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1、第第11章章 圆柱齿轮公差与检测圆柱齿轮公差与检测 111.1 齿轮的应用要求及加工误差分类齿轮传动机构是指组成这种运动装置的齿轮副、轴、轴承、箱体等零部件的总和。而齿轮传动的质量不仅取决于运动装置的齿轮副、轴、轴承、箱体等零件的制造和安装精度，还与齿轮本身的制造精度及齿轮副的安装精度密切相关。211.1.1 齿轮传动的应用要求1.传递运动的准确性传递运动的准确性是指齿轮在一转范围内，产生的最大转角误差要限制在一定的范围内，使齿轮副传动比变化小，以保证传递运动的准确性。2传动的平稳性传动的平稳性是指齿轮在转过一个齿距角的范围内，其最大转角误差应限制在一定范围内，使齿轮副瞬时传动比变化小，以保证
2、传递运动的平稳性。33载荷分布的均匀性载荷分布的均匀性是指在轮齿啮合过程中，工作齿面沿全齿高和全齿长上保持均匀接触，并且接触面积尽可能的大。4.齿轮副侧隙的合理性齿轮副侧隙的合理性是指一对齿轮啮合时，在非工作齿面间应留有合理的间隙，否则会出现卡死或烧伤现象。411.1.2 齿轮加工误差的来源与分类1.齿轮加工误差的来源齿轮在各种加工方法中，齿轮的加工误差都来源于组成工艺系统的机床、夹具、刀具、齿坯本身的误差及其安装、调整等误差。2.齿轮加工误差的分类(1)齿轮误差按其表现特征可分为以下4类。齿廓误差。齿距误差。齿向误差。齿厚误差。5(2)齿轮误差按其方向特征可分为以下3类。径向误差。切向误差。
3、轴向误差。(3)齿轮误差按其周期或频率特征可分为以下2类。长周期误差。(3)齿轮误差按其周期或频率特征可分为以下2类。长周期误差。611.2 单个齿轮的评定指标及其检测11.2.1 传递运动准确性的检测项目1.切向综合总偏差 (tangential composite deviation)2.齿距累积总偏差 (total accumulative pitch deliation)3.径向跳动 (teeth radial runout)4.径向综合总偏差 (radial composite deviation)5.公法线长度变动 (base tangent length variation)71
4、1.2.2 传动工作平稳性的检测项目传动工作平稳性的检测项目 1.一齿切向综合偏差 (tangential toothtotooth composite deviation)2.一齿径向综合偏差 (radial toothtotooth composite error)3.齿廓偏差(tooth profile deviation)4.基圆齿距偏差 (base circular Pitch deviation)5.单个齿距偏差 (individual circular Pitch deviation)811.2.3 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(spiral de
5、viation)螺旋线偏差是指在端面基圆切线方向上测得的实际螺旋线偏离设计螺旋线的量。911.2.4 影响侧隙的单个齿轮因素及其检测影响侧隙的单个齿轮因素及其检测 1.齿厚偏差 (thickness deviation of teeth)齿厚偏差是指在齿轮的分度圆柱面上，齿厚的实际值与公称值之差。2.公法线长度偏差(base tangent length deviation)公法线长度偏差是指在齿轮一周内，实际公法线长度 与 公称公法线长度W之差。1011.3 齿轮副的评定指标及其检测齿轮副的评定指标及其检测 上面所讨论的都是单个齿轮的加工误差，除此之外，齿轮副的安装误差同样影响齿轮传动的使用
6、性能，因此对这类误差也应加以控制。1111.3.1 轴线的平行度误差(parallelism deviation of the axes)1.轴线平面内的平行度误差 (parallelism deviation on the axial plane)轴线平面内的平行度误差是指一对齿轮的轴线，在其基准平面上投影的平行度误差。2.垂直平面上的平行度误差 (parallelism deviation on the vertical plane)垂直平面上的平行度误差是指一对齿轮的轴线，在垂直于基准平面，且平行于基准轴线的平面上投影的平行度误差。1211.3.2 中心距偏差(center distan
7、ce deviation)1.齿轮副的切向综合总偏差齿轮副的切向综合总偏差是指按设计中心距安装好的齿轮副，在啮合转动足够多的转数内，一个齿轮相对于另一个齿轮的实际转角与公称转角之差的总幅度值。2.齿轮副的一齿切向综合偏差齿轮副的一齿切向综合偏差是指安装好的齿轮副，在啮合转动足够多的转数内，一个齿轮相对于另一个齿轮，在一个齿距角内的实际转角与公称转角之差的最大幅度值。133.接触斑点接触斑点是指装配好的齿轮副，在轻微制动下，运转后齿面上分布的接触擦亮痕迹。4.齿轮副的侧隙齿轮副的侧隙可分为圆周侧隙 和法向侧隙 两种。圆周侧隙 是指安装好的齿轮副，当其中一个齿轮固定时，另一齿轮圆周的晃动量，以分度
8、圆上弧长计值。法向侧隙 是指安装好的齿轮副，当工作齿面接触时，非工作齿面之间的最小距离。1411.4 渐开线圆柱齿轮精度标准我国圆柱齿轮传动公差现行国家标准为GB/T 10095.12001渐开线圆柱齿轮 精度 第1部分：轮齿同侧齿面偏差的定义和允许值和CB/T 10095.22001渐开线圆柱齿轮 精度 第2部分：径向综合偏差与径向跳动的定义和允许值，同时还有GB/Z 18620.1 4四个指导性技术文件。1511.4.1 齿轮精度等级和等级确定1.精度等级国家标准对单个齿轮规定了13个精度等级(对于 和 ，规定了412共9个精度等级)，依次用阿拉伯数字0、l、2、3、12表示。其中0级精度
9、最高，依次递减，12级精度最低。02级精度的齿轮对制造工艺与检测水平要求极高，目前加工工艺尚未达到，是为将来发展而规定的精度等级；一般将35级精度视为高精度等级；68级精度视为中等精度等级，使用最多；912级精度视为低精度等级。5级精度是确定齿轮各项允许值计算式的基础级。162精度等级的选择 齿轮的精度等级选择的主要依据是齿轮传动的用途、使用条件及对它的技术要求，即要考虑传递运动的精度、齿轮的圆周速度、传递的功率、工作持续时间、振动与噪声、润滑条件、使用寿命及生产成本等的要求，同时还要考虑工艺的可能性和经济性。173.齿轮检验项目及其评定参数的确定根据我国企业齿轮生产的技术和质量控制水平，建议
10、供货方依据齿轮的使用要求和生产批量，在下述检验组中选取一个用于评定齿轮质量。经需方同意后，也可用于验收。在检验中，没有必要测量全部轮齿要素的偏差，因为有些要素对于特定齿轮的功能并没有明显的影响。另外，有些测量项目可以代替另一些项目，如切向综合总偏差检验能代替齿距累积总偏差检验，径向综合总偏差检验能代替径向跳动检验等。1811.4.2 齿轮副侧隙齿轮副侧隙 1.最小法向极限侧隙 的确定最小法向极限侧隙的确定主要考虑齿轮副工作时的温度变化、润滑方式以及齿轮工作的圆周速度。2.齿厚极限偏差的确定1)齿厚上偏差 的确定2)齿厚下偏差 的确定1911.4.3 齿坯精度和齿轮表面粗糙度齿坯精度和齿轮表面粗
11、糙度 由于齿坯的内孔、顶圆和端面通常作为齿轮的加工、测量和装配的基准，齿坯的加工精度对齿轮加工的精度、测量准确度和安装精度影响很大，在一定的条件下，用控制齿轮毛坯精度来保证和提高齿轮加工精度是一项积极措施。因此，标准对齿轮毛坯公差作了具体规定。2011.4.4 齿轮精度的标注代号国家标准规定：在技术文件需叙述齿轮精度要求时，应注明 GB/T 10095.1一2001或 CB/T 10095.22001。关于齿轮精度等级标注建议如下：若齿轮的检验项目同为某一精度等级时，可标注精度等级和标准号。如齿轮检验项目同为7级，则标注为：7 GB/T l0095.12001或 7 GB/T 10095.22001。21