第十章 圆柱齿轮传动的互换性及检测.ppt

第十章圆柱齿轮传动的互换性及检测在机械产品中，齿轮传动应用极为普遍，它广泛地用于传递运动和动力以及精密分度。齿轮传动的质量和效率主要取决于齿轮的制造精度和齿轮副的安装精度。要保证齿轮在使用过程中传动准确平稳、灵活可靠、振动和噪声小等，就必须对齿轮误差和齿轮副的安装误差加以限制。随着科学技术的发展和生产水平的提高，产品对齿轮传动的性能要求也越来越高，因此了解齿轮误差对其使用性能的影响，掌握齿轮的精度标准和检测技术具有重要意义。下一页下一页下一页下一页下一页下一页下一页上一页现代制造业的特点是生产规模大、分工细、协作单位多、互换性要求高。如何协调各个生产环节，使分散的、局部的生产部门和生产环节保持技术统一，成为一个有机的生产系统，以实现互换性生产呢?标准和标准化正是实现这种功能的主要途径和手段。实行标准化是互换性生产的基础。
在切齿过程中，由于滚切运动的回转速度不均匀，使齿廓沿齿轮回转的切线方向产生的误差为齿廓切向误差(图10-3)。运动偏心是造成齿轮切向误差的主要因素。运动偏心造成齿坯的旋转速度不均匀，因此加工出来的齿轮齿距在分度圆上分布不均匀。
不管是径向误差还是切向误差，都会造成齿轮传动时输出转速不均匀，影响其传动的准确性。在切齿过程中，由于切齿刀具沿齿轮轴线方向走刀运动产生的加工误差为齿廓轴向误差。如刀架导轨与机床工作台轴线不平行、齿坯安装倾斜等，均使齿廓产生轴向误差。
齿轮的径向误差、切向误差、轴向误差如图10-4所示。
了解和区分齿轮误差的周期性和方向特性，对分析齿轮各种误差对齿轮传动性能的影响，以及采用相应的测量原理和方法来分析和控制这些误差，具有十分重要的意义。根据齿轮误差项口对齿轮传动性能的主要影响，国家标准GB/T10095-1988将评定参数分为三个组:第I组为影响齿轮传动准确性的误差，第II组为影响齿轮传动平稳性的误差，第I组为影响齿轮载荷分布均匀性的误差。

一、影响齿轮传动准确性的主要误差评定参数及检测
影响齿轮传动准确性的主要误差是长周期误差，其主要来源于几何偏心和运动偏心。评定齿轮传动准确性的参数主要有以下5个:
1.切向综合误差△Fi’下一页下一页下一页下一页下一页下一页齿圈径向跳动通常用径向跳动仪来测量。测量时，以齿轮孔为基准，测头依次放人各齿槽内，在齿高中部与齿面双面接触，在指示表上读出测头径向位置的最大变化量即为径向跳动。
齿圈径向跳动直接反映了齿轮加工过程中由几何偏心所造成的径向误差，是描述齿轮传动准确性的一个单项评定参数。齿轮运动偏心不会引起齿圈径向跳动，因为当具有运动偏心的齿轮与理想齿轮双面啮合时，切齿时滚刀切削刃相对于被切齿轮加工中心的径向位置没有变动，所以与滚刀切削刃相当的测头的径向位置也不会变动(设被测齿轮无几何偏心)。也就是说，径向跳动不能反映运动偏心所造成的切向误差。下一页径向综合误差主要反映径向误差，其性质与径向跳动基本相同。测量时相当于用测量齿轮的轮齿代替测头，且均为双面接触。由于测量径向综合误差比测量齿圈径向跳动效率高，所以成批生产时，常用其作为评定齿轮传动准确性的一个单项检测项口。
5.公法线长度变动△Fw
在GB/T10095-1988中，规定有公法线长度变动△Fw。
公法线长度变动△F二是指在齿轮一周范围内，实际公法线长度的最大值Wmax、与最小值Wmin之差，如图10-11所示，即
△Fw=Wmax-Wmin (10-1)
公法线长度常用公法线千分尺来测量，如图10-12所示。齿轮有运动偏心时，所切齿形沿分度圆切线方向相对于其理论位置有位移，使得公法线长度有变动，因此△Fw可以反映齿轮的运动偏心所造成的切向误差。但因测量公法线长度是测量基圆的弧长，与齿轮轴线无关，故△Fw与几何偏心无关。换言之，△Fw不能反映几何偏心造成的径向误差，是描述齿轮传动准确性的一个单项指标。
齿圈径向跳动△Fr或径向综合误差△Fi''与公法线长度变动△Fw联合起来才能较为全面地反映齿轮传动的准确性。
必须指出，采用△Fr和△Fi''或者采用△Fi''和△Fw评定齿轮传递运动的准确性时，一组指标中若有一项超差，不应将该齿轮判废，而应采用△FP或△F'i，重评，因为同一齿轮上几何偏心。e1和运动偏心e2的方位不同，它们可能叠加，也可能抵消。下一页下一页下一页齿形误差斯是指在端截面上，齿形工作部分内(齿顶倒棱部分除外)，包容实际齿形且距离为最小的两条设计齿形间的法向距离，如图10-13(a)所示。
设计齿形除采用理论渐开线外，还可以采用以理论渐开线齿形为基础的修正齿形，如修缘齿形、凸齿形等，如图10-13(b)。在实际生产中，为了提高传动质量，常常需要按实际工作条件设计各种为实践所验证了的修正齿形。
在GB/T10095.1-2001中，齿形误差由齿廓总偏差Fa表示，同时还规定有齿廓形状偏