文档介绍：第九章 渐开线圆柱齿轮公差与检测
概 述
齿轮误差的评定指标及检测
齿轮副误差的评定指标及其检测
齿轮精度标准及其应用实例
渐开线圆柱齿轮公差与检测
概 述
在机电产品的传动装置中，齿轮传动的应用极为广泛，种类也很多。这种传动机构由齿轮副、轴、轴承及箱体（或支承座）等组成，其运转性能的好坏与齿轮的制造、安装精度以及支承部件质量密切相关。
根据用途和工作条件的不同，对齿轮传动主要有以下四方面的使用要求：传递运动的准确性 、传动的平稳性、载荷分布的均匀性、 传动侧隙。
齿轮传动的实际使用要求
渐开线圆柱齿轮公差与检测
齿轮传动的实际使用要求
1. 传递运动的准确性
从齿轮啮合原理可知，理论上在一对的渐开线齿轮传动过程中，两轮之间的传动比是恒定的，这时的传递运动是准确的。但实际上由于齿轮的制造和安装误差，从动轮在一转过程中，实际转角往往不同于理论转角，常产生转角误差齿，导致传递运动的不准确。要使齿轮副的传动误差尽可能小，必须要求齿轮在旋转一转范围内，齿轮副的传动比尽可能不变。
2. 传动的平稳性
传动的平稳性是指齿轮在转过一个齿距角的范围内，其最大转角误差应限制在一定范围内，使齿轮副瞬时传动比变化小，以保证传递运动的平稳性。齿轮在传递运动过程中，由于受齿廓误差、齿距误差等影响，从一对轮齿过渡到另一对轮齿的齿距角的范围内，也存在着较小的转角误差，并且在齿轮一转中多次重复出现，导致一个齿距角内瞬时传动比也在变化。一个齿距角内瞬时传动比如果过大，将引起冲击、噪声和振动，严重时会损坏齿轮。
渐开线圆柱齿轮公差与检测
3. 载荷分布的均匀性
载荷分布的均匀性是指在轮齿啮合过程中，工作齿面沿全齿高和全齿长上保持均匀接触，并且接触面积尽可能的大。齿轮在传递运动中，齿轮的工作齿面不可能全部均匀接触。如载荷集中于局部齿面，将使齿面磨损加剧，甚至轮齿折断。可见，齿轮传动装置还要求轮齿在运转中齿面接触良好，使载荷均匀分布在齿面上，避免引起轮齿但应力集中或造成局部磨损，从而使装置具有较高的承载能力和较长的使用寿命。
4. 传动侧隙图
传动侧隙是指齿轮在运转过程中，主、从动齿轮的非工作齿面间所形成的间隙。齿轮副侧隙(见图9-1)对储藏润滑油，补偿齿轮传动受力后的弹性变形和热变形，以及补偿齿轮及其传动装置的加工误差和安装误差都是必要的。但对于需要反转的齿轮传动装置，侧隙又不能太大，否则回程误差及冲击都较大。为保证齿轮副侧隙的合理性，可在几何要素方面，对齿厚和齿轮箱体孔中心距偏差加以控制。在非工作齿面间应留有合理的间隙，否则会出现卡死或烧伤现象。
齿轮传动的实际使用要求
渐开线圆柱齿轮公差与检测
齿轮在设计制造中，一般都应提出上述四个方面要求，但由于用途及其工作条件的不同，侧重点不同，合理确定齿轮的精度和侧隙要求是设计的关键。
图9-1 齿轮副的侧隙
齿轮传动的实际使用要求
渐开线圆柱齿轮公差与检测
齿轮加工误差
在机械制造中，齿轮的加工方法很多，按渐开线的形成原理可分为：仿形法，即用成型铣刀在铣床上直接铣出齿形；范成法，如用滚刀在滚齿机上滚齿、用插刀在插齿机上插齿，即利用齿坯与刀具的合成运动，多次切削形成需要的齿形。按范成法加工齿轮，其轮齿的形成，是滚刀对齿坯周期性地连续滚切的结果，犹如齿条与齿轮的啮合运动，过程中把多余的材料去除，如果滚刀和齿坯的旋转运动没有严格地保持相对运动关系，则切出齿距和齿形将不准确。齿轮产生的这种误差将随转角的变化而周期性变化。
渐开线圆柱齿轮公差与检测
齿轮加工误差
1. 齿轮加工误差的来源
图9-2所示为滚齿机滚切加工齿轮的情形，加工时产生误差的主要因素有：
图9-2 滚齿机滚切齿轮
(1) 几何偏心e1
几何偏心e1是指由于齿坯定位孔与心轴外圆之间存在间隙，即图中齿坯定位孔的轴心线O1O1,与机床工作台的回转轴心线OO不重合，产生的偏心e1。
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齿轮加工误差
当齿坯在机床上安装有几何偏心e1，滚切出的齿轮，其齿圈上各齿到孔中心O1O1的距离是不等的，表现出齿距和齿厚不均匀，齿高不均匀。这样的齿轮按齿坯孔的中心线旋转时，使输出不匀速。这种传递运动的不准确，可认为是圆周切线方向的误差，故可把它称为“切向误差”。也就是说，切齿加工时的径向误差，结果是造成完工齿轮的切向误差。当以齿轮基准孔定位进行测量时，在齿轮一转内产生周期性的齿圈径向跳动误差，同时齿距和齿厚也产生周期性变化。
有几何偏心的齿轮装在传动机构中之后，就回引起每转为周期的速比变化，产生时快时慢的现象