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《齿轮零件测量》


齿长方向配合正确 有齿廓偏差
波纹度
齿廓正确 有螺旋线偏差 有齿端修薄
接触斑点的检测基本方法:
静态方法 (通过软涂层的转移)
指将齿轮彻底清洗,去除油污,在 小齿轮(三个以上)齿面上涂上一层薄 而均匀的印痕涂料,在大齿轮与小齿轮 啮合的齿面上喷一层薄薄的显像液膜。 转动小齿轮,使有涂料的小轮齿与大齿 轮啮合,施加一定的反力矩以保证接触, 得到接触斑点后,应用照相、画草图或 透明胶带等方法记录下来。
2.径向综合偏差
按国标GB/T 10095.2-2001规定 分度圆直径从 5到1000mm 模数(法向模数)从0.2到10mm 渐开线圆柱齿轮的径向综合偏差 “Fi 和一齿径向综合偏差”fi ,规 定了4、5、…12共9个精度等级。
其中,4级最高,12级最低。
3.径向跳动
按国标GB/T 10095.2-2002 在附录B中规定
齿轮加工误差的来源
齿轮的加工误差主要来源于加工 工艺系统。 齿轮加工机床的误差 刀具的制造与安装误差
齿坯的制造与安装误差
滚齿机示意图
齿轮切向误差示意图
齿坯安装滚齿误差示意图
渐开线圆柱齿轮 精度的评定及其检测
齿距偏差
单个齿距偏差(fpt)
是指在端面 上接近齿高中 部与齿轮轴同 心的圆上, 实际齿距与理论齿距的代数差 。
(3)根据公法线长度Wκ选择好公法 线千分尺。(或调整好跨齿规距离) (4)将量具测量面及被测工件表面 擦洗干净。 (5)测量齿轮公法线,测量时应在 齿轮圆周上不得少于三段公法线测 量,最平均测量值作为评定依据。
齿厚误差的测量(ΔEs) 齿厚误差是指在分度圆柱面上,实 际齿厚值与公称齿厚之差。(对斜齿 轮则为法向齿厚)
齿轮传动比的变化 φ
传递运动的平稳性 齿轮传动在一齿范围内瞬时 传动比的变化尽量小。 载荷分布的均匀性
传动时工作齿面 接触良好,在全齿宽 上载荷分布均匀。
齿面啮合图例
齿侧间隙的合理性 齿轮传动时的非工作齿面之间 应留有一定的间隙。 非工作齿侧 间的间隙大小对 齿形轮廓的热变 形、反转时的冲 击及回程误差、 噪声均会造成影 响。
指在设计值范围 内,包容实际齿廓轨 迹线的两条设计齿廓 迹线间的距离。(属 必查项)
(在齿廓总偏差 中还包括齿廓形状偏 差和齿廓倾斜偏差, 属非必检查项)
齿廓总偏差:是因齿轮刀具在设 计和制造及刀具安装、机床传动链等 误差所引起的。 其影响到齿轮传动的平稳性及 瞬时传动比的变化。
齿形误差啮合示意图
动态方法 (通过硬涂层的磨损) 将齿轮彻底清洗,去除油污,将 小齿轮和大齿轮(三个以上)的轮齿 面喷上划线用的蓝油,不能太厚。然 后给齿轮副一个载荷增量作短时间旋 转,停止后,将其斑点记录下来,整 个操作过程至少应在三个不同载荷上, 重复进行。将所得的接触斑点进行比 较,观察齿轮逐渐发展的接触面积达 到设计接触面大小否。
3-重锤、4-指示表、5-压簧
2、绝对测量法;
用指示表在齿轮分度 圆上定位,在读数显微镜 及分度盘上计数。在两相 邻齿面定位后的读数值 之差即为齿距偏差。
齿 距 偏 差 测 量 仪
万能齿轮测量仪
齿圈径向跳动检测(Fr)
是指将一个适当的测头(球形、 圆柱形、砧形、V形)相继放置于每个 齿槽中,从它到齿轮轴线的最大和最 小距离之差 。
(1)测量时应保持齿 舌与齿顶面的紧贴。
(2)测量厚度时要注意卡脚与 齿侧面的平行,以刚好接触齿面 为佳。
(3)取出卡尺读数量应注意保 持卡脚面与齿面的垂直。 (4)测量中应按齿轮齿数不得 少于3齿测量,以最最大齿厚偏 差为实测数据。 用此方法测量确定齿轮的精度相对 较低。一般适用于9级精度以下的测量 和相对模数在2.5ms以上的齿轮检测。
齿轮径向跳动仪
实际齿圈 跳动曲线
理想齿圈 跳动曲线
径向跳动测量是以齿轮孔的轴线为 基准,在旋转一周中其最大值与最小 值之差。属于齿轮径向性质的单项测 量指标。
径向综合总偏差(F"i ) 是指在径向(双面)综合检验时产 品齿轮的左右齿面同时与测量齿轮接触 并转过一整圈时出现的中心距最大值和 最小值之差 。
其计算公式为:
Wk=ms=[1.476(2κ-1)+0.014z]
式中:
ms—齿轮模数(mm) κ—测量时所需的跨齿数 z—被测齿轮的齿数
跨齿数的计算:
公法线的测量方法: 齿轮公法线的测量属长度计量。 在测量上可直接用公法线千分尺或跨 齿规对齿廓侧的法线长度进行测量。
公法线测量
公法线千分尺的结构与读数原理与 普通外径千分尺一样。(除测量头) 公法线平均长度极限偏差计算: 最大极限;Ewms=Ess-0.72Frsinα
1、相对测量法;
以齿轮上任意一个齿 距作为基准,调整好指示 表的零位,逐齿依 次测量每齿对基 准齿的相对齿距 偏差,作数据处 理,得出累积总偏差。
手 提 式 齿 距 仪
齿距测量仪结构示意图
1-支架 2-定位支脚 3-指示表 4-主体 5-固 定螺母6-固定螺钉 7-活动量爪 8-固定量爪 9-定位支脚
渐开线测量仪
基圆齿距偏差(fpb)
是指实际基圆齿距与公称基圆齿 距之差。
引起基圆齿距偏 差的主要原因在于刀 具(滚齿刀具或插齿 刀具)齿距偏差和齿 廓偏差。
基圆齿距偏差示意图
基圆齿距偏差主要影响到齿轮幅 在瞬时传动的变化而带来的齿距平稳 交接,使齿距在传递中的平稳过度性 能。
Pb2<Pb1
Pb2>Pb1
最小极限;Ewmi=Esi-0.72Frsinα
式中:Ess—齿厚上偏差 Esi—齿厚下偏差 Fr—齿圈径向跳动公差 α—齿形角
测量步骤; (1)根据被测齿轮的模数ms、齿数 z及齿形角α、分别计算(或查表) 出公法线长度公称值Wκ和测量跨齿 数κ 。 (2)根据被测齿轮精度查表确定 公法线平均长度的上、下极限偏差 Ewms、Ewmi及公法线长度变动公差Fw。
理论分度圆弦齿高度计算(h)
h=ms{1+z/2[1-cos(90°/z)]}
齿厚卡垂直调整高度计算(h′)
h′=h-(Da-Da′)/2
齿厚卡水平测量宽度计算(S)
S=mszsin(90°/z)
式中:ms—模数 z—被测齿轮齿数 Da—齿顶圆理论直径 Da—齿顶圆实际测量直径
使用游标齿厚卡尺的注意事项
齿距累积偏差(Fpk) 是任意k个齿距的实际弧长与理 论弧长的代数差,理论上它等于这k个 齿距的单个齿距偏差的代数和。
齿距累积总偏差(Fp) 是指齿轮同侧齿面任意圆弧段 (k=1至k=z)内的最大齿距累积偏差。 它表现为齿距累积偏差曲线的总幅值。
Fp=Fpmax-Fpmin
齿距累积总偏差的测量
4.齿坯的精度等级
检测时应按图样标注要求执行,检 验人员无权改动和提高(降低)质量检 测标准。
轮齿侧面的接触斑点检测
齿轮副侧面的接触斑点是指装配 好的齿轮副在轻微制动下运转后齿面 的接触擦亮痕迹。可以用沿齿高方向 和沿齿长方向的百分比来表示。
齿面接触摩擦痕迹
典型的规范 接触近似为:齿宽b的80% 有效齿面高度h的70%, 齿端修薄
测量基准的选择;
齿顶圆定位
齿根圆定位
内孔定位
三种测量定位方式中; 以齿顶圆定位测量精度较低 以内孔定位测量精度较高
用万能测齿 仪检测齿距误差 将量仪卡脚调整 万能测齿仪 至齿轮节圆处齿距接 触,逐齿测量各齿距 相对偏差值,并作好 记录,然后再进行相 应计算,最终得出齿 偏结果。 1-活动量脚、2-定位量脚
双面啮合测量仪
径向综合偏差曲线
主要反映因齿坯偏心、刀具安装、 而影响到齿厚、齿廓、齿距偏差,属 于齿轮径向综合偏差的长周期误差测 量指标。
齿廓偏差(齿形轮。齿 廓偏差应在端 平面内且垂直 于渐开线齿廓 的方向计值。
齿轮齿廓和齿廓偏差示意图
齿廓总偏差(Fα)
分度圆直径从 5到10000mm、 模数(法向模数)从0.5到70mm 渐开线圆柱齿轮的径向跳动, 推荐了0、1、…12共13个精度等级。 其中0级最高,12级最低。
圆柱渐开线齿轮精度国家标准代码
GB/T10095—2001 GB/Z18620—2002 GB/T10095—1988(旧标准可用)
圆柱齿轮的读图方法
圆柱齿轮零件图样
圆柱斜齿轮零件图样
由于各级齿 轮的用途、精度 等级及切削机床 等因素,在企业 里对齿轮的检测 方法也存在一此 差异。
齿轮综合测量仪
在有条件的企业里,应具备相应的 检测设备和检测手段。
渐开线圆柱齿轮的精度结构
1.轮齿同侧齿面偏差的精度等级
按国标GB/T 10095.1-2001规定 分度圆直径从5至10000mm 模数(法向模数)从0.5至70mm 齿宽从4至1000mm 渐开线圆柱齿轮的11项同侧齿面偏 差。规定了0、1、2、…12共13个精度 等级,其中,0级最高,12级最低。
齿轮公法线长度变动(ΔFw) 公法线是指齿轮一周范围内,实 际公法线长度最大值与最小值之差。
ΔFw=Wkmax-Wkmin
公法线长度变动量ΔFw
公法线是指在齿轮的齿廓上,选 择κ个齿的侧齿轮廓间的公共法线长 度的公称值。 齿轮的公法线长度可按国标 GB/T10095—1988标准中查阅,也可通 过计算得出被测齿轮的公法线长度。 公法线长度变动是因机床蜗轮偏心, 使齿坯转速不均匀,而引起齿面左右切 削不均所造成的齿轮切向长周期误差。
齿厚游标卡尺的结构
此量具应属 一种专用量具, 是由两个互相垂 直的游标卡尺组 成。
垂直尺身主要 齿厚游标卡尺 用于测量齿项面至分度圆 处的深度控制(即模数ms)而水平尺 身则用于测量齿形厚度所用。
尺身
齿舌 微调 游标
固定测量卡脚
h′
活动测量卡脚
S
齿厚游标卡尺的读数原理与普通 游标卡尺完全一样。 垂直尺身齿舌深度的调整及计算 该方法是以齿项圆为 测量基准,在加工时应注 意控制齿顶圆的尺寸精度。 测量齿厚前应先计算出 理论齿顶圆直径Da,再实测 出实际齿顶圆直径Da′
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