
11、公称弧长之间的最大个齿距间的实际弧长与公称弧长之间的最大绝对值。绝对值。用齿距仪测量齿距3 3）齿圈径向跳动）齿圈径向跳动Fr Fr 在齿轮一转范围内，测点在齿槽内于齿高中部双面接触在齿轮一转范围内，测点在齿槽内于齿高中部双面接触 ，指测头（球形、圆柱形、砧形）相继置于被测齿轮的每个齿槽内时，从它到齿轮轴线的最大和最小径向距离之差 4 4）公法线长度变动）公法线长度变动FwFw 在齿轮一周范围内，实际公法线长度的最大值在齿轮一周范围内，实际公法线长度的最大值WmaxWmax与最与最小值小值WminWmin之差之差。 跨齿数跨齿数K=Z/9+0.5K=Z/9+0.55）径向综合总偏差）径向综合总
12、偏差Fi被测齿轮与理想精确的测量齿轮双面啮合时，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。在被测齿轮一转内，双啮中心距的最大变动量。齿轮双面啮合综合测量2、传动平稳性的检测项目、传动平稳性的检测项目一齿切向综合偏差一齿切向综合偏差fi单啮仪单啮仪一齿径向综合偏差一齿径向综合偏差fi双啮仪双啮仪齿廓偏差齿廓偏差Fa渐开线检查仪渐开线检查仪基圆齿距偏差基圆齿距偏差fpb基节仪基节仪齿距偏差齿距偏差fpt万能测齿仪或万能测齿仪或齿距仪齿距仪1）一齿切向综合偏差）一齿切向综合偏差fi指被测齿轮与理想精确的测量齿轮单面啮合时，指被测齿轮与理想精确的测量齿轮单面啮合
13、时，在被测齿轮一齿距角内，实际转角与公称转角之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。差的最大幅度值。2）一齿径向综合偏差）一齿径向综合偏差fi指被测齿轮与理想精确的测量齿轮双面啮合时，指被测齿轮与理想精确的测量齿轮双面啮合时，在被测齿轮在被测齿轮一齿距内，双齿中心距的最大变动量。一齿距内，双齿中心距的最大变动量。3）齿廓偏差齿廓偏差是指实际齿廓对设计齿廓的偏离量，它齿廓偏差是指实际齿廓对设计齿廓的偏离量，它在端平面内且垂直于渐开线齿廓的方向计值。在端平面内且垂直于渐开线齿廓的方向计值。（1）齿廓总偏差）齿廓总偏差Fa（toothprofiletotaldeviation）（
14、2）齿廓形状偏差）齿廓形状偏差ffa（formdeviationoftoothProfile）（3）齿廓倾斜偏差）齿廓倾斜偏差fHa（angledeviationoftoothProfile） 4 4）基圆齿距偏差f fpbpb实际基节与公称基节之差；实际基实际基节与公称基节之差；实际基节指基圆柱切平面所截两相邻同侧齿面的支线之间的法向距离。节指基圆柱切平面所截两相邻同侧齿面的支线之间的法向距离。 基节偏差图齿轮基节检查仪5）齿距偏差）齿距偏差fpt实际齿距与公称齿距之差。实际齿距与公称齿距之差。3、载荷分布均匀性的检测项目载荷分布均匀性的检测项目螺旋线偏差:在端面基圆切线方向上测得的实际螺旋
15、线偏离设计螺旋线的量。（l）螺旋线总偏差F（spiraltotaldeviation）（2）螺旋线形状偏差ff（formdeviationofspiral）（3）螺旋线倾斜偏差fH（angledeviationofspiral）4、影响侧隙的项目1）齿厚偏差fsn2）公法线长度偏差1 1） 齿厚偏差齿厚偏差fsnsn 分度圆柱面上，分度圆柱面上， 齿厚实际值与公称值之差。齿厚实际值与公称值之差。 斜齿轮，指法向齿厚。斜齿轮，指法向齿厚。 检测检测：齿厚游标卡尺。齿厚游标卡尺。（a）齿厚偏差（b）齿厚极限偏差 2）公法线长度偏差）公法线长度偏差在齿轮一周内，提取公法线长度值与公称公在齿轮一周内，提取公法线长度值与公称公法线长度之差。法线长度之差。检检测：测：公法线千分尺公法线千分尺小结一、对齿轮传动的使用要求一、对齿轮传动的使用要求二、二、齿轮的精度指标和侧隙指标及其检测齿轮的精度指标和侧隙指标及其检测作业：作业：2 2道题道题
