机械测量技术教学课件作者赵贤民课题8课件.pptx

课题8直齿圆柱齿轮精度及其检测 主编【学习目标】1.掌握齿轮传动的使用要求,齿轮主要加工误差的分组方法和渐开线圆柱齿轮的公差项目以及测量方法。2.掌握渐开线圆柱齿轮精度的选择及确定方法。3.熟悉渐开线圆柱齿轮的精度标准和齿轮主要加工误差产生原因的分析方法。8.1　齿轮传动的基本要求各种机械上所用的齿轮传动的要求因用途的不同而不同,但归纳起来有以下四项:1.传递运动的准确性传动运动的准确性是指从动轮与主动论运动协调一致,即齿轮在一转范围内传动比的变化应尽量小;要求齿轮在一转范围内实际转动比iR相对于理论转动比iT的变动量ΔiΣ应限制在允许的范围内,或者说一转过程中产生的最大转角误差在允许的范围内,如图8-1所示。2.传递运动的平稳性传递运动的平稳性是指齿轮传动在一齿范围内瞬时传动比的变化尽量Δi小,应限制在允许范围内,以保证低噪声、低冲击和较小振动,如图8-1所示。3.载荷分布的均匀性载荷分布的均匀性是指传动时工作齿面接触良好,在全齿宽上载荷分布均匀,避免载荷集中于局部区域引起应力集中,造成局部过早磨损,以提高齿轮的使用寿命。4.齿侧间隙的合理性齿侧间隙是指齿轮传动的非工作齿面应留一定的间隙,如图8-2所示。8.2　齿轮误差分析8.2.1　齿轮加工误差的来源齿轮加工方法很多,按齿廓形成的原理,可分为仿形法(如成形铣刀在铣床上铣齿)和展成法(如滚齿、插齿、磨齿等)。图8-3　滚齿加工示意图1.几何偏心e这是由于加工时齿轮坯基准孔轴线O1与滚齿机工作台旋转轴线O不重合而引起的安装偏心,如图8-4a所示;加工出的齿轮会在一转内产生齿圈径向跳动误差,并且齿距和齿厚也会产生周期性变化,如图8-4b所示。图8-4　齿坯安装偏心引起的误差2.运动偏心eK它是指机床分度蜗轮中心与工作台回转中心不重合所引起的偏心,会造成工作台及齿轮坯的转速在一转范围内时快时慢地变化,当角速度ω增加到ω+Δω时,切齿提前使齿距和公法线都变长;当角速度由ω减少到ω-Δω时,切齿滞后使齿距和公法线都变短,从而造成齿轮的齿距和公法线长度在局部上变长或变短,使齿轮产生切向误差,如图8-5所示。图8-5　齿轮的切向误差3.机床传动链的短周期误差机床分度蜗杆有安装偏心ed和轴向窜动使分度蜗轮(齿轮坯)转速不均匀,造成齿轮的齿距和齿形误差。4.滚刀安装误差当滚刀有安装偏心ed、轴线倾斜及轴向窜动时,会使加工出的齿轮径向和轴向都产生误差。5.滚刀的制造误差滚刀本身的基节、齿形等制造误差也会反映到被加工齿轮的每一齿上,使之产生基节偏差和齿形误差。8.2.2　齿轮主要加工误差的分类齿轮是一个多参数的零件,影响齿轮传动使用要求的因素很多,因而齿轮加工误差也多,为便于分析,从上述误差在转嫁给齿轮时,所反映的周期、相对于齿轮分布方向和对使用要求的不同影响,将齿轮主要加工误差分为四个方面进行论述。1.影响传递运动准确性的主要误差齿轮一转的转角误差,是以齿轮旋转一转为周期的,一转中出现一次,通常称为长周期误差或低频误差。2.影响传动平稳性的主要误差齿轮一齿转角误差,是以齿轮转过一齿距角为周期的,一转中定期地多次重复出现,通常称为短周期误差或高频误差。3.影响载荷分布均匀性的主要误差齿轮轴向误差一般是线性变化的非周期误差,主要包括齿长方向或齿高方向的接触误差。4.影响齿轮副侧隙的主要误差对于单个齿轮,齿厚偏差是影响齿轮副侧隙的一个因素。8.2.3　渐开线圆柱齿轮的偏差和公差GB/T 10095.1—2008和GB/T 10095.2—2008对齿轮、齿轮副的误差及齿轮副的侧隙规定了若干个评定指标。1.影响运动准确性的误差项目和测量在齿轮传动中,影响运动准确性的误差项目有四项。(1)切向综合总偏差Fi被测齿轮是装在齿轮单面啮合综合检查仪的心轴上,在保持设计中心距a不变的情况下,与测量齿轮作单面啮合转动,测出其转角误差。如图8-6所示。图8-6　切向综合总偏差曲线图8-7　光栅式齿轮单啮仪的测量原理图(2)齿距累积总偏差Fp和齿距累积偏差Fpk 必要时还应控制齿轮的齿距累积偏差Fpk。图8-8　齿距累积总偏差曲线图8-9　测量齿距(3)径向跳动Fr 径向跳动是指测头(球形、圆柱形)相继置于每个齿槽内时,从它到齿轮轴线的最大和最小径向距离之差,如图8-10所示。由于径向跳动的测量是以齿轮孔的轴线为基准,只反映径向误差,齿轮一转中最大误差只出现一次,是长周期误差。(4)径向综合总偏差Fi″图8-12　径向综合总偏差曲线图8-13　双面啮合综合测量1—仪器座　2—固定滑座　3—可动滑座4—指示表　5—调整固定滑座位置用手轮6—锁紧手柄　7—标尺　8—弹簧2.影响传动平稳性的误差项目和测量影响齿轮传动平稳性的误差项目有以下四项。(1)一齿切向综合偏差fi这种在齿轮一转中多次重复出现的小波纹常常是由刀具