漸開線圓柱齒輪傳動的精度設(shè)計
<p>漸開線圓柱齒輪傳動的精度設(shè)計,一 齒輪傳動的使用要求,1. 傳遞運動的準(zhǔn)確性,2. 傳動的平穩(wěn)性,3. 載荷分布的均勻性,4. 傳動側(cè)隙,1. 齒輪傳遞運動的準(zhǔn)確性（運動精度）要求齒輪在一轉(zhuǎn)范圍內(nèi)傳動比要恒定。即最大轉(zhuǎn)角誤差限制在一定范圍內(nèi)，以保證傳遞運動準(zhǔn)確。這要求齒輪在一轉(zhuǎn)范圍內(nèi)傳動比變化盡量小，以保證主、從動齒輪的運動協(xié)調(diào)。在齒輪轉(zhuǎn)動一周過程中，它的轉(zhuǎn)角誤差的最大值（絕對值）不得超過一定的限度。齒輪轉(zhuǎn)角誤差曲線形狀的變化一般呈正弦變化規(guī)律，即齒輪一轉(zhuǎn)中最大的轉(zhuǎn)角誤差只出現(xiàn)一次，且出現(xiàn)轉(zhuǎn)角誤差正、負(fù)極值的兩個輪齒相隔約180度。,2.齒輪傳動平穩(wěn)性（工作平穩(wěn)性）傳遞運動的平穩(wěn)性（工作平穩(wěn)性）：要求齒輪一齒距或瞬時內(nèi)傳動比的變化限制在一定范圍內(nèi)，以減少齒輪傳動中的沖擊、振動和噪聲。齒輪傳遞運動的平穩(wěn)性是指要求齒輪在回轉(zhuǎn)過程中瞬時傳動比變化盡量小，也就是要求齒輪在一個較小角度范圍內(nèi)（如一個齒距角范圍內(nèi)）轉(zhuǎn)角誤差的變化不得超過一定限度。齒輪回轉(zhuǎn)過程中，特別是高速傳動的齒輪，瞬時傳動比頻繁變化，產(chǎn)生撞擊、振動和噪聲，因而影響其傳動平穩(wěn)性。引起傳遞運動不準(zhǔn)確的傳動比最大變化量以齒輪一轉(zhuǎn)為周期，且波幅大；而瞬時傳動比的變化是由齒輪每個齒距角范圍內(nèi)的單齒誤差引起的，在齒輪一轉(zhuǎn)內(nèi)單齒誤差頻繁出現(xiàn)，且波幅小，影響齒輪傳動平穩(wěn)性。一般情況下，兩者同時存在。,3.齒輪載荷分布的均勻性（接觸精度）： 。齒輪載荷分布的均勻性要求齒輪嚙合時，工作齒面接觸良好，載荷分布均勻，避免載荷集中于局部齒面造成齒面磨損或折斷，以保證齒輪傳動有較大的承載能力和較長的使用壽命。,4. 側(cè)隙側(cè)隙即齒側(cè)間隙，是指兩個相互嚙合齒輪工作齒面接觸時，相鄰兩個非工作齒面之間形成的間隙。側(cè)隙是在齒輪、軸、軸承、箱體和其他零部件裝配成減速器、變速箱或其他傳動裝置后自然形成的。 齒輪副有適當(dāng)間隙，用來儲存潤滑油、補(bǔ)償熱變形和彈性變形，防止齒輪在工作中發(fā)生齒面燒蝕或卡死，以保證齒輪副正常工作。,小 結(jié),前三項使用要求是對齒輪的精度要求。 不同用途、不同工作條件的齒輪其側(cè)重點也應(yīng)有所不同。側(cè)隙是獨立與前三項精度要求外的另一類要求。重載、高速齒輪傳動，由于受力、受熱變形大，側(cè)隙應(yīng)大些，以補(bǔ)償大的變形和保證潤滑通暢。經(jīng)常正轉(zhuǎn)、逆轉(zhuǎn)的齒輪，為減少回程誤差，側(cè)隙應(yīng)小些。,齒輪傳動的使用要求舉例,對于分度機(jī)構(gòu)，儀器儀表中讀數(shù)機(jī)構(gòu)的齒輪，齒輪一轉(zhuǎn)中的轉(zhuǎn)角誤差不超過12，甚至是幾秒，此時，傳遞運動準(zhǔn)確性是主要的；機(jī)床，汽車變速箱，要求傳動平穩(wěn)性和載荷分布均勻性，降低振動和噪音，保證承載能力。對于軋鋼機(jī)、起重機(jī)、運輸機(jī)、透平機(jī)等低速重載機(jī)械，傳遞動力大，但圓周速度不高，主要考慮載荷分布均勻性，保證承載能力。對于高速、大功率傳動裝置中用的齒輪，如汽輪機(jī)減速器上的齒輪，圓周速度高，傳遞功率大，其運動精度、工作平穩(wěn)性精度及接觸精度要求都很高，特別是瞬時傳動比的變化要求小，以減少振動和噪聲。,二 漸開線圓柱齒輪偏差,單個齒輪偏差,徑向偏差,徑向跳動,.單個齒輪偏差包括,1. 齒距偏差 單個齒距偏差（fpt） ； 齒距累積偏差（Fpk）； 齒距累積總偏差（Fp）； 基圓齒距偏差*（fpb）?；鶊A齒距偏差與單個齒距偏差之間有如下關(guān)系：齒距偏差反映了一個齒距和一轉(zhuǎn)內(nèi)任意個齒距的最大變化，它直接反映齒輪的轉(zhuǎn)角誤差，是幾何偏心和運動偏心的綜合結(jié)果。,.單個齒輪偏差包括,2. 齒廓偏差齒廓總偏差（F）； 齒廓形狀偏差（ff）； 齒廓傾斜偏差（fH）。 3.切向綜合偏差 一齒切向綜合偏差（f´i）； 切向綜合總偏差（F´i）；4.螺旋線偏差 螺旋線總偏差（F） 螺旋線形狀偏差（ff） 螺旋線傾斜偏差（fH）,徑向偏差與徑向跳動,. 徑向偏差徑向綜合總偏差（F''i ） 一齒徑向綜合偏差（f ''i） . 徑向跳動（Fr）,3 .漸開線圓柱齒輪精度標(biāo)準(zhǔn),1輪齒同側(cè)齒面偏差規(guī)定了0、112共13個精度等級，其中0級最高，13級最低。標(biāo)準(zhǔn)適用范圍為：分度圓直徑為510000mm，法向模數(shù)為0.570mm，齒寬為41000mm的漸開線圓柱齒輪。2徑向綜合偏差規(guī)定了4、512共9個精度等級，其中4級最高，12級最低。標(biāo)準(zhǔn)適用范圍為：分度圓直徑為51000mm，法向模數(shù)為0.210mm的漸開線圓柱齒輪。3徑向跳動 GB/ T10095.22001在附錄B中推薦了0、112共13個精度等級，其中0級最高，13級最低。適用于分度圓直徑為510000mm，法向模數(shù)為0.570mm，齒寬為41000mm的漸開線圓柱齒輪。,齒輪精度等級的確定,設(shè)計時，徑向綜合偏差和徑向跳動不一定與GB/T 10095.1中的要素偏差（如齒距、齒廓、螺旋線等）選用相同的等級。當(dāng)文件需敘述齒輪精度要求時，應(yīng)注明GB/T 10095.1或GB/T 10095.2。,可以用計算法或經(jīng)驗法(表格法)確定齒輪的精度等級。,齒輪精度等級的選擇,02級要求非常高，有待發(fā)展35級為高精度69級為中等精度1012級為低進(jìn)度,齒輪精度等級的選擇,最小法向側(cè)隙和齒厚極限偏差的確定,(1)經(jīng)驗法 參考國內(nèi)外同類產(chǎn)品中齒輪副的側(cè)隙值來確定最小側(cè)隙,(2)計算法 根據(jù)齒輪副的工作條件，如工作速度、溫度、負(fù)載、潤滑等條件來設(shè)計計算齒輪副最小側(cè)隙j bnmin側(cè)隙。jbnmin1=1000a(1 t1 -2 t2 )2sinn溫度需要， jbnmin2: 潤滑需要。jbnmin= jbnmin1+ jbnmin2 實際應(yīng)用時用下面的公式（出處）機(jī)械設(shè)計手冊第3卷 14-120,注意：a必須是一個絕對值。,齒厚偏差與基中心距制 (H)。,齒輪傳動同孔、軸配合一樣，也有基準(zhǔn)制問題，即基齒厚制(h) 和基中心距制 (H)。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定采用后者，即改變齒厚達(dá)到所需側(cè)隙。 齒厚上偏差取決于分度圓直徑和允許差，其選擇與齒輪精度無關(guān)。齒厚上偏差Esns與實際法向最小側(cè)隙Jbn的關(guān)系是Jbn=|（ Esns1+Esns2 ）|cosn計算齒厚下偏Esni Esni = Esns+Tsn Tsn = Tstcos Esns的計算, Esni 的計算,br 為切齒徑向進(jìn)刀公差（表10.7）。,齒輪副中心距極限偏差和軸線平行度公差,齒輪副中心距極限偏差fa fa fa,軸線平行度公差,公法線長度極限偏差的確定,軸線平行度偏差允許值為：, 軸線平面上的平行度最大推薦值 見式（10.10）, 垂直平面上的平行度最大推薦值 見式（10.11）,式中 b 齒寬，L 箱體上的軸承跨距， F 螺旋線總公差。,標(biāo)注示例,例：7 GB/T10095.1 表示齒輪的精度分別同為7級如果三個公差組的精度等級相同，則只需標(biāo)注的一個數(shù)字：例：7 F1009588表示齒輪的精度同為7級，齒厚上、下偏差代號分別為F、L。 例：（ ）1009588表示齒輪的精度同為4級，齒厚上、下偏差值分別為-.330mm、-0.495mm。8（Fp、Fpt、Fa）7（FB） GB/T10095.1 或 8 8 7 GB/T10095.2001,-0.330,-0.495,國標(biāo)規(guī)定了14種齒厚極限偏差的數(shù)值，并用14個大寫的英文字母表示。分別是C、D、E、F、G、H、J、K、L、M、N、P、R、S級，C級間隙最大，S級間隙最小。共14級。每一種代號代表的齒厚極限偏差的數(shù)值均是齒距極限偏差（fpt）的倍數(shù)。,齒厚偏差等級,齒坯精度,(1) 孔和頂圓； (2) 徑向Sr基準(zhǔn)面； （3）軸向Si基準(zhǔn)面。,圖10.13 帶孔齒輪的齒坯公差,齒輪軸的齒坯精度,(1) 軸頸和頂圓； (2) 徑向Sr基準(zhǔn)面（3）軸向Si基準(zhǔn)面。,齒坯技術(shù)要求,1.內(nèi)孔尺寸偏差2.齒頂圓直徑偏差±Tda/2=±0.05mn3.基準(zhǔn)面的形位公差4.內(nèi)孔圓柱度公差5.小齒輪端面圓跳動公差6.大齒輪端面、徑向圓跳動公差7.齒坯表面粗糙度：齒面、內(nèi)孔、端面、頂圓，其余。,小齒輪工作圖及標(biāo)注,表4-13,表4-13,表7-7,表7-7,0.3Fp,公差組的檢驗組及其選擇,按照表確定每一公差組的誤差檢驗組時，應(yīng)綜合考慮檢測的目的、齒輪的精度等級、生產(chǎn)規(guī)模及現(xiàn)有測量器具等因素。,齒輪公差組的檢驗組* 選擇時應(yīng)考慮到齒輪的精度等級、尺寸大小和生產(chǎn) 批量,并且盡量用同一儀器測量較多的評定指標(biāo)。,*,</p>
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