渐开线圆柱齿轮精度及检测课件

渐开线圆柱齿轮精度及检测1渐开线圆柱齿轮精度及检测渐开线圆柱齿轮精度及检测 齿轮传动是机械传动中最主要的传动形式之一，它在现代机械中应用极为广泛。本章主要研究影响齿轮传动精度的齿轮或齿轮副的偏差项目。渐开线圆柱齿轮精度及检测渐开线圆柱齿轮精度及检测11.1 概概 述述 1 1、适用范围广；、适用范围广；2 2、效率高；、效率高；3 3、传动平稳、结构紧凑；、传动平稳、结构紧凑； 4 4、工作可靠、寿命长。、工作可靠、寿命长。一、齿轮传动的主要特点：一、齿轮传动的主要特点：二、齿轮传递运动要求二、齿轮传递运动要求：（用途）：（用途） 传递运动的准确性：传递运动的准确性：齿轮转一圈，最大的齿轮转一圈，最大的转角误差转角误差在在 一定范围内。一定范围内。 对于传动比：对于传动比： 。12iww 转角误差转角误差实际转角与公称转角之差。实际转角与公称转角之差。i0360渐开线圆柱齿轮精度及检测齿轮传递运动要求齿轮传递运动要求2.2.传递运动的平稳性：传递运动的平稳性：要求齿轮的要求齿轮的瞬间传动比瞬间传动比变化变化不大（在一定范围内）。不大（在一定范围内）。i03603.3.载荷分布的均匀性：载荷分布的均匀性：要求齿轮啮要求齿轮啮合时，齿面接触良好。合时，齿面接触良好。渐开线圆柱齿轮精度及检测齿轮传递运动要求齿轮传递运动要求4.4.传动侧隙合理：传动侧隙合理：侧隙的作用？侧隙太大或太小会有什么影响？侧隙的作用？侧隙太大或太小会有什么影响？1w2w针对不同的使用场合，对使用要求的侧重点不同。针对不同的使用场合，对使用要求的侧重点不同。测量齿测量齿轮轮、高速齿轮高速齿轮、重载齿轮重载齿轮需要限定哪些使用要求？需要限定哪些使用要求？渐开线圆柱齿轮精度及检测11.2 齿轮加工误差及其检测齿轮加工误差及其检测一、影响运动准确性的误差一、影响运动准确性的误差：（：（4个）个）(GB/T 10095.2-2001)1.1.切向综合总偏差切向综合总偏差F Fi i( (Fi)：被测齿轮与理想精确齿轮被测齿轮与理想精确齿轮单单面啮合面啮合时，在被测齿轮时，在被测齿轮转一圈转一圈内，实际转角与公称转角内，实际转角与公称转角之差的之差的总幅度值总幅度值。F Fi if fi i渐开线圆柱齿轮精度及检测影响运动准确性的误差影响运动准确性的误差2.2.齿距齿距累积总偏差累积总偏差F Fp p( (F Fp p) )：在在分度圆分度圆上，任意两同侧齿面上，任意两同侧齿面间的实际弧长与公称弧长的最大差值。间的实际弧长与公称弧长的最大差值。F Fi i是以分度圆弧长计算的，原理图见图是以分度圆弧长计算的，原理图见图11-511-5。7渐开线圆柱齿轮精度及检测 齿距累积偏差齿距累积偏差Fpk （Fpk）：在在分度圆分度圆上，上，k个齿距间个齿距间的实际弧长与公称弧长的最大差值。的实际弧长与公称弧长的最大差值。影响运动准确性的误差影响运动准确性的误差第第26个齿的齿距累积偏差是多少？个齿的齿距累积偏差是多少？3. 径向跳动径向跳动Fr （Fr）：齿轮一转范围齿轮一转范围内，测头内，测头与与齿高中部齿高中部双面接触，双面接触，测头相对于测头相对于齿轮轴线的齿轮轴线的最大变动量。最大变动量。渐开线圆柱齿轮精度及检测影响运动准确性的误差影响运动准确性的误差4.4.径向综合总偏差径向综合总偏差Fi”（Fi）：被测齿轮与理想精确被测齿轮与理想精确测量齿轮测量齿轮双面啮合双面啮合时，在被测齿轮时，在被测齿轮转一圈转一圈内，双啮内，双啮中心距中心距的最大变动量。的最大变动量。渐开线圆柱齿轮精度及检测二、影响传动平稳性的误差二、影响传动平稳性的误差：（：（4个）个）1.1.一齿切向综合偏差一齿切向综合偏差fi（fi）：被测齿轮与理想精确齿轮被测齿轮与理想精确齿轮单面啮合单面啮合时，在被测齿轮转时，在被测齿轮转一齿距角一齿距角内，实际转角与公内，实际转角与公称转角之差的称转角之差的最大幅度值最大幅度值。影响传动平稳性的误差影响传动平稳性的误差fi 是以分度圆弧长计算的，是以分度圆弧长计算的，用单面啮合仪测量。用单面啮合仪测量。fi 是和哪个指标同是和哪个指标同时测出来的？时测出来的？渐开线圆柱齿轮精度及检测影响传动平稳性的误差影响传动平稳性的误差2.2.一齿径向综合偏差一齿径向综合偏差fi （fi ）：被测齿轮与理被测齿轮与理想精确测量齿轮想精确测量齿轮双面啮合双面啮合时，在被测齿轮转时，在被测齿轮转一一齿距角齿距角内，双啮内，双啮中心距中心距的最大变动量。（双啮的最大变动量。（双啮仪）仪）fi 是和哪个指标同是和哪个指标同时测出来的？时测出来的？渐开线圆柱齿轮精度及检测影响传动平稳性的误差影响传动平稳性的误差ff3.3.齿廓总偏差齿廓总偏差 （齿形误差齿形误差ff）：齿轮端截面上，齿形齿轮端截面上，齿形工作部分工作部分内包容实际内包容实际齿廓齿廓（齿形）（齿形）线的两条设计齿廓线线的两条设计齿廓线间的距离。间的距离。Fff齿廓形状偏差齿廓形状偏差齿廓倾斜偏差齿廓倾斜偏差Hf渐开线圆柱齿轮精度及检测4.4.单个齿距偏差单个齿距偏差fpt ( (齿距偏差齿距偏差fpt ） ：在分度圆上，实际在分度圆上，实际齿距齿距与公称齿距之差。与公称齿距之差。影响传动平稳性的误差影响传动平稳性的误差前面哪个参数还用到齿距前面哪个参数还用到齿距？有何区别？有何区别？7渐开线圆柱齿轮精度及检测p 基节偏差基节偏差fpb：实际实际基节基节与公称基节之差。与公称基节之差。 基节：基节：基圆切线所截两相邻基圆切线所截两相邻同侧齿廓同侧齿廓的交点沿的交点沿切线切线方向的距离。方向的距离。渐开线圆柱齿轮精度及检测 基节偏差不可过大或过小，规定：基节偏差不可过大或过小，规定：fpb fpb fpb 。相互啮合的一对齿轮基节应当是什么关系？相互啮合的一对齿轮基节应当是什么关系？fpb 的符号？的符号？渐开线圆柱齿轮精度及检测p 公法线公法线长度变动长度变动Fw：齿轮齿轮转一圈转一圈内，实际公法线长度内，实际公法线长度 最大值与最小值之差。最大值与最小值之差。测量公法线长度测量公法线长度当用当用公法线千分尺公法线千分尺在齿轮上跨过在齿轮上跨过k k个齿时，个齿时，两卡脚与齿廓相切于两卡脚与齿廓相切于ABAB两点，两切点间的距离两点，两切点间的距离公法线长度，公法线长度，用用W W表示。表示。5.09zk跨齿数跨齿数k为：为：渐开线圆柱齿轮精度及检测影响载荷分布均匀性的误差影响载荷分布均匀性的误差三、影响载荷分布均匀性的误差三、影响载荷分布均匀性的误差：（直齿：（直齿1个）个）（齿向误差齿向误差： ）bFDbF螺旋线总偏差螺旋线总偏差（齿形误差齿形误差：ff）齿廓总偏差齿廓总偏差F渐开线圆柱齿轮精度及检测影响载荷分布均匀性的误差影响载荷分布均匀性的误差 在在分度圆柱分度圆柱面上，齿宽有效部分范围内，包面上，齿宽有效部分范围内，包容实际容实际螺旋线（螺旋线（齿向线）齿向线）的两条设计螺旋线间的距离。的两条设计螺旋线间的距离。bF螺旋线总偏差螺旋线总偏差bff螺旋线形状偏差螺旋线形状偏差螺旋线倾斜偏差螺旋线倾斜偏差bHf渐开线圆柱齿轮精度及检测 评定指标评定指标 评定指标评定指标 对传动性能的对传动性能的 主要影响主要影响轮轮齿齿同同侧侧齿齿面面偏偏差差齿距齿距偏差偏差单个齿距偏差单个齿距偏差径径向向综综合合偏偏差差与与径径向向跳跳动动径径向向综综合合偏偏差差径向径向综合综合总偏总偏差差齿距累积偏差齿距累积偏差齿距累积总偏差齿距累积总偏差齿廓齿廓偏差偏差齿廓总偏差齿廓总偏差齿廓形状偏差齿廓形状偏差一齿一齿径向径向综合综合偏差偏差齿廓倾斜偏差齿廓倾斜偏差切向综切向综合偏差合偏差切向综合总偏差切向综合总偏差一齿切向综合偏差一齿切向综合偏差螺旋线螺旋线偏差偏差螺旋线总偏差螺旋线总偏差螺旋线形状偏差螺旋线形状偏差径向跳动径向跳动螺旋线倾斜偏差螺旋线倾斜偏差ptfpkF齿轮传动使用要求的评定指标（单个齿轮）齿轮传动使用要求的评定指标（单个齿轮）pFFHfffiFifbFbffbHf iF ifrFpFiFiFrFptfififbFF渐开线圆柱齿轮精度及检测11.3 齿轮副误差及其评定指标齿轮副误差及其评定指标应当避免产生哪种情况（哪种应当避免产生哪种情况（哪种情况最危险）？为什么？情况最危险）？为什么？齿轮副的安装误差齿轮副的安装误差2.2.齿轮副的中心距偏差齿轮副的中心距偏差 fa：1.1.轴线的平行度偏差轴线的平行度偏差f 、f （两两轴线公共平面内的、垂直平面内的）轴线公共平面内的、垂直平面内的）b新国标中未给出中心距的允许偏新国标中未给出中心距的允许偏差，可参照年国标差，可参照年国标渐开线圆柱齿轮精度及检测齿轮副精度指标齿轮副精度指标%100 bcb齿轮副的精度指标齿轮副的精度指标 齿长方向：齿长方向：接触痕迹的长度接触痕迹的长度b（扣除断开部分的长度（扣除断开部分的长度c）与）与工工作长度作长度b（扣除倒角）之比的百（扣除倒角）之比的百分比。即：分比。即： 齿高方向：齿高方向：接触痕迹的平均高度接触痕迹的平均高度h 与与工作高度工作高度h 之比的之比的百分比。即：百分比。即：%100 hh百分比越大越好还是越小越好？百分比越大越好还是越小越好？1.1.接触斑点：接触斑点：装配好的齿轮，装配好的齿轮，在轻微在轻微制动制动下，运转后齿面上下，运转后齿面上分布的分布的接触擦亮痕迹接触擦亮痕迹。渐开线圆柱齿轮精度及检测2. 齿轮副侧隙：齿轮副侧隙：分为分为法向侧隙法向侧隙jn和和圆周侧隙圆周侧隙jt。 法向侧隙法向侧隙jn ：装配好的齿轮副，当工作面接触时非工作：装配好的齿轮副，当工作面接触时非工作面间的面间的最小距离最小距离。 圆周侧隙圆周侧隙jt ：装：装配好的齿轮副，当配好的齿轮副，当一个齿轮固定时，一个齿轮固定时，另一个齿轮的另一个齿轮的圆周圆周晃动量晃动量，以，以分度圆分度圆上弧长上弧长计。计。侧隙侧隙关系关系：costnjj 主要限制法向侧隙，法向侧隙主要限制法向侧隙，法向侧隙在实际在实际应用中是用应用中是用塞尺塞尺来测量。来测量。齿轮副精度指标齿轮副精度指标渐开线圆柱齿轮精度及检测11.4渐开线圆柱齿轮精度标准渐开线圆柱齿轮精度标准尺寸公差、形位公差和轴承精度等级分别有多少级？尺寸公差、形位公差和轴承精度等级分别有多少级？一、齿轮精度等级：一、齿轮精度等级：GB/T10095.1-2001GB/T10095.1-2001和和GB/T10095.2-2001GB/T10095.2-2001规定规定轮齿同侧齿面偏差：轮齿同侧齿面偏差：0 0、1 11212共共1313级，级，0 0级最高。级最高。径向综合偏差：径向综合偏差：4 4、5 51212共共9 9级，级，4 4级最高。级最高。径向跳动：径向跳动：0 0、1 11212共共1313级，级，0 0级最高。级最高。 选择精度等级时，应综合考虑齿轮的使用要求，工作选择精度等级时，应综合考虑齿轮的使用要求，工作 条件、及技术要求确定。条件、及技术要求确定。渐开线圆柱齿轮精度及检测圆柱齿轮精度圆柱齿轮精度二、齿轮检验项目的确定二、齿轮检验项目的确定GB/T10095.1-2001GB/T10095.1-2001规定规定对单个齿轮的加工精度：对单个齿轮的加工精度：bFFFfppt;高速齿轮的检验，增加高速齿轮的检验，增加pkF当检验切向综合偏差时，可不检验当检验切向综合偏差时，可不检验pptFf;新国标中没有规定的检验项目的公差值，推新国标中没有规定的检验项目的公差值，推荐暂时采用年国标中的有关规定荐暂时采用年国标中的有关规定渐开线圆柱齿轮精度及检测新GB中齿轮检验项目齿距偏差：齿距偏差： F Fp p F Fpkpk fpt 螺旋线偏差：螺旋线偏差：F Fb切向综合偏差：切向综合偏差： fi F Fi i径向综合偏差：径向综合偏差： fi” F Fi i”径向跳动：径向跳动：F Fr r建议的齿轮检验组建议的齿轮检验组3 3 fi” F Fi i”4 4 fpt F Fr r （10-1210-12级）级）5 5 fi F Fi i（有协议要求时）有协议要求时）轮廓偏差：轮廓偏差：F1 1 fpt F Fp p F Fb F Fr rF2 2 fpt F FP P F Fb F Fr r F FPKPKF渐开线圆柱齿轮精度及检测齿轮精度标注（新国标）齿轮精度标注（新国标）1 1、若齿轮的各检验项目为同一精度等级，可直、若齿轮的各检验项目为同一精度等级，可直接标注精度等级和标准号。接标注精度等级和标准号。7 7 GB/T 10095.1-2001GB/T 10095.1-20012 2、若齿轮的各检验项目精度等级不同，应分别、若齿轮的各检验项目精度等级不同，应分别标注。标注。6 6（ ）、）、7 7（ 、 ） GB/T 10095.1-2001GB/T 10095.1-2001FpFbF渐开线圆柱齿轮精度及检测11.4.2 齿轮副侧隙齿轮副侧隙侧隙的作用侧隙的作用（3个）？个）？ 获得侧隙途径：获得侧隙途径： 当具有标准齿厚的当具有标准齿厚的两个齿轮在标准中心两个齿轮在标准中心距下安装时，有没有距下安装时，有没有侧隙？侧隙？S加大中心距。加大中心距。中心距不变，减薄齿厚。中心距不变，减薄齿厚。减薄一个齿轮的还是两个都减薄？减薄一个齿轮的还是两个都减薄？齿厚偏差符号？齿厚偏差符号？渐开线圆柱齿轮精度及检测S齿轮副侧隙齿轮副侧隙为获得最小侧隙，计算齿厚为获得最小侧隙，计算齿厚最小、最大减薄量最小、最大减薄量。齿厚上、下偏差齿厚上、下偏差Esns、EsniEsnsEsniTsn为什么要规定齿厚的最大为什么要规定齿厚的最大减薄量？减薄量？ 计算齿厚最小减薄量计算齿厚最小减薄量：（：（P216）1. 补偿补偿温升热变形温升热变形和和正常润滑正常润滑所需的最小侧隙量：所需的最小侧隙量：n2n1nminjjj（P216式式11-3、11-4）渐开线圆柱齿轮精度及检测齿轮副侧隙齿轮副侧隙2. 补偿安装和制造误差引起的侧隙减薄量补偿安装和制造误差引起的侧隙减薄量Jn：P217 式式11-5 、式式11-5a3. 有时需要考虑中心距偏差有时需要考虑中心距偏差fa0时会使侧隙减小，最时会使侧隙减小，最后综合考虑各个因素得到后综合考虑各个因素得到式式11-7。SEsnsEsniTsn齿厚上偏差齿厚上偏差Esns齿厚下偏差齿厚下偏差EsniTsn Tsn的求法见的求法见式式11-8 Esni=EsnsTsnSEsniEsns 国家标准规定齿厚上、下偏差用国家标准规定齿厚上、下偏差用代号代号表示（表示（14种，种，P218）渐开线圆柱齿轮精度及检测齿轮副侧隙齿轮副侧隙根据齿厚的计算值如何反查代号呢根据齿厚的计算值如何反查代号呢（P229表表11-20）4ptsnsfE12ptsnifE 例如例如 或或-3， 或或-18，齿厚的上、下偏差，齿厚的上、下偏差代号分别是多少？为什么？代号分别是多少？为什么？新国标没有规定齿厚极限偏差代号，新国标没有规定齿厚极限偏差代号，也未推荐齿厚极限偏差的数值也未推荐齿厚极限偏差的数值渐开线圆柱齿轮精度及检测齿坯精度齿坯精度 加工时是以齿坯的加工时是以齿坯的内孔、顶圆和端面内孔、顶圆和端面作为基准的，作为基准的，齿坯公差及精度见齿坯公差及精度见P229表表11-21。基准面与安装面的形状公差基准面与安装面的形状公差工作安装面的跳动公差工作安装面的跳动公差齿顶圆柱面的尺寸和跳动公差齿顶圆柱面的尺寸和跳动公差渐开线圆柱齿轮精度及检测例题例题 例例1：P218 例例2：P220 粗糙度查表粗糙度查表 11-220 倒角倒角C1C1渐开线圆柱齿轮精度及检测模数模数齿数齿数齿形角齿形角公法线长度及其极限偏差公法线长度及其极限偏差精度等级精度等级 8 GB/T 1095.1-2001单个齿距极限偏差单个齿距极限偏差齿距累积总偏差齿距累积总偏差齿廓总偏差齿廓总偏差螺旋线总偏差螺旋线总偏差配对齿轮配对齿轮图号图号齿数齿数nmbnsbniEEWptfpFFbF齿轮零件图参数表齿轮零件图参数表