普通精度圆柱齿轮渐开线误差检测装置设计

摘要

我国机械工业迅速发展的今天，每年所生产的齿轮数以千万计，而加工时由于机床，刀具及工件系统的影响，被切齿轮的齿形会产生一定的误差。这个误差如果不能控制在一定范围内，将会影响齿轮传动的平稳性，并引起噪音和振动。因此对齿形误差进行测量是评定齿轮质量的一个重要方面。同时还能从中分析出生产误差的原因，并研究出提高质量的措施。

随着科学技术和制造业的发展，许多机器和设备所需的动力速度愈来愈大，因而对齿轮的精度要求也将越来越高。一些老式的齿轮测量仪已经跟不上时代的步伐，但在其基础上，通过某些方面的改进，可使之重新焕发青春，以免过早淘汰。

关键词：定位装置，直线基准，齿形误差

Abstract

The rapid development of the China machinery industry today, every year by the production of gear hundreds of millions, and processing because the machine tool, cutting tool and workpiece system influence gnashing of teeth shape wheel will produce some errors. This error if can't control within a certain range, will influence the stability of gear transmission, and causes the noise and vibration. So the gear-shape error is to assess the quality of the gear measurement is an important aspect. At the same time also can we analyzed the cause of the error of the production, and improve the quality of the measures. Along with the science and technology and the development of the manufacturing industry in, many machines and equipment required power is becoming more speed, and the accuracy of gear also will more and more high. Some old gear measuring instrument has couldn't keep up with The Times .

Key words:

目录

摘要

Abstract

第1章绪论

1.1 普通精度圆柱齿轮渐开线误差检测装置国内外发展概况

1.1.1 国外发展概况

1.1.2 国内发展概况

1.2 齿轮传动的基本要求

1.3 齿轮传动的公差标准

第2章圆柱齿轮渐开线误差检测装置结构设计与计算

2.1

结论 (44)

致谢 (45)

参考文献 (46)

1.1 普通精度圆柱齿轮渐开线误差检测装置国内外发展概

况

1.2.1 国外发展概况

1923年，德国Zeiss公司在世界首次研制成功一种称为“Tooth Surface Tester”的仪器，它实际上是机械展成式万能渐开线检查仪[1]。在此基础上经过改进，Zeiss公司于1925年推出了实用性仪器，并投入市场。50年代初，机械展成式万能螺旋线检测仪的出现[2]，标志着全面控制齿轮质量成为现实。1965年英国研制出光栅式单啮仪[3]。1970年，以黄潼年为主的中国工程师研发的齿轮整体误差测量技术，标志着运动几何法测量齿轮开始[4]。1970年，美国Fellows公司在芝加哥博览会展出Microlog 50，标志着数控齿轮测量中心的开始[5]。80年代末，日本大阪精机推出基于光学全息原理的非接触齿面分析机FS—35，标志着齿轮非接触测量法的开始[6]。

齿轮测量技术的演变，整体上考察过去一个世纪里齿轮测量技术的发展，主要表现在三个方面[7]：

1）在测量原理方面，实现了由“比较测量”到“啮合运动测量”，直至“模型化测量”的发展。

2）在实现测量原理的技术手段上，历经了“以机械为主”到“机电结合”，直至当今的“光—机—电”与“信息技术”综合集成的演变。

3）在测量结果的表述与利用方面，经历了从“指示表加肉眼读取”，到“记录器记录加人工研判”，直至“计算机自动分析并将测量结果反馈到制造系统”的飞跃。

机械展成式测量技术，20世纪70年代以前，齿轮测量原理主要以比较测量为主，其实质是相对测量。具体方式有两种：一是将被测齿轮与一标准齿轮进行实物比较，从而得到各项误差；二是展成测量法，就是将仪器的运动机构形成的标准特征线与被测齿轮的实际特征线作比较，来确定相应误差；而精确的展成运动是借助一些精密机构来实现的[8]。齿轮整体误差测量技术，1970年是齿轮测量技术的转折点。齿轮整体误差测量技术和齿轮测量机（中心）的出现解决了齿轮测量领域的一个难题，即在一台仪器上快速获取齿轮的全部误差信息[9]。

1.2.2 国内发展概况

1970年，我国在齿轮测量技术方面取得突破，发明了基于“跳牙”蜗杆的齿轮整体误差测量原理。经过30多年的完善与推广[10]，这种起源于渐开线圆柱齿轮测量的方法已成为传动元件的运动几何测量法[11]。采用的标准元件也从蜗杆扩展到齿轮、齿条等。通过对传统齿形误差测量方法误差来源多、测头安装调整误差大等缺点进行分析 ,提出一种在 19JC 万能工具显微镜上利用成像法实现渐开线圆柱直齿轮齿形误差测量的新方法[12]。积极采用齿轮国际标准 ,采用先进的加工工艺 ,如精滚工艺、修磨齿形及改变刀具材料实现硬齿面剃齿等 ,使齿轮制造质量批量、稳定地达到标准要求 ,是我国重要的技术经济政策[13]。齿轮的制造质量对提高机械传动系统的精度、寿命和降低噪声十分重要。这里提出了采用虚拟仪器技术、计算机技术等与传统齿轮检测仪相结合而构建的一种先进的齿轮误差检测系统,集先进的软硬件技术、现代信号处理技术于一体,实现了误差检测的自动化、可视化、智能化,提高了检测的精度和可靠性[14] 。随着我国汽车摩托车制造业的迅速发展 ,汽摩齿轮制造业也得到了空前快速的发展 。尽快成为汽摩齿轮的全球制造与供应基地 , 是我国齿轮制造业的总体发展战略 , 并已经成为我国众多齿轮制造商的共识[15]。

2.1 齿轮传动的基本要求

瞬时传动比基本不变，否则传动将不平稳，不准确齿轮传动中反映瞬时传动比变化的因素很多，如周节、基节、公法线变动，齿形等。齿轮传动装置由齿轮副、轴、轴承及机座组成，其运动质量与互换性主要取决于齿轮的加工和安装精度，同于齿轮广泛地用于传递运动和动力。因此，各种机器和仪器的工作性能，与齿轮传动的质量密切相关，对于齿轮传动，主要由以下四个方面的要求：

一、传递运动的准确性

在齿轮副中，从动轮齿数Z2和主动齿轮齿数Z1的比值叫传动比，即1

Z 2Z i 。传动比是根据传动的需要设计的，对于精密机械传动应保持瞬时传动比基本不变，否则传动将不平稳，不准确。齿轮传动中反映瞬时传动比变化的因素很多，如周节、基节、公法线变动，齿形等

二、传动平稳性

用于准确传递运动和分度的齿轮，如传动不平稳，也无法保证准确和传递运动和分度。对于告诉旋转的动力齿轮，它对工作平稳性无更高的要求，希望噪音小，冲击和振动小，这样不仅可保证工作精度，而且还可以延长寿命。由于加工误差使得齿轮传动不可避免地生产瞬时传动比的变化。转速时快时慢，从而产生噪音，冲击和振动，因此要对它加以限制，即要求齿轮在每一转中多次重复出现的转角误差（高频误差）要小。

2.2 齿轮传动的公差标准

为了保证齿轮的传动质量和互换性，要用齿轮传动公差标准来对齿轮的加工精度提各种不同的要求。

GB10095-88…《渐开线圆柱齿轮精度》对圆柱齿轮规定了几个精度等级，其中一级最高，以后各级依次降低。对于3~12级精度大致分为三类：3~5级为高精度级6~8级为中等精度级9~12级为低等精度级。

2.2.1 渐开线圆柱齿轮误差分析

（一）传递运动准确性的误差

（二）影响传动平稳性的误差

齿轮传动是通过齿轮副的啮合来进行的，所以要使齿轮传动平稳，必须保证齿轮正确连续啮合的条件，所谓连续啮合是指前一对齿托离接触前，后面一对齿进入啮合，否则如不正确啮合，传动将不平稳而产生误差。 由前面渐开线齿轮啮合原理和条件可知，保证齿轮副瞬时传动比不变和正确啮合原理和条件可知，保证齿轮渐开线齿形一致过程中多次反复的转角误差，是影响平稳性的基本参数。从每个轮齿的啮合过程也可看出，基节偏差将产生撞击或顶刃啮合，而轮齿正常进入到脱离之前传动是否平稳，则主要取决于齿形误差。

周节偏差是反映传动平稳性的另一指标，周节t ρ与基节b ρ有如下几何关系：αρρcos t b =式中分度周压力角α为?20

上式微分后的近似有：ααα△△△sin p -cos f f t pt pt =

由上式可以看出，如果周节存在误差则必将影响基节偏差，从而影响齿轮的传动平稳性，但当齿形角的误码差存在时，控制周节偏差并不等同与控制基节偏差。

2.2.2 误差来源

齿形误差主要来源于齿轮加工机床的周节误差，刀具误差以及加工中的振动。机床周期误差主要是分度蜗杆本身的制造和安装误差引起的。有误差的蜗杆在分度蜗轮的啮合传动中，将使蜗轮的转动呈现以蜗杆没转一转为周期的周期性不均匀，其不均匀性取决于蜗杆的头数。一般机床分度蜗杆多采用单头所以这种误码差在被加工齿轮每转中的频率就是分度蜗轮的齿数，它使渐开线齿形上产生波度误差。

刀具的制造和安装误差（径向跳动和轴向窜动）经常是齿形差的主要来源。就滚齿来说。几乎滚刀上所有误差参数都有影响被加工齿轮的齿形误差。生产实践表明，齿数少的小齿轮，刀具误差对齿形误差的影响尤为突出。但对齿数较多的大齿轮，则机床误差的影响往往占主导地位。

加工的振动也将引起齿形误差。特别是对高精度齿轮的加工不可忽视。

由于以上三者的影响。会使切出的轮齿形状发生误差即实际得到的渐开线齿形如图2.1中的黑线所示（而其中的△是齿顶倒角部分）所谓渐开线齿形误差就是指在齿轮的端截面上，齿形的工作部分（h）范围内（齿顶倒棱部分除外），包容实际齿形距离为最小的两条设计齿形（B、C）间的法向距离。设计齿形可以是修正的理论渐开线包括修缘齿形，突齿形等。工作齿形不是正确的渐开线时，则其啮合点的运动理论上已不符合齿轮基本定律，即这时的瞬时传动比将发生变化，所以齿形误差会影响传动的工作平稳性。

图2.1 齿形误差分析图

3.1 渐开线定义及特点

渐开线是一条直线（发生线)沿着一个定圆（基圆）作无滑动的纯滚动， 动直线上任一点的平面运动轨迹曲线。也可以这样来看，以一线绳绕在圆周上，绳的一端拴一支铅笔，将绳拉紧并逐渐展开，则铅笔在纸上画出来的曲线就是渐开线。绕绳的这个圆叫作基圆，圆的半径以b γ表示：展开的直线为发生线，如n k ，它也是渐开线在k 点的曲率半径，其长度为k ρ，对应的展开角为k φ。

图3.1 渐开线形成原理图

从渐开线的开成原理可知，渐开线有以下特点：

1) 发生线n k （在渐开线上的任一点）恒垂直于渐开线，且与基圆相切，切

点N 就是发生线运动的瞬时中心，n k 的长度等于作用角k φ在某基圆上所对应的弧长n α，即

k b n n k k ?γαρ===

而k b k tg αγρ=

图中向径ok yu on 的夹角k α称为渐开线上k 点的压力角，意思是当齿廓在k 点与另一齿廓啮合时，该点运动方向（线速度）之间的夹角，由图中的关系可知：

k

b k R ok on cos γα== 上式说明压力角随向径k R 的增大而增大，在基圆上压力角等于零。k α不可能大于?90，因为那样k R 将为无穷大。一般渐开线齿轮最大压力角在齿顶。

2) 对应于渐开线起点a 至任一点k 的圆心角k θ称为渐开角，用压力角k α的

函数来表示，即称渐开线函数，记为k k k k -in α?θα==v

因为 k b

k b n k tg αγργα?=== 所以 k k k -tg inv ααα=

3) 渐开线除可用向径k R 及渐开线角k θ以极坐标方程式表示外，还可用直

角坐标方程来表示，如图3.2所示：

设坐标原点为基圆圆心，则任一点k 的坐标X 、Y 分别为：

）

（k k k b sin cos r x ???+= ）

（k k k b cos -sin r y ???= 为简便计算计算，将式中函数按麦克劳林级数展开，并取近似值，即：

！3-

sin 3k k k ???= ！

2-1cos 2k k ??= 则上式代入直角坐标方程式，则：

图3.2 渐开线直角坐标

）（3

-1r 21r x 2k 2k b b ??+= 3k b r 3

1y ?= 4) 当向径k R 由渐开线的起始点a 回转过一个渐开线角k θ时，对应渐开线

长度S 可用下式计算；

2b b k

k 2

12S ?γ?ρ== 5) 渐开线的所有点都在基圆以外，基圆相同，则渐开线相同，基圆越大，渐开线越水平，当基圆半径∞→b r 时，渐开线就变成垂直于发生线的直线，即为齿条齿廓。

3.2 渐开线理论在齿检仪上的应用

通过对以上渐开线理论的学习，可以得到如下结论：描述渐开线可用三种方法；

1．渐开线生成原理

2．以极坐标方式

3．以直角坐标方式

根据这三种方法选出了各种各样的渐开线齿形检查仪，根据方法1查出

的仪器用于比较测量，有机械范成和电子范成两类。根据方法2的仪器用于绝对测量，它是通过齿形上坐标点的位置与理论公式或数学模型进行比较。

定位装置

在测量过程中，为了正确地感受被测信号，应把被测对象的被测尺寸线与仪器测量线的相应位置确定下来，因此必须定位。实现这种功能的装置叫地位装置或定位件。

原来的单盘式渐开线检查仪采用的是圆锥定位装置，应该说其定位精度是很高的，但是其结构限制了仪器的使用范围，即仪器只能测量带孔的一般齿轮面对带轴的齿轮无能为力，为了扩大仪器的使用范围，增强仪器的通用性，决定对定位装置进行改进，采用顶尖定位装置，这样就解决了仪器的通用性问题。

对于以轴心线作为测量基面的工作，不论是本身自带轴的，还是配上心轴的，常常以轴或心轴的顶尖孔在顶尖间定位，顶尖定位简单方便，定位精度高。

顶尖根据安放形式不同，分为卧室和立式两种，若按形状不同可分为直炳顶尖和锥柄顶尖，如果按顶尖尖部呈内锥面或外锥面的不同，又可分为内顶尖或外顶尖，此外，按顶尖在工作中是否与被测件一起转动，分活顶尖和死顶尖。

a.安放形式选择：考虑到原来的单盘式渐开线检查仪采用圆锥定位方式，在仪器工

作过程中，齿轮安放形式为立式，为了避免过多的改动，仍采用立式的安装形式，故采用用立式顶尖。

b.内顶尖或外顶尖：考虑到改装的方便性使之技术上可行，经济上合理，应作尽小

改动，故宜采用外顶尖。

c.活顶尖或死顶尖：由于活顶尖可以减少顶尖与工件之间的摩擦，使顶尖经久、耐

用，更易保证精度，故宜采用活顶尖。

另外，由于该顶尖用于测量齿形，属于大批量测量类型，故宜使其上顶尖上下活动方便，故宜采用弹簧顶尖。

定位装置示意图

齿轮几何精度设计

研究性训练载体1-2：车床传主轴箱齿轮的几何精度设计 机电0904 09221117 张忠文1．问题提出： 零件的几何精度直接影响零件的使用性能，而零件的配合表面和非配合表面的精度要求高低各不相同；即便是配合表面，其工作性质不同，提出进度要求及公差项目也不相同，针对车床主轴箱齿轮进行几何精度设计。 2．专题研究的目的： （1）理解零件几何精度对其使用性能的影响； （2）根据零件不同表面的工作性质及要求提出相应的公差要求； （3）掌握正确的零件公差标注方法； （4）掌握零件的几何精度设计方法； 3．研究内容： 完成图1所示齿轮零件的几何精度设计。 （1）对零件各表面主要部分的技术要求进行分析研究； ①作为定位的基准内孔Φ40H7表面其粗糙度精度比基准端面的要求高，基 准端面的粗糙度较粗，为5um。但它对基准孔的端面圆跳动0.018um，比一般精度的齿轮要求高，因此在齿坯加工中，尚需留一定的余量进行精加工。 ②精加工孔和端面采用磨削的的加工方法。先以齿轮分度圆和端面作为定位 基准磨孔，再以孔位定位基准磨削面，控制端面圆跳动的要求，以确保齿形精加工用的精基准的精确度。 ③该例齿轮精度要求较高，工序安排滚齿后应留有一定磨齿的加工余量。（2）根据零件不同表面的工作性质及要求，提出相应的公差项目及公差值；包括齿轮的尺寸精度设计、形状精度设计、位置精度设计及表面粗糙度。 ①齿轮的工作面为齿面，齿轮在传动过程中，接触的两齿面会产生一定相 互滑动。发生滑动摩擦，导致齿面发生磨损。磨损严重时，会加大齿侧间隙而引起传动不平稳和冲击。为保证齿轮传动的平稳性，并且减小摩擦等要求，应采用较高的表面粗糙度，此处选择2.5um； ②齿轮Φ40H7内孔表面与传动轴为过盈配合，并且其内孔表面为摩擦表面，

圆柱齿轮传动精度设计知识大全

外啮合圆柱齿轮所有计算公式大全、检验方法、各精度差数表格汇总 注：角标n为法面，t为端面；1为小齿轮，2为大齿轮。 齿轮标准模数（mm） 渐开线圆柱齿轮的基本齿廓mm （GB1356—88） 注：1. 本标准适用于模数m≥1mm，齿形角α=20°的渐开线圆柱齿轮。 2. 允许齿顶修缘。 中心距系列（推荐使用）mm 动力齿轮传动的最大圆周速度m/s

5级以上≥15 ≥30 ≥12 ≥20 6级＜15 ＜30 ＜12 ＜20 7级＜10 ＜15 ＜8 ＜10 8级＜6 ＜10 ＜4 ＜7 9级＜2 ＜4 ＜1.5 ＜3 齿轮常用材料及其力学性能图例 45 正火 ≤100 ≤50 588 294 169～217 40～50 101～300 51～150 569 284 162～217 调质 ≤100 ≤50 647 373 229～286 101～300 51～150 628 343 217～255 42SiMn 调质 ≤100 ≤50 784 510 229～286 45～55 101～200 51～100 735 461 217～269 201～300 101～150 686 441 217～255 40MnB 调质 ≤200 ≤100 750 500 241～286 45～55 201～300 101～150 686 441 241～286 35CrMo 调质 ≤100 ≤50 750 550 207～269 40～45 101～300 51～150 700 500 207～269 40Cr 调质 ≤100 ≤50 750 550 241～286 48～55 101～300 51～150 700 500 241～286 20Cr 渗碳淬火 +低温回火 ≤60 ≤30 637 392 56～62 20CrMnTi 渗碳淬火 +低温回火 30 15 1079 883 56～62 ≤80 ≤40 981 785 38CrMoAl 调质、渗氮30 1000 850 229 渗氮HV>850 ZG310-570 正火 ZG340-640 正火 ZG35CrMnSi 正火、回火700 350 ≤217 调质785 588 197～269 HT300 290 190～240 HT350 340 210～260 QT500-7 500 320 170～230 QT600-3 600 370 190～270 KTZ550-04 550 340 180～250 KTZ-650-02 650 430 210～260 齿轮传动荐用的润滑油运动粘度ν /40℃ 齿轮材料 圆周速度v（m/s） ＜0.5 0.5～1 1～2.5 2.5～5 5～12.5 12.5～25 ＞25 铸铁、青铜320 220 150 100 80 60 钢 σB=(450～1000)MPa 500 320 220 150 100 80 60 σB=(1000～1250)MPa 500 500 320 220 150 100 80 σB=(1250～1600)MPa 1000 500 500 320 220 150 100 渗碳、表面淬火1000 500 500 320 320 150 100 齿轮精度等级、公差的说明 本网络手册中的圆柱齿轮精度摘自（GB10095—88），现将有关规定和定义简要说明如下： (1) 精度等级 齿轮及齿轮副规定了12个精度等级，第1级的精度最高，第12级的精度最低。齿轮副中两个齿 轮 的精度等级一般取成相同，也允许取成不相同。 齿轮的各项公差和极限偏差分成三个组（参见）。 根据使用的要求不同，允许各公差组选用不同的精度等级，但在同一公差组，各项公差与极限偏差应保持相同的精度等级。参见齿轮传动精度等级选择 (2) 齿轮检验与公差（参见） 根据齿轮副的使用要求和生产规模，在各公差组中选定检验组来检定和验收齿轮精度。 (3) 齿轮副的检验与公差（参见） 齿轮副的要求包括齿轮副的切向综合误差ΔF ic′，齿轮副的一齿切向综合误差Δf ic′，齿轮副的接触班点位置和大小以及侧隙要求，如上述四方面要求均能满足，则此齿轮副即认为合格。 (4) 齿轮侧隙 齿轮副的侧隙要求，应根据工作条件用最大极限侧隙j nmax(或j tmax)与最小极限侧隙j nmin(或j tmin)来规定。 中心距极限偏差(±f a)按“中心距极限偏差”表的规定。 齿厚极限偏差的上偏差E ss及下偏差E si从齿厚极限偏差表来选用。例如上偏差选用F(=-4f Pt)，下偏差选用L(=-16f Pt)，则齿厚极限偏差用代号FL表示。参看图“齿轮、齿轮副误差及侧隙的定义和代号”。 若所选用的齿厚极限偏差超出齿厚极限偏差表所列14种代号时，允许自行规定。 (5) 齿轮各项公差的数值表 齿距累积公差F P及K个齿距累公差F PK齿向公差Fβ公法线长度变动公差F w 轴线平行度公差中心距极限偏差(±f a)齿厚极限偏差接触斑点 齿圈径向跳动公差F r径向综合公差F i″齿形公差F f齿距极限偏差(±f Pt) 基节极限偏差(±f Pb)一齿径向综合公差f i″齿坯尺寸和形状公差 齿坯基准面径向和端面跳动齿轮的表面粗糙度R a圆柱直齿轮分度圆上弦齿厚及弦齿高 (6) 图样标注

齿轮及轴的几何精度设计

齿轮及轴的几何精度设计 学生作品 所属学院： 专业：机械工程及自动化 小组成员： 组长： 授课教师： 提交时间：

传动轴设计准备工作——明确问题的提出及研究目的1．问题提出： 零件的几何精度直接影响零件的使用性能，而零件的配合表面和非配合表面的精度要求高低各不相同；即便是配合表面，其工作性质不同，提出进度要求及公差项目也不相同，针对车床传动轴进行几何精度设计。 2．专题研究的目的： （1）理解零件几何精度对其使用性能的影响； （2）根据零件不同表面的工作性质及要求提出相应的公差要求；（3）掌握正确的零件公差标注方法； （4）掌握零件的几何精度设计方法。 车床传动轴的几何设计要求——研究内容 1.完成图1所示传动轴零件的几何精度设计。 （1）对轴上各部分的作用进行分析研究； （2）对零件各表面主要部分的技术要求进行分析研究； （3）根据零件不同表面的工作性质及要求，提出相应的公差项目及公差值；包括传动轴的尺寸精度设计、形状精度设计、位置精度设计及表面粗糙度。 2.把公差正确的标注在零件图上。

图1 传动轴 工作安排 1.查阅资料了解传动轴各部位的作用； 2.根据相关资料及所学知识设计相应的尺寸及公差要求； 3.绘制传动轴零件图； 4.在零件图上准确地标出相应的尺寸及公差要求； 5.总结上述过程，完成研究报告。 组员分工 1.查阅资料—— 2.设计尺寸及公差要求—— 3.绘制零件图—— 4.制作报告—— 技术要求 一、传动轴的作用： 车床传动轴多用于传动，两端圆柱面与轴承配合。轴肩的位置是 ② ① ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦

为了便于轴与轴上零件的装配，键槽通过与键配合实现扭矩的传递。 由给定传动轴的零件图可知，各阶梯轴的基本尺寸均已给出，但在设计时，我们要根据轴所受的转矩来初步估算，然后再按轴上零件的配合方案和定位要求，从而逐一确定各段直径。在此过程中，我们需注意以下几点：（1）轴上装配标准件的轴段（如图1中①、③、⑤、⑦），其直径必须符合标准件的标准直径系列值。（2）与一般零件（如齿轮、带轮等）相配合的轴段（该轴中无此段），其直径应与相配合的零件毅孔直径相一致，井采用标准尺寸（GB2822－－81）。而不与零件相配合的轴段（如图1中②、④、⑥），其直径可不取标准尺寸。3）起定位作用的轴肩称力定位轴肩（如图1中①与②、③与④之间的轴肩），其高度按相关的原则确定。为便于轴上零件安装而设置的非定位轴肩，其高度一般取1~~3mm。 二、基准的选择及加工工艺： 1、定位基准的选择①粗基准的选择：轴类零件粗基准一般选择外圆表面。这样，一方面可方便装夹，同时也容易获得较大的支撑刚度。 ②精基准的选择：轴类零件的精基准在可能的情况下一般都选择轴两端面中心孔。这是因为轴类零件的各主要表面的设计基准都是轴线，选择中心孔作精基准，既可满足基准重合的要求，又可满足基准统一的要求。当不能选中心孔作为精基准时，可采用轴的外表面或轴的外表面加一中心孔作为精基准。对精度要求不高的轴，为了减少加工工序，增加支撑刚度，一般选择轴的外圆作精基准。 2、工艺路线：轴类零件主要表面加工的工艺路线如下：下料（圆

8第八章 圆柱齿轮精度设计与检测

第八章圆柱齿轮精度设计与检测 一．判断题（正确的打√，错误的打×） 1．齿轮传动的平稳性是要求齿轮一转内最大转角误差限制在一定的范围内。（）2．高速动力齿轮对传动平稳性和载荷分布均匀性都要求很高。（） 3．齿轮传动的振动和噪声是由于齿轮传递运动的不准确性引起的。（） 4．齿向误差主要反映齿宽方向的接触质量，它是齿轮传动载荷分布均匀性的主要控制指标之一。（） 5．精密仪器中的齿轮对传递运动的准确性要求很高，而对传动的平稳性要求不高。（）6．齿轮的一齿切向综合公差是评定齿轮传动平稳性的项目。（） 7．齿形误差是用作评定齿轮传动平稳性的综合指标。（） 8．圆柱齿轮根据不同的传动要求，对三个公差组可以选用不同的精度等级。（）9．齿轮副的接触斑点是评定齿轮副载荷分布均匀性的综合指标。（） 10．在齿轮的加工误差中，影响齿轮副侧隙的误差主要是齿厚偏差和公法线长度偏差。 （） 二．选择题（将下列题目中所有正确的论述选择出来） 1．影响齿轮传递1．运动准确性的误差项目有（） A．齿距累积误差；B．一齿切向综合误差； C．切向综合误差；D．公法线长度变动误差；E．齿形误差。 2．影响齿轮载荷分布均匀性的误差项目有（） A．切向综合误差；B．齿形误差；C．齿向误差；D．一齿径向综合误差。 3．影响齿轮传动平稳性的误差项目有（） A．一齿切向综合误差；B．齿圈径向跳动；C．基节偏差；D．齿距累积误差。 4．下列说法正确的有（） A．用于精密机床的分度机构、测量仪器上的读数分度齿轮，一般要求传递运动准确；B．用于传递动力的齿轮，一般要求载荷分布均匀； C．用于高速传动的齿轮，一般要求载荷分布均匀； D．低速动力齿轮，对运动的准确性要求高。 5．下列项目中属于齿轮副的公差项目的有（） A．齿向公差；B．齿形公差；C．接触斑点。 6．影响齿轮副侧隙的加工误差有（） A．齿厚偏差；B．齿向误差；C．齿圈的径向跳动； D．公法线平均长度偏差。 三．填空题 1．齿轮副的侧隙可分为两种。保证侧隙（即最小侧隙）与齿轮的精度（有关或无关）。 2．按GB10095的规定，圆柱齿轮的精度等级分为个等级，其中是制定标准的基础级。 3．标准规定，第Ⅰ公差组的检验组用来检定齿轮的；第Ⅱ公差组的检验组用来；第Ⅲ公差组的检验组用来检定齿轮的。 4．在齿轮的加工误差中，影响齿轮副侧隙的误差主要是。5．在同一公差组内各项公差与极限偏差应保持（相同或不同）的精度等级。

齿轮精度检测项目

产生齿轮加工误差的主要因素： 1 几何偏心（e 几） 由齿轮齿圈基准轴线与齿轮工作时旋转轴线不重合造成。几何偏心是径向误差的主要来源。 2 运动偏心（e 运） 由机床分度蜗轮加工误差即安装偏心引起的，是切向误差的主要来源。 3 机床传动链周期误差 4 滚刀制造误差与安装误差 单个齿轮评定指标： 一 影响运动准确性的项目（'i F ? p F ? pk F ? r F ? ''i F ? w F ?）： 1 切向综合误差（'i F ?） 被测齿轮与理想精确的测量齿轮单面啮合检验时，被测齿轮转一转，实际转角与公差转角之差的总幅度值。（转角误差） 单啮仪 2 齿距累积误差（p F ?）和k 个 齿距累积误差（pk F ?） p F ?分度圆上，任意两个同侧齿面间的实际弧长与公称弧长的最大差 值。 pk F ?任意k 个齿距间· ·····（2~z/2） 齿距仪、万能测齿仪、光学分度头 3 齿圈径向跳动（r F ?） 齿轮一转范围内，侧头在齿槽内

相对于齿轮轴线最大变动量。主要 由几何偏心引起。 4 径向综合误差（' i F ?‘） 被测齿轮与理想精确齿轮双面啮合时，被测轮转一转，双啮中心距最大变动量。 双面啮合综合检测仪 5 公法线长度变动（w F ?） 齿轮一周范围内，实际公法线长度最大值与最小值之差。由运动偏心引起。 代表的公法线卡规或公法线千分尺 二 影响传动平稳性的误差项目（'i f ? '' i f ? f f ? pb f ? pt f ? f f β?） 1 一齿切向综合误差（'i f ?） 被测齿轮与理想精确的测量齿轮单面啮合时，在被测齿轮一齿距角内，实际转角与公称转角之差的最大幅度值。 单啮仪 2 一齿径向综合误差（'' i f ?） 被测齿轮与理想精确的测量齿轮单面啮合时，在被测齿轮一齿距角内，双啮中心距的最大波动。 双啮仪 3 齿形误差（f f ?） 齿轮端截面上，齿形工作部分内，包容实际齿形的两条设计齿形间的法向距离。

两级圆柱齿轮减速器精度分析

机械精度课程大作业两级圆柱齿轮减速器装配分析 2014年12月

目录 一、减速器的工作原理及实际应用 二、减速器的主要组成部件精度及配合选用分析 三、相关零件图 四、装配图（部分）

一、减速器的工作原理和实际应用 1、两级圆柱齿轮减速器的工作原理 2、减速器的实际应用 减速机是国民经济诸多领域的机械传动装置，食品轻工、电力机械、建筑机械、冶金机械、水泥机械、环保机械、电子电器、筑路机械、水利机械、化工机械、矿山机械、输送机械、建材机械、橡胶机械、石油机械等行业领域对减速机产品都有旺盛的需求。 二、减速器的组成部件精度及配合选用分析 （部分装配图） 1、轴的精度和配合选用 1）确定尺寸精度

如图，输出轴上Φ32mm轴径与一个轴承的内圈配合，Φ60mm的轴颈与齿轮基准孔配合，Φ45mm轴头与减速器外开始齿轮传动主动齿轮（图中未画出）基准孔配合，Φ68mm轴肩的两端面分别为齿轮和滚动轴承内圈的轴向定位基准面。 （轴装配图） 该轴转速不高，承受载荷不大，有轴向力，故轴承采用7211 GB/T 297-1994圆锥滚子轴承，其额定动载荷为52800N。 经计算，该轴承的当量动载荷为3036N，与额定动载荷的比值小于0.07，则该轴承的负荷状态属于轻负荷。 轴承工作时承受定向负荷的作用，内圈与轴颈一起转动，外圈与箱体固定不旋转，因此轴承内圈属于负荷方向旋转。 根据以上计算，查表6.2可知，轴颈公差带代号为Φ55k6。

选取安装在Φ60mm轴颈上的从动轮的最高精度等级为7级，查表10.10 （表10.10） 确定齿轮内孔尺寸公差为IT7，轴比孔高一级，取IT6。同理安装在该轴端 部Φ45mm轴颈上的开式齿轮精度等级为9级，该轴头尺寸公差为IT7

第十章渐开线圆柱齿轮的精度设计

第十章渐开线圆柱齿轮的精度设计 一、判断下列说法的正误，正确用“T”表示，错误用“F”表示，字母一律写在括号内。 1. 在齿轮的加工误差中，影响齿轮副侧隙的误差主要是齿厚偏差和公法线平均长度偏差。（T） 2. 圆柱齿轮根据不同的传动要求，同一齿轮的三项精度要求，可取相同的精度等级，也可以取不同的精度等级相组合。（T） 3. 同一个齿轮的齿距累积误差与其切向综合误差的数值是相等的。（ F ） 4. 当一个齿轮的使用基准与加工基准的轴线重合时，即不存在齿圈径向跳动误差。（ T ） 5. 齿距累积误差是由于径向误差与切向误差造成的。（T ） 6. 齿形误差对接触精度无影响。（F） 7. 切向综合误差能全面的评定齿轮的运动精度。（F） 8. 齿厚的上偏差为正值，下偏差为负值。（F） 9. 齿轮的单项测量，不能充分评定齿轮的工作质量。（F） 10. 齿轮的综合测量的结果是各单项误差的综合。（ F ） 二、选择题 1．齿轮传递运动准确性的必检指标是（ C ） A．齿厚偏差；B．齿廓总偏差；C．齿距累积偏差；D．螺旋线总偏差 2．保证齿轮传动平稳性的公差项目是（B ） A．齿向公差；B．齿廓偏差；C．齿厚极限偏差；D．齿距累积公差 3．下列说法正确的有（AB） A．用于精密机床的分度机构，测量仪器上的读数分度齿轮，一般要求传递运动准确； B．用于传递动力的齿轮，一般要求传动平稳；C．用于高速传动的齿轮，一般要求传递运动准确；D．低速动力齿轮，对运动的准确性要求高 4．齿轮副的侧隙用于（D ） A．补偿热变形；B．补偿制造误差和装配误差；C．储存润滑油；D．以上三者 5. 对轧钢机、矿山机械和起重机械等低速重载齿轮的传动精度要求较高的为（B） Ａ. 传递运动的准确性；Ｂ. 载荷在齿面上分布的均匀性；Ｃ. 传递运动的平稳性；Ｄ. 传递侧隙的合理性6.对高速传动齿轮（如汽车、拖拉机等）减速器中齿轮精度要求较高的为（ C ） Ａ. 传递运动的准确性；Ｂ. 载荷在齿面上分布的均匀性；Ｃ. 传递运动的平稳性；Ｄ. 传递侧隙的合理性7. 测量齿圈径向跳动误差，主要用以评定由齿轮（ A ）

圆柱齿轮精度的综合检测及数据处理

机械综合设计与创新实验 （实验项目七） 圆柱齿轮精度的综合检测及数据处理 班级： 姓名： 学号： 指导教师： 时间：

实验七圆柱齿轮精度的综合检测及数据处理 一、实验意义 齿轮是用来传递运动或动力的,从传递运动出发，应保证传递运动准确、平稳；从传递动力出发，则应保证传动可靠（承载能力大）和灵活（不发卡、效率高），因此，其使用要求可以归纳为以下四个方面： 1．传递运动的准确性 传递运动的准确性是指齿轮在一转范围内，速度变化不超过一定的限度，可用齿轮一转过程中产生的最大转角误差ΔφΣ来表示。对齿轮的此项精度要求，称为运动精度。 2．传动的平稳性 传动的平稳性是指齿轮在转一齿范围内，瞬时传动比变化不超过一定的限度。这一变化将会引起冲击，振动和噪声，它可以用转一齿过程中的最大转角误差Δφ表示。对齿轮的此项精度要求称为平稳性精度。 3．载荷分布的均匀性 载荷分布的均匀性是要求一对齿轮啮合时，工作齿面要保证一定的接触面积，从而避免应力集中，减少齿面磨损，提高齿面强度和寿命，这一项要求可用沿轮齿齿长和齿高方向保证一定的接触区域来表示，对齿轮的此项精度要求称为接触精度。 4．齿侧间隙的合理性 齿侧间隙的合理性是指一对齿轮在啮合时，在非工作齿面间存在的间隙。这是为了使齿轮传动灵活，用以贮存润滑油、补偿齿轮的制造与安装误差以及热变形等所需的侧隙。 二、实验目的 “圆柱齿轮精度的综合检测及数据处理实验课”是基于研究生对齿轮精度设计及检测内容在本科学习阶段未涉及到的背景下开设的，系统阐述齿轮精度设计和实验技术，同时加强理论和实践相结合。通过本次实验，提高学生对齿轮精度设计所涉及到的相关理论知识以及齿轮精度检测的基本方法和相关仪器、量具的使用方法，进一步强化对理论知识的理解，提高我们的实际动手能力和分析、解决问题的能力，以适应工程实际的需要。 三、实验仪器、设备及材料 1.齿轮齿距检测仪； 2.双面啮合齿轮综合检测仪； 3.公法线千分尺； 4.齿轮齿厚游标卡尺； 5.齿轮径向跳动检测仪。 四、实验内容 1.掌握齿轮精度设计的相关理论知识及齿轮精度检测的基本方法； 2.掌握齿轮双面啮合综合检测仪的工作原理、调整及测量方法； 3.掌握齿轮齿距检测仪工作原理、调整及测量方法； 4.掌握齿轮齿厚游标卡尺、齿轮公法线千分尺的工作原理、调整及测量方法； 5.掌握齿轮跳动检测仪工作原理、调整及测量方法； 6.学会对齿轮各精度测量数据处理的基本方法。

齿轮检验的3个公差组

齿轮检验的3个公差组 一般厂家检验ff、Fβ、Fr、Wk、ΔW，欧洲厂家主要要求检测Fi″、fi″、Fr、Wk。还有一个隐含要求，就是装配后噪音要小。 1、齿轮的检测有三方面要求：传递运动的精确性、平稳性、载荷分布的均匀性。 2、这三个公差组各有数个检测项目，按国标要求每个公差组只检一项或两项（当然不是随意选）一般情况下设计者会给出每个公差组的精度 等级和需检测的项目。 3、但有时图纸上会给出数个项目或只给精度等级和标准，这种情况下个人认为最好和设计沟通一下，看对方有什么要求，否则你费了半天劲 可能人家一句话你就得从头再来。若设计没什么要求那你可以按标准要求每个公差组检一项或两项就可以了，记住是按照标准要求，不是自己随意挑的。 4、个人感觉一般情况下是这样的，每一公差组检FP或公法线变动和FR，第二公差组检Fα和FPT，第三公差组检Fβ。纯属个人感觉没有依 据。 5、除了这三方面的要求外，还有齿厚要求，当然这个是好检的，可测公法线或跨棒距。 渴望与大家一同进步，有愿意讨论的可加我QQ951666310，注明机械，或发邮件wzfsxx@https://www.wendangku.net/doc/908167504.html, 一典型零件检测 https://www.wendangku.net/doc/908167504.html,view09f4486fb84ae45c3b358ce1.html 1.5齿轮的检测 1.5.1 齿轮线性尺寸的测量 1.5.1.1分析工作任务书 1.阅读齿轮零件图，了解减速器直齿圆柱齿轮的结构；

2. 熟练掌握齿轮的基础知识； 3.掌握齿轮检测原理； 4. 掌握常用的齿轮检测工具； 5.选择齿轮的检测方案，确定测量工具； 6.进行检测； 7.记录数据并进行数据处理； 一典型零件检测 1.5齿轮的检测 1.5.1 齿轮线性尺寸的测量1.5.1.1分析工作任务书 1.阅读齿轮零件图，了解减速器直齿圆柱齿轮的结构； 2. 熟练掌握齿轮的基础知识； 3.掌握齿轮检测原理； 4. 掌握常用的齿轮检测工具； 5.选择齿轮的检测方案，确定测量工具； 6.进行检测； 7.记录数据并进行数据处理；

日本塑料齿轮精度规范标准

日本塑料齿轮精度标准 原文地址 摘要:早在二十年前，日本针对塑料齿轮制定了JGMA 116-02: 1983，但该标准仅规定了齿轮的径向综合误差Fi的允许值(见表1-16)和一齿径向综合误差f1允许值(见表1-17)。虽然，美国塑料齿轮齿形尺寸ANSI/ AGMA 1106-A97[6] (Tooth Proportions forPlastic Gears)推出的 早在二十年前，日本针对塑料齿轮制定了JGMA 116-02: 1983，但该标准仅规定了齿轮的径向综合误差Fi”的允许值’(见表1-16)和一齿径向综合误差f1“允许值(见表1-17)。

虽然，美国“塑料齿轮齿形尺寸”ANSI/ AGMA 1106-A97[6] (Tooth Proportions forPlastic Gears)推出的AGMA PT (PT为Plastic Gearing Toothform的缩写)为适应动力型传动用塑料齿轮设计的基本齿条齿廓，但AGMA PT并未涉及有关塑料齿轮的精度标准.在日本塑料齿轮生产企业中，注射模塑成型齿轮的精度评价，一直是参照日本JIS B 1702:1979以及JGMA 116-02: 1983，由供需双方自行选择使用。这一状况直到最近才有所改变，经日本工业标准调查会审议，由日本标准协会发布的」IS B 1702-3: 2008渐开线圆桂齿轮—精度等级第3部分:轮齿同侧齿面偏差和注射模塑齿轮的径向综合偏差与径向跳动的定义和允许值. JIS B 1702-3: 2008圆柱齿轮—精度等级(第3部分:关于注塑成型塑料齿轮轮齿同侧齿面偏差及径向综合偏差的定义与精度允许值)是在JIS B 1702-1: 1998圆柱齿轮—精度等级(第1部分:有关齿轮轮齿同侧齿面偏差的定义及精度允许值)和JIS B 1702-2,1998圆柱齿轮—精度等级(第2部分:径向综合偏差及径向跳动偏差的定义及精度允许值)的基础上，专门针对注塑成型圆柱渐开线齿轮的性能、制造方法以及特征所制定的日本工业标准[15] 目前，尚无与JIS B 1702-3相对应的其他国际标准.此标准的发布，使塑料齿轮长期无标准可循的状况有所改变。故本节对该标准主要特点及应用作一简要介绍。 (一)JIS B 1702-3的适应范围 ①该部分标准精度等级4级为最高精度级，12级为最低精度级.共划分有9个等级精度。 ②该部分标准使用时.表示注射模塑齿轮精度等级的P等级要求用PO表示，以示与金属齿轮精度等级相区别.以免产生误解. ③一齿径向综合偏差的参数区间范围和径向综合偏差是一体的。一齿径向综合偏差和径向综合偏差的精度等级，既是独立的又是统一的，设有齿轮精度等级的允许值. ④精度的评价齿轮的齿宽为有效齿宽。 ⑤该部分标准鉴于塑料齿轮目前尺寸的现状，所适用的齿轮参数区间范围都要比标准JIS B 1702-1和JIS B 1702-2有所减小:基准圆直径d=1-280mm，法向模数Mn=0.1-3. 5mm,有效齿宽b=0. 2---40mm，此外为了适应微型塑料齿轮的要求，特增加了比标准JIS B 1702-1和JIS B 1702-2更小的尺寸规格。

(2014.1)圆柱齿轮精度的综合检测及数据处理

图1 齿距累积偏差曲线 圆柱齿轮精度的综合检测及数据处理 齿轮是机器、仪器中使用最多的传动元件，尤其是渐开线齿轮应用更为广泛。因此，结合本实验，主要讲述其精度设计所涉及到的相关知识，以及齿轮精度检测的基本方法和相关仪器、量具的使用方法。 一、齿轮传动的使用要求 齿轮是用来传递运动或动力的,从传递运动出发，应保证传递运动准确、平稳；从传递动力出发，则应保证传动可靠（承载能力大）和灵活（不发卡、效率高），因此，其使用要求可以归纳为以下四个方面： 1．传递运动的准确性 传递运动的准确性是指齿轮在一转范围内，速度变化不超过一定的限度，可用齿轮一转过程中产生的最大转角误差ΔφΣ来表示。对齿轮的此项精度要求，称为运动精度。 2．传动的平稳性 传动的平稳性是指齿轮在转一齿范围内，瞬时传动比变化不超过一定的限度。这一变化将会引起冲击，振动和噪声，它可以用转一齿过程中的最大转角误差Δφ表示。对齿轮的此项精度要求称为平稳性精度。 3．载荷分布的均匀性 载荷分布的均匀性是要求一对齿轮啮合时，工作齿面要保证一定的接触面积，从而避免应力集中，减少齿面磨损，提高齿面强度和寿命，这一项要求可用沿轮齿齿长和齿高方向保证一定的接触区域来表示，对齿轮的此项精度要求称为接触精度。 4．齿侧间隙的合理性 齿侧间隙的合理性是指一对齿轮在啮合时，在非工作齿面间存在的间隙。这是为了使齿轮传动灵活，用以贮存润滑油、补偿齿轮的制造与安装误差以及热变形等所需的侧隙。 上述前三项要求为对齿轮本身的精度要求，有相应的偏差项目对其控制，而第4项要求不同，它是设计者根据使用要求，对齿轮轮齿尺寸大小而规定的公差要求。 对于机械制造业中常用的齿轮，上述三项精度要求的高低程度都是差不多的；而有的齿轮，可能对上述三项精度中的某一项有特殊功能要求，可对某项提出更高的要求。 二、评定齿轮精度的偏差项目及其允许值 图样上设计的齿轮都是理想的齿轮，由于齿轮加工机床传动链误差、刀具几何参数误差、齿坯的尺寸和形位误差、齿坯在加工机床上的安装误差等的存在，以及加工中的受力变形，热变形等因素，使得制造出的齿轮的几何精度都存在误差，在GB/T10095.1～2-2001齿轮精度标准中，齿轮误差、偏差统称为齿轮偏差。 1．评定齿轮精度的必检偏差项目 为了评定齿轮的三项精度要求，GB/T10095.1-2001规定的必检的偏差项目是：齿距偏差（单个齿距偏差、齿距累积偏差、齿距累积总偏差），齿廓总偏差和螺旋线总偏差。为了评定齿轮侧隙大小，通常检测齿厚偏差或公法线长度偏差。 （1）传递运动准确性的必检参数 i ）齿距累积总偏差ΔFp （Fp ） ΔFp 是指齿轮同侧齿面任意弧段

第十章 圆柱齿轮公差与检测

第十章圆柱齿轮公差与检测 一．选择题（将下列题目中所有正确的论述选择出来） 1．齿轮传动的平稳性是要求齿轮一转内最大转角误差限制在一定的范围内。（）2．高速动力齿轮对传动平稳性和载荷分布均匀性都要求很高。（） 3．齿轮传动的振动和噪声是由于齿轮传递运动的不准确性引起的。（） 4．齿向误差主要反映齿宽方向的接触质量，它是齿轮传动载荷分布均匀性的主要控制指标之一。（） 5．精密仪器中的齿轮对传递运动的准确性要求很高，而对传动的平稳性要求不高。（√） 6．齿轮的一齿切向综合公差是评定齿轮传动平稳性的项目。（√） 7．齿形误差是用作评定齿轮传动平稳性的综合指标。（×） 8．圆柱齿轮根据不同的传动要求，对三个公差组可以选用不同的精度等级。（）9．在齿轮的加工误差中，影响齿轮副侧隙的误差主要是齿厚偏差和公法线平均长度偏差。（×） 二．选择题（将下列题目中所有正确的论述选择出来） 1．影响齿轮传递运动准确性的误差项目有（） A．齿距累积误差； B．一齿切向综合误差； C．切向综合误差； D．公法线长度变动误差； E．齿形误差。 答案：ACD 2．影响齿轮载荷分布均匀性的误差项目有（） A．切向综合误差； B．齿形误差； C．齿向误差； D．一齿径向综合误差。 答案：C 3．影响齿轮传动平稳性的误差项目有（） A．一齿切向综合误差； B．齿圈径向跳动； C．基节偏差； 26

D．齿距累积误差。 答案：AC 4．影响齿轮副侧隙的加工误差有（） A．齿厚偏差； B．基节偏差； C．齿圈的径向跳动； D．公法线平均长度偏差； F．齿向误差。 答案：AD 5．齿轮公差项目中属综合性项目的有（） A．一齿切向综合公差； B．一齿径向公差； C．齿圈径向跳动公差； D．齿距累积公差； E．齿形公差。 答案：AD 6．下列项目中属于齿轮副的公差项目的有（） A．齿向公差； B．齿轮副切向综合公差； C．接触斑点； D．齿形公差。 答案：BC 7．下列说法正确的有（） A．用于精密机床的分度机构、测量仪器上的读数分度齿轮，一般要求传递运动准确；B．用于传递动力的齿轮，一般要求载荷分布均匀； C．用于高速传动的齿轮，一般要求载荷分布均匀； D．低速动力齿轮，对运动的准确性要求高。 答案：ABC 三．填空题 1．齿轮副的侧隙可分为圆周侧隙和法向侧隙两种。保证侧隙（即最小侧隙）与齿轮的精度无关（有关或无关）。 2．齿轮公法线长度变动（ΔF w）是控制的指标，公法线平均长度偏差（ΔEw）是控制齿轮副的指标。 3．在齿轮的加工误差中，影响齿轮副侧隙的误差主要是齿厚偏差和公法线平均长度偏差。 4．分度、读数齿轮用于传递精确的角位移，其主要要求是传递运动的准确性。 5．轧钢机、矿山机械及起重机械用齿轮，其特点是传递功率大、速度低。主要要求齿 27

齿轮精度设计示例_student

2. 齿轮精度设计示例 【例】某机床变速箱中一对直齿圆柱齿轮，模数m=3mm ，齿数Z1 =30，齿数Z2 =90，齿形角α=20°，齿宽b1=20，转速n1=1400r/min ，齿轮材料为45号钢，单件小批量生产。试①确定小齿轮精度等级；②确定检查项目；③计算齿轮副侧隙和齿厚偏差；④将齿厚极限偏差换算成公法线平均长度极限偏差。⑤确定齿轮坯公差（确定小齿轮内孔和齿顶圆的尺寸公差、齿顶圆的径向圆跳动公差和端面跳动公差。）⑥确定齿轮零件表面粗糙度；⑦绘制齿轮零件图。 解： 准备工作：对于小齿轮 根据分度圆直径d=mz 算得：分度圆直径d1=m ×Z1=3×30=90 mm 根据齿顶圆直径d a = mz+2m 算得：齿顶圆直径d a 1=m×z1+2×m=3×30+2×3=96mm ①确定小齿轮精度等级 ∵该齿轮是机床变速箱中速度较高的齿轮，主要要求是传动平稳性 ∴根据圆周速度确定其影响传动平稳性的偏差项目的精度等级。 根据圆周速度 s m s m dn v /59.6/1000601400 901000601 =???=?=ππ 参考表9-8（P232，旧版教材P216），选影响传动平稳性的偏差项目的精度等级为8级。 ∵该齿轮对传递运动的准确性要求不高 ∴可降低一级，选影响传递运动准确性的偏差项目的精度等级为9级。 ∵该齿轮既传递运动又传递动力，动力齿轮对齿面载荷分布均匀性有一定要求，通常精度等级不低于影响传动平稳性的偏差项目的精度等级， ∴选影响载荷分布均匀性的偏差项目的精度等级为8级。 ∵三个公差组 （旧标准）GB/ T 10095.1-2001标准开始取消了原标准三个公差组的说法 根据齿轮的使用要求分为三个公差组。 ∴ 第Ⅰ公差组 影响传递运动准确性的偏差项目的精度等级为9级 第Ⅱ 公差组 影响传动平稳性的偏差项目的精度等级为8级 第III 公差组 影响载荷分布均匀性的偏差项目的精度等级为8级 ②选择齿轮检查组，确定检查项目公差值 ∵该齿轮属于中等精度、小批量生产，没有对齿轮局部范围提出更严格的噪振动要求， ∴参考表9-9（P233，旧版教材P217），选第1检验组，检验项目为： 单个齿距偏差 f pt 齿距累积总偏差p F 齿廓总偏差a F 螺旋线总偏差βF 径向圆跳动F r 1）单个齿距偏差 f pt （第Ⅱ公差组 精度等级8级 传动平稳性） 根据分度圆直径d=90、法向模数m n =3、精度等级8级，

齿轮传动精度设计

1. 确定齿轮的精度等级 确定齿轮精度等级的方法采用类比法。 见表10.4所示， 减速器用齿轮精度等级为6~9级。 计算齿轮圆周线速度，确定其平稳性精度。 )s /m (10006022?=n d v π从动轮转速为 从动轮分度圆直径为 681 .222 12414cos /723cos /22="'??==βz m d n n /r (5.1874/750/12 mi i n n ===) s /m (185.2 1000605.187681.222 100060 22=???=?=ππn d v 则

根据v = 2.185m/s查表10.5得平稳性精度为9级考虑减速器运动精度要求不高，载荷分布均匀性精度一般不低于平稳性精度，故确定齿轮传递运动准确性、传动平稳性、载荷分布均匀性分别为·9级，9级、8级。 确定齿轮必检偏差项目的允许值由表10.1、和表10.2(在下页)得： 运动准确性:齿距累积总偏差FP = 0.1 平稳性：单个齿距偏差fpt = ±0.026 齿廓总偏差Fα= 0.036 载荷分布均匀性：螺旋线总偏差Fβ=0.029 200

（1）最小法向侧隙 的确定min bn j mm 18.13912414cos 2)7218(3cos 2)(21n ="'??+?=+=βz z m a 2008) 3. 确定齿轮的最小法向侧隙和齿厚上、下偏差 根据中心距a 查表10.6。 用插入法得 jbnmin= 0.152mm 。 (2) 齿厚上、下偏差的计算 ① 上偏差： ???? ??++-=n n bn min bn sns tan 2cos ) 5.10(ααa f J j E 由式()[] 222221pt bn /34.02)(88.0 ) 4.10(βF b l f f J pt ++=由式 由表10.1和表10.2查得 fpt1=23μm, fpt2=26μm, Fβ=29μm 和 L = 100 , b = 55。 将上述数据代入上式(10.4)

齿轮的设计加工精度检测

第一部分 齿轮设计 一 高速机齿轮传动主要参数计算 1. 确定齿轮类型、精度等级、材料及齿数 1） 传动方案选用直齿圆柱齿轮传动。 2） 材料选择。小齿轮材料和热处理选45钢调质，硬度240HBS ，大齿轮材料和热处 理选45钢正火，硬度190HBS 。 3） 选小齿轮齿数241=z ，大齿轮齿数8.76242.32=?=z ，取Z 2=77。 2．按齿面接触强度设计 由设计计算公式进行试算即 32 1132.2??? ? ??±? Φ≥H E d t Z u u KT d σ 确定公式内各计算值 1） 试选载荷系数t K =1.8。. 2） 计算小齿轮传递的转矩。 mm N mm N mm N P T t ??=???=???=4515109536.2970 0.3105.95970105.95 3） 取齿宽系数1=d φ 4） 查的材料的弹性影响系数2 1 8.189MP Z E = 5） 由齿面硬度查的小齿轮的接触疲劳强度极限MPa H 5001lim =σ； 大齿轮的接 触疲劳强度极限MPa H 5402lim =σ 6） 计算应力循环次数。 由公式N=h njL 60计算应力循环次数。 ()9 1101904.4153008219706060?=??????==h njL N 99 12103095.12 .3101904.460?=?===i N njL N h 7） 取接触疲劳寿命系数K 90.01=HN K ；95.02=HN K 。 8） 计算接触许用应力。 取失效概率为1％，安全系数S=1， []MPa MPa S K HN H 4505009.01 lim 11=?==σσ

圆柱齿轮的公差与检测

圆柱齿轮的公差与检测>渐开线圆柱齿轮精度标准的应用 1. 齿轮精度等级及其选择 （1）精度等级 国标对齿轮副规定了十二个等级，用阿拉伯数字1，2，…，12表示。1级最高，12级最低。齿轮副中两齿轮的精度一般相同，也可不相同，同一齿轮的三项精度要求可相同，也可不同。 国标：GB10095－88《渐开线圆柱齿轮精度》适用于平行轴线传动的渐开线圆柱齿轮及齿轮副，法向模数n m ≥1mm ，基本齿廓符合GB1356－88《渐开线圆柱齿轮基本齿廓》 的规定。标准对 n m ≥1～40，分度圆直径d ≤4000mm ，有效齿宽b ≤630mm 的齿数和齿轮 副给出了公差和极限偏差。 （2）精度等级的选择 齿轮精度等级选用的主要依据是齿轮的用途、使用要求及工作条件等。选择方法通常有计算法和类比法。 计算法主要是根据传动链误差的传动规律或强度及振动方面的理论来确定精度等级。由于影响因素多且复杂，计算结果仍需试验和修正，所以应用不普遍。 类比法：参照经过实践验证的齿轮精度所适用的产品性能、工作条件等经验资料，进行齿轮精度选择。此发常用。类比法选择齿轮精度时某些齿轮传动的使用经验见表。 2. 三个公差组及检验组选择 （1）三个公差组：国标将齿轮各项公差与极限偏差按对齿轮的传动的影响分成三个公差组及侧隙要求。 影响传动准确性的项目为第Ⅰ公差组；影响传动平稳性的项目为第Ⅱ公差组；影响载荷分布均匀性的项目为第Ⅲ公差组。

（2）检验组选择：齿轮精度设计中，需要在三个公差组中各选择一个检验组，作为全面检定和验收齿轮精度的依据。检验组的选择可参阅下表。 检验组：同一公差组中，所选项目最少，但又能控制齿轮传动精度要求的公差组合格称为检验组。 （3）各项目公差值及极限偏差值： 第Ⅰ公差组各项目的公差值见表7-4、表7-5；第Ⅱ公差组各项目公差，极限偏差见表7-6；第Ⅲ公差组公差见表7-7。

齿轮精度设计

一齿轮的发展历史 齿轮是机械产品的重要基础零件。齿轮传动是传递机器动力和运动的一种主要形式。它与皮带、摩擦、液压等机械传动相比，具有功率范围大，传动效率高、传动比准确，使用寿命长，安全可靠等特点，因此它已成为许多机械产品不可缺少的传动部件。齿轮的设计与制造水平将直接影响到机械产品的性能和质量。由于它在工业发展中有突出地位，致使齿轮被公认为工业化的一种象征。齿轮传动在矿山机械、运输机械、化工机械、建筑机械、集中、起重机械、机床中都有广泛的应用。 齿轮传动所以能获得如此广泛的应用，是因为它具有下列有点：①瞬时传动比恒定，工作平稳性高；②效率高，高精度的一对渐开线圆柱齿轮，效率可达0.99以上；③传动比范围大，可用于减速或增速；④传动功率和圆周速度的范围大，功率可以小于一瓦到高达十几万千瓦，圆周速度小可以很低，也可达到300m/s以上；⑤尺寸小，结构紧凑。但齿轮传动有以下缺点：①制造成本高，高精度的齿轮需要高精度的机床和刀具，故制造成本高；②低精度的齿轮在传动时冲击、震动、噪音较大；③无过载保护作用；④不适合用于远距离两轴间的传动。 据史料记载，远在公元前400~200年的中国古代就已开始使用齿轮，在我国山西出土的青铜齿轮是迄今已发现的最古老齿轮，作为反映古代科学技术成就的指南车就是以齿轮机构为核心的机械装置。17世纪末，人们才开始研究，能正确传递运动的轮齿形状。18世纪，欧洲工业革命以后，齿轮传动的应用日益广泛；先是发展摆线齿轮，而后是渐开线齿轮，一直到20世纪初，渐开线齿轮已在应用中占了优势。 1694年，法国学者Philippe De La Hire首先提出渐开线可作为齿形曲线。1733年，法国人M.Camus提出轮齿接触点的公法线必须通过中心连绕上的节点。一条辅助瞬心线分别沿大轮和小轮的瞬心线(节圆)纯滚动时，与辅助瞬心线固联的辅助齿形在大轮和小轮上所包络形成的两齿廓曲线是彼此共轭的。1765年，瑞士的L．Euler提出渐开线齿形解析研究的数学基础，阐明了相啮合的一对齿轮，其齿形曲线的曲率半径和曲率中心位置的关系。对渐开线齿形应用做出贡献的是Roteft WUlls，他提出中心距变化时，渐开线齿轮具有角速比不变的优点。1873年，德国工程师Hoppe提出，对不同齿数的齿轮在压力角改变时的渐开线齿形，从而奠定了现代变位齿轮的思想基础。 19世纪末，展成切齿法的原理及利用此原理切齿的专用机床与刀具的相继出现，使齿轮加工具军较完备的手段后，渐开线齿形更显示出巨大的优走性。切齿时只要将切齿工具从正常的啮合位置稍微移动，就能用标准刀具机床上切出相应的变位齿轮。1908年，瑞士MAAG研究了变位方法并制造出展成加工插齿机，后来，英国BSS、美国AGMA、德国DIN相继对齿轮变位提出了多种计算方法。

齿轮减速器运动精度设计

一、 实验目的 1. 通过实验学习机械零件几何参数测量的基本知识和测量方法。 2. 学习典型测量仪器的测量原理和测量方法，并能熟练操作，了解1～2种大型设备的操作 方法。 3. 学习和掌握“机械精度设计”课程内容在机械设计中的应用。 4. 学习掌握测量数据处理的基本方法。 5. 学习掌握1－2种计算机辅助设计软件的使用。 二、 实验任务 1. 学习了解机械精度设计相关知识； 2. 设计一级齿轮减速器的测量方案； 3. 按照测量方案测量一级齿轮减速器中各运动零件的参数。 4. 测量零件的各项误差值（形状与位置、表面粗糙度和齿轮误差等）； 5. 测算齿轮箱体的配合尺寸和相关误差（形状、位置和表面粗糙度）； 6. 测算被测零件的精度等级； 7. 用计算机辅助设计软件画图。 三、 测量方案设计 1. 齿轮精度的评定 根据渐开线圆柱齿轮传动精度的评定指标，齿轮精度主要有以下4个方面的指标： A ． 运动精度评定指标（切向综合误差' i F ?、齿距积累误差p F ?、齿圈径向跳动误差 r F ?、公法线长度变动W F ?、径向综合误差''i F ?） B ． 工作平稳性评定指标（一齿切向综合误差' i f ?、一齿径向综合误差'' i f ?、基节偏差 pb f ?、齿形误差f f ?、齿距偏差pt f ?、螺旋线波度误差f f β?） C ． 接触精度评定指标（齿向误差F β?、接触线误差b F ?、轴向齿距偏差px F ?） D ． 侧隙的评定指标（齿厚偏差s E ?、公法线平均长度偏差Wm E ?） 齿轮副精度评定指标： A ． 齿轮副的安装误差（轴线的平行度误差x f ?和y f ?、中心距偏差a f ?） B ． 齿轮副的评定指标（齿轮副接触斑点、齿轮副的侧隙）