齿轮副的精度指标和侧隙指标课件.ppt

1、 齿轮传动是通过齿轮副实现的，其误差齿轮传动是通过齿轮副实现的，其误差直接影响齿轮的使用要求。对齿轮副的检验直接影响齿轮的使用要求。对齿轮副的检验,是按设计中心距安装后进行的一种综合检验是按设计中心距安装后进行的一种综合检验,从满足齿轮使用要求出发，规定的齿轮副检从满足齿轮使用要求出发，规定的齿轮副检验参数有验参数有中心距极限偏差中心距极限偏差和和轴线的平行度偏轴线的平行度偏差差,接触斑点，侧隙接触斑点，侧隙等。等。11.311.3齿轮副的精度指标和侧隙指标齿轮副的精度指标和侧隙指标11.3.111.3.1齿轮副的精度齿轮副的精度1.1.中心距极限偏差中心距极限偏差 fafa:是指在齿轮副的齿

2、宽中间平面内是指在齿轮副的齿宽中间平面内,实际中心距与实际中心距与公称中心距之差公称中心距之差.它影响齿轮侧隙和齿轮的重合度。它影响齿轮侧隙和齿轮的重合度。faa公称中心距a实际中心距 fa =a a齿宽中间平面齿宽中间平面 f fa a 主要是由齿轮箱体孔的中心距偏差造成的。主要是由齿轮箱体孔的中心距偏差造成的。它会影响齿轮副的侧隙，它会影响齿轮副的侧隙，f fa a增大，侧隙增大；增大，侧隙增大；f fa a 减小，侧隙减小。减小，侧隙减小。齿宽中间平面：齿宽中间平面：即为即为通过两齿轮的齿宽中点且通过两齿轮的齿宽中点且垂直于两轴线之一的平面。垂直于两轴线之一的平面。轴线平面轴线平面：包含

3、用两：包含用两轴承跨距中较长的一根轴轴承跨距中较长的一根轴线和另一轴上的一个轴承线和另一轴上的一个轴承中心所形成的平面。中心所形成的平面。（2 2）轴线平行度偏差）轴线平行度偏差 f f 和和 f f 轴线平面内的平行度偏差轴线平面内的平行度偏差f f是在两轴线的公是在两轴线的公共平面上测量的，此公共平面是用两轴承跨距中共平面上测量的，此公共平面是用两轴承跨距中较长的一个较长的一个L L和另一根轴上的一个轴承来确定的。和另一根轴上的一个轴承来确定的。如果两个轴承的跨距相同，则用小齿轮轴和大齿如果两个轴承的跨距相同，则用小齿轮轴和大齿轮轴的一个轴承确定。垂直平面上的平行度偏差轮轴的一个轴承确定。

4、垂直平面上的平行度偏差f f 是在与轴线公共平面相垂直的平面上测量的。是在与轴线公共平面相垂直的平面上测量的。f f 和和 f f的最大推荐值为：的最大推荐值为：式中，式中，L L为轴承跨距，为轴承跨距，b b为齿宽。为齿宽。（3 3）接触斑点）接触斑点 接触斑点是指装配好的齿轮副，在轻微的制接触斑点是指装配好的齿轮副，在轻微的制动下，运转后齿面上分布的接触擦亮痕迹。动下，运转后齿面上分布的接触擦亮痕迹。沿齿宽方向接触痕迹长度沿齿宽方向接触痕迹长度b b(扣除扣除超过模数超过模数值值的断开部分的断开部分)与设计工作长度与设计工作长度b b之比的百分数，之比的百分数，即：即：%100 bcb%1

5、00hh 沿齿高方向接触痕迹沿齿高方向接触痕迹的平均高度的平均高度h h与设计工作与设计工作高度高度h h之比的百分数，即之比的百分数，即 3.3.接触斑点：接触斑点：它是指装配好的齿轮副啮合传动它是指装配好的齿轮副啮合传动,在跑合中在跑合中突然轻微的制动突然轻微的制动,在齿面上分布的接触擦亮痕迹在齿面上分布的接触擦亮痕迹,称为接触斑点称为接触斑点.它揭示齿面接触的均匀性它揭示齿面接触的均匀性.其大小其大小用百分比计算用百分比计算.(.(要把所有齿面的接触斑点都统计要把所有齿面的接触斑点都统计出来出来,算出其百分数算出其百分数,以以最小最小的作为评定表面的作为评定表面.).)所谓轻微制动，是指

6、所加制动扭矩应以不使所谓轻微制动，是指所加制动扭矩应以不使齿面脱离啮合，而又不致使任何零部件（包括被齿面脱离啮合，而又不致使任何零部件（包括被测轮齿）产生可以察觉的弹性变形为限度。测轮齿）产生可以察觉的弹性变形为限度。观察接触斑点时，必须对两个齿轮所有的齿观察接触斑点时，必须对两个齿轮所有的齿都进行观察，并以接触斑点占有面积都进行观察，并以接触斑点占有面积最小最小的那个的那个齿作为齿轮副的检验结果。检验接触斑点应该不齿作为齿轮副的检验结果。检验接触斑点应该不用涂料，必要时才用规定的薄膜涂料。用涂料，必要时才用规定的薄膜涂料。1 1齿坯的公差齿坯的公差 齿坯的制造精度对齿轮加工和安装精度及测量齿

7、坯的制造精度对齿轮加工和安装精度及测量准确度的影响很大，因此在设计齿轮时应对准确度的影响很大，因此在设计齿轮时应对齿坯基齿坯基准面准面规定它的公差，使其制造公差保持最小值。规定它的公差，使其制造公差保持最小值。齿坯公差是指齿轮的齿坯公差是指齿轮的设计基准面，工艺基准设计基准面，工艺基准面和测量基准面面和测量基准面的尺寸公差和形位公差。（这些公的尺寸公差和形位公差。（这些公差应标注在齿轮图样上）差应标注在齿轮图样上）盘形齿轮盘形齿轮齿轮轴齿轮轴齿顶圆直径偏差对齿轮重合度及齿轮顶隙都有影响，有齿顶圆直径偏差对齿轮重合度及齿轮顶隙都有影响，有时还作为时还作为测量、加工基准测量、加工基准，因此也要给出

8、公差，一般可，因此也要给出公差，一般可以按以按 0.05 Mn给出。给出。图中的圆柱度图中的圆柱度t1t1取取0.04(L/b)F0.04(L/b)F或或0.1Fp0.1Fp中较小的中较小的11.411.4渐开线圆柱齿轮精度标准及公差渐开线圆柱齿轮精度标准及公差11.4.111.4.1精度等级精度等级 GB/T10095GB/T10095规定了规定了1313个精度等级。即个精度等级。即0,10,1，2 2，1212。等级依次降低。但对径向综合公差规定。等级依次降低。但对径向综合公差规定了了9 9个精度等级。（个精度等级。（4 4级级1212级）级）11.4.211.4.2适用范围：适用范围：1

9、 1适用于平行轴传动的渐开线圆柱齿轮及齿轮副；适用于平行轴传动的渐开线圆柱齿轮及齿轮副；2 2齿轮的模数齿轮的模数M Mn n的范围：的范围：0.5-700.5-70;3 3齿轮分度圆直径齿轮分度圆直径d d分度分度:5-10000 :5-10000 mmmm；4 4有效齿宽有效齿宽 b:4-b:4-10001000mm.mm.11.4.3 11.4.3 图样标注图样标注齿轮误差检验组的选择 生产批量及检测设备。生产批量大时，应选择检测效生产批量及检测设备。生产批量大时，应选择检测效率高的项目。如汽车、拖拉机行业，多用率高的项目。如汽车、拖拉机行业，多用F Fi i，因为因为F Fi i检测方

10、便迅速，可全数检验。对于小批量多选用检测方便迅速，可全数检验。对于小批量多选用FpFp。第第2 2组用于小批量生产的高速齿轮组用于小批量生产的高速齿轮;第第3 3组用于小批量生产斜宽或人字齿轮组用于小批量生产斜宽或人字齿轮(对平稳性要求对平稳性要求较高较高););拖拉机拖拉机)第第5 5组用于低精度及多齿数的齿轮组用于低精度及多齿数的齿轮.第第7 7组用于低精度的齿轮组用于低精度的齿轮.11.511.5圆柱齿轮的精度设计圆柱齿轮的精度设计 齿轮的精度设计主要是解决四个方面的问题：齿轮的精度设计主要是解决四个方面的问题：1 1齿轮的精度等级的选用：齿轮的精度等级的选用：2.2.最小侧隙和齿厚偏差

11、的确定：最小侧隙和齿厚偏差的确定：Jbnmin=2/3(0.06+0.0005ai+0.03mn)Esns =-Jbnmin/2cosnEsni =Esns-Tsn (Tsn=Fr+br2tan n3.3.检验项目的选用：检验项目的选用：（1 1）齿轮精度等级和用途；）齿轮精度等级和用途；（2 2）检验的目的；）检验的目的；（3 3）齿轮的切齿工艺；）齿轮的切齿工艺；（4 4）齿轮的生产批量；）齿轮的生产批量；（5 5）齿轮的尺寸大小和结构形式；）齿轮的尺寸大小和结构形式；（6 6）现有的测试设备。）现有的测试设备。4.4.齿轮坯及箱体精度的确定：齿轮坯及箱体精度的确定：例例:某机床主轴传动轴

12、上的一对直齿圆柱齿轮某机床主轴传动轴上的一对直齿圆柱齿轮.Z.Z1 1=26,=26,Z Z2 2=56,m=2.75,b=56,m=2.75,b1 1=28,b=28,b2 2=24,n=24,n1 1=1650r/min,=1650r/min,两轴承两轴承中间距离为中间距离为L=90mm,L=90mm,内孔尺寸为内孔尺寸为30mm,30mm,齿轮材料为齿轮材料为45#45#钢钢,箱体材料为铸铁箱体材料为铸铁,单件小批量生产单件小批量生产,试对小齿试对小齿轮进行精度设计轮进行精度设计,并画出齿轮工作图并画出齿轮工作图.解解:1:1确定齿轮精度等级确定齿轮精度等级 因为齿轮为机床主轴箱的传动齿

13、轮因为齿轮为机床主轴箱的传动齿轮,由表由表11-1311-13可大致得出齿轮精度在可大致得出齿轮精度在3-83-8级之间级之间.而而V=dn1/100060=(3.142.75261650)/100060 =6.2m/s参考表参考表11-1411-14确定该齿轮为确定该齿轮为7 7级精度级精度,表示为表示为7GB/T100095.1-20012 2确定侧隙和齿厚偏差确定侧隙和齿厚偏差中心距中心距a=m/2(Z1+Z2)=2.75/2(26+56)=112.75mm由公式由公式11-111-1得得:Jbnmin=2/3(0.06+0.0005ai+0.03mn)=2/3(0.06+0.00051

14、12.75+0.032.75)=0.133mm由公式由公式11-211-2得得:Esns =-Jbnmin/2cosn=-0.133/2cos20=-0.071mm,由由11-1211-12表查表查:(:(d=mZ1=2.7526=71.5mm)Fr=0.03mm由由11-3 11-3 和和2-22-2表查表查:br=IT9=0.074mmTsn=Fr+br2tan n=0.058mmEsni =Esns-Tsn =-0.071-0.058=-0.129mm3 3确定检验项目及其公差或极限偏差确定检验项目及其公差或极限偏差 该齿轮为单件小批量生产该齿轮为单件小批量生产,中等精度中等精度,可参考

15、可参考表表11-1511-15选第一检验组选第一检验组.即检验即检验Fp,FFp,F,F,F和和EbnEbn.查表查表11-1211-12得得:Fp=0.038mm,F=0.016mm查表查表11-1011-10得得:F=0.017mm公法线长度上偏差公法线长度上偏差Ebns=Esns cos20=-0.067mm公法线长度公法线长度 下偏差下偏差Ebni=Esni cos20=-0.121mm由公式由公式11-511-5可求得跨齿数为可求得跨齿数为k=Z/9+0.5=26/9+0.5=3.4,取整取整k=3由公式由公式11-411-4可得可得:Wk=mcos20(k-0.5)+Z1inv 2

16、0=21.297mm Ebns -0.067 Wk =21.297 mm Ebni -0.1214 4确定齿轮副精度确定齿轮副精度(1)(1)中心距极限偏差中心距极限偏差fa:由由11-411-4表中查得表中查得:fa=0.027a=112.5 0.027mm(2)(2)轴线平行度偏差轴线平行度偏差f f和和f f:由由11-811-8得得:f=0.5（L/b)F=0.5(90/28)0.017=0.027mm由由11-911-9得得:f=2f=20.027=0.054mm5 5确定齿轮坯精度确定齿轮坯精度孔尺寸偏差由孔尺寸偏差由11-611-6表取表取IT7,IT7,故故30H730H7齿顶

17、圆直径齿顶圆直径da=m(Z1+2)=77mm由表由表11-611-6得得:齿顶圆直径齿顶圆直径dada允许值为允许值为da=m(Z1+2)0.05m=770.014mmE齿轮孔键槽尺寸偏差齿轮孔键槽尺寸偏差由由10-210-2表取键宽为表取键宽为b=8mm,b=8mm,代号为代号为JS9(JS9(0.018)0.018)即键槽尺寸允许值为即键槽尺寸允许值为:8 0.018mm基准面的形位公差确定基准面的形位公差确定内孔圆柱度公差内孔圆柱度公差t1t1为为:0.04(L/b1)F=0.002 ;0.1Fp=0.004取两值中小的取两值中小的,即即t1=0.002mmt1=0.002mm 由由11-711-7表查得表查得:端面圆跳动端面圆跳动t2t2为为:0.018mm:0.018mm 由由11-711-7表查得表查得:顶圆径向跳动顶圆径向跳动t3t3为为:0.018mm:0.018mm 对称度由表对称度由表4-144-14查得为查得为:0.015mm:0.015mm由由11-811-8表查得各主要工作面的表面粗糙度表查得各主要工作面的表面粗糙度(略略)画齿轮工作图画齿轮工作图