1、圓柱齒輪傳動的精度設計一、傳動齒輪的使用要求齒輪是機器和儀器的重要零件，齒輪的精度在一定程度上影響著整臺 機器或儀器的質量。由于齒形比較復雜，參數比較多，所以齒輪精度 的評定比較復雜。現代工業對齒輪傳動提出的要求，歸納起來有下列四項：1要求一轉范圍內傳動比的變化盡量小，以保證傳遞運動準確。（運動準確）2. 要求瞬時傳動比的變化盡量小，以保證傳動平穩，沖擊及振動小,噪聲低。（工作平穩）3. 要求在受載下工作齒面能夠良好接觸，以保證足夠的承載能力和使用壽命。（接觸精度）4. 要求齒輪副有適當的齒側間隙（嚙合輪齒的非工作面間的間隙,以補償熱變形和貯存潤滑油。） 不同用途和不同工作條件的齒輪及齒輪付對

2、上述四項要求的側重點 是不同的。例如，控制系統或隨動系統的分度傳動的側重點是運動精 度，以保證主.從動齒輪的運動協調。汽車和拖拉機變速齒輪傳動的 側重點是工作平穩性，以降低噪聲。低速重載齒輪傳動（如軋鋼機的 齒輪傳動）的側重點是齒面接觸精度，以保證齒面接觸良好。而渦輪 機中的高速重械齒輪傳動對三頂精度的要求都很高，而且要求很大的 齒側間隙，以保證較大流量的潤滑油通過。二.齒輪誤差的評定指標為了驗收齒輪，對直齒圓柱齒輪建立了下列評定指標：1、運動精度的評定指標切向綜合誤差afi '定義:被測齒輪與理想精確的測量齒輪單面嚙合轉動時相對于測量齒 輪的轉角，在被測齒輪一轉內被測齒輪實際轉角與理

3、論轉角的最大差 值。它是一個綜合性指標。(2) 周節累積誤差afp, k個周節累積誤差fpk。定義：在被測齒輪的分度圓上，任意兩個同側齒面間的實際弧長與公 稱弧長的最大差值。是一個綜合性指標。(3) 齒圈徑向跳動afr與公法線長度變動afwa、齒圈徑向跳動afr定義：在齒輪一轉范圍內，測頭在齒槽內或輪齒上，于齒高中部雙面 接觸，測頭相對于齒輪軸線的最大變動量。是一個單向性指標。(徑向方向)b、公法線長度變動afw定義：在齒輪一周范圍內，實際公法線長度最大值與最小值之差。是一個切向性質的單向性指標。(4) 徑向綜合誤差徑向綜合誤差 fi ：被測齒輪與理想精確的測量齒輪雙面嚙合轉動 時，在被測齒輪

4、一轉內，雙嚙中心距的最大變動量。它是一個徑向性質的單項性指標。綜上所述：對于齒輪，影響傳遞運動準確性的誤差可用一個綜合性的 指標或兩個單項性指標不評定。徑向性質，切向性質指標各取一個才 能全面反映各性質加工因素對運動精度影響。2、工作平穩性的評定指標(1)切向一齒綜合誤差afi '定義：在切向綜合誤差記錄曲線上，小波紋的最大幅度值。它是一個綜合性指標。(2)徑向一齒綜合誤差定義：徑向綜合誤差記錄曲線上小波紋的最大幅度值。在成批生產中，"為的代用指標(也為綜合性指標)。(3) 齒形誤差aff與基節偏差af"a. 齒形誤差aff：在齒端面上，齒形工作部分內，齒頂倒棱部分

5、除 外包括包容實際齒形的兩條最近的設計齒形間的法向距離。是一個單向性的指標。b、基節偏差被測齒輪的實際基節與公稱基節之差。 是一個單向性指標。(4) 齒形誤差aff與周節偏差afpt周節偏差afpt:分度圓上，實際周節與公稱周節之差。是一個單向性指標。(5) 周節偏差afpt與基節偏差afpb 綜上所述：'是評定齒輪工作平穩性的綜合指標。對于直齒輪fi /是由基節偏差和齒形誤差引起的。當用單項性指標評定直齒輪的 精度時，不論對于哪種切齒方法，原則上均可采用aff與afpb這組 指標；對于仿形法磨齒或范成法單齒分度磨齒aff與afpt有關， 這時可采用這組指標；對于直徑較大的或低于7級精

6、度的齒輪，因漸開線檢查儀的測量范圍有限，價格較貴,故應選用 f pt與 fpb這組指標。3. 接觸精度的評定指標齒輪工作時，兩齒面接觸良好，才能保證齒面上載荷分布均勻。在齒 高方向上，齒形誤差會影響兩齒面的接觸；在齒寬方向上，齒向誤差 會影響兩齒面的接觸。齒向誤差是在加工齒輪時,刀具進給方向與齒輪基準軸線方向不平行 造成的。如刀架導軌沿齒坯徑向和切向的傾斜.齒坯定位端面對基準 軸線的跳動等。此外，機床傳動鏈的調整誤差也是產生齒向誤差的主 要原因。齒面接觸精度的評定指標有:齒向誤差(afp) 在分度圓柱面上，齒寬有效部分范圍內(端部倒角部分除外)，包容實 際齒線且距離為最小的兩條設計齒向線之間的

7、端面距離為齒向誤差。齒向線是齒面和分度圓柱面的交線。通常直齒輪的齒向線為直線，斜 齒輪的齒向線是螺旋線。設計齒向線可以是修正的，如對高速重載齒 輪，為補償輪齒在受載下的變形量，提高輪齒的承載能力，設計時就 常修正成鼓形齒或將輪齒的兩端修緣。齒向誤差允許在齒高中部測量，一般用專門的齒向檢查儀進行測量。接觸線誤差（afb） 一對斜齒輪嚙合時，在嚙合平面內應是沿一條直線接觸的，這就是接 觸線。接觸線誤差也見就是在基圓柱的切平面內，平行于公稱接觸線 并包容實際接觸線的兩條直線間的法向距離。它影響齒面接觸斑點的 大小。接觸線誤差全面反映了齒形誤差和齒向誤差，是評定斜齒輪載 荷分布均勻性的一項主要指標。軸

8、向齒距偏差（afpx） 對寬斜齒輪,在與齒輪基準軸線平行而大約通過齒高中部的一條直線 上，任意兩個同側齒面間的實際距離與公稱距離之差稱為軸向齒距偏 差afpx。該偏差沿齒面法線方向計值，它直接影響寬斜齒輪接觸斑 點的大小。4側隙的評定指標為使齒輪嚙合時有一定的側隙，應將箱體中心距加大或將輪齒減薄。考慮到箱體加工與齒輪加工的特點，宜采用減薄齒厚的方法獲得齒側 間隙（即基中心距制）。齒厚減薄量是通過調整刀具與毛坯的徑向位置 而獲得的，其誤差將影響側隙的大小。此外，幾何偏心和運動偏心也 會引起齒厚不均勻，使齒輪工作時的側隙也不均勻。為控制齒厚減薄量，以獲得必要的側隙，可以采用下列評定指標: 齒厚偏差

9、（aes） 齒厚偏差是指在齒輪分度圓柱面上，齒厚的實際值與公稱值之差（如 圖3-62）。對于斜齒輪，指法向齒厚。 為了保證一定的齒側間隙，齒厚的上偏差(ess),下偏差(esi)般都 為負值。齒厚偏差可用齒輪游標卡尺在齒高的中部測量(如圖3-63)以齒頂 圓作為測量基準，在離齒頂為弦齒高處，測分度圓上的弦齒厚。公法線平均長度偏差(aewm) 公法線平均長度偏差aew是指在齒輪一周內，公法線長度平均值與 公稱值之差。即aewm =(wl+w2+w3)/z w 公稱 式中z 齒輪齒數公法線的平均長度是因為運動誤差切向分量使齒輪一周內的公法線 長度有變動，為消除運動誤差的影響，故取其平均值。齒輪因齒厚減 薄使公法線長度也相應減小，所以可用公法線平均長度偏差作為反映 側隙的一項指標。通常是通過跨一定齒數測量公法線長度來檢查齒厚 偏差的。齒輪傳動的許用應力許用應力是根據工作時的應力狀態，零件預期壽命和可靠度決定的。 齒輪工作時，輪齒受到的jh和ef都是周期性循環變化的，應從材料的疲勞強度出發，確定有限壽命時的疲勞極限。由前述內容知：ar對應于no時的極限應力n 有效循環次數no 一循環基數,m-與應力狀態有關的指數許用應力為疲勞極限除以安全系數：式中：££s安全系數，接觸強度：s=l,彎曲強度：sf=12515 blim齒輪材料的極限疲勞（用試驗方法確定）