公差配合与检测技术 第11章 圆柱齿轮传动的公差及齿轮测量

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1、第11章圆柱齿轮传动的公差及齿轮测量课前导读齿轮传动在机器和仪器表中应用极为广泛，是一种重要的机械传动形式。通常用来传递运动或动力。齿轮传动的质量与齿轮的制造精度和齿轮副的装配精度密切相关。因此为了保证齿轮传动质量，就要规定相应的公差，并进行合理的检测。由于渐开线圆柱齿轮应用最广泛，本章主要介绍渐开线圆柱齿轮的精度设计及检测方法。基础知识齿轮及齿轮副的评定指标重点知识渐开线圆柱齿轮精度标准难点知识齿轮公差检验组及齿轮精度等级的选用齿轮传动装置是指齿轮、轴、轴承、箱体等零件的总和。传递运动的准确性就是要求齿轮一

2、转范围内，转角误差的最大值应限制在一定范围内。归纳起来，齿轮传动的使用要求可分为传动精度和齿侧间隙两个方面，一般有如下要求：1．传递运动的准确性齿轮作为传动的主要元件，要求它能准确地传递运动，即保证主动轮转过一定转角时，从动轮按传动比关系转过一个相应的转角。如图11-1a）、b）所示。11.1.1齿轮传动的使用要求11.1齿轮的使用要求及三个公差组图11-1齿轮传动比的变化为保证传递运动的准确性，应限制齿轮一转过程中的最大转角误差。5传递运动的平稳性就是要求齿轮的一个齿距范围内的转角误差的最大值限制在一定范围

3、内。在传递运动中，从一对轮齿过渡到另一对轮齿的一个齿距角范围内也存在着较小的转角误差，且在齿轮一转中多次重复出现，主要影响一个齿距角内瞬时传动比的变化，如图11-1c）所示。实际上，齿轮传动过程中，上述两种传动比变化同时存在，如图11-1d）所示。为了保证传递运动的平稳性，应限制瞬时传动比的变化，也就是要限制一齿距角范围内转角误差的最大值。2．传递运动的平稳性载荷分布的均匀性就是要求齿轮啮合时，工作齿面接触良好，接触面积尽可能的大。为了保证载荷分布的均匀性，齿轮工作面应有足够的精度，使啮合能沿全齿面（齿高、齿

4、长）接触。4．齿轮副侧隙的合理性侧隙即齿侧间隙，齿轮副侧隙的合理性就是要求啮合轮齿的非工作齿面间应留有一定的侧隙。虽然对齿轮传动的使用要求是多方面的，但根据齿轮传动的用途和具体的工作条件的不同而有所侧重。3．载荷分布的均匀性根据加工后齿轮各项误差对齿轮传动使用性能的主要影响，划分了三个公差组，分别控制了齿轮的各项加工误差。第I公差组为控制影响传递运动准确性的误差，第II公差组为控制影响传动平稳性的误差，第III公差为控制影响载荷分布均匀性的误差，下节分别介绍各组齿轮误差的评定指标和检测方法。11.1.2控制齿

5、轮各项误差的公差组由于齿轮传动的类型很多，应用又极为广泛，因此对齿轮传动的使用要求也是多方面的。归纳起来，使用要求可分为传动精度和齿侧间隙两个方面，一般有传递运动的准确性、传递运动的平稳性、载荷分布的均匀性和齿轮副侧隙的合理性四个方面的要求。在滚切过程中，导致齿轮产生误差的主要原因是机床、夹具（心轴）、刀具和齿坯的周期性误差。本课小结11.2.1影响运动准确性的误差项目和测量根据测量方法的特征，齿轮的评定指标可分为综合指标和单项指标。对影响齿轮传递运动准确性的误差，规定了六个评定参数，并将限制这六项加工误差的

6、项目称为第I公差组。这六个评定参数为：1.切向综合误差（△Fi′）△Fi′是指被测齿轮与理想精确的测量齿轮单面啮合检验时，在被测齿轮一转内，实际转角与公称转角之差的总幅度值，以分度圆弧长计值。11.2单个齿轮的评定指标及其检测图11-2切向综合误差曲线切向综合总偏差反映齿轮一转的转角误差，说明齿轮运动的不均匀性。切向综合总偏差反映出齿轮的径向误差、切向误差，基圆齿距偏差、齿廓形状偏差等综合结果在转角误差上，通过分度圆切线方向反映出来。如图11-3所示为光栅式齿轮单啮仪的测量原理图。图11-3光栅式齿轮单啮仪的

7、测量原理图单啮仪测量的主要缺点：由于单啮仪的制造精度要求高，目前生产上尚未广泛使用。因此，常用其他指标来评定传递运动准确性。单啮仪测量的主要优点：测量过程较接近齿轮的实际工作状态，故齿轮综合测量能较好地反映齿轮的使用质量，能连续测量被测齿轮全部啮合点的误差，是一种综合测量，各单项误差可以相互抵消，避免把合格品当作废品的失误，且测量效率高，便于实现测量自动化。图11-4齿距累积误差曲线ΔFp是指在分度圆上，任意两个同侧齿面间的实际弧长与公称弧长的最大差值，即最大齿距累积偏差（ΔFpmax）与最小齿距累积偏差（Δ

8、Fpmin）代数差，如图11-4a所示。2.齿距累积误差（ΔFp）和k个齿距累积误差（ΔFpk）ΔFpk是指在分度圆上，任意k个齿距间的实际弧长与公称弧长的最大差值。K为2到小于Z/2之间的整数。采用齿距累积偏差是为了避免齿距累积总偏差在整个齿圈上的分布过于集中。Fp通常用相对法测量，允许在齿高中部测量。齿距累积总偏差能反映齿轮一转中偏心误差引起的转角误差，故齿距累积总偏差可代替作为评定齿轮运动准确