第10章 圆柱齿轮精度设计.ppt

第十章 圆柱齿轮传动的精度设计 本章涉及的主要国家标准 GB/T10095.1~2-2001 《渐开线圆柱齿轮精度》 渐开线圆柱齿轮传动精度要求 传递运动的准确性：是指传递运动的准确性。为了保证齿轮传动的运动精度，应限制齿轮一转中最大转角误差△φ∑ 。 传动的平稳性：要求齿轮运转平稳，没有冲击、振动和噪声。要限制一齿距角范围内转角误差的最大值i R 。 载荷分布的均匀性：要求齿轮在接触过程中，载荷分布要均匀，接触良好，以免引起应力集中，造成局部磨损，影响齿轮的使用寿命。 齿侧间隙：在齿轮传动过程中，非接触面一定要有合理的间隙。一方面为了贮存润滑油，一方面为了补偿齿轮的制造和变形误差。 不同圆柱齿轮的传动精度要求 上述4项要求，对于不同用途、不同工作条件的齿轮其侧重点也应有所不同。 如：对于分度机构，仪器仪表中读数机构的齿轮，齿轮一转中的转角误差不超过1′～2′，甚至是几秒，此时，传递运动准确性是主要的； 对于高速、大功率传动装置中用的齿轮，如汽轮机减速器上的齿轮，圆周速度高，传递功率大，其运动精度、工作平稳性精度及接触精度要求都很高，特别是瞬时传动比的变化要求小，以减少振动和噪声； 对于轧钢机、起重机、运输机、透平机等低速重载机械，传递动力大，但圆周速度不高，故齿轮接触精度要求较高，齿侧间隙也应足够大，而对其运动精度则要求不高。 圆柱齿轮传动精度的评定指标 根据齿轮精度要求，把齿轮的误差分成影响运动准确性误差、影响运动平稳性误差、影响载荷分布均匀性误差和影响侧隙的误差。并相应提出精度评定指标。 齿距偏差 （△fpt ） 齿距累积误差（ΔFp）及K个齿距累积误差（ΔFpk） 齿廓总偏差Δfα 螺旋线总偏差△Fβ 径向综合误差（△Fi〞） 一齿径向综合误差（△fi〞） 齿圈径向跳动（△Fr） 齿距偏差 （△fpt ） 齿距偏差是指在分度圆上，实际齿距与公称齿距之差 。 齿距偏差可在测量齿距累积误差时得到，所以比较简单。该项偏差主要由机床误差产生。 齿距累积误差（ΔFp）及K个齿距累积误差（ΔFpk） 在分度圆上，任意两个同侧齿面间的实际弧长与公称弧长之差的最大绝对值为齿距累积误差。K个齿距累积误差是指在分度圆上，K个齿距间的实际弧长与公称弧长之差的最大绝对值，K为2到小于Z／2的整数 规定ΔFpk是为了限制齿距累积误差集中在局部圆周上 。 齿距累积误差反映了一转内任意个齿距的最大变化，它直接反映齿轮的转角误差，是几何偏心和运动偏心的综合结果。因而可以较为全面地反映齿轮的传递运动准确性，是一项综合性的评定项目。 几何偏心误差 以滚切直齿圆柱齿轮为例，分析在切齿过程中所产生的主要加工误差 。 齿坯孔与机床心轴的安装偏心（e），也称几何偏心，是齿坯在机床上安装时，齿坯基准轴线O1O1与工作台回转轴线OO不重合形成的偏心e。加工时，滚刀轴线与工作台回转轴线OO距离保持不变，但与齿坯基准轴线O1O1的距离不断变化（最大变化量为2 e）。滚切成如图所示的齿轮，使齿面位置相对于齿轮基准中心在径向发生了变化，故称为径向误差。工作时产生以一转为周期的转角误差，使传动比不断改变。 运动偏心误差 分度蜗轮轴线与工作台中心线的安装偏心（eK） 。O2O2为机床分度蜗轮的轴线，它与机床心轴的轴线OO不重合，形成安装偏心eK。这时尽管螺杆匀速旋转，蜗杆与蜗轮啮合节点的线速度相同，但由于蜗轮上的半径不断改变，从而使蜗轮和齿坯产生不均匀回转，角速度在（ω+Δω）和（ω-Δω）之间，以一转为周期变化。运动偏心并不产生径向误差，而往齿轮产生切向误差。 以上两项误差均以齿坯一转为周期，是长周期误差。 齿廓总偏差Δfα 在齿端面上，齿形工作部分内，齿顶倒棱部分除外包括包容实际齿形的两条最近的设计齿廓间的法向距离。设计齿廓可以根据工作条件对理论渐开线进行修正为凸齿廓或修缘齿形。 齿廓总偏差会造成齿廓面在啮合过程中使接触点偏离啮合线，引起瞬时传动比的变化，破坏了传动的平稳性。 螺旋线总偏差△Fβ 在分度圆柱面上，齿宽有效部分范围内（端部倒角部分除外），包容实际齿线且距离为最小的两条设计螺旋线之间的端面距离为螺旋线总偏差。主要影响齿面接触精度。 径向综合误差（△Fi〞） 与理想精确的测量齿轮双面啮合时，在被测齿轮一转内，双啮中心距的最大变动量称为径向综合误差△Fi〞。 该误差在齿轮双面啮合综合检查仪上测量，主要反映几何偏心e几。 一齿径向综合误差（△fi〞） 被测齿轮与理想精确的测量齿轮双面啮合时，在被测齿轮一齿角内的最大变动量。 △fi〞反映了齿轮转过一齿距角时的径向误差，影响齿轮运动的平稳性。 齿圈径向跳动（△Fr） 齿轮一转范围内，测头在齿槽内与齿高中部双面接触，测头相对于齿轮轴线的最大变动量称齿圈径向跳动