公差配合与技术测量 教学课件 作者 于慧 冯邦军 主编第九章 圆柱齿轮公差与检测.ppt

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1、第九章圆柱齿轮公差与检测第一节齿轮的使用要求及加工误差分类第二节单个齿轮精度的评定指标及其检测第三节齿轮副精度的评定指标及其检测第四节渐开线圆柱齿轮精度设计及应用第一节齿轮的使用要求及加工误差分类齿轮机构是机械中应用极为广泛的传动形式。采用齿轮机构的机械，其工作性能、承载能力、使用寿命及工作精度等都与齿轮的制造精度、齿轮副的安装精度有密切的联系。一、机械对齿轮传动的基本使用要求传动准确要求限制在齿轮一转范围内的最大转角误差，从而控制齿轮副的速比变化，以保证从动件与主动件协调一致、传递运动准确。传动平稳要求齿轮传动时，在一齿范围内

2、瞬时传动比（瞬时转角）变化尽量小，以保证传动平稳，降低冲击、振动和减小噪声。承载均匀齿轮传动时，轮齿的工作齿面沿齿高和齿宽方向上应有足够大的接触区域。合理侧隙齿轮传动时，齿轮副的非工作面间有一定的间隙，用以贮存润滑油减小齿面摩擦，并补偿齿轮受热膨胀及受力后的弹性变形等。但过大的侧隙也是引起空回及冲击的不利因素。二、影响齿轮制造精度的误差1、齿轮制造误差的来源以在滚齿机上滚切齿轮为例，产生齿轮加工误差的主要因素有：几何偏心齿坯的实际回转中心与滚齿机工作台回转中心不重合。运动偏心因滚齿机分齿传动链误差，齿坯相对于滚刀的转速不均匀，滚

3、刀和被切齿轮的相对运动发生变化。机床传动链周期误差传动链中分度机构各元件误差，尤其是传递分度蜗轮运动的分度蜗杆的径向跳动和轴向跳动的影响。滚刀的制造误差与安装误差滚刀本身的齿距、齿形等制造误差会在滚齿过程中被复映到被加工齿轮的每一齿上，刀具安装位置偏差使加工的齿轮上各轮齿的形状和位置相对于旋转中心产生误差。2、齿轮制造误差分类按误差出现的周期（或频率）分长周期（低频）误差短周期（高频）误差按误差产生的方向分径向误差切向误差轴向误差按对齿轮传动使用要求分影响传递运动准确性的误差影响传动平稳性的误差影响载荷分布均匀性的误差影响侧隙的

4、误差Return第二节单个齿轮精度的评定指标及其检测一、轮齿同侧齿面偏差1、齿距偏差GB/T10095.1-2008中齿距偏差包括单个齿距偏差fpt、k个齿距累积偏差Fpk和齿距累积总偏差Fp三项。常用齿距仪、万能测齿仪、光学分度头等仪器进行测量。测量方法可分为绝对测量和相对测量，中等模数的齿轮多采用相对测量。图样上设计的齿轮都是理想的齿轮，由于齿轮的齿廓形状比较复杂，参数较多，加工也很困难，加工好的齿轮相对于理想齿轮的齿形和几何参数都存在误差。单个齿距偏差fpt在端平面上接近齿高中部的一个与齿轮轴线同心的圆上，实际齿距与理论

5、齿距的代数差，称为单个齿距偏差fpt。单个齿距偏差fpt可按下式计算：式中d——齿轮分度圆直径；m——法向模数当齿轮存在齿距偏差时，会造成一对齿退出啮合而另一对齿进入啮合时，主动齿与被动齿发生冲撞，影响齿轮传动的平稳性精度。齿距累积偏差Fpk任意k个齿距实际弧长与理论弧长的代数差，称为齿距累积偏差，理论上它等于这k个齿距的各单个齿距偏差的代数和。齿距累积偏差过大，对于高速齿轮工作时，将产生振动和噪声，影响平稳性精度。齿距累积偏差Fpk可按下式计算：齿距累积总偏差Fp齿轮同侧齿面任意弧段（k=1到k=z）内的最大齿距累积偏差，称为

6、齿距累积总偏差Fp。它表现为齿距累积偏差曲线的总幅值。齿距累积总偏差Fp可按下式计算：齿距累积总偏差可反映齿轮一转过程中传动比的变化，因此影响齿轮的运动精度。2、齿廓偏差齿廓总偏差Fa在计值范围内，包容实际齿廓迹线的两条设计齿廓迹线间的距离，称为齿廓总偏差Fa。实际齿廓偏离设计齿廓的量，称为齿廓偏差，该量在齿轮端平面内且垂直与渐开线齿廓的方向计值。在GB/T10095.1-2008中，规定有齿廓总偏差Fa，齿廓形状偏差ffa和齿廓倾斜偏差fHa。齿廓总偏差Fa可按下式计算：齿廓总偏差主要影响齿轮平稳性精度。粗实线代表实际齿廓迹线

7、，点划线代表设计齿廓迹线。图中设计齿廓为未修形的渐开线，实际齿廓在减薄区偏向体内。图中设计齿廓为修形的渐开线；实际齿廓在减薄区偏向体内。图中设计齿廓为修形的渐开线；实际齿廓在减薄区偏向体外。齿廓形状偏差ffa齿廓形状偏差ffa是指在计值范围内，包容实际齿廓迹线的，与平均齿廓迹线完全相同的两条迹线间的距离，且两条曲线与平均齿廓迹线的距离为常数。齿廓形状偏差ffa的计算公式为：齿廓倾斜偏差fHa在计值范围内，两端与平均齿廓迹线相交的两条设计齿廓迹线间的距离，称为齿廓倾斜偏差fHa。齿廓倾斜偏差fHa的计算公式为：3、螺旋线偏差螺旋线

8、总偏差Fβ在计值范围内（在齿宽上从轮齿两端处各扣除倒角或修圆部分），包容实际螺旋线迹线的两条设计螺旋线迹线间的距离，称为螺旋线总偏差Fβ。对于螺旋齿向的轮齿，在端面基圆切线方向上测得的实际螺旋线偏离设计螺旋线的量，叫做螺旋线偏差。GB/T10095.1-2008