1、 它們的精度設計它們的精度設計,實際上是尺寸公差、幾何公差和表面粗糙度在以上典型實際上是尺寸公差、幾何公差和表面粗糙度在以上典型(dinxng)零件中的實際應用。零件中的實際應用。 本章開始學習典型本章開始學習典型(dinxng)零部件的精度設計。零部件的精度設計。主要主要(zhyo)介紹介紹滾動軸承滾動軸承平鍵和矩形花鍵圓柱齒輪圓柱齒輪典型零部件的精度設計典型零部件的精度設計 普通螺紋第1頁/共40頁第一頁，共41頁。5.4 漸開線圓柱齒輪傳動的精度(jn d)設計學學 習習 指指 導導了解齒輪了解齒輪(chln)傳動的使用要求以傳動的使用要求以及影響齒輪及影響齒輪(chln)使用要求的主要

2、使用要求的主要誤差；掌握齒輪誤差；掌握齒輪(chln)的強制性檢的強制性檢測精度指標及側隙指標，掌握齒輪測精度指標及側隙指標，掌握齒輪(chln)精度指標的公差（偏差允許精度指標的公差（偏差允許值）等級和齒輪值）等級和齒輪(chln)的精度等級、的精度等級、齒輪齒輪(chln)副中心距極限偏差和軸副中心距極限偏差和軸線平行度公差與齒輪線平行度公差與齒輪(chln)坯公差，坯公差，掌握齒輪掌握齒輪(chln)坯公差和齒輪坯公差和齒輪(chln)精度等級的圖樣標注。精度等級的圖樣標注。第2頁/共40頁第二頁，共41頁。齒輪齒輪(chln)精度設計精度設計 ( 最復雜最復雜)單個齒輪單個齒輪(chl

3、n)精度精度齒輪齒輪(chln)副精度副精度齒坯精度齒坯精度 所以是典型零件精度設計中所以是典型零件精度設計中最難最難的。的。5.4 漸開線圓柱齒輪傳動的精度設計漸開線圓柱齒輪傳動的精度設計第3頁/共40頁第三頁，共41頁。5.4 漸開線圓柱齒輪傳動(chundng)的精度設計 1.傳遞運動準確性 傳遞運動準確性，就是要求齒輪在一轉范圍內(nèi)傳動比變化盡量(jnling)小，從而保證從動齒輪與主動齒輪相對運動協(xié)調一致。 即在齒輪的一轉范圍內(nèi)，轉角誤差的最大值不得超過一定的限度。n5.4.1 齒輪(chln)傳動的使用要求第4頁/共40頁第四頁，共41頁。第5頁/共40頁第五頁，共41頁。5.4 漸

4、開線圓柱齒輪傳動的精度(jn d)設計 2.傳動(chundng)平穩(wěn)性 傳動(chundng)平穩(wěn)性，就是要求齒輪傳動(chundng)過程中瞬時傳動(chundng)比變化盡量小，以減小齒輪傳動(chundng)中的沖擊、噪聲和振動。 即在齒輪的較小角度范圍內(nèi)，轉角誤差的變化不得超過一定的限度。n5.4.1 齒輪傳動(chundng)的使用要求第6頁/共40頁第六頁，共41頁。5.4 漸開線圓柱齒輪傳動(chundng)的精度設計 3.載荷分布均勻性 載荷分布均勻性，就是要求齒輪在嚙合時，工作齒面接觸良好，載荷分布均勻，避免引起應力集中，造成局部齒面磨損或折斷，從而保證(bozhng)齒輪

5、傳動有較大的承載能力和較長的使用壽命。 n5.4.1 齒輪(chln)傳動的使用要求第7頁/共40頁第七頁，共41頁。5.4 漸開線圓柱齒輪傳動(chundng)的精度設計 4.合適的齒側間隙 齒側間隙就是要求齒輪副工作齒面嚙合時，非工作齒面間具有間隙。合適的齒側間隙用來貯存潤滑油，補償齒輪傳動的制造與安裝(nzhung)誤差及熱變形和彈性變形，防止齒輪在工作中發(fā)生齒面燒蝕或卡死，使齒輪副正常工作。 n5.4.1 齒輪傳動(chundng)的使用要求第8頁/共40頁第八頁，共41頁。對所有齒輪都有以上四項要求。但對不同對所有齒輪都有以上四項要求。但對不同(b tn)用途的用途的齒輪，其精度高低

6、要求不同齒輪，其精度高低要求不同(b tn)，側隙大小也不一樣。，側隙大小也不一樣。對分度和測量對分度和測量(cling)用齒輪：用齒輪：準確性（運動準確性（運動(yndng)）精度要求很高；）精度要求很高；對對變速變速用齒輪：用齒輪：平穩(wěn)性精度要求很高；平穩(wěn)性精度要求很高；對傳遞對傳遞動力動力用齒輪：用齒輪：載荷分布均勻性（接觸）精度要求很高；載荷分布均勻性（接觸）精度要求很高；對對儀器儀表儀器儀表用齒輪：用齒輪：側隙要求很嚴格。側隙要求很嚴格。上述四項要求中，前三項是對齒輪的精度要求。例如：5.4 漸開線圓柱齒輪傳動的精度設計漸開線圓柱齒輪傳動的精度設計第9頁/共40頁第九頁，共41頁。5

7、.4 漸開線圓柱齒輪傳動的精度(jn d)設計影響齒輪傳遞運動準確性的主要(zhyo)誤差 影響齒輪傳遞運動準確性的誤差，是指以齒輪一轉為周期的低頻誤差，即齒輪在一轉范圍內(nèi)轉角誤差的總幅度值。主要(zhyo)由切齒過程中的幾何偏心和運動偏心產(chǎn)生。n5.4.2 傳遞運動傳遞運動(yndng)準確性的精度分析及評準確性的精度分析及評定指標定指標 1.幾何偏心 幾何偏心是指齒輪基圓中心與齒輪坯幾何中心的偏心。它是由齒輪坯在機床上安裝偏心產(chǎn)生的。 第10頁/共40頁第十頁，共41頁。第11頁/共40頁第十一頁，共41頁。第12頁/共40頁第十二頁，共41頁。 2. 齒輪運動偏心 運動偏心e2是指機床(

8、jchung)分度蝸輪幾何偏心e1y復映到被切齒輪上的誤差，因而使以齒輪基準軸線為圓心的圓上齒距分布不均勻。 第13頁/共40頁第十三頁，共41頁。5.4 漸開線圓柱齒輪傳動(chundng)的精度設計傳遞(chund)運動準確性的評定指標 齒距累積總偏差齒距累積總偏差Fp是指在齒輪的端截面上，在接近是指在齒輪的端截面上，在接近(jijn)齒高中部齒高中部的一個與齒輪基準軸線同心的圓上，任意兩個同側齒面間的實際弧長與理的一個與齒輪基準軸線同心的圓上，任意兩個同側齒面間的實際弧長與理論弧長之差的最大絕對值。是評定齒輪傳遞運動準確性的精度時所需采用論弧長之差的最大絕對值。是評定齒輪傳遞運動準確性的

9、精度時所需采用的強制性檢測精度指標，必要時還需增加齒距累積誤差的強制性檢測精度指標，必要時還需增加齒距累積誤差Fpk。 第14頁/共40頁第十四頁，共41頁。5.4 漸開線圓柱齒輪傳動(chundng)的精度設計傳遞運動準確性的評定(pngdng)指標 齒距累積(lij)偏差Fpk是指在齒輪的端截面上，在接近齒高中部的一個與齒輪基準軸線同心的圓上，任意k個同側齒面間的實際弧長與理論弧長的代數(shù)差。第15頁/共40頁第十五頁，共41頁。5.4 漸開線圓柱齒輪傳動的精度(jn d)設計評定傳遞運動(yndng)準確性的合格條件齒距累積總偏差Fp不大于齒距累積總偏差的允許值Fp，即FpFp；一個齒輪上

10、所有(suyu)的齒距累積偏差Fpk都在齒距累積偏差允許值Fpk范圍內(nèi)，即-FpkFpk+Fpk或Fpk maxFpk。第16頁/共40頁第十六頁，共41頁。5.4 漸開線圓柱齒輪傳動的精度(jn d)設計影響傳動平穩(wěn)性的主要(zhyo)誤差 n5.4.3 傳動平穩(wěn)性的精度傳動平穩(wěn)性的精度(jn d)分析與評定指分析與評定指標標 1. 基圓齒距偏差 齒輪的基圓齒距偏差是指實際基圓齒距與理論基圓齒距的代數(shù)差，用fpb表示。相互嚙合的齒輪存在基圓齒距偏差時，輪齒在進入或退出嚙合時將產(chǎn)生速比變化，引起沖擊和振動。 影響傳動平穩(wěn)性的誤差是短周期高頻誤差，主要表現(xiàn)為以下兩個方面。第17頁/共40頁第十七

11、頁，共41頁。(a) 從動齒輪具有負基圓齒距偏差從動齒輪具有負基圓齒距偏差 (b) 從動齒輪具有正基圓齒距偏差從動齒輪具有正基圓齒距偏差 5.4 漸開線圓柱齒輪傳動的精度漸開線圓柱齒輪傳動的精度(jn d)設計設計第18頁/共40頁第十八頁，共41頁。5.4 漸開線圓柱齒輪傳動(chundng)的精度設計 2. 齒廓的形狀誤差 對漸開線齒輪來說，由于加工中各種偶然因素的影響，難以保證齒形為理論漸開線，總存在一定誤差。齒廓的形狀誤差導致齒輪工作時，嚙合點偏離嚙合線，致使瞬時傳動比變化，造成一對輪齒(ln ch)在傳動過程中的振動和噪聲，影響齒輪傳動平穩(wěn)性。影響傳動(chundng)平穩(wěn)性的主要誤

12、差 第19頁/共40頁第十九頁，共41頁。5.4 漸開線圓柱齒輪傳動(chundng)的精度設計傳遞運動(yndng)平穩(wěn)性的評定指標 1. 齒廓總偏差F 齒廓總偏差F是指在齒輪的端截面上，包容實際齒廓工作部分且距離為最小的兩條設計齒廓之間的法向距離。齒廓總偏差F直接反映了齒輪工作齒面的瞬時接觸情況，影響齒輪的傳動平穩(wěn)性，是評定(pngdng)齒輪傳動平穩(wěn)性的精度時所需采用的強制性檢測精度指標。第20頁/共40頁第二十頁，共41頁。5.4 漸開線圓柱齒輪傳動(chundng)的精度設計傳遞(chund)運動平穩(wěn)性的評定指標 2.單個齒距偏差fpt 單個齒距偏差fpt是指在齒輪端平面上，在接近齒

13、高中部的一個與齒輪基準軸線(zhu xin)同心的圓上，實際齒距與理論齒距的最大代數(shù)差。fpt也是評定齒輪傳動平穩(wěn)性的精度時所需采用的強制性檢測精度指標。 第21頁/共40頁第二十一頁，共41頁。5.4 漸開線圓柱齒輪傳動(chundng)的精度設計評定傳動(chundng)平穩(wěn)性的合格條件 齒廓總偏差F不大于齒廓總偏差的允許值F，即FF。 所有(suyu)的單個齒距偏差fpt都在單個齒距偏差允許值fpt的范圍內(nèi)，即-fptfpt+fpt或fpt maxfpt。第22頁/共40頁第二十二頁，共41頁。5.4 漸開線圓柱齒輪傳動的精度(jn d)設計 影響載荷分布均勻性的主要誤差 齒輪嚙合時，齒

14、面接觸不良會影響載荷分布均勻性。影響齒寬方向載荷分布均勻性的主要誤差是實際螺旋(luxun)線對理想螺旋(luxun)線的偏離量，稱為螺旋(luxun)線偏差。影響齒高方向載荷分布均勻性的主要誤差是齒廓偏差。 滾齒過程中，刀架導軌相對于工作臺回轉軸線的平行度誤差，齒輪坯端面的跳動，心軸的歪斜將造成齒廓在齒寬方向的形狀和位置誤差；差動鏈的調整誤差，將影向螺旋(luxun)角，都會引起螺旋(luxun)線偏差。n5.4.4 載荷載荷(zi h)分布均勻性的精度分析及評定指分布均勻性的精度分析及評定指標標 第23頁/共40頁第二十三頁，共41頁。5.4 漸開線圓柱齒輪傳動(chundng)的精度設計

15、 載荷分布均勻(jnyn)性的評定指標 評定齒輪的載荷評定齒輪的載荷(zi h)分布均勻性的指標，在齒輪的齒寬方向用螺分布均勻性的指標，在齒輪的齒寬方向用螺旋線總偏差旋線總偏差F，是評定齒輪載荷，是評定齒輪載荷(zi h)分布均勻性的精度時所需采用分布均勻性的精度時所需采用的強制性檢測精度指標；在齒高方向用齒廓總偏差的強制性檢測精度指標；在齒高方向用齒廓總偏差F 。F合格條件為：螺旋線總偏差F不大于螺旋線總偏差的允許值F，即FF。第24頁/共40頁第二十四頁，共41頁。5.4 漸開線圓柱齒輪傳動(chundng)的精度設計5.4.5 齒側間隙的精度分析及評定(pngdng)指標 影響齒側間隙的

16、誤差 齒輪副側隙是指一對齒輪嚙合時，非工作齒面間的間隙。適當?shù)凝X側間隙是齒輪副正常工作的必要條件。形成齒輪副側隙有兩條有效的途徑：賦予中心距正偏差，使中心距加大；賦予齒厚負偏差，使齒厚減薄。 考慮到齒輪齒高方向的接觸及箱體加工的特點，一般采用保持中心距不變(基中心距制)而減薄齒厚的方法獲得側隙。因此，評定齒輪副側隙應對齒厚減薄量予以控制。此外(cwi)，徑向誤差、切向誤差將引起齒厚不均勻，使齒輪工作時側隙不均勻。第25頁/共40頁第二十五頁，共41頁。5.4 漸開線圓柱齒輪傳動的精度(jn d)設計5.4.5 齒側間隙的精度(jn d)分析及評定指標 側隙的評定指標 為控制齒厚減薄量，以獲得必

17、要的側隙，可采用下列評定指標： 1.齒厚偏差Esn 齒厚偏差Esn是指在分度圓柱面上，實際齒厚與公稱(gngchng)齒厚（齒厚理論值）之差。對于斜齒輪，指法向齒厚。第26頁/共40頁第二十六頁，共41頁。5.4 漸開線圓柱齒輪傳動(chundng)的精度設計 2. 公法線長度偏差Ew 公法線長度是指齒輪上k個輪齒(ln ch)的兩端異向齒廓間基圓切線上的一段長度，即基圓上的一段弧長。公法線長度偏差Ew是指實際公法線長度Wk與公稱公法線長度的代數(shù)差。 公法線長度偏差Ew之所以能代替齒厚偏差Esn來反映齒厚減薄量，主要在于公法線長度內(nèi)包含有齒厚的影響。 第27頁/共40頁第二十七頁，共41頁。評

18、定齒輪精度和側隙的必檢偏差評定齒輪精度和側隙的必檢偏差(pinch)(pinch)項目項目 標準規(guī)定評定標準規(guī)定評定齒輪齒輪(chln)精精度的必檢偏差度的必檢偏差項目為項目為 (1) 齒距偏差齒距偏差(pinch) (2) 齒廓偏差齒廓偏差 (3) 螺旋線偏差螺旋線偏差 評定評定齒側間隙齒側間隙的的 必檢偏差項目為必檢偏差項目為或或公法線長度偏差公法線長度偏差齒厚偏差齒厚偏差5.4 漸開線圓柱齒輪傳動的精度設計漸開線圓柱齒輪傳動的精度設計 FPF F Esn fPtwEkPFF第28頁/共40頁第二十八頁，共41頁。5.4 漸開線圓柱齒輪傳動(chundng)的精度設計 5.4.6 齒輪(c

19、hln)副安裝時的精度指標 齒輪是成對使用的，齒輪副軸線的中心距和平行度受齒輪副的制造和安裝(nzhung)誤差的綜合影響，進而影響齒輪的使用要求。 1. 齒輪副中心距極限偏差 -fafa+fa 第29頁/共40頁第二十九頁，共41頁。5.4 漸開線圓柱齒輪傳動的精度(jn d)設計2. 齒輪(chln)副軸線平行度公差3. 箱體精度 5.4.6 齒輪(chln)副安裝時的精度指標 齒輪是成對使用的，齒輪副軸線的中心距和平行度受齒輪副的制造和安裝誤差的綜合影響，進而影響齒輪的使用要求。 第30頁/共40頁第三十頁，共41頁。5.4 漸開線圓柱齒輪傳動的精度(jn d)設計 齒輪的精度設計(sh

20、j)，就是根據(jù)齒輪傳動的使用要求，確定： 齒輪的精度等級； 齒輪的強制性檢測精度指標的偏差允許值； 齒輪的側隙指標及其極限偏差； 齒輪坯的幾何量精度； 齒輪副中心距的極限偏差和軸線的平行度公差。 5.4.7 漸開線圓柱齒輪精度(jn d)設計第31頁/共40頁第三十一頁，共41頁。5.4 漸開線圓柱齒輪傳動的精度(jn d)設計 GB/T 10095.1、22008對強制性檢測和非強制性檢測精度指標的公差（徑向綜合公差除外(chwi)）規(guī)定了012級共13個精度等級，分別用數(shù)字0，1，2，12表示。其中，0級精度最高，12級精度最低。 齒輪的精度等級(dngj)與公差值 齒輪精度等級的選擇 在

21、國標規(guī)定的13個精度等級中，02級精度齒輪的精度要求非常高，屬有待發(fā)展的精度等級，35級為高精度等級，69級為中等精度等級，1012級為低精度等級。第32頁/共40頁第三十二頁，共41頁。5.4 漸開線圓柱齒輪傳動(chundng)的精度設計 齒輪精度等級的標注 當齒輪傳遞運動準確性、傳動平穩(wěn)性及載荷分布均勻性的各項精度指標選取不同精度等級時，圖樣上可按其順序分別標注其精度等級及括號的對應偏差允許值的符號(fho)和標準號，或分別標注它們的精度等級和標準號。 例如，齒距累積總偏差允許值Fp和單個齒距偏差允許值fpt、齒廓總偏差允許值F均為8級，而螺旋線總偏差允許值F為7級時，圖樣上可標注為：8（Fp、fpt、F）、7（F） GB/T10095.12008或標注為： 8-8-7 GB/T10095.12008 第33頁/共40頁第三十三頁，共41頁。5.4 漸開線圓柱齒輪傳動(chundng)的精度設計 齒輪精度等級的標注 當齒輪傳遞運動準確性、傳動平穩(wěn)性及載荷分布均勻性的各項精度指標(zhbio)選取相同精度等級時，圖樣上只標注該精度等級和標準號。例如，各精度指標(zhbio)的公差或偏差允許值均為7級時，可標注為：7