齿轮的互换性

世界因为转动而伟大,第一节 齿轮的使用要求,齿轮传动是用来传递运动和动力的一种常用机构，广泛应用于机器、仪器制造业。,凡有齿轮传动的机械产品，其工作性能、承载能力、使用寿命和工作精度等都与齿轮传动的传动质量密切相关。而齿轮传动的传动质量又主要取决于齿轮本身的制造精度及齿轮副的安装精度。,研究齿轮误差对使用性能的影响、精度标准以及检测技术等对提高齿轮加工质量具有重要意义,第一节 齿轮的使用要求,不同的机械对齿轮传动的要求不同：,传递运动的准确性,传动的平稳性,载荷分布的均匀性,传动侧隙,要求齿轮在一转范围内，速比变化（最大转角误差）限制在一定范围内，以保证从动件与主动件的运动协调一致。,传递运动的准确性,要求齿轮传动瞬时传动比（转一齿的转角）的变化尽量小。以保证低噪声、低冲击和较小振动。,传动的平稳性,要求齿轮啮合时齿面接触良好，以免引起应力集中造成齿面局部磨损加剧，影响齿轮的使用寿命,。,载荷分布的均匀性,要求齿轮啮合时，非工作齿面间应留有一定的间隙。,对贮藏润滑油、补偿齿轮传动受力后的弹性变形、热膨胀以及装配误差等都是必须的。但间隙过大会引起反向冲击。,传动侧隙,第一节 齿轮的使用要求,分度齿轮和读数齿轮 传递运动准确性,高速动力齿轮（汽轮机减速器）,较高的传动平稳性,低速动力齿轮（轧钢机、矿山机械）齿面接触均匀,任何齿轮 传动侧隙,对上述要求通过一些评定参数对其进行约束，将这些评定参数分为三个组。,第,公差组：影响齿轮运动准确性的误差,第,公差组：影响齿轮传动平稳性的误差,第,公差组：影响载荷分布均匀性的误差,第二节 单个齿轮的评定指标,1、影响齿轮传递运动准确性的误差,主要是齿轮的长周期误差，由第I公差组检验，共有以下五项误差：,切向综合误差,F,i,公差,F,i,齿距累积误差,F,p,公差,F,p,齿圈径向跳动误差,F,r,公差,F,r,径向综合误差,F,i,公差,F,i,公法线长度变动误差,F,W,公差,F,W,第I公差组,切向综合误差Fi,F,i,是指被测齿轮与理想精确的测量齿轮单面啮合时，在被测齿轮一转内它的实际转角与公称转角之差的总幅值、以分度圆弧长计值。,说明齿轮运动的不均匀性，在一转过程中其转速忽快忽慢，周期性地变化。,是评定齿轮传递运动准确性较为完善的指标。反映了齿轮总的使用质量，因而更接近于实际使用情况。,Fi是指切向综合误差(Fi)的最大允许值。,第I公差组,切向综合误差Fi,F,p,是指在分度圆上任意两个同侧齿面间的实际弧长与公称弧长的最大差值，即最大齿距累积偏差(,F,pmax,)与最小齿距累积偏差(,F,pmin,)之代数差。,测量图见11-5。,第I公差组齿距累积误差Fp,必要时还应控制k个齿距的累积误差Fpk,。,Fp 是齿距累积误差Fp的最大允许值。,第I公差组齿距累积误差Fp,F,r,是指在齿轮一转范围内，测头在齿槽内（或轮齿上）于齿高中部双面接触，测头相对于齿轮轴心线的最大变动量。,第I公差组,齿圈径向跳动误差Fr,它以齿轮一转为周期，属长周期误差和径向误差，,F,r,必须与能揭示切向误差的单项指标组合，才能全面评定传递运动的准确性。,F,r,是齿圈径向跳动误差,F,r,的最大允许值。,第I公差组,齿圈径向跳动误差Fr,F,i,是指被测齿轮与理想精确的测量齿轮双面啮合时，在被测齿轮一转内的双啮中心距的最大变动量。双啮中心距是指被测齿轮与精确测量齿轮紧密啮合时的中心距。,第I公差组,径向综合误差Fi,双面啮合仪测量Fi,F,i,主要反映径向误差，可代替,F,r,。是评定齿轮传递运动准确性一项较好的综合性指标。,优点：检测效率高 成批生产采用,缺点：与工作状态不相符合，只能反映齿轮的径向误差，而不能反映切向误差，故并不能确切表示齿轮的运动精度。,Fi是径向综合误差Fi的最大允许量。,第I公差组,径向综合误差Fi,F,W,是指在齿轮一周范围内,实际公法线长度最大值与最小值之差。,公法线长度W是指跨k个齿的异侧齿廓间的公共法线长度。,第I公差组公法线长度变动误差F,W,F,W,是指公法线长度变动误差F,W,的最大允许值,。,第I公差组公法线长度变动误差F,W,1、影响齿轮传递运动准确性的误差,切向综合误差,F,i,公差,F,i,齿距累积误差,F,p,公差,F,p,齿圈径向跳动误差,F,r,公差,F,r,径向综合误差,F,i,公差,F,i,公法线长度变动误差,F,W,公差,F,W,2、,影响齿轮传动平稳性的误差,影响齿轮传动平稳性的误差主要是短周期误差由第II公差组检验，共有以下六项误差：,一齿切向综合误差,f,i,公差,f,i,一齿径向综合误差,f,i,公差,f,i,齿形误差,f,f,公差,f,f,基节偏差,f,pb,极限偏差,f,pb,齿距偏差,f,pt,极限偏差土,f,pt,螺旋线波度误差,f,f,波度公差,f,f,第II公差组一齿切向综合误差fi,f,i,反映齿轮一齿内的转角误差。,f,i,是指f,i,的最大允许值。,第II公差组一齿径向综合误差fi,f,i,是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的双啮中心距的最大变动量。,双面啮合仪测量f,i,第II公差组齿形误差f,f,f,f,是指在齿轮的端截面上，齿形工作部分内齿顶倒棱部分除外包容实际齿形且距离最小的两条设计齿形间的法向距离。,f,f,是齿形误差f,f,的最大允许值,。,f,pb,是指实际基节与公称基节之差。f,pb,是允许基节偏差f,pb,的两个极限值。,实际基节是指基圆柱切平面所截两相邻同侧齿面的交线之间的法向距离。,第II公差组基节偏差f,pb,f,pt,是指在分度圆上(允许在齿高中部测量)实际齿距与公称齿距的差，公称齿距是指所有实际齿距的平均值,。,f,pt,是允许齿距偏差f,pt,两个极限值。,第II公差组齿距偏差f,pt,基节偏差f,pb,与齿距偏差f,pt,存在几何关系,第II公差组螺旋线波度误差 f,f,f,f,是指在宽斜齿轮齿高中部的圆柱面上，沿实际齿面(螺旋线)法线方向计量的螺旋线,波纹的最大波幅,。,f,f,是指螺旋线波度误差f,f,的最大允许值。,3、影响载荷分布均匀性的指标,齿向误差F,公差F,对于直齿轮，影响接触线长度的是齿向误差，影响接触高度的是齿形误差。由第,III,公差组检验，共有以下三项误差：,接触线误差F,b,公差F,b,第公差组齿向误差F,F,是指在分度圆柱面上齿宽有效部分范围内(端部倒角部分除外)包容实际齿向线，,且距离最小的两条设计齿向线之间的端面距离。,F,是指齿向误差F,的最大允许值。,4、齿轮副侧隙的评定指标,在齿轮的加工误差中，影响齿轮副侧隙的误差主要是:,齿厚偏差E,s,公差T,s,公法线平均长度偏差,E,Wm,。,E,s,是指分度圆柱面上齿厚实际值与公称值之差。图中,E,ss,表示齿厚上偏差，,E,si,表示齿厚下偏差(对斜齿轮是指法向齿厚而言)。为了保证齿轮传动侧隙，齿厚的上下,偏差均应为负值。,4、,侧隙的评定指标 齿厚偏差Es,Ts是指齿厚偏差Es的最大允许值,4、,侧隙的评定指标,齿厚偏差Es,公法线平均长度偏差,E,Wm,是指在齿轮一周内，实际公法线长度的平均值与公称值之差。,4、齿轮副侧隙的评定指标,公法线平均长度偏差E,Wm,公法线平均长度偏差,E,Wm,与齿厚偏差,E,s,的关系：,E,Wm,E,s,cos,