齿轮误差的检验

文摘   汽车   2024-04-20 06:00   山东  

前面介绍了齿轮的各个加工误差,包括影响齿轮运动准确性的误差影响传动平稳性的误差影响齿轮载荷分布均匀性的误差的误差,本文主要对各误差检验的相关内容进行简单介绍。

一、概述

根据齿轮各项误差对其传动性能的影响,可将齿轮的各项公差分为Ι三个公差组:

Ι公差组,影响传递运动的准确性,主要包括:公法线长度变动量ΔFw、切向综合误差ΔFi、径向综合误差ΔFi′′、齿圈径向跳动量ΔFr、周节累积误差ΔFP以及K个周节的累积误差ΔFPK

公差组,影响传动运动的平稳性,主要包括:基节偏差Δfpb、齿形误差Δff、螺旋线波度误差Δffβ、周节偏差Δfpt、径向一齿综合误差Δfi、切向一齿综合误差Δfi

公差组,影响载荷分布的均匀性,主要包括:轴向齿距偏差ΔFpx、接触线误差ΔFb、齿向误差ΔFβ

在生产中,没有必要对所有的公差项目同时进行检验,而是将同一个公差组内的各项指标分为若干个检验组,根据齿轮副的功能要求和生产批量大小的要求,在各公差组内任选一个检验组来检查齿轮的精度。若不同检验组所得的结果不同,即精度等级不同时,应以最低的结果为准。

二、各公差组的检验

1、第Ι公差组的检验组,主要包括5个方面:

(1)、径向综合误差ΔFi′′和公法线长度变动量ΔFw

(2)、齿圈径向跳动量ΔFr和公法线长度变动量ΔFw

(3)、切向综合误差ΔFi

(4)、周节累积误差ΔFPK个周节的累积误差ΔFPK(后者仅在必要时才采用);

(5)、齿圈径向跳动量ΔFr,仅用于10~12级精度的齿轮。

齿圈径向跳动量ΔFr和径向综合误差ΔFi′′是径向误差的评定指标;周节累积误差ΔFP和切向综合误差ΔFi是综合指标;公法线长度变动量ΔFw是切向误差的评定指标。

当选择公法线长度变动量ΔFw与径向综合误差ΔFi′′组合,或公法线长度变动量ΔFw与齿圈径向跳动量ΔFr组合验收齿轮时,若其中只有一项超差,考虑到切向误差与径向误差相互补偿的可能性,则可以另外再测量周节累积误差ΔFP,以ΔFP的合格与否作为被检测齿轮是否合格的依据。

对于10~12级齿轮,由于加工机床具有足够的精度,因此只需检验齿圈径向跳动量ΔFr,而不必检验公法线长度变动量ΔFw

2、第公差组的检验组,主要包括6个方面:

(1)、径向一齿综合误差Δfi

(2)、切向一齿综合误差Δfi,有特殊需要时可以增加检验基节偏差Δfpb

(3)、基节偏差Δfpb和齿形误差Δff

(4)、周节偏差Δfpt和齿形误差Δff

(5)、基节偏差Δfpb和周节偏差Δfpt

(6)、周节偏差Δfpt,仅用于10~12级精度的齿轮。

对于轴向重合度εβ>1.25、精度等级6级以及高于6级的斜齿轮或人字齿轮,在第(3)(4)两个检验组中,还推荐增加螺旋线波度误差Δf的检验。

切向一齿综合误差Δfi和径向一齿综合误差Δfi为综合指标,批量生产中应优先选用。

(3)检验组适用于展成法的磨齿工艺。此时,齿形误差Δff主要反映砂轮系统的误差,而周节偏差Δfpt则反映机床的分度误差,两者组合可以表示切向一齿综合误差Δfi

(4)检验组适用于滚齿、磨齿和剃齿工艺。在磨齿中相当于用基节偏差Δfpb代替周节偏差Δfpt;在滚剃齿工艺中,齿形误差Δff反映齿轮的齿形误差,基节偏差Δfpb反映齿形角误差,两者均是反映切向一齿综合误差Δfi的主要因素。

(5)检验组适用于多齿数的滚齿工艺。因为周节偏差Δfpt可以反映机床周期误差,而基节偏差Δfpb反映刀具系统的误差,因此两者组合可以反映切向一齿综合误差Δfi

3、第公差组的检验组,主要包括3个方面:

(1)、轴向齿距偏差ΔFpx和接触线误差ΔFb。其中,接触线误差ΔFb仅用于轴向重合度εβ>1.25、且齿向线不作修正的斜齿轮;

(2)、齿向误差ΔFβ

(3)、接触线误差ΔFb。仅用于轴向重合度εβ≤1.25、且齿向线不作修正的斜齿轮。

三、其他内容

主要包括两个方面:检验组和精度的推荐、齿轮副的检验组。

1、检验组和齿轮精度的推荐

选择检验指标时,应考虑齿轮的精度、尺寸、生产批量和本单位的检测设备等因素。不同应用领域齿轮的常用检验组如图1所示,可供选择时参考。

1 检验项目与精度推荐

2、齿轮副的检验组

齿轮副的公差项目,主要包括6个方面:

(1)、齿轮副的切向综合误差ΔFic

(2)x方向和y方向的轴线平行度误差ΔfxΔfy

(3)、齿轮副的切向一齿综合误差Δfic

(4)、接触斑点;

(5)、齿轮副的中心距偏差Δfa

(6)、最小、最大极限侧隙jnminjnmax

各级精度齿轮及齿轮副的公差值可按如下关系式进行计算:

(1)、齿轮的切向综合误差ΔFi=周节累积误差ΔFP+齿形误差Δff

(2)、齿轮副的切向一齿综合误差Δfic等于两个配对齿轮的切向一齿综合误差Δfi之和;

(3)、齿轮副的切向综合误差ΔFic等于两个配对齿轮的切向综合误差ΔFi之和;

(4)、齿轮的螺旋线波度误差Δf等于切向一齿综合误差Δfi乘以cosββ为分度圆螺旋角;

(5)、当两个齿轮的齿数之比为大于3的整数时,选配时齿轮副的切向综合误差ΔFic可以比计算值压缩25%或更多;

(6)、齿轮副轴向齿距偏差ΔFpx=接触线误差ΔFb=齿轮副x方向轴线的平行度误差Δfx=齿向误差ΔFβ

(7)、齿轮的切向一齿综合误差Δfi=0.6倍的(周节偏差Δfpt+齿形误差Δff);

(8)、齿轮副y方向轴线的平行度误差Δfy=齿向误差ΔFβ的一半;

上述的周节累积误差ΔFP、齿形误差Δff、周节偏差Δfpt、齿向误差ΔFβ可由公差表查出。

极限偏差以及公差与齿轮几何参数的关系如图2所示。

2 极限偏差以及公差与齿轮几何参数的关系

其中,L为分度圆弧长,m为模数,d为齿轮的分度圆直径,其他几何参数之间的关系如前所述。

当齿形角α不等于20°时,对于径向综合误差ΔFi′′、齿圈径向跳动量ΔFr、径向一齿综合误差Δfi,应将表格中查出的公差值再乘以系数sin20°/sinα


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扩展阅读:

1齿轮基本参数介绍
2、动力性与经济性知识合集
3、制动器的结构型式
4、Abaqus焊接计算
5、振动响应的幅频特性

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