文档介绍：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△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。
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。
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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。
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。