1、1,10.3 圆柱齿轮精度设计,设计 内容,(1) 精度等级及其评定参数,(2) jbnmin及其控制,(3) 齿坯精度,(4) 齿轮副精度,2,(2) 根据使用要求和工作条件( 线速度v、功 率、工作持续时间 和寿命等 )。,10.3.1 齿轮精度等级的选用,1. 选用依据,(1) 根据齿轮用途(分度、变速、传递转矩等),通常运动精度不能低过平稳性精度2级和高过1级，接触精度不能低于平稳性精度。,首先确定主要用途方面的精度等级，然后按三项精度之间的关系确定其他使用方面要求的精度等级。,运动精度、平稳性精度和接触精度之间的关系为：,3,2. 选用方法,(2) 计算法,(1) 类比法,类比法是按
2、齿轮的用途和工作条件(v) 等进行对比选择。,从表10.4和表10.5中选出平稳性精度等级（因为平稳性是三项精度中的核心）。,然后根据它们之间的关系确定运动精度和接触精度。,精密传动齿轮：计算,高速齿轮：计算圆周速度 或噪音大小,重载齿轮：计算强度或计算寿命,4,10.3.2 最小法向侧隙jbnmin的计算及其控制,1. jbnmin的计算公式,此式应用条件：,（1）齿轮和箱体为黑色金属材料 ，,（2）v 15 m / s 。,实际上是考虑了温度变化和润滑所需要的侧隙。,也可直接查表10.6。,5,2008),6,2. 齿厚上、下偏差的计算,齿轮传动同孔、轴配合一样，也有基准制问题，即基齿厚制
3、(h) 和基中心距制 (H)。,式中：,为中心距极限偏差(表10.8),标准规定采用后者，即改变齿厚达到所需侧隙。,7,br 为切齿径向进刀公差（表10.7）。,式中,8,3. 公法线长度上、下偏差的计算,故换算时应从齿厚中扣除Fr的影响。,对外齿轮,由 Esns、Esni,Ebns、Ebni,由于齿坯安装偏心(e几) 产生的Fr，,齿厚尺寸，但不影响公法线长度。,换 算 成,Fr 影 响,Ebn,Esn,Fr,9,10.3.3 齿轮副和齿坯精度,1. 齿轮副的精度,(1) 中心距偏差,(2) 轴线平行度偏差,图10.11 轴线平行度偏差,垂直平面上的平行度偏差,轴线平面上的轴线平行度偏差,1
4、0,轴线平行度偏差允许值为：, 轴线平面上的平行度最大推荐值 见式（10.10）, 垂直平面上的平行度最大推荐值 见式（10.11）,式中 b 齿宽，,L 箱体上的轴承跨距，,F 螺旋线总公差。,11,（3）接触斑点,2008）,12,2. 齿坯精度(图10.13 图10.14 ),是指在轮齿加工前供制造齿轮的工件。,齿轮坯（简称齿坯）:,它对齿轮的加工、检验和安装精度都有影响。,因此，控制齿坯质量来提高齿轮加工精度是一项有效的措施。,图10.13 带孔齿轮的齿坯公差,13,(1) 孔和顶圆；,带孔齿轮的齿坯精度是指（图10.13）：,(2) 径向Sr基准面；,（3）轴向Si基准面。,Si,S
5、r,图10.13 带孔齿轮的齿坯公差,14,齿轮轴的齿坯精度是指（图10.14）：,(1) 轴颈和顶圆；,(2) 径向Sr基准面；,（3）轴向Si基准面。,Si,15,10.3.4齿轮精度设计示例,已知某机床主轴箱传动轴上的一对直齿齿轮，z1=26, z2=56, m=2.75, b1=28, b2=24,内孔D =30, n1=1650r/min，L=90, 齿轮、箱体材料为黑色金属，单件小批生产。,并将设计的各项技术要求要求标注在齿 轮工作图上。,要求设计小齿轮精度，,16,解:,(1) 确定齿轮精度等级,由题意可知，该齿轮为机床传动转速用，由表10.4,精度等级为 38级。,计算齿轮的圆
6、周速度：,17,根据 v = 6.2m/s ,直齿齿轮，查表10.5得平稳性精度等级为,由于该齿轮的运动精度要求不高，传递动力不大，故三项精度要求均取7级。,在图样上标注为：,7 级。,7 GB/T 10095.1,18,(2) 确定齿轮的必检参数及其允许值,0.038,0.012,0.016,由 d1=m z =2.7526= 71.5和7级精度， 查表10.1得,运动精度：FP =,(一般不需检验FPK),平稳性精度：fpt=,F=,0.017（见下页）,载荷分布均匀性：F=,2008）,19,0.017,由 d1=m z =2.7526= 71.5、b1 = 28和精度等级为7级，查表1
7、0.2得,载荷分布均匀性：F=,2008),20,(3) 确定最小法向侧隙和齿厚的上、下偏差,由 式（10.2）：, 计算最小法向侧隙,21, Esns的计算,由 式（10.4） 得,= 0.036,由 表10.8 得,0.027,fa =,22,23, Esni 的计算,由表10.1 得 Fr=,由 表10.7 得 br =,由 式（10.7 ）,= 0.074 (表3.2),IT9,0.03,24,(4) 计算公法线的公称长度及其上、下偏差, WK 计算,由 式（10.17 ）,由 式（10.16）,25, 计算 Ebns、Ebni,由 式（10.810.9）,则在图样上标注为,-0.10
8、1 -0.142,26,(5) 确定齿坯精度, 内孔,尺寸公差由 表10.10 得,IT7,27,由 式(10.1213) （取下面两式中小值）得,内孔的圆柱度公差,28,尺寸公差 由表10.10得,da = m(z1+2),= 2.75(26+2)= 77, 顶圆,若顶圆为加工和测量基准时,在图上标注为 77 h8,IT8,29,由式（10.15） 得,也不需规定圆跳动和圆柱度公差。,顶圆的圆柱度公差（同内孔）,0.30.038= 0.011,顶圆径向圆跳动公差,t = 0.3FP =,t=0.002,若顶圆不作基准时,其尺寸公差应取IT11(见表10.10)，但不 得大于0.1mn。,30
9、, 径向基准面Sr,由于齿顶圆作为加工和测量基准，因此，不必另规定径向基准面。, 轴向基准面Si,由式（10.14） 得,轴向跳动公差,31,由 表10.11得,齿面表面粗糙度轮廓Ra的上限值为, 表面粗糙度,1.25m。,或 Rz 的上限值为 8.0 m。,2008）,32,(6) 未注尺寸公差为f 级，未注几何公差为K级,(7) 上述各项公差要求的标注（ 见下页 图10.15 ）,内孔表面粗糙度轮廓Ra的上限值为,顶圆为,端面为,其余为12.5m。,1.25m，,2.5m，,3.2m，,由表10.12得,33,2.未注几何公差按GB/T1184-K,34,35,作业: 思考题4、7，作业题
10、 1,本 章 重 点:,1.齿轮传动的四个使用要求及其概念； 2.评定齿轮精度、侧隙的必检参数及其的概念； 3.齿轮和齿轮副的精度等级及其偏差值； 4.齿轮精度设计的内容及其基本方法； 5.齿轮精度等级和侧隙在图样上的标注方法。,36,作业题解释,1.某减速器中一对圆柱齿轮，m=5，z1=20，z2=60，=20，x=0，b1=50，n1=960rmin，两轴承孔距L=100，齿轮为钢制，箱体为铸铁，单件生产，试确定：,（1）齿轮必检参数的精度等级；,（2）必检参数及其允许值；,（3）齿厚上、下偏差或公法线长度上、下偏差；,（4）齿轮箱体精度要求及允许值；,（5）齿坯精度要求及允许值；,（6）未注尺寸公差为 m 级、末注几何公差为 K 级；,（7）将上述各项要求标注在齿轮零件工作图上。,37,2008）,38,2008）,39,2008）,40,41,2008）,42,2008）,43,2008),44,
