公差配合与测量技术 配套课件 作者 娄琳第九章.ppt

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1、第九章齿轮传动在机器和仪器仪表中应用极为广泛，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。直齿圆柱齿轮的公差配合与检测9.1齿轮传动的基本要求齿轮主要用来传递运动和载荷，对齿轮的使用要求归纳起来为4方面。1．传递运动的准确性传递运动的准确性就是要求齿轮在一转范围内，实际速比相对于理论速比的变动量应限制在允许的范围内，以保证从动齿轮与主动齿轮的运动准确、协调。2．传动的平稳性传动的平稳性就是要求齿轮在一齿范围内，瞬时速比的变动量限制在允许的范围内，以减小齿轮传动中的冲击、

2、震动和噪声，保证传动平稳。3．载荷分布的均匀性载荷分布的均匀性就是要求齿轮啮合时，齿面接触良好，使齿面上的载荷分布均匀，避免载荷集中于局部齿面，使齿面磨损加剧，影响齿轮的使用寿命。4．侧隙的合理性齿轮啮合时，非工作齿面间应有一定的间隙，以便存储润滑油、补偿齿轮受力后的弹性变形、受热变形及制造和安装中产生的误差，以防止齿轮在传动中出现卡死和烧伤，保证齿轮正常运转。齿轮传动的分类及要求，如表9-1所示。表9-1齿轮传动的分类及要求分类使用场合要求精密装置齿轮读数装置、分度机构等传递运动准确且小侧隙（以减小回程误差）一般传动齿轮一般机床变速箱传动平稳且很小侧隙（以降低噪音）高速、重载齿轮汽轮机、

3、减速器等传递运动准确、平稳、载荷分布均匀且较大侧隙低速、重载齿轮矿山机械、起重机械载荷分布均匀，且较大侧隙9.2齿轮误差分析影响齿轮传动使用要求的是齿轮误差。齿轮误差主要源于机床、刀具、夹具和齿轮坯等工艺系统的制造误差（加工及安装误差）。由于齿轮的齿形较复杂，加工工艺系统也较复杂，故齿轮误差分析也较为复杂。下面以滚切直齿圆柱齿轮为例，来分析在切齿过程中所产生的主要误差，以及对齿轮使用性能的影响，如图9-1所示。图9-1滚齿机加工齿轮理想直齿圆柱齿轮的几何特性是：轮齿分布均匀、具有理论渐开线齿廓、理论齿距、理论齿厚，才能使传递运动准确、传动平稳、载荷分布均匀。9.2.1影响传递运动准确性的误

4、差实现传递运动准确性的理论条件是在一转内传动比恒定，造成传动比不恒定的主要因素是齿距分布不均匀。误差来源是由两种制造误差引起的。1．齿坯轴线与机床工作台心轴轴线有偏心（几何偏心）当齿坯轴线与机床心轴轴线有安装偏心e1时，所加工齿轮一边齿高增高（齿形尖瘦）、另一边齿高减低（齿形粗宽），如图9-2所示，致使齿轮在一转内产生径向跳动误差，并且使齿距和齿厚也产生周期性变化，此属径向误差。图9-2齿坯安装偏心引起齿轮加工误差2．分度蜗轮轴线与机床工作台中心线有安装偏心（运动偏心）当机床分度蜗轮有加工误差及与工作台有安装偏心e2时，引起角速度的变化，使工作台按正弦规律以一转为周期时快（+）时

5、慢（−）地旋转，造成齿轮的齿距和公法线长度在瞬时变长或变短，使齿轮产生切向误差，如图9-3所示。图9-3涡轮安装偏心引起齿轮切向误差经分析归纳出影响运动传递准确性的齿轮误差有：径向和切向误差、齿距误差、公法线长度变动误差等。它们均以一转为周期变化，称为长周期误差。9.2.2影响运动平稳性的误差实现运动平稳性的理论条件是瞬时传动比恒定，造成一齿内瞬时传动比变化过大的主要因素是齿形轮廓的变形。误差来源有以下两方面。1．机床分度蜗杆有安装偏心和轴向窜动机床分度蜗杆有安装偏心e3和轴向窜动，使分度蜗轮（齿坯）转速不均匀，造成齿轮的齿形和齿距误差。分度蜗杆每转一转，分度蜗轮转过一齿，跳动重复一

6、次，误差出现的频率将等于分度蜗轮的齿数，属高频分量，故称短周期误差。2．刀具的制造误差及安装误差滚刀安装有偏心e4、轴线倾斜、轴向跳动及刀具形状误差等，都会反映到被加工的轮齿上，产生齿形和基节误差。经分析归纳出影响运动平稳性的齿轮误差有：一齿内径向和切向误差、齿形轮廓误差、齿距误差、基节误差等。它们均以一齿为周期变化，称为短周期误差。9.2.3影响载荷分布均匀性的误差实现载荷分布均匀的理论条件是：在齿轮啮合过程中，从齿顶到齿根沿全齿宽呈线性接触。造成不能完全线性接触的主要影响因素是：齿形轮廓误差（沿齿高）和齿向误差（沿齿长）。误差来源于以下几方面。（1）滚齿机刀架导轨相对工作台轴线不平行。

7、（2）齿轮坯定位端面与其定位孔基准轴线不垂直。（3）刀具制造误差、滚刀轴向窜动及径向跳动等。经分析归纳出影响载荷分布均匀性的齿轮误差有齿廓偏差和螺旋线偏差等。9.2.4影响齿轮副侧隙合理性的误差齿轮副侧隙是装配后形成的，是由中心距和齿厚综合影响的结果。标准规定基中心距制，即在固定中心距极限偏差的情况下，通过改变齿厚大小获得合理侧隙。另外，当齿厚减薄后，公法线实际长度较理论值变短，因此公法线长度变动也可以反映侧隙大小。影响