齒輪轉動的要求
® 傳遞運動準確性
要求傳遞運動準確可靠,保證傳動比恆定,限制轉角誤差
® 傳動平穩性
要求傳遞運動要穩。衝擊,噪音和震動要小,限制瞬時速比
® 載荷分佈均勻性
要求受力均勻 ,避免接觸應力過大
® 合理的齒輪副側隙
要求非工作面應有間隙以補償安裝,製造的誤差,熱變形、彈性變形等。
各齒輪對以上要求是不同的。
齒輪的誤差分析及評定參數
一、主要誤差來源:機—刀—工件 系統的周期性的誤差 。
1、安裝偏心e {齒坯;機床心軸}
結果:齒圈有徑跳。
周節,齒厚也有誤差。
2、 ek {f分度蝸輪;工作台}
結果:周節,公法線由長變短。有誤差。
這兩種誤差是以齒坯轉一轉為一個周期,叫長周期誤差(低頻)。
3、ew{分度蝸桿;軸的穿動}n次
結果:周節和齒形誤差。
4、 ed{滾刀,軸線傾斜;軸向舉動}
結果:徑向和軸向誤差。
5、 滾刀本身的基節,齒形誤差
結果:基節和齒形誤差。
后三項是在齒坯一轉中多次重複出現的,叫短周期誤差(交頻)。
二、影響運動準確性的誤差及測量——主要是長周期誤差,即以齒坯轉一轉為一個周期的誤差,第Ⅰ公差組。
1、 切向綜合誤差ΔFi ·(控制運動的不均勻)
被測齒輪與理想精確齒輪單面嚙合時,被測齒輪在一轉內的最大轉角誤差(其量值以分度圓的弧長計)
2、齒距累積誤差誤差ΔFp(齒跳不均勻)
它是指在分度圓任意兩個同側齒面的實際弧長與公稱弧長之差的最大絕對值。
ΔFp=ΔFpmax-ΔFpmin
ΔFp是e,ek的綜合誤差,必要時,亦可控制局部的累積誤差ΔFpk,k from 2 to z/2的整數。
測量主要是相對測量。用齒輪儀測
3、齒圈徑向跳動ΔFr(徑向誤差)
在齒輪一轉中,測頭相對於齒輪軸線的最大變動量。
ΔFr=Rmax-Rmin
主要齒輪偏心造成的齒輪徑向長周期誤差。
測量:用偏擺儀。
最大讀數差{小圓棒;百分表}
標準齒輪:d球=d棒=1.68m(m:模數)
4、徑向綜合誤差ΔFi″(徑向誤差)
ΔFi″被測與理想齒輪雙面嚙合時,在被測齒輪一轉內沒,雙嚙中心距的最大變動。
ΔFi″主要反映齒坯偏心造成齒輪的徑向綜合誤差。
測量:雙嚙儀。
雙嚙儀的優點:儀器本身簡單,操作方便,效率高,適用於大批量生產。
5、公法線長度變動ΔFw{切向誤差}
ΔFw是指在齒輪一周範圍內,實際公法線長度最大值與最小值之差.
ΔFw=Wmax-Wmin
公法線是跨幾個齒。
W=(K-1)Pb+Sj
Pb-----基圓上的周節
Sj-----基圓上的齒厚
ΔFw主要反映由蝸輪偏心面造成的齒輪切向長周期誤差。
測量:用公法線千分尺測。
v 在齒圈上測4~5個方位,根據齒輪的不同用途及生產條件,可在第Ⅰ公差組中選用任何一組來檢測齒輪的運動精度。
(1) ΔFi / (全面反映機-刀-工件)
(2) ΔFP、必要時加檢k個齒距的累積誤差ΔFpk(齒坯和蝸輪的偏心 )
(3) ΔFr and ΔFw
(4) ΔFi″and ΔFw
註:(3)或(4)中有一項超差,不應將該齒輪判廢,應採用ΔFP或 ΔFi /重評 。
(5) ΔFr (用於10-12級)此時它的切向誤差由機車保證
三.主要影響傳動平穩性的誤差及其評定指標——第Ⅱ公差組
1、基節偏差Δfpb
實際與公稱基節之差。 誤差:主要是刀具的誤差,由於齒輪的基節不等,使齒輪在一轉中多次重複出現撞擊,加速,降速等,影響了平穩性。
測量:基節儀,萬工顯等
2、齒形誤差Δff
在齒高的工作部分,包容實際齒形的兩條最近的設計齒形間的法向距離。
誤差:由於刀具的齒形誤差及安裝誤差,機床蝸桿偏心及軸向竄動等誤差造成.
理論上講齒形為漸開線,但由於各種誤差的存在,從而使齒形偏離漸開線,導致了瞬時速比的變化,影響了平穩性。 測量:用漸開線檢查儀。
3、齒距偏差Δfpt及其評定指標 在分度圓上,實際周節與公稱周節之差公稱周節——為實際周節的平均值誤差:機床蝸桿偏心及軸向竄動等誤差造成。 測量:用萬能測齒儀實際嚙合中,由於Δfpt使兩個齒輪嚙合也會出現上述情況
4、一齒切向綜合誤差Δfi′ 是指被測齒輪在一個周節內它的實際與理想輪角之差的最大幅度值,主要是反映刀具和分度蝸桿的安裝和製造誤差的綜合。 測量:在單嚙儀上測,同時測出Δfi′和ΔFi′其中交頻部分是Δfi′
5、一齒徑向綜合誤差Δfi″ 雙嚙時被測齒輪在一個周節內,雙嚙中心距變動的最大幅度值。小波紋的最大幅值。 誤差:刀具安裝偏心及製造誤差。 測量:在雙嚙儀上測
6、螺旋線的波度誤差Δffβ
根據不同的要求和加工方式,可任意選一組來檢定平穩性: 1)齒切向綜合誤差Δfi′ 2)一齒徑向綜合誤差Δfi″ 3)
Δfpb和Δff
4) Δfpt和Δff
5) Δfpt和Δfpb 用於9-12級精度 6) Δfpt和Δfpb 用於10-12級精度 7)Δffβ(用於軸向重合度>1.25,6級及6級精度以上的斜齒輪或人字齒輪)
四、主要影響載荷分佈均勻性的誤差及其評定指標——第Ⅲ公差組的公差 按嚙合原理:一對齒輪嚙合,由齒頂至齒根依次接觸,若不考慮受力后的彈性變形,在每一瞬間兩齒面是為直線接觸(接觸線長度為全齒寬),但實際中存在有製造誤差,在齒高和齒寬上都不是全齒面接觸,所以規定有第三公差組。
1、 齒向誤差ΔFβ:在分度圓上,全齒寬範圍內,包容實際齒向線的兩條設計齒向線的端面距離。 誤差:機床導軌的傾斜,刀具和齒坯的安裝誤差。 測量:在偏擺儀上測
2、接觸線誤差(公差為Fb)
接觸線誤差Fb,是指在斜齒輪的基圓柱切平面內,平行於公稱接觸線並包容實際接觸線的兩條直線間的法向距離。它反映斜齒輪的齒向誤差和齒形誤差的綜合結果。
3、軸向齒距偏差
軸向齒距偏差△Fpx是指在與寬斜齒輪基準軸線平行而大約通過齒高中部的一條直線上,任意兩個同側齒面間的實際距離與公稱距離之差。 △Fpx反映齒輪的螺旋角誤差,用來評定齒輪在齒寬方向的載荷分佈均勻性。
五、影響側隙的主要誤差及其評定指標
1、齒厚偏差(極限偏差為Ess,Esi,)
齒厚偏差ΔEs,是指分度圓柱面上,齒厚實際值與公稱值之差。對於斜齒輪,指法向齒厚實際值與公稱值之差。
2、公法線平均長度偏差(極限偏差為Ewms,Ewmi)
公法線平均長度偏差Δewm是指在一周範圍內,公法線長度平均值與公稱值之差。
當齒輪齒厚減薄時,公法線長度也相應減小,所以可用測量公法線長度來代替測量齒厚。
齒輪副的誤差及其評定指標
前面討論的誤差項目及評定指標都是針對單個齒輪提出的。為保證齒輪傳動的四項使用要求,對齒輪副同樣也要有相應的要求。 1、齒輪副的切向綜合誤差ΔFic′ 2、齒輪副的一齒切向綜合誤差Δfic′ 3、齒輪副的接觸斑點((b″-c)/b′)×100%
4、齒輪副的側隙及基評定指標(圓周側隙jt和法向側隙jn)
5、齒輪副的中心距偏差Δfa 和軸線的平行度誤差Δfx
漸開線圓柱齒輪精度標準及其應用
一、精度等級及其選擇
1、精度等級
共分12級,1級最高,依次降低。 1~2級,遠景級
3、4、5級:高精度等級
6、7、8級:中精度等級 9、10、11、12級:低精度等級
2、公差組
按各項誤差對傳動的影響,將齒輪公差分成三個公差組,首先確定主要公差組的精度要求,然後再確定其他兩個組的精度等級。根據使用要求對各組可選相同也可選不同的,但一般不要超過一級。
3、精度等級的選擇
齒輪精度等級選擇的主要依據是齒輪傳動的用途、使用條件及對它的技術要求(表8-1)。
齒輪精度等級的選擇方法有計演算法和類比法。
二、公差組的檢驗組及其選擇 1、齒輪加工方式: 滾齒{ 偏心,產生△Fw}
磨齒{分度機構誤差,產生△Fp}
2、齒輪精度: 低精度可由機床保證,而高精度可選綜合性的檢驗項目 3、檢驗目的: 最後檢測選綜合指標,工藝檢驗可選單項指標
4、齒輪規格: 小於400mm的放在儀器上測,大的可在齒輪上進行檢測 5、生產規模: 大批量是綜合,小批量是單項 6、設備條件: 考慮現有設備情況和習慣的檢測方法
三、齒輪副側隙及齒厚極限偏差 1、最小側隙的確定:jnmin=jn1min+jn2min
潤滑 變形 2、齒厚偏差的確定:Ts= Ess - Esi
上偏差除考慮變形,潤滑外還要考慮安裝誤差
齒厚的極限偏差規定了有十四項 C~S,其大小用齒矩極限偏差的倍數表示,上、下偏差可分別選一種代號表示,若不夠,可自行規定別的偏差
3、公法線平均長度偏差
用控制公法線的辦法來控制齒厚來保證側隙。
Fw= Ews- Ewi
大模數齒輪採用測量齒厚偏差,中小模數採用測公法線長度偏差。
四、齒坯精度
齒坯精度的高低直接影響齒數的精度。
五、齒輪精度的標註(GB10095-88)
7—6—6 GM GB10095-88
7—F L GB10095-88