1、第七章 圓柱齒輪測(cè)量,2,7-1 基本概念,一.齒輪概述 齒輪是工業(yè)化的象征 齒輪傳動(dòng)歷史悠久 公元前400-200年，迄今發(fā)現(xiàn)最古老的齒輪是在山西永濟(jì)縣出土的直徑為25mm、40齒的青銅棘齒輪。 18世紀(jì)，歐洲工業(yè)革命后，齒輪傳動(dòng)應(yīng)用日益廣泛，先是發(fā)展擺線(xiàn)齒輪，而后是漸開(kāi)線(xiàn)齒輪。 齒輪是一種重要的傳動(dòng)形式，用以傳遞運(yùn)動(dòng)或動(dòng)力，在機(jī)器和儀表中應(yīng)用極為廣泛,3,二、漸開(kāi)線(xiàn)圓柱齒輪 1.漸開(kāi)線(xiàn)的形成,6,2.漸開(kāi)線(xiàn)齒廓的嚙合特性 1）嚙合線(xiàn)為一條定直線(xiàn) 2）能實(shí)現(xiàn)定傳動(dòng)比傳動(dòng) 3）中心距變化不影響傳動(dòng)比 4）嚙合角恒等于節(jié)圓壓力角 5）中心距與嚙合角余弦的乘積恒等于兩基圓半徑之和,7,三、齒輪傳動(dòng)

2、的使用要求 1.傳遞運(yùn)動(dòng)的準(zhǔn)確性（運(yùn)動(dòng)精度） 主動(dòng)輪轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)角度時(shí)，從動(dòng)輪應(yīng)該按轉(zhuǎn)速比準(zhǔn)確地轉(zhuǎn)過(guò)相應(yīng)的角度 2.傳動(dòng)的平穩(wěn)性（平穩(wěn)性精度） 瞬時(shí)傳動(dòng)比穩(wěn)定 3.載荷分布的均勻性 嚙合時(shí)，齒面接觸良好，使齒面載荷分布均勻 4.合理的齒輪副側(cè)隙 儲(chǔ)存潤(rùn)滑油、補(bǔ)償齒輪傳動(dòng)受力后的彈性變形、熱膨脹等,8,設(shè)計(jì)齒廓和實(shí)際齒廓,9,7-2 漸開(kāi)線(xiàn)圓柱齒輪的精度,單項(xiàng)要素測(cè)量所用的偏差符號(hào)，用小寫(xiě)字母（如f）加上相應(yīng)的下標(biāo)組成； 表示若干單項(xiàng)要素偏差的組合的“累積”或“總”偏差所用的符號(hào)，采用大寫(xiě)字母（如F）加上相應(yīng)的下標(biāo)組成 GB/T 10095.1-2008 圓柱齒輪 精度制 第1部分：輪齒同側(cè)齒面偏差

3、的定義和允許值（ISO 1328-1:1995） GB/T 10095.2-2008 圓柱齒輪 精度制 第2部分：徑向綜合偏差與徑向跳動(dòng)的定義何允許值（ISO 1328-2:1995）,10,一、輪齒同側(cè)齒面偏差的定義 1.單個(gè)齒距偏差（fpt） 在端平面上，在接近齒高中部的一個(gè)與齒輪軸線(xiàn)同心的圓上，實(shí)際齒距與理論齒距的代數(shù)差 2.齒距累積偏差（Fpk） 任意k個(gè)齒距的實(shí)際弧長(zhǎng)與理論弧長(zhǎng)的代數(shù)差 3.齒距累積總偏差（Fp） 齒輪同側(cè)齒面任意弧段（k=1至k=z）內(nèi)的最大齒距累積誤差。表現(xiàn)為齒距累積偏差曲線(xiàn)的總幅值,差距偏差,12,4.齒廓偏差 實(shí)際齒廓偏離設(shè)計(jì)齒廓的量，該量在端平面內(nèi)且垂直于漸

4、開(kāi)線(xiàn)齒廓的方向計(jì)值；設(shè)計(jì)齒廓一般指端面齒廓。 5.齒廓總偏差（F） 在計(jì)值范圍內(nèi)，包容實(shí)際齒廓軌跡的兩條設(shè)計(jì)齒廓軌跡線(xiàn)之間的距離 6.齒廓形狀偏差（ff ） 在計(jì)值范圍內(nèi)，包容實(shí)際齒廓軌跡線(xiàn)的兩條與平均齒廓跡線(xiàn)完全相同的曲線(xiàn)間的距離，且兩條曲線(xiàn)與平均齒廓跡線(xiàn)的距離為常數(shù) 7.齒廓傾斜偏差（fH ） 在計(jì)值范圍的兩端與平均齒廓跡線(xiàn)相交的兩條設(shè)計(jì)齒廓跡線(xiàn)間的距離,13,有效長(zhǎng)度,可用長(zhǎng)度,齒廓計(jì)值范圍,15,8.螺旋線(xiàn)偏差 在端面基圓切線(xiàn)方向上測(cè)得的實(shí)際螺旋線(xiàn)偏離設(shè)計(jì)螺旋線(xiàn)的量。 9.螺旋線(xiàn)總偏差（F） 在計(jì)值范圍內(nèi)，包容實(shí)際螺旋線(xiàn)跡線(xiàn)的兩條設(shè)計(jì)螺旋線(xiàn)跡線(xiàn)間的距離 10.螺旋線(xiàn)形狀偏差（ff） 在

5、計(jì)值范圍內(nèi)，包容實(shí)際螺旋線(xiàn)跡線(xiàn)的兩條與平均螺旋線(xiàn)完全相同的曲線(xiàn)間的距離，且兩條曲線(xiàn)與平均齒廓跡線(xiàn)的距離為常數(shù) 11.螺旋線(xiàn)傾斜偏差（fH ） 在計(jì)值范圍的兩端與平均螺旋線(xiàn)跡線(xiàn)相交的兩條設(shè)計(jì)螺旋線(xiàn)跡線(xiàn)間的距離,17,12.切向綜合總偏差 被測(cè)齒輪與測(cè)量齒輪單面嚙合檢驗(yàn)時(shí)，被測(cè)齒輪一轉(zhuǎn)內(nèi)，齒輪分度圓上實(shí)際圓周位移與理論圓周位移的最大差值。 13.一齒切向綜合偏差 在一個(gè)齒距內(nèi)的切向綜合偏差,18,二、徑向綜合偏差與徑向跳動(dòng)的定義 1.徑向綜合總偏差 徑向綜合總偏差是在徑向（雙面）綜合檢驗(yàn)時(shí)，產(chǎn)品齒輪的左右齒面同時(shí)與測(cè)量齒輪接觸，并轉(zhuǎn)過(guò)一整圈時(shí)出現(xiàn)的中心距最大值和最小值之差。 2.一齒徑向綜合偏差

6、當(dāng)產(chǎn)品齒輪嚙合一整圈時(shí)，對(duì)應(yīng)一個(gè)齒距的徑向綜合偏差值。,徑向綜合偏差,20,7-3 齒廓誤差的測(cè)量,一、標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)齒廓比較法,21,二、標(biāo)準(zhǔn)漸開(kāi)線(xiàn)軌跡法 1.機(jī)械展成式儀器 （1）直尺-基圓盤(pán)式儀器 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 測(cè)量鏈短 適用于測(cè)量6級(jí)精度 以下的齒輪 每測(cè)量一種齒輪需要 更換相應(yīng)的基圓盤(pán) 典型儀器：哈量單圓盤(pán)漸開(kāi)線(xiàn)檢查儀 瑞士PH60 日本GC-3H 德國(guó)PFS600等,22,（2）圓盤(pán)-杠桿式儀器 4-7級(jí) 典型儀器：德國(guó)VG450 891S 瑞士PH-100 日本 GC-6,23,（3）圓盤(pán)-正弦尺式儀器,24,2.電子展成式儀器,25,26,三、坐標(biāo)測(cè)量法 1.法向極坐標(biāo)測(cè)量法 （1）萬(wàn)能

7、工具顯微鏡測(cè)量齒形誤差,27,例：在萬(wàn)能工具顯微鏡的圓工作臺(tái)上用影像法測(cè)量 的齒輪齒形誤差。 當(dāng)展開(kāi)角 為 時(shí)，其理論基圓展開(kāi)長(zhǎng)度為：,28,（2）激光-光柵式高精度齒形測(cè)量?jī)x 3級(jí)齒輪,29,2.直角坐標(biāo)測(cè)量法,30,7-4 螺旋線(xiàn)誤差的測(cè)量,一、標(biāo)準(zhǔn)軌跡法 1.導(dǎo)程測(cè)量?jī)x,31,2.GC-12HP型齒輪誤差測(cè)量?jī)x,32,二、坐標(biāo)測(cè)量法 1.用三坐標(biāo)機(jī)測(cè)量螺旋線(xiàn)誤差,33,2.光柵-激光式測(cè)量?jī)x,34,7-5 齒輪整體誤差的測(cè)量,齒輪整體誤差包括齒形誤差、齒距偏差、齒距累積偏差、齒向誤差、齒厚偏差等 通過(guò)對(duì)整體誤差的分析，不僅能評(píng)定齒輪傳動(dòng)質(zhì)量，分析齒輪各項(xiàng)誤差的大小和變化規(guī)律，而且能進(jìn)行齒

8、輪誤差的工藝分析； 齒輪整體誤差的測(cè)量方法有多頭蝸桿間齒測(cè)量法和逐齒坐標(biāo)點(diǎn)法； 多頭蝸桿間齒測(cè)量法應(yīng)用較廣,35,一、齒輪整體誤差的測(cè)量原理,齒廓誤差、齒距偏差、相鄰齒距差、齒距累積偏差、基節(jié)偏差、切向綜合偏差,37,二、單面嚙合間齒測(cè)量法,38,41,42,三、整體誤差曲線(xiàn)的分析 根據(jù)齒輪整體誤差曲線(xiàn)上所包含的齒輪誤差項(xiàng)目的不同，誤差曲線(xiàn)可以分成4種： 1.截面整體誤差曲線(xiàn)（JZ曲線(xiàn)） 2.全齒寬整體誤差曲線(xiàn)（QZ曲線(xiàn)） 3.雙向截面整體誤差曲線(xiàn)（SJZ曲線(xiàn)） 4.雙向全齒寬整體誤差曲線(xiàn)（SQZ曲線(xiàn)）,43,7-6 齒輪噪聲測(cè)量,一、齒輪噪聲的頻率 1.齒輪的嚙合頻率 n轉(zhuǎn)速（r/min）

9、Z齒輪齒數(shù) 在一對(duì)齒輪的嚙合過(guò)程中，兩個(gè)齒輪的嚙合頻率是相同的。 嚙合頻率往往伴有上下邊頻。,44,2.齒輪的固有頻率 齒輪的固有頻率有基本固有頻率和高次固有頻率； 基本固有頻率是敲擊金屬絲懸掛的齒輪時(shí)，所發(fā)出的噪聲中含有的固有頻率； 高次固有頻率是敲擊金屬絲懸掛的齒輪時(shí)，所發(fā)生的噪聲中含有的高次諧波的頻率,45,二、齒輪噪聲的產(chǎn)生 齒輪在嚙合傳動(dòng)時(shí)，由于齒輪受到連續(xù)敲擊而使齒輪產(chǎn)生振動(dòng)，從而輻射出齒輪噪聲； 產(chǎn)生噪聲的根源主要來(lái)自齒輪的制造誤差和輪齒的彈性剛度交替變化而產(chǎn)生的動(dòng)負(fù)荷； 影響齒輪噪聲的因素有： 1.齒輪結(jié)構(gòu) 2.齒輪制造誤差 3.其他因素 齒輪負(fù)荷、齒輪線(xiàn)速度、潤(rùn)滑劑等,46,四、齒輪噪聲的分級(jí)及測(cè)量?jī)x器