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日本塑料齿轮精度标准
日本塑料齿轮精度标准
摘要:早在二十年前,日本针对塑料齿轮制定了JGMA116-02:1983,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/AGMA1106-A97[6](ToothProportionsforPlasticGears)推出的
早在二十年前,日本针对塑料齿轮制定了JGMA116-02:1983,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/AGMA1106-A97[6](ToothProportionsforPlasticGears)推出的AGMAPT(PT为PlasticGearingToothform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,,注射模塑成型齿轮的精度评价,一直是参照日本JISB1702:1979以及JGMA116-02:1983,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」ISB1702-3:2008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.
JISB1702-3:2008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JISB1702-1:1998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JISB1702-2,1998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JISB1702-,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)JISB1702-3的适应范围
①该部分标准精度等级4级为最高精度级,。
②,.
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JISB1702-1和JISB1702-2有所减小:基准圆直径d=1-280mm,法向模数Mn=有效齿宽b=,此外为了适应微型塑料齿轮的要求,特增加了比标准JISB1702-1和JISB1702-2更小的尺寸规格。
⑥该部分标准一齿径向综合偏差的法向模数最大值为,为保持与JISB1702-2的一致性,径向综合偏差的法向模数的最大值是4mm,另外,JISB17020-1与JISB1702-2,此标准对基准圆直径以及有效齿宽进行了区分.
(二)JISB1702-3齿轮偏差允许值的计算
在本部分标准中,主检项目有以下六项。精度等级为5级齿轮,各检侧项口的偏差允许值按以下公式计算,并以μm为单位表示。
式中各参数下标L为该参数分段下限值,下标U为该参数分段上限值,下标LU为该参数分段的几何平均值。例如,齿轮基准圆直径为d=30的情况下,此尺寸在参数分段下限值战=20与上限值du=50之间,则基准圆几何平均值(dLU)即可按式(1-95)计算求得。
为了保持与JISB1702-1和JISB1702-2的精度等级的一致性,以上计算式适用于5级精度等级进行求值。两个相邻精度等级间的公比等于√2,本级数值除以(或乘以)涯即可得到相邻较高(或较低)等级的数值。5级精度的未经圆整的计算值乘以2^(Q-5),即可得到任一等级的值,式中Q是待求值的精度等级数。
各精度等级的偏差的允许值,在微米后的第一位采取四舍五人进行圆整。
按以上计算式和有关规则所求得的齿轮主要检测项目偏差的允许值见表1-18~表1-23
除以上主检项目外,有些偏差的侧量被认为不是必须的,。
然而,,有时可以用来替代其他的检测方法.
未纳人标准主体部分中的参考检测项目共有7项,精度等级为5级齿轮各项偏差允许值按以下公式计算,并以μm为单位。
按以上参考检测项目的计算式和有关规则所求得的各项偏差的允许值,参见表1-24-表1-29.
(三)JISB1702-3应用的注惫事项、
应用以上各项参考检渊偏差允许值时,应注意以下事项。
①符合各表参数规格的齿轮主检项口可直接选用表中数据,如果齿轮参数不符合各表规格,根据齿轮的精度等级要求,可按式(1-89)~式(1-94)直接计算求得.
②要求的精度等级,不同的偏差项目可指定不同的等级。另外,也可以根据使用要求,对不同的齿面选择不同的精度等级。
③没有特定齿形以外的测定的话,在齿轮齿宽中央附近进行检渊,齿廓偏差以及操旋线误差,在齿轮的圆周分为大约等分,以4个齿轮的齿面来检测。单个齿距偏差测定,以齿轮的两齿侧面分别测定来评价。另外,根据轮缘等的影响,因为齿轮形状的变形,最好对齿廓总偏差进行侧量。
④精度等级要求高于5级精度以上的齿轮,需要有精确的渊量精度。应采用可以保证测量精度的精密测量仪器,测定环境,以及测定所必须具备条件等。
⑤关千测定方法以及测定条件:所用侧量仪器名一称;被检测齿轮的装夹方式。测量力的大小,要求测量的项目;检测日期和时间;测量室内的环境温度和湿度等,都要求明确记人检测记录表中。
⑥关于齿轮齿廓总偏差以及螺旋线总偏差,不仅要有检测结果,。
⑦在JISB1702-2中,径向综合总偏差是根据模数和基准圆直径的几何平均值进行计算求得的。
(四>塑料齿轮的检测项目
塑料齿轮主要检测项目及代号如表1-30所示,根据塑料齿轮的特点,已将这些检测项目分为主检和参考两大类。一般精度的普通塑料齿轮只检侧主检项目即可保证使用要求,而精度要求较高的塑料齿轮,除主检项目外,还可以增加部分参考检测项目,。
(五)齿廓的计量范围
注射模塑齿轮的齿廓计量范围,要除去齿顶圆角,在法向模数mn=lmm的齿轮的齿顶倒圆半径为Pa=的情况下,齿廓的计量范围是%,:与法向模数rnn= 的齿轮模具型腔采用￠0
.2mm钼丝进行线切割加工的模塑齿轮齿顶圆角半径pa=的效果相同。齿廓计量范围,有用长度应与特定的精度等级相适应;如果没有特别规定,齿廓检查范围E点开始延伸的齿廓长度相当于可用长度的92%。
有关塑料齿轮的不同齿顶倒圆半径对齿廓计量区间的影响,现通过齿轮参数mn=1,z=20,a=20°渐开线圆柱直齿轮示例进行计算,并将计算结果列人表1-31。示例齿廓图和计量区间图参见图1-63.
模塑齿轮由于成型工艺的特性要求,齿廓如图1-63(a)所示,齿顶两侧均有倒圆,对于模数特小、齿数特少的模塑齿轮齿顶可能只有单一的齿尖圆弧。齿顶倒圆半径对齿廓计量的有效长度的影响〔见图1-63(b)〕是明显的;示例计算表明,当倒圆半径由pa=增大到pa=时,齿廓的计值区间L。与有效长度LAE之比率由%降低到90%‘由于模塑齿轮的齿根多为单一圆弧齿根圆弧半径是由计算确定的,一般不会对齿廓计量区间造成影响。
下面讨论齿廓计值范围La的几何意义。在图1-64中,可以直观地看到本示例齿轮齿顶倒圆与渐开线齿廓切点处的法线,即通过倒圆中心并与基圆相切(三点共线)..此两切点之间的法线长度就是齿廓计值范围,从CAD齿廓上可直接测得
La=.这一结果与表1-31中所给出的数据是完全吻合的。
(六)测定条件及测定方法
测定条件及测定方法纳入附录5(参考),不属于本标准主体的组成部分,只是木标准主体部分的参考内容。
一般情况下,注射成型的塑料齿轮的精度测量与金属齿轮不同,它受温度和湿度等环境因素的影响,一而且影响比较大,另外,还随存放时间的变化发生变化。因此,塑料齿轮的精度测量对检测条件和方法的规定是非常必要的。检测时要将这些测定环境及测定条件作为适用于本标准的精度检测的一部分记录下来。
、评价方法的注意事项。
①测定通常在JISK7100:1999“塑料状态调节及试验氛围”规定的标准温度23℃.标准湿度50%的测定环境下进行。在此外的测定环境下进行侧定,应该注意必须在精度检查结果里注明测定室的温度及湿度。另外,尽量在被检查齿轮的状态及尺寸稳定之后再进行测定。
②有必要利用测定装置来保证尺寸测定的重复精度的计测精度。另外,为了避免齿轮齿受力时变形及齿面划伤,必须在较低的测定力下进行测定。
③对于小模数齿轮进行测量时,由于受测头挠度及测量系统刚度的影响面微小凹凸形状的测量结果有可能是不准确的,这是需要注意的一点。
④注塑成型齿轮的测定环境及测定时间,有必要经供需双方协商确定。
参见与测定场所环境相关的标准JISK7100,
被检查齿轮必须从注塑成型状态已经稳定的产品当中抽样。成型后,要求被检样件在标准状态(温度及湿度)的测定室里至少保持数小时之后再做测定。样件放置一段时间的目的是为了稳定尺寸,放置时间参见表
I-32.
径向综合误差的测定方法,在JISB1752:1989(直齿轮及斜齿轮的测定方法)中也有规定。其中,如表1-33中所示,规定了齿宽10mm左右的测定力的上限值。测定力与被检查齿轮的齿宽成比例。但是,JISB1752在向ISO标准整合阶段,转移到1999年被废除的TRB0005:1999中。