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1、1内容提要:第1010章 圆柱齿轮精度设计与检测 1.齿轮传动的四个方面使用要求及其概念；2.评定圆柱齿轮精度、侧隙的检验项目和检验参数的 名称代号及其公差值；3.圆柱齿轮的精度等级和侧隙在图样上的标注方法；4.齿坯和齿坯精度的概念；5.齿轮副的评定参数的名称和代号；6.齿轮检验参数的检测方法；7.圆柱齿轮精度设计的内容和基本方法。第1页/共33页2 本章以渐开线圆柱齿轮的精度标准 （GB/T 10095.1.22008和GB/Z18620.1.42008）为例讲述其精度设计与检测的基本方法。10.1 对齿轮传动的使用要求 根据齿轮传动的作用传递运动传递动力(3)载荷分布均匀(4)侧隙合理(1
2、)准确 (2)平稳有以下要求第2页/共33页310.1.1 传递运动的准确性（运动精度）准确性是指齿轮在一转范围内的传动比的大小，保证主、从动齿轮的运动协调一致。实际上是控制 =|(a)|max/转的大小。由图10.1得=7（从第37齿）最大第3页/共33页410.1.2 传动的平稳性（平稳性精度）平稳性是指齿轮在转动中瞬时传动比的大小。由图10.1得 =|(a)|max/齿距=3（5,6齿距）最大a第4页/共33页5 =|(a)|max/转，和=|(a)|max/齿距的大小，也可用直角坐标图表示。第5页/共33页610.1.3 载荷分布的均匀性（接触精度）载荷分布的均匀性是指齿轮啮合时，工作
3、齿面上接触面的大小(图 10.2)。第6页/共33页710.1.4 齿轮侧隙的合理性(图10.3)侧隙是指齿轮啮合时，非工作齿面之间的间隙。侧隙一般用法向侧隙 jbn或圆周侧隙 jwt评定。jbn=jwtcos法向非工作齿面第7页/共33页8侧隙的作用(1)润滑(2)补偿热变形和弹性变形(3)补偿误差 但对不同用途的齿轮，其精度高低要求不同，侧隙大小也不一样。例如对分度和测量用齿轮：准确性（运动）精度要求很高；对变速用齿轮：平稳性精度要求很高；对传递动力用齿轮：载荷分布均匀性（接触）精度要求很高；对仪器仪表用齿轮：侧隙要求很严格。对所有齿轮都有以上四项要求。第8页/共33页910.2 评定齿轮
4、精度的偏差项目及其允许值 10.2.1 10.2.1 评定齿轮精度和侧隙的必检偏差项目 标准规定评定齿轮精度的必检偏差项目为(1)齿距偏差(2)齿廓偏差(3)螺旋线偏差 评定齿侧间隙的 必检偏差项目为或公法线长度偏差齿厚偏差第9页/共33页10 1.传递运动准确性的必检参数 传递运动准确性主要是控制齿距偏差。(1)单个 齿距(2)k个 齿距接近齿高中部的圆（3）总齿距（k=1z）故有三种齿距偏差，下面分别介绍。第10页/共33页11(1)齿距累积总偏差FP(总偏差FP)FP是指 齿轮端平面上，在接近齿高中部的一个与齿轮基准轴线同心的圆上，任意两个同侧齿面间的实际弧长与理论弧长之差中的最大绝对值
5、。它表现为齿距累积偏差曲线的总幅值，见图10.4。若 FP FP FP=|(LaL)|max/转=FPmax FPmin则FP合格。FPmaxxFPmin图中：D为接近齿 高中部的圆；La实际弧长；L理论弧长。第11页/共33页12从齿距累积偏差曲线图上也可得到FP：图10.4第12页/共33页13(2)齿距累积偏差 FPk (累积偏差FPk)FPk 实际上称k个齿距累积偏差较确切。定义：齿轮同侧齿面任意k k个齿距的 Lka与 Lk的 代数差。式中 k=2z/8一般取 k=z/8。LkFPkLka第13页/共33页14从齿距累积偏差曲线图上也可得到FPk：图10.4第14页/共33页15应用
6、场合(1)z 多的大齿轮(2)转速很高的较高精度的齿轮(3)扇形齿轮 控制齿轮圆周上局部的齿距累积偏差，同FP一样是反映运动精度。FPk作用：在测量中，取齿轮的|FPk|中最大的那个FPk作为评定值。若 FPk FPk +FPk 则为合格。第15页/共33页162.传动平稳性的必检参数(1)单个齿距偏差 fPt (fPt)在齿轮端平面上，接近齿高中部的一个与齿轮同心的圆上，实际齿距与公称齿距的代数差。fPt 冲撞 振动噪音平稳性 若 -fPt fPt+fPtfP t=Pta Pt则合格Pt接近齿高中部与 齿轮同心的圆第16页/共33页17(2)齿廓总偏差F(F)F是指包容实际齿廓工作部分且距离
7、为最小的两条设计齿廓之间的法向距离，如图10.5（a)所示，它是在齿轮端平面内且垂直于齿廓的方向上测量。E B 为实际齿廓的工作部分。设计齿廓实际齿廓A 齿顶圆；B 齿顶计值范围的 起始圆；E 齿根有效齿廓的 起始圆；F 齿根圆；第17页/共33页18 在测量齿廓偏差时的记录图上的齿廓偏差曲线称为齿廓迹线，如图 10.5(b)和(c)所示。齿廓总偏差F是指在计值范围L内，包容实际齿廓迹线的两条设计齿廓迹线间的距离。第18页/共33页19 若设计齿廓是理论渐开线，则设计齿廓迹线为一条直线，如图10.5(b)中直线4所示；如果设计齿廓采用修形(凸齿廓)，则设计齿廓迹线为一曲线，如图10.5(c)中
8、曲线4(凸形)所示。评定时，应在被测齿轮圆周上均布地测量三个轮齿或更多的轮齿左、右齿面的F，其中Fmax符合：第19页/共33页203.载荷分布均匀性的必检参数 载荷分布均匀性应在齿宽和齿高方向上检测。在齿高方向的检验参数同平稳性(fPt和F)。齿宽方向的检验参数是螺旋线总偏差F 。fPt和F第20页/共33页21 齿宽两端各减去b5%和1 mn两者中较小的数值。F是指在计值范围L内，端面基圆切线方向上的实际螺旋线对设计螺旋线的偏离量(图10.6)。螺旋线总偏差F(F)：图中L 为计值范围为：设计螺 旋线实际螺旋线第21页/共33页22 评定时螺旋线总偏差F，应在被测齿轮圆周上均布地测量三个轮
9、齿或更多的轮齿左、右齿面的F,其中 Fmax符合：第22页/共33页23 4.齿轮侧隙的必检参数(1)齿厚偏差Esn(Esns、Esni)(图10.10)若 EsniEsnEsns Esn 应用于大模数齿轮侧隙的评定。Esn=SnaSnEsns=SnsSnEsni=SniSn则侧隙合格第23页/共33页24(2)公法线长度偏差Ebn(Ebns、Ebni)(图10.22)Eb n=WkaWk若 EbniEbnEbnsEbn 应用于中小模数齿轮的侧隙评定。式中 k=z/9+0.5（取整数）则侧隙合格。一般均布测6次即可。Wka第24页/共33页25小 结评定齿轮精度的必检参数传递运动准确性：传动平
10、稳性：载荷分布均匀性：齿轮侧隙：应掌握必检参数的名称代号及其含义。第25页/共33页26注 意：必检偏差项目:齿距偏差、齿廓偏差、螺旋线偏差和齿厚偏差（与四项使用要求没有一一对应关系）；齿轮的误差、偏差都称偏差；为了能从符号上区分偏差与公差、极限偏差（新国标把偏差、公差都称为偏差），在符号前加 “”的为偏差；小写字母加上相应的脚标为单项要素测得的偏差；大写字母加上相应的脚标为若干个单项要素组成“累积”或“总”的偏差。第26页/共33页27 例10.1 已知m5，z8，=20的圆柱直齿轮，用齿距仪相对法测得数据为:计算该齿轮的FP、fPt和FPk（k=3）的偏差值。0，+3，2，+3，+5，2，
11、+3，2(m)。1、4定位支脚；2固定量爪；3活动量爪。第27页/共33页28解：FP、fPt和FPk（k=3）列表计算如下1 12 23 34 45 56 67 78 8计算计算0 0+3+3-2-2+3+3+5+5-2-2+3+3-2-2-1-1+2+2-3-3+2+2+4+4-3-3+2+2-3-3-1-1+1+1-2-20 0+4+4+1+1+3+30 0-2-2-2-2-2-2+1+1+3+3+3+3+3+3-4-4-4-4作业 思考题1 1、3，作业题 2(只求偏差)。第28页/共33页291、4定位支脚；2固定量爪；3活动量爪第29页/共33页302008）单个齿距偏差齿距累积总偏差FP齿廓总偏差第30页/共33页31一、主要参数及其代号：Z 齿数，m 模数，齿形角（也称 压力角）W 公法线，S 齿厚，a 中心距P 齿距 ，t 瑞面，b 齿宽二、主要计算公式：1.分度圆：d=mz，；2.基圆：db=mz COS=d COS，rb=r COS；3.压力角：cos=rb r；4.公法线：WK=m2.9521（k-0.5）+0.014z；其中k=z9 +0.5 （取整数）5.中心距：a=m（z1+z2）2。第31页/共33页32课堂练习 请写出评定齿轮精度的必检参数的名称、代号及其作用。第32页/共33页33感谢您的观看！第33页/共33页