公差配合与技术测量 教学课件 ppt 作者 徐茂功 第十一章　圆柱齿轮传动的公差及测量

1、第十一章 圆柱齿轮传动的公差及测量,第十一章 圆柱齿轮传动的公差及测量,第一节 圆柱齿轮传动的要求 齿轮传动广泛应用于机器或各种机械设备中，其使用要求可归纳为四方面。 (一)传递运动准确性(运动精度) (二)传动平稳性(平稳性精度) (三)载荷分布均匀性(接触精度) (四)合理的齿轮副侧隙,第十一章 圆柱齿轮传动的公差及测量,第二节 齿轮加工误差简述 齿轮加工通常采用展成法，即用滚刀或插齿刀在滚齿机、插齿机上加工渐开线齿廓，高精度齿轮还需进行剃齿或磨齿等精加工工序。,图11-1 滚切齿轮,第十一章 圆柱齿轮传动的公差及测量,一、几何偏心 当机床心轴与齿坯有安装偏心e时，引起齿轮齿圈的轴线与齿轮的工作时的轴线不重合，使齿轮一转内产生齿圈径向圆跳动误差，并且使齿距和齿厚也产生周期性变化，此属径向误差。 二、运动偏心 当机床分度蜗轮有加工误差及与工作台有安装偏心ek时，造成齿轮的齿距和公法线长度在局部上变长或变短，使齿轮产生切向误差。,第十一章 圆柱齿轮传动的公差及测量,三、机床传动链的短周期误差 机床分度蜗杆有安装偏心e和轴向窜动，使分度蜗轮(齿坯)转速不均匀，造成齿轮的齿距和齿形误差。

2、四、滚刀的制造误差及安装误差 如滚刀有偏心ed、轴线倾斜及轴向跳动及刀具齿形角误差等，都会复映到被加工的轮齿上，产生基圆齿距偏差和齿廓偏差。,第十一章 圆柱齿轮传动的公差及测量,第三节 圆柱齿轮的误差项目及检测 为了保证齿轮传动工作质量，必须控制单个齿轮的误差。 一、影响传递运动准确性的误差及测量 在齿轮传动中影响传递运动准确性新的偏差项目有五项，属长周期误差，有F、Fp、Fpk、Fr、F。,第十一章 圆柱齿轮传动的公差及测量,图11-2 切向综合总偏差F和一齿切向综合偏差,(一)切向综合总偏差F,第十一章 圆柱齿轮传动的公差及测量,图11-3 光栅式单啮仪原理图,光栅式单啮仪原理图,第十一章 圆柱齿轮传动的公差及测量,图11-4 齿距累积总偏差及齿距累积偏差,(二)齿距累积总偏差Fp (三)齿距累积偏差Fpk,第十一章 圆柱齿轮传动的公差及测量,图11-5 手提式齿距仪测量示意图 a)齿顶圆定位 b)齿根圆定位 c)内孔定位 1、2定位支脚 3活动量爪 4固定量爪 5指示表,Fp的测量可分为相对法和绝对法两种。 1.相对测量法,第十一章 圆柱齿轮传动的公差及测量,图11-6 万能测齿

3、仪测 1活动量脚 2定位脚 3重锤 4指示表,(1)计算法,第十一章 圆柱齿轮传动的公差及测量,表11-1 齿距累积总偏差测量结果(单位：m),第十一章 圆柱齿轮传动的公差及测量,图11-7 齿距累积总偏差作图曲线,（2）作图法,第十一章 圆柱齿轮传动的公差及测量,图11-8 用绝对法测量,2绝对测量法,第十一章 圆柱齿轮传动的公差及测量,(四)径向跳动Fr Fr是指测头（球形、圆柱形、砧形）相继置于齿槽内时，从它到齿轮轴线的最大和最小径向距离之差，如图119所示。,图11-9 径向跳动 a)径向跳动示图 b)测头,第十一章 圆柱齿轮传动的公差及测量,图11-10 径向跳动的测量,径向跳动的测量,第十一章 圆柱齿轮传动的公差及测量,(五)径向综合总偏差F F是指在径向（双面）综合检验时，产品齿轮的左右齿面同时与测量齿轮接触、并转过一整圈时出现的中心距最大值和最小值之差，如图1111所示。,第十一章 圆柱齿轮传动的公差及测量,图11-11 径向综合总偏差,第十一章 圆柱齿轮传动的公差及测量,图11-12 双面啮合仪测量 1固定拖板 2被测齿轮 3测量齿轮 4浮动滑板 5误差曲线 6记录纸

4、 7划针 8传送带 9指示表,双面啮合仪测量,第十一章 圆柱齿轮传动的公差及测量,(六)公法线长度变动FW(GB/T 100951988) FW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(图)，FW=Wk max-Wk min。,图11-13 公法线长度变动量,第十一章 圆柱齿轮传动的公差及测量,图11-14 用公法线千分尺测量FW,用公法线千分尺测量FW,第十一章 圆柱齿轮传动的公差及测量,二、影响传动平稳性的误差及测量 引起齿轮瞬时传动比变化，属短周期误差，共五项指标，即f 、f 、F、fpb、fpt。 (一)一齿切向综合偏差f (二)一齿径向综合偏差f,第十一章 圆柱齿轮传动的公差及测量,图11-15 齿廓总偏差 a)设计齿廓：未修形的渐开线；实际齿廓：在减薄区内具有偏向体内的负偏差 b)设计齿廓：修形的渐开线(举例)；实际齿廓：在减薄区内具有偏向体内的负偏差 c)设计齿廓：修形的渐开线(举例)；实际齿廓：在减薄区内具有偏向体外的正偏差 A轮齿齿顶或倒角的起点 E有效齿廓起始点 F可用齿廓起始点 可用长度 有效长度,(三)齿廓总偏差F,第十一章 圆柱齿轮传动的公差及测

5、量,图11-16 有齿形误差时的啮合情况,齿廓总偏差对传动平稳性的影响，如图11-16所示。,第十一章 圆柱齿轮传动的公差及测量,图11-17 用单盘渐开线检查仪测量 1基圆盘 2被测齿轮 3直尺 4杠杆 5丝杠 6手轮 7滑板 8指示表,用单盘渐开线检查仪测量,第十一章 圆柱齿轮传动的公差及测量,图11-18 基圆齿距偏差,(四)基圆齿距偏差fpb(GB/T 100951988),第十一章 圆柱齿轮传动的公差及测量,图11-19 基圆齿距偏差对传动的影响,基圆齿距偏差对传动的影响,第十一章 圆柱齿轮传动的公差及测量,图11-20 基圆齿距仪测量 1、5测头 2、4特殊量爪 3量块组 6螺钉 7指示表,基圆齿距仪测量,第十一章 圆柱齿轮传动的公差及测量,图11-21 齿距偏差,(五)单个齿距偏差fpt,第十一章 圆柱齿轮传动的公差及测量,三、影响载荷分布均匀性的误差及测量 1.螺旋线偏差 2.螺旋线总偏差F,图11-22 螺旋线总偏差 a)设计螺旋线：未修形的螺旋线；实际螺旋线：在减薄区内具有偏向体内的负偏差 b)设计螺旋线：修形的螺旋线(举例)；实际螺旋线：在减薄区内具有偏向体内的负

6、偏差 c)设计螺旋线：修形的螺旋线(举例)；实际螺旋线：在减薄区内具有偏向体外的正偏差,第十一章 圆柱齿轮传动的公差及测量,图11-23 刀架导轨倾斜产生的齿向误差 a)刀架导轨径向倾斜 b)刀架导轨切向倾斜,刀架导轨倾斜产生的齿向误差,第十一章 圆柱齿轮传动的公差及测量,图11-24 齿坯基准端面 跳动产生的齿向误差,齿坯基准端面跳动产生的齿向误差,第十一章 圆柱齿轮传动的公差及测量,图11-25 直齿轮齿向误差的测量 a)用小圆棒测齿向误差 b)用指示表直接在齿面上测量齿向误差 1被测齿轮 2小圆棒 3指示表 4杠杆百分表,直齿轮齿向误差的测量,第十一章 圆柱齿轮传动的公差及测量,四、影响齿轮副侧隙的偏差及测量,图11-26 齿厚偏差,第十一章 圆柱齿轮传动的公差及测量,(一)齿厚偏差Esn(齿厚上偏差Esns、下偏差Esni、齿厚公差Tsn) Esn是指在分度圆柱面上，齿厚的实际值与公称齿厚值之差。,图11-27 分度圆弦齿厚偏差的测量,第十一章 圆柱齿轮传动的公差及测量,(二)公法线长度偏差Ebn(上偏差Ebns、下偏差Ebni、公差Tbn) Ebn是指在齿轮一周内，公法线长度

7、的平均值与公称值之差。,图11-28 公法线长度偏差及上偏差、下偏差,第十一章 圆柱齿轮传动的公差及测量,五、齿轮副的传动偏差项目及检测 (一)齿轮副的切向综合误差F(GB/T 100951988) (二)齿轮副的一齿切向综合误差f (GB/T 100951988),第十一章 圆柱齿轮传动的公差及测量,图11-29 接触斑点分布的示意图,(三)齿轮副的接触斑点,第十一章 圆柱齿轮传动的公差及测量,(四)齿轮副的侧隙 齿轮副侧隙是指两相啮合齿轮工作面接触时，在两个非工作齿面间形成的间隙，如图1130所示，侧隙分为两种。,图11-30 齿轮副圆周侧隙和法向侧隙 a)圆周侧隙 b)法向侧隙,第十一章 圆柱齿轮传动的公差及测量,(五)齿轮副的中心距偏差fa fa是指在齿轮副的齿宽中间平面内，实际中心距与公称中心距之差。 (六)轴线平行度偏差(见表11-11),图11-31 轴线平行度偏差,第十一章 圆柱齿轮传动的公差及测量,第四节 渐开线圆柱齿轮精度标准 圆柱齿轮的精度标准应积极推行GB/T 100952008和GB/Z 186202008两个新标准，见表112。,表11-2 渐开线圆柱齿轮精

8、度标准一览表,第十一章 圆柱齿轮传动的公差及测量,一、适用范围 二、精度等级 三、精度等级的选择,表11-3 齿轮误差特性对传动的影响,第十一章 圆柱齿轮传动的公差及测量,表11-4 圆柱齿轮第性能组精度等级与圆周速度的关系,第十一章 圆柱齿轮传动的公差及测量,表11-5 各种机器采用的齿轮精度等级,第十一章 圆柱齿轮传动的公差及测量,表11-6 公差数值(摘自GB/T 100952008)(单位：m),第十一章 圆柱齿轮传动的公差及测量,表11-7 综合总公差、齿径向综合公差表(摘自GB/T 100952008)(单位：m),第十一章 圆柱齿轮传动的公差及测量,表11-8 螺旋线总公差(摘自GB/T 100952008)(单位：m),第十一章 圆柱齿轮传动的公差及测量,表11-9 圆柱齿轮装配后的接触斑点(摘自GB/Z 18620.42008),第十一章 圆柱齿轮传动的公差及测量,表11-10 5级精度齿轮的公差或极限偏差的计算公式,表11-11 轴线平行度公差(摘自GB/T 100952008),第十一章 圆柱齿轮传动的公差及测量,表11-12 f /k比值(摘自GB/T 1009

9、52008),第十一章 圆柱齿轮传动的公差及测量,四、齿轮副的侧隙 (一)最小侧隙的确定 最小法向侧隙(jbn min)应能保证齿轮正常储油润滑和补偿材料变形。,表11-13 最小侧隙(单位：m),第十一章 圆柱齿轮传动的公差及测量,表11-14 对于粗齿距(中、大模数)齿轮最小侧隙的推荐值(单位：mm),表11-15 机床用圆柱齿轮副(JB/GQ 10701985)(单位：m),第十一章 圆柱齿轮传动的公差及测量,(二)齿厚极限偏差的确定 由于GB/Z 186202未推荐齿厚偏差数值，一可按GB/T 100951988用14种代号确定；二可按齿轮副侧隙计算确定。,表11-16 基圆齿距极限偏差、公法线长度变动公差(摘自GB/T 100951988)/m,第十一章 圆柱齿轮传动的公差及测量,图11-32 齿厚极限偏差代号,齿厚极限偏差代号,第十一章 圆柱齿轮传动的公差及测量,表11-17 齿厚极限偏差,表11-18 推荐值,(三)公法线长度偏差Ebn(图11-28),第十一章 圆柱齿轮传动的公差及测量,五、齿轮的检验组项目及选择 1)新标准没有规定检验组，根据贯彻旧标准的技术成果、目前齿轮生产的技术与质量控制水平，建议在下述检验组中选取一个检验组评定齿轮质量见表11-19。,表11-19 推荐的齿轮检验组,第十一章 圆柱齿轮传动的公差及测量,表11-20 齿轮的检验项目,2)新标准中，齿轮的检验可以为单项检验和综合检验，综合检验又分为单面啮合检验和双面啮合综合检验，见表11-20。,第十一章 圆柱齿轮传动的公差及测量,3)检验项目选择应注意以下几点： 对高精度的齿轮选用综合指标检验；低精度齿轮可选用单项性指标组合检验。 为了揭示工艺过程中，工艺误差产生的原因，应有目的选用单项性指标组合检验。成品验收则应选用供需双方共同认定的检验项目。 批量生产时宜选用综合指标；单件小批时则用单项性组合的指标检验。 使用的检验量仪、技术水平，供需双方协商认同后的检测结果才有法律效应。,第十一章 圆柱齿轮传动的公差及测量,图11-33 基准轴线和基准面,六、齿坯精度 齿轮

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