《齿轮零件测量》课件.ppt

1、 在机械产品中，齿轮传动是用来传递运动和动力的常用机构，它广泛应用于机器、仪器等制造业。正齿轮斜齿轮螺旋伞齿轮“人”字形齿轮齿轮传动的使用要求 因齿轮传动的用途不同，但归纳起来有以下四项；传递运动的准确性 齿轮在旋转一周范围内，传动比的变化尽量小。i i22i iiii iR R=f()=f()i it t=k=k齿轮传动比的变化齿面啮合图例传递运动的平稳性 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。n nn n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

2、及回程误差、噪声均会造成影响。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坯安装滚齿误差示意图齿轮切向误差示意图Y3180Y3180滚齿机渐开线圆柱齿轮渐开线圆柱齿轮精度的评定及其检测精度的评定及其检测 齿距偏差 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。单个齿距偏差（f fptpt）P P1 1f fptpt齿距累积偏差（F Fpkpk）是任意k 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 k个齿距的单个齿距偏差的代数和。K+pK+pt tF Fpkpk齿距累积总偏

3、差（F Fp p）是指齿轮同侧齿面任意圆弧段（k=1k=1至至k=zk=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。F Fp p=F Fp pmax-Fmax-Fp pminmin齿距累积总偏差的测量1 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1 1-支架 2 2-定位支脚 3 3-指示表 4 4-主体 5 5-固定螺母6 6-固定螺钉 7 7-活动量爪 8-8-固定量爪 9 9-定位支脚齿距测量仪结构示意图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

4、度较低 以内孔定位测量精度较高测量基准的选择；万能测齿仪 用万能测齿仪检测齿距误差 将量仪卡脚调整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 1-活动量脚、2 2-定位量脚3 3-重锤、4 4-指示表、5 5-压簧2 2、绝对测量法；齿距偏差测量仪万能齿轮测量仪 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。齿圈径向跳动检测（F Fr r）是指将一个适当的测头（球形、圆柱形、砧形、V 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。齿轮径向跳动仪理想齿圈跳动曲线实际齿

5、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（FFi 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。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（齿形轮廓偏差）是指实际轮廓偏离设计轮廓的量。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（F F）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。

6、（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）渐开线测量仪 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基圆齿距偏差（f fpbpb）是指实际基圆齿距与公称基圆齿距之差。基圆齿距偏差示意图 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。P Pb2b2P Pb1b1P Pb2b2P Pb1b1公法线长度变动量FwFw齿轮公法线长度变动（FwFw）公法线

7、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。W Wk kmaxmaxW Wk kminminFw=WFw=Wk kmax-Wmax-Wk kminmin 公法线是指在齿轮的齿廓上，选择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/T100951988GB/T100951988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。W Wk k=m=ms s=1.476(2-1)+0.014z1.476(2-1)+0.014z其计算公式为：式中：m ms s齿轮模数（m

8、mmm）测量时所需的跨齿数 z 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跨齿规 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；E Ewmswms=E Essss-0.72F-0.72Fr rsinsin最小极限；E Ewmiwmi=E Esisi-0.72F-0.72Fr rsinsin式中：E Essss齿厚上偏差 E Esisi齿厚下偏差 F Fr r齿圈径向跳动公差 齿形角测量步骤；（1 1）根据被测齿轮的模数m

9、ms s、齿数z z及齿形角、分别计算（或查表）出公法线长度公称值W W和测量跨齿数。（2 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E Ewmswms、E Ewmiwmi及公法线长度变动公差F Fw w。（3 3）根据公法线长度W W选择好公法线千分尺。（或调整好跨齿规距离）（4 4）将量具测量面及被测工件表面擦洗干净。（5 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（EEs s）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）齿厚游标卡尺齿厚游标卡尺的结构 此量具应属一种专用量具，是

10、由两个互相垂直的游标卡尺组成。垂直尺身主要用于测量齿项面至分度圆处的深度控制（即模数m ms s）而水平尺身则用于测量齿形厚度所用。hhS S尺身微调游标活动测量卡脚固定测量卡脚齿舌 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D Da a，再实测出实际齿顶圆直径D Da a理论分度圆弦齿高度计算（h h）h=h=m ms s1+z/21+z/21-cos(901-cos(90/z)/z)齿厚卡垂直调整高度计算（hh）h=h=h-(Dh-(Da a-D-Da a)/

11、2)/2齿厚卡水平测量宽度计算（S S）S=S=m ms szsin(90zsin(90/z)/z)式中：m ms s模数 z z被测齿轮齿数 D Da a齿顶圆理论直径 D Da a齿顶圆实际测量直径使用游标齿厚卡尺的注意事项（1 1）测量时应保持齿舌与齿顶面的紧贴。（2 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 3）取出卡尺读数量应注意保持卡脚面与齿面的垂直。（4 4）测量中应按齿轮齿数不得少于3 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 9级精度以下的测量和相对模数在2.5m2.5ms s以上的齿轮检测。渐开线圆柱齿轮

12、的精度结构 1.1.轮齿同侧齿面偏差的精度等级 渐开线圆柱齿轮的1111项同侧齿面偏差。规定了0 0、1 1、2 2、1212共1313个精度等级，其中，0 0级最高，1212级最低。分度圆直径从5 5至10000mm10000mm模数（法向模数）从0.50.5至70mm70mm齿宽从4 4至1000mm1000mm按国标GB/T 10095.1GB/T 10095.120012001规定2.2.径向综合偏差 渐开线圆柱齿轮的径向综合偏差“F Fi i 和一齿径向综合偏差”f fi i ，规定了4 4、5 5、1212共9 9个精度等级。按国标GB/T 10095.2GB/T 10095.22

13、0012001规定分度圆直径从 5 5到1000mm1000mm模数（法向模数）从0.20.2到10mm10mm其中，4 4级最高，1212级最低。3 3.径向跳动 渐开线圆柱齿轮的径向跳动，推荐了0 0、1 1、1212共1313个精度等级。其中0 0级最高，1212级最低。按国标GBGBT 10095.2T 10095.220022002在附录B B中规定分度圆直径从 5 5到10000mm10000mm、模数（法向模数）从0.50.5到70mm70mm圆柱渐开线齿轮精度国家标准代码GB/T100952001GB/T100952001GB/Z186202002GB/Z186202002GB

14、/T100951988GB/T100951988（旧标准可用）4 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 b的8080有效齿面高度h h的7070，齿端修薄 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:（通过软涂层的转移）静态方法 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

15、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。（通过硬涂层的磨损）动态方法 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。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齿轮综合测量仪 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。在有条件的企业里，应具备相应的检测设备和检测手段。