第七章圆柱齿轮公差与检测 齿轮结合精度设计
第七章 圆柱齿轮公差与检测 齿轮结合精度设计
基本要求 ·了解渐开线圆柱齿轮传动的精度要求。 了解齿轮误差产生的原因及误差特性 了解圆柱齿轮传动精度的评定指标 ·掌握渐开线圆柱齿轮传动精度的设让的基 本方法
基本要求 • 了解渐开线圆柱齿轮传动的精度要求。 • 了解齿轮误差产生的原因及误差特性。 • 了解圆柱齿轮传动精度的评定指标。 • 掌握渐开线圆柱齿轮传动精度的设计的基 本方法
渐开线圆柱齿轮传动精度要求 运动精度: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△ 运动平稳性精度: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igo 接触精度: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
渐开线圆柱齿轮传动精度要求 • 运动精度：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△i∑ 。 • 运动平稳性精度：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 。 • 接触精度：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
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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 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髙,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 HOME
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。 HOME
渐开线圆柱齿轮的制造误差 影响上述4项要求的误差因素,主要包括齿轮的加工误 差和齿轮副的安装误差。 为了便于分析齿轮的各种制造误差对齿轮传动质量的 影响,按误差相对于齿轮的方向特征,可分为径向误 差、切向误差和轴向误差; 齿轮为圆周分度零件,其误差具有周期性,按误差在 齿轮一转中是否多次出现,即在齿轮一转中出现的周 期或频率,可分为以齿轮一转为周期的长周期误差, 或低频误差,它主要影响传递运动的准确性;以齿轮 齿为周期短周期误差,或高频误差,它主要影响工 作平稳性
渐开线圆柱齿轮的制造误差 • 影响上述4项要求的误差因素，主要包括齿轮的加工误 差和齿轮副的安装误差。 • 为了便于分析齿轮的各种制造误差对齿轮传动质量的 影响，按误差相对于齿轮的方向特征，可分为径向误 差、切向误差和轴向误差； • 齿轮为圆周分度零件，其误差具有周期性，按误差在 齿轮一转中是否多次出现，即在齿轮一转中出现的周 期或频率，可分为以齿轮一转为周期的长周期误差， 或低频误差，它主要影响传递运动的准确性；以齿轮 一齿为周期短周期误差，或高频误差，它主要影响工 作平稳性
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OO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O1O的距离不断变化(最大变化量为2e) 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
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
与孔同心圆 滚刀 齿坯 齿
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 时尽管螺杄匀速旋转,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 (+△o)和(o-△o)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
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
滚刀 e 么 齿轮坯 蜗杆 分度蜗轮