圆柱齿轮的互换性

来源:百科故事网 时间:2020-12-19 属于: 机械设计

齿轮转动的要求

®      传递运动准确性

    要求传递运动准确可靠,保证传动比恒定,限制转角误差

®      传动平稳性

     要求传递运动要稳。冲击,噪音和震动要小,限制瞬时速比

®      载荷分布均匀性

     要求受力均匀 ,避免接触应力过大

®      合理的齿轮副侧隙

   要求非工作面应有间隙以补偿安装,制造的误差,热变形、弹性变形等。

    各齿轮对以上要求是不同的。

 齿轮的误差分析及评定参数

一、主要误差来源:机—刀—工件 系统的周期性的误差 。

1、安装偏心e  {齿坯;机床心轴}

结果:齿圈有径跳。

      周节,齿厚也有误差。

2、 ek {f分度蜗轮;工作台}

结果:周节,公法线由长变短。有误差。

这两种误差n以齿坯转一转为一个周期,叫长周期误差(低频)。

3、ew{分度蜗杆;轴的穿动}n次

结果:周节和齿形误差。

4、 ed{滚刀,轴线倾斜;轴向举动}

        结果:径向和轴向误差。

5、 滚刀本身的基节,齿形误差

        结果:基节和齿形误差。

后三项是在齿坯一转中多次重复出现的,叫短周期误差(交频)。

二、影响运动s确性的误差及测量——主要是长周期误差,即以齿坯转一转为一个周期的误差,第Ⅰ公差组。

1、 切向综合误差ΔFi ·(控制运动的不均匀)

    被测齿轮与理想精确齿轮单面啮合时,被测齿轮在一转内的最大转角误差(其量值以分度圆的弧长计)

2、齿距累积误差误差ΔFp(齿跳不均匀)

它是指在分度圆任意两个同侧齿面的实际弧长与公称弧长之差的最大绝对值。

ΔFp=ΔFpmax-ΔFpmin

ΔFp是e,ek的综合误差,必要时,亦可控制局部的累积误差ΔFpk,k from 2 to z/2的整数。

测量主要是相对测量。用齿轮仪测

3、齿圈径向跳动ΔFr(径向误差)

在齿轮一转中,测头相对于齿轮轴线的最大变动量。

ΔFr=Rmax-Rmin

主要齿轮l心造成的齿轮径向长周期误差。

测量:用偏摆仪。

最大读数差{小l棒;百分表}

   标准齿轮:d球=d棒=1.68m(m:模数)

4、径向综合误差ΔFi″(径向误差)

ΔFi″被测与理想齿轮双面啮合时,在被测齿轮一转内没,双啮中心距的最大变动。

ΔFi″主要反映齿坯偏心造成齿轮的径向综合误差。

测量:双啮仪。

双啮仪的优点:仪器本身简单,操作方便,效率高,适用于大批量生产。

5、公法线长度变动ΔFw{切向误差}

ΔFw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.

ΔFw=Wmax-Wmin

公法线是跨几个齿。

W=(K-1)Pb+Sj

Pb-----基圆上的周节

Sj-----基圆上的齿厚

ΔFw主要反映由蜗轮偏心面造成的齿轮切向长周期误差。

测量:用公法线千分尺测。

v      在齿圈上测4~5个方位,根据齿轮的不同用途及生产条件,可在第Ⅰ公差组中选用任何一组来检测齿轮的p动精度。

(1) ΔFi / (全面反映机-刀-工件) 

(2) ΔFP、必要时加检k个齿距的累积误差ΔFpk(齿坯和蜗轮的偏心 )

(3) ΔFr and ΔFw

(4) ΔFi″and ΔFw

注:(3)或(4l中有一项超差,不应将该齿轮判废,应采用ΔFP或 ΔFi /重评 。

 (5) ΔFr (用于10-12级)此时它的切向误差由机车保证

三.主要影响传动平稳性的误差及其评"指标——第Ⅱ公差组

  1、基节偏差Δfpb
        实际与公称基节之差。
        误差:主要是刀具的误差,由于齿轮的基节不等,n齿轮在一转中多次重复出现撞击,加速,降速等,影响了平稳性。

    测量:基节仪,万工显等

2、齿形误差Δff   

     在齿高的工作部分,包容实际齿形的两条最近的设计齿形间的法向距离。

       误差:由于刀具的齿形误差及安装误差,机床蜗杆偏心及轴向窜动滴蟛钤斐.
        理论上讲齿形为渐开线,但由于各种误差的存在,从而使齿形偏离渐开线,导致了瞬时速比的变化,影响了平稳性。
        测量:用渐开线检查仪。

3、齿距偏差Δfpt及其评定指标
        在分度圆上,实际周节与公称周节之差公称周节——为实际周节的平均值误差:机床蜗杆偏心及轴向窜动等误差造成。
        测量:用万能测齿仪实际啮合中,由于Δfpt使两个齿轮啮合也会出现上述情况

4、一齿切向综合误差Δfi′
        是指被测齿轮在一个周节内它的实际与理想轮角之差的最大幅度值,主要是反映刀具和分度蜗杆的安装和制造误差的综合。
        测量:在单啮仪上测,同时测出Δfi′和ΔFi′其中交频部分是Δfi′

5、一齿径向综合-差Δfi″
        双啮时被测齿轮在一个周节内,双啮中心距变动的最大幅度值。小波纹的最大幅值。
        误差:刀具安装偏心及制造误差。
        测量:在双啮仪上测

6、螺旋线的波度误差Δffβ

根据不同的要求和加工方式,可任意选一组来检定平稳性:
        1)齿切向综合误差Δfi′
        2)一齿径向综合误差Δfi″
        3)

Δfpb和Δff
        4) Δfpt和Δff
        5) Δfpt和Δfpb   用于9-12级精度
        6) Δfpt和Δfpb   用于10-12级精度
        7)Δffβ(用于轴向重合度>1.25,6级及6级精度以上的斜齿轮或人字齿轮)

四、主要影响载荷分布均匀性的误差及其评定指标——第Ⅲ公差组的公差
       按啮合原理:一对齿轮啮合,由齿顶至齿根依次接触,若不考虑受力后的弹性变形,在每一瞬间两齿面是为直线接触(接触线长度为全齿宽),但实际中存在有制造误差,在齿高和齿宽上都不是全齿面接触,所以规定有第三公差组。

1、 齿向误差ΔFβ:在分度圆上,全齿宽范围内,包容实际齿向线的两条设计齿向线的端面距离。
  误差:机床导轨的倾斜,刀具和齿坯的安装误差。
  测量:在偏摆仪上测 

2、接触线误差(公差为Fb)

    接触线误差Fb,是指在斜齿轮的基圆柱切平面内,平行于公称接触线并包容实际接触线的两条直线间的法向距离。它反映斜齿轮的齿向误差和齿形误差的综p结果。

3、轴向齿距偏差

       轴向齿距偏差pFpx是指在与宽斜齿轮基准轴线平行而大约通过齿高中部的一条直线上,任意两个同侧齿面间的实际距离与公称距离之差。 △Fpx反映齿轮的螺旋角误差,用来评定齿轮在齿宽方向的载荷分布均匀性。

五、影响侧隙的主要误差及其评定指标

1、齿厚偏差(极限偏差为Ess,Esi,)

    齿厚偏差ΔEs,是指分度圆柱面上,齿厚实际值与公称/之差。对于斜齿轮,指法向齿厚实际值与公称值之差。

2、公法线平均长度偏差(极限偏差为Ewms,Ewmi)

    公法线平均长度偏差Δewm是指在一周范围内,公法线长度平均值与公称值之差。

    当齿轮齿厚减薄时,公法线长度也相应减小,所以可用测量公法线长度来代替测量齿厚。

齿轮副的误差及其评定指标

     前面讨论的误差项目及评定指标都是针对单个齿轮提出的。为保/齿轮传动的四项使用要求,对齿轮副同样也要有相应的要求。
  1、齿轮副的切向综合误差ΔFic′
  2、齿轮副的一齿切向综合误差Δfic′
  3、齿轮副的接触斑点((b″-c)/b′)×100%

     4、齿轮副的侧隙及基评定指标(圆周侧隙jt和法向侧隙jn)

     5、齿轮副的中心距偏差Δfa 和轴线的平行度误差Δfx

渐开线圆柱齿轮精度标准及其应用

一、精度等级及其选择
  1、精度等级   
        共分12级,1级最高,依次降低。
        1~2级,远景级      
        3、4、5级:高精度等级      
        6、7、8级:中精度等级
        9、10、11、12级:低精度等级
  2、公差组   
        按各项误差对传动的影响,将齿轮公差分成三个公差组,首先确定主要公差组的精度要求,然后再确定其他两个组的精度等级:根据使用要求对各组可选相同也可选不同的,但一般不要超过一级。

3、精度等级的选择  
     齿轮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(表8-1)。

       齿轮精度等级的选择方法有计算法和类比法。

二、公差组的检验组及其选择
  1、齿轮加工方式:
        滚齿{   偏心,产生△Fw}                 
        体">磨齿{分度机构误差,产生△Fp}
  2、齿轮精度:
        低精度可由机床保证,而高精度可选综合性的检验项目
  3、检验目的:
        最后检测选综合指标,工艺检验可选单项指标

     4、齿轮规格:
        小于400mm的放在仪器上测,大的可在齿轮上进行检测
  5、生产规模:
        大批量是综合,小批量是单项
  6、设备条件:
        考虑现有设备情况和习惯的检测方法

三、齿轮副侧隙及齿厚极限偏
  1、最小侧隙的确定:jnmin=jn1min+jn2min                         
                            润滑   变形
  2、齿厚偏差的确定:Ts= Ess - Esi   
        上偏差除考虑变形,润滑外还要考虑安装误差  
        齿厚的极限偏差规定了有十四项 C~S,其大小用齿矩极限偏差的倍数表示,上、下偏差可分别选一种代号表示,若不够,可自行规定别的偏差

3、公法线平均长度偏差   
        用控制公法线的办法来控制齿厚来保证侧隙。   
        Fw= Ews- Ewi
        大模数齿轮采用测量齿厚偏差,中小模数采用测公法线长度偏差。

四、齿坯精度
  齿坯精度的高低直接影响齿数的精度。

五、齿轮精度的标注(GB10095-88)   
  7—6—6  GM GB10095-88
  7—F L GB10095-88
   

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