1、第十七講 漸開線圓柱齒輪 傳動的互換性() 2007.5.151一、概述傳遞運(yùn)動的準(zhǔn)確性（運(yùn)動精度） 傳動平穩(wěn)性 使齒輪在一齒范圍內(nèi)瞬時(shí)傳動比（瞬時(shí)轉(zhuǎn)角）變化盡量小 載荷分布的均勻性 齒輪副嚙合傳動時(shí)，非工作齒面間應(yīng)留有一定的間隙 齒側(cè)間隙 必須保證嚙合齒面沿齒寬和齒高方向的實(shí)際接觸面積，以滿足承載的均勻性要求。 要求從動齒輪在一轉(zhuǎn)范圍內(nèi)的最大轉(zhuǎn)角誤差不超過規(guī)定的數(shù)值 ,以使齒輪在一轉(zhuǎn)范圍內(nèi)傳動比的變化盡量小。 1.圓柱齒輪傳動的使用要求2一、概述不同工作條件和不同用途的齒輪對上述四項(xiàng)使用要求的側(cè)重點(diǎn)會有所不同。精密機(jī)床、控制系統(tǒng)的分度齒輪和測量儀器的讀數(shù)齒輪 汽車、拖拉機(jī)和機(jī)床的變速齒輪 起

2、重機(jī)械、礦山機(jī)械等重型機(jī)械中的低速重載齒輪 汽輪機(jī)和渦輪機(jī)中的高速重載齒輪 1.圓柱齒輪傳動的使用要求3一、概述產(chǎn)生齒輪加工誤差的原因很多，其主要來源于齒輪加工系統(tǒng)中的機(jī)床、刀具、夾具和齒坯的加工誤差及安裝、調(diào)整誤差。2. 齒輪加工誤差的主要來源及其特性 按誤差產(chǎn)生的方向 切向誤差徑向誤差軸向誤差按誤差在齒輪一轉(zhuǎn)中出現(xiàn)的次數(shù) 長周期誤差短周期誤差4一、概述幾何偏心 齒坯定位孔與機(jī)床心軸之間的間隙等原因，會造成齒坯孔基準(zhǔn)軸線與機(jī)床工作臺回轉(zhuǎn)軸線不重合，產(chǎn)生幾何偏心，引起了齒輪徑向誤差。 2. 齒輪加工誤差的主要來源及其特性 5一、概述運(yùn)動偏心 滾齒加工時(shí)機(jī)床分度蝸輪與工作臺中心線有安裝偏心時(shí)，就

3、會使齒輪在加工過程中出現(xiàn)蝸輪蝸桿中心距周期性的變化，產(chǎn)生運(yùn)動偏心，引起了齒輪切向誤差。 2. 齒輪加工誤差的主要來源及其特性 幾何偏心和運(yùn)動偏心產(chǎn)生的誤差在齒輪一轉(zhuǎn)中只出現(xiàn)一次，屬于長周期誤差，其主要影響齒輪傳遞運(yùn)動的準(zhǔn)確性。 6一、概述滾刀誤差 滾刀安裝誤差破壞了滾刀和齒坯之間的相對運(yùn)動關(guān)系，從而使被加工齒輪產(chǎn)生基圓誤差，導(dǎo)致基節(jié)偏差和齒廓偏差。 2. 齒輪加工誤差的主要來源及其特性 制造誤差安裝誤差 由于滾刀的轉(zhuǎn)速比齒坯的轉(zhuǎn)速高得多，滾刀誤差在齒輪一轉(zhuǎn)中重復(fù)出現(xiàn)，所以是短周期誤差，主要影響齒輪傳動的平穩(wěn)性和載荷分布的均勻性。 7一、概述機(jī)床傳動鏈誤差 當(dāng)機(jī)床的分度蝸桿存在安裝誤差和軸向竄動

4、時(shí)，蝸輪轉(zhuǎn)速發(fā)生周期性的變化，使被加工齒輪出現(xiàn)齒距偏差和齒廓偏差，產(chǎn)生切向誤差。2. 齒輪加工誤差的主要來源及其特性 機(jī)床分度蝸桿造成的誤差在齒輪一轉(zhuǎn)中重復(fù)出現(xiàn)，是短周期誤差。8二、齒輪的評定指標(biāo)及其測量 GB/T 10095.12001輪齒同側(cè)齒面偏差的定義和允許值GB/T 10095.22001徑向綜合偏差和徑向跳動的定義和允許值GB/Z 18620.142002圓柱齒輪檢驗(yàn)實(shí)施規(guī)范 給出了齒輪評定項(xiàng)目的允許值及規(guī)定了檢測齒輪精度的實(shí)施規(guī)范。 9二、齒輪的評定指標(biāo)及其測量 1.影響傳遞運(yùn)動準(zhǔn)確性的誤差及測量 影響傳遞運(yùn)動準(zhǔn)確性的誤差主要是幾何偏心和運(yùn)動偏心造成的長周期誤差 10二、齒輪的評

5、定指標(biāo)及其測量 1.影響傳遞運(yùn)動準(zhǔn)確性的誤差及測量 被測齒輪與理想精確的測量齒輪作單面嚙合時(shí)，在被測齒輪一轉(zhuǎn)范圍內(nèi)，分度圓上實(shí)際圓周位移與理論圓周位移的最大差值，以分度圓弧長計(jì)值。 切向綜合總偏差Fi 齒輪的切向綜合總偏差是在接近齒輪的工作狀態(tài)下測量出來的，是幾何偏心、運(yùn)動偏心和基節(jié)偏差、齒廓偏差的綜合測量結(jié)果，是評定齒輪傳動準(zhǔn)確性最為完善的指標(biāo)。 11二、齒輪的評定指標(biāo)及其測量 1.影響傳遞運(yùn)動準(zhǔn)確性的誤差及測量 Fp是指齒輪同側(cè)齒面任意圓弧段（k=1至k=z）內(nèi)實(shí)際弧長與理論弧長的最大差值。它等于齒距累積偏差的最大偏差與最小偏差的代數(shù)差 齒距累積總偏差Fp和齒距累積偏差Fpk Fpk是指k

6、個齒距間的實(shí)際弧長與理論弧長的最大差值，國標(biāo)GBT 10095.12001中規(guī)定k的取值范圍一般為2z /8，對特殊應(yīng)用（高速齒輪）可取更小的k值。 12二、齒輪的評定指標(biāo)及其測量 1.影響傳遞運(yùn)動準(zhǔn)確性的誤差及測量 齒距累積總偏差Fp和齒距累積偏差Fpk 齒距累積總偏差因可以反映幾何偏心和運(yùn)動偏心造成的綜合誤差，所以能較全面的評定齒輪傳動的準(zhǔn)確性。 13二、齒輪的評定指標(biāo)及其測量 1.影響傳遞運(yùn)動準(zhǔn)確性的誤差及測量 齒距累積總偏差Fp和齒距累積偏差Fpk 齒距累積總偏差Fp和齒距累積偏差Fpk通常在萬能測齒儀、齒距儀和光學(xué)分度頭上測量。測量的方法有絕對法和相對法兩種 。14二、齒輪的評定指標(biāo)

7、及其測量 1.影響傳遞運(yùn)動準(zhǔn)確性的誤差及測量 徑向跳動Fr Fr是指在齒輪一轉(zhuǎn)范圍內(nèi)，將測頭（球形、圓柱形、砧形）逐個放置在被測齒輪的齒槽內(nèi)，在齒高中部雙面接觸，測頭相對于齒輪軸線的最大和最小徑向距離之差。 齒圈的徑向跳動主要反映幾何偏心引起的齒輪徑向長周期誤差 15二、齒輪的評定指標(biāo)及其測量 1.影響傳遞運(yùn)動準(zhǔn)確性的誤差及測量 徑向綜合總偏差Fi Fi是指被測齒輪與理想精確的測量齒輪雙面嚙合時(shí)，在被測齒輪一轉(zhuǎn)范圍內(nèi)雙嚙中心距的最大變動量。 徑向綜合總偏差Fi主要反映幾何偏心造成的徑向長周期誤差和齒廓偏差、基節(jié)偏差等短周期誤差。 16二、齒輪的評定指標(biāo)及其測量 2. 影響傳動平穩(wěn)性的誤差及測量

8、 影響傳遞運(yùn)動平穩(wěn)性的誤差主要是由刀具誤差和機(jī)床傳動鏈誤差造成的短周期誤差 。 17二、齒輪的評定指標(biāo)及其測量 2. 影響傳動平穩(wěn)性的誤差及測量一齒切向綜合偏差fi fi是指被測齒輪與理想精確的測量齒輪作單面嚙合時(shí)，在被測齒輪轉(zhuǎn)過一個齒距角內(nèi)的切向綜合偏差，以分度圓弧長計(jì)值。 主要反映滾刀和機(jī)床分度傳動鏈的制造和安裝誤差所引起的齒廓偏差、齒距誤差，是切向短周期誤差和徑向短周期誤差的綜合結(jié)果，是評定運(yùn)動平穩(wěn)性較為完善的指標(biāo)。 18二、齒輪的評定指標(biāo)及其測量 2. 影響傳動平穩(wěn)性的誤差及測量一齒徑向綜合偏差fi fi是指被測齒輪與理想精確的測量齒輪作雙面嚙合時(shí)，在被測齒輪轉(zhuǎn)過一個齒距角內(nèi)，雙嚙中心

9、距的最大變動量。 一齒徑向綜合偏差fi主要反映了短周期徑向誤差（基節(jié)偏差和齒廓偏差）的綜合結(jié)果，但評定傳動平穩(wěn)性不如一齒切向綜合偏差fi精確。 19二、齒輪的評定指標(biāo)及其測量 2. 影響傳動平穩(wěn)性的誤差及測量齒廓偏差 齒廓偏差是指實(shí)際齒廓偏離設(shè)計(jì)齒廓的量值，其在端平面內(nèi)且垂直于漸開線齒廓的方向計(jì)值。 20二、齒輪的評定指標(biāo)及其測量 2. 影響傳動平穩(wěn)性的誤差及測量齒廓偏差 1）齒廓總偏差FF是指在計(jì)值范圍內(nèi)，包容實(shí)際齒廓跡線的兩條設(shè)計(jì)齒廓跡線間的距離。21二、齒輪的評定指標(biāo)及其測量 2. 影響傳動平穩(wěn)性的誤差及測量齒廓偏差 2）齒廓形狀偏差ff 在計(jì)值范圍內(nèi)，包容實(shí)際齒廓跡線的兩條與平均齒廓跡

10、線完全相同的曲線間的距離，且兩條曲線與平均齒廓跡線的距離為常數(shù)。 22二、齒輪的評定指標(biāo)及其測量 2. 影響傳動平穩(wěn)性的誤差及測量齒廓偏差 3）齒廓傾斜偏差fH在計(jì)值范圍內(nèi)，兩端與平均齒廓跡線相交的兩條設(shè)計(jì)齒廓跡線間的距離 23二、齒輪的評定指標(biāo)及其測量 2. 影響傳動平穩(wěn)性的誤差及測量齒廓偏差 齒廓偏差主要是由刀具的齒形誤差、安裝誤差以及機(jī)床分度鏈誤差造成的。 存在齒廓偏差的齒輪嚙合時(shí)，齒廓的接觸點(diǎn)會偏離嚙合線，引起瞬時(shí)傳動比的變化，從而破壞了傳動平穩(wěn)性。 24二、齒輪的評定指標(biāo)及其測量 2. 影響傳動平穩(wěn)性的誤差及測量齒廓偏差 一般情況被測齒輪只需檢測齒廓總偏差F即可。 F通常用萬能漸開線

11、檢查儀或單圓盤漸開線檢查儀進(jìn)行測量。 25二、齒輪的評定指標(biāo)及其測量 2. 影響傳動平穩(wěn)性的誤差及測量單個齒距偏差fpt fpt是指在端平面上接近齒高中部的一個與齒輪軸線同心的圓上，實(shí)際齒距與理論齒距的代數(shù)差。 機(jī)床傳動鏈誤差會造成單個齒距偏差。齒距偏差與基節(jié)偏差和齒形角誤差有關(guān)，是基節(jié)偏差和齒廓偏差的綜合反映。26二、齒輪的評定指標(biāo)及其測量 3.影響載荷分布均勻性的誤差及測量 螺旋線偏差是指在端面基圓切線方向上，實(shí)際螺旋線對設(shè)計(jì)螺旋線的偏離量。 由于齒輪的制造和安裝誤差，一對齒輪在嚙合過程中沿齒長方向和齒高方向都不是全齒接觸，實(shí)際接觸線只是理論接觸線的一部分，影響了載荷分布的均勻性。 國標(biāo)規(guī)

12、定用螺旋線偏差來評定載荷分布均勻性。 27二、齒輪的評定指標(biāo)及其測量 3.影響載荷分布均勻性的誤差及測量螺旋線總偏差F 在計(jì)值范圍內(nèi)，包容實(shí)際螺旋線跡線的兩條設(shè)計(jì)螺旋線跡線的距離。 一般情況被測齒輪只需檢測螺旋線總偏差F即可 -基準(zhǔn)面 -非基準(zhǔn)面 b-齒寬或兩端倒角之間的距離 L-螺旋線計(jì)值范圍 28二、齒輪的評定指標(biāo)及其測量 3.影響載荷分布均勻性的誤差及測量螺旋線形狀偏差ff 在計(jì)值范圍內(nèi)，包容實(shí)際螺旋線跡線的兩條與平均螺旋線跡線完全相同的曲線間的距離，且兩條曲線與平均螺旋線跡線的距離為常數(shù) -基準(zhǔn)面 -非基準(zhǔn)面 b-齒寬或兩端倒角之間的距離 L-螺旋線計(jì)值范圍 29二、齒輪的評定指標(biāo)及其

13、測量 3.影響載荷分布均勻性的誤差及測量螺旋線傾斜偏差fH 在計(jì)值范圍內(nèi)，兩端與平均螺旋線跡線相交的設(shè)計(jì)螺旋線跡線間的距離 。 -基準(zhǔn)面 -非基準(zhǔn)面 b-齒寬或兩端倒角之間的距離 L-螺旋線計(jì)值范圍 30二、齒輪的評定指標(biāo)及其測量 4.影響齒輪副側(cè)隙的偏差及測量 為了保證齒輪副的齒側(cè)間隙，就必須控制輪齒的齒厚，齒輪輪齒的減薄量可由齒厚偏差和公法線長度偏差來控制。 31二、齒輪的評定指標(biāo)及其測量 4.影響齒輪副側(cè)隙的偏差及測量齒厚偏差 齒厚偏差是指在分度圓柱上，齒厚的實(shí)際值與公稱值之差（對于斜齒輪齒厚是指法向齒厚）。齒厚下偏差代號為Esni。 齒厚上偏差代號為Esns32二、齒輪的評定指標(biāo)及其測量 4.影響齒輪副側(cè)隙的偏差及測量齒厚偏差的測量 齒厚偏差可以用齒厚游標(biāo)卡尺來測量。由于分度圓柱面上的弧齒厚不便測量，所以通常都是測量分度圓弦齒厚。 標(biāo)準(zhǔn)圓柱齒輪分度圓公稱弦齒厚 分度圓公稱弦齒高 33二、齒輪的評定指標(biāo)及其測量 4.影響齒輪副側(cè)隙的偏差及測量公法線長度偏差 公法線長度偏差是指齒輪一圈內(nèi)，實(shí)際公法線長度Wka與公稱公法線長度Wk之差。公法線長度上偏差代號為Ebns，下偏差代號為Ebni。 34三、齒輪副的評定指標(biāo)齒輪副的安裝誤差也會影響齒輪副的嚙合精度，也必須加以限制。評定齒輪副的精度指標(biāo)有接觸斑點(diǎn)、軸線平行度誤差和中心距偏差。 35三、齒輪副的評定指標(biāo)1. 接觸斑