11.1.1 齿轮的精度设计在线视频

同学们好 这节课我们来学习第11章

机械零件精度设计

机械零件精度设计是根据零件在装配中的作用和要求

合理的来确定零件结合面的尺寸公差 几何公差

和表面粗糙度参数等值

以及在装配图中零件相互结合

表面之间的配合类型的选择等等

我们来看 这是一个单级减速器

那么这个单级减速器它是由上百个零件组成的

齿轮运转的精度取决于轴承的间隙调整的是否适当

调的紧了 效率损耗大

那么运转起来 费劲就是如果间隙大了的话

那么它运转起来噪音就大

运动精度就低

所以一个机构或者是机器

它的运动精度取决于两部分

一个是零件的加工制造精度

还一个就是装配精度

下面我们来讲述第一节典型零件精度设计

从刚才我们给出的减速器实例中

我们可以看出 在现实生产中

零件是制造的最小单元

那么零件在大多数机械中

它所用到的主要是三种

就是齿轮轴和箱体

所以这一节 我们讲述典型零件精度设计

主要就是讲这三种常用零件

第一个我们来讲一讲齿轮的精度设计

齿轮是工业生产中用的最多的传动零件

齿轮的精度

在一定程度上影响着整台机器或仪器的运转精度和质量

那么这个呢就是对加工完了的齿轮在进行精度指标的检测

齿轮类零件精度设计 应根据齿轮的工作条件

合理的来确定齿轮的精度等级

那么齿轮的精度 前边我们讲过

它主要是分成这几部分

一个是牙齿这部分

我们就叫做齿轮的轮圈部分

也或者说齿圈的这部分

它的精度的检测指标来进行设计和确定

第二个就是齿坯的公差来确定

还有就是各部分表面粗糙度

等等这些参数值的确定

那么齿轮的公差呢

我们说它是主要是由三部分

就是齿圈 齿坯 还有呢就是箱体

再有呢就是齿轮副的精度这几方面

那么下面我们就来看一看齿轮的精度设计确定的步骤

第一部来确定齿轮的精度等级

确定齿轮的精度等级

要根据齿轮工作用途

旋转速度来确定齿轮的精度等级

通常载荷分布均匀性的精度等级

不能低于传动平稳性的精度等级

第二部分就是来确定齿轮各项精度检测指标

那么确定齿轮各项检测指标的时候

要根据齿轮生产批量以及精度等级

和具有的检测设备来选择各公差组

和齿厚极限偏差评定指标

选用的原则尽量采用一仪多用

就是一个检测仪器 可以检测多项指标

以降低检测费用

齿轮公差项目的选择是按组来进行选择的

我们给出几组常用的齿轮公差项目组

第一组给出的指标主要的是检测齿轮的齿距偏差

齿形偏差和齿向偏差

这里有四个指标 第一个指标

Fp大写的Fp代表的是齿距累积总偏差

fpt代表的是一齿齿距 极限偏差

Fα代表的是齿廓总偏差

Fβ代表的是螺旋线总偏差

螺旋线总偏差是

来反应齿向加工误差的

第二个齿轮的检测组

有四个指标

Fi”代表的是综合径向跳动偏差（径向综合总偏差）

fi”代表的是一齿径向综合偏差

Fα代表的是齿廓总偏差

Fβ是螺旋线总偏差

第三个检测组是Fr和接触斑点

那么这个检测组主要用于低精度的评价指标

那么什么算做低精度呢

以齿轮精度等级9级作为分界的级别

那么当齿轮的精度是为9级或低于9级的时候

可以采用这组检测指标来评价它的加工精度

第四个是齿厚偏差

齿厚偏差 有两种表示方法

我们课堂上讲过三种

那么这两种是在生产实际当中用的比较多的

前边这组用的是齿轮的

弦齿厚来测量齿厚偏差

那么前面的hc它代表的是固定弦齿高

检测的时候是用齿轮的

卡尺来检测之后

那么固定弦齿高hc来测量弦齿厚

Esns代表的是齿厚上偏差 Esni代表的是齿厚下偏差

另一组齿厚的检测指标

是测量齿轮的公法线

那么k代表的是测齿轮公法线的时候所跨的齿数

Wk就代表的是当跨k个齿数的时候

所测得的公法线的长度

Ebns代表的是公法线的上偏差

Ebni代表的是公法线的下偏差

齿轮精度设计要求的第三个就是来确定齿厚的上偏差和下偏差

齿厚上偏差 取决于齿轮传动的最小极限侧隙

或者说最小极限间隙

齿厚下偏差 取决于制造误差和加工精度

齿厚上下偏差可采用的方法和步骤如下

第一步来 利用计算法来求解齿厚的上偏差

那么我们知道齿厚上偏差取决于它的齿轮

安装之后它的径向间隙的大小

第二步来求解齿厚公差

第三步来求解齿厚的下偏差

那么齿厚的上偏差 来求解

这么几个 齿厚的上偏差

符号用Esns来表示 那么齿厚也好

或者是尺寸的精度也好

上偏差角标都是用s来表示

下偏差角标是用i来表示

那么这个公式是教材给出来的

齿厚上偏差 前面是负号

因为齿轮啮合的侧隙是靠齿厚偏差来实现的

所以齿厚的上下偏差都是负值

齿厚上偏差Esns等于负号

中括号里边的第一项fa代表的是中心距极限偏差

tanαn αn代表的是法向的压力角

来加上jbnmin加上jn

这是分子 分母是2倍的cosαn

那么αn是法向压力角

在公式中 jbnmin它代表的是齿轮副的最小法向

保证的侧隙 那么这个jbnmin

也就是齿轮副的最小法向侧隙 怎么来求呢

就如公式 所给出来的

那么在计算的时候 就按着各项代入求完了

a就是计算的中心距

也就是一对齿轮安装构成齿轮副的时候

那么两个齿轮的中心距 mn代表的是法面模数

公式中的jn代表的是

补偿制造和安装误差所引起的侧隙的减少量

jn的计算公式如图所示

也是给出来的公式

那么在这里

fa代表的是齿轮副中心距极限偏差

它可以查教材给出来的附表7-4

那么在这里fpt1和fpt2

它代表的是齿轮的单个齿距极限偏差

它的具体数值来查附表7-1

Fβ代表的是螺旋线总偏差

齿厚计算的第二步来求解齿厚的公差

齿厚的公差用Tsn来表示

那么齿厚公差与齿厚的上偏差无关

公式如下 它等于2倍tan根号下Fr平方再加上br的平方

Fr代表的是齿圈径向跳动公差

这个可以查表 br代表的是切齿进刀公差

它的数值是按表教材上的表7-8来选用的

那么下面我们给出了表7-8切齿进刀的公差

齿厚偏差的第三个步骤

是来求解齿厚的下偏差

那么齿厚的下偏差

它就等于齿厚的上偏差来减去齿厚公差值

齿厚下偏差的大小

它将会影响啮合的最大侧隙

那么齿厚极限偏差也可以按公式来计算

它的计算精度为0.001毫米

齿轮精度设计计算

第二部分就是齿坯公差的确定

那么齿轮的齿坯分为两种

一种是盘类齿坯

那么就是带孔的

还一种就是齿轮轴

对于齿轮为盘形的

那么它的齿轮的基准孔

与输出轴轴头的配合采用基孔制

齿轮内孔通常是采用包容要求

这个就根据批量来讲

就是根据批量的加工大小来确定

如果是大批量加工的话

那么它的内孔通常是采用包容要求

齿轮的齿顶圆或者是齿坯端面为定位基准面的时候

那么都应当标注圆跳动公差

齿顶圆要标注径向圆跳动

齿轮的齿坯端面要标注轴向圆跳动

那么齿坯基准面径向跳动和轴向圆跳动公差

可以按给出来的

这个表格来参考进行选用

那么最左边这一列

它代表的是齿轮的分度圆直径

右边的数值取决于齿轮的精度等级

这个齿轮的精度等级是它的总等级

齿坯的尺寸公差 可以参考图中给出来的这个表格

那么采用这个表格的时候要注意标准公差值IT值

那么是根据第二章我们讲的尺寸精度公差

给出来的附表2-2

在这里 在确定尺寸公差的时候

要注意这么几点

第一点 当三个公差组的精度等级不同时

要按照最高的精度等级来确定齿坯的公差值

第二个 当齿顶圆不做测量齿厚的基准时

什么情况下用齿顶圆作为测量齿厚的基准

那么就是用齿轮卡尺来测量弦齿厚的时候

它是固定弦齿高

所以这时候齿顶圆就是测量齿厚的

测量基准

那么如果齿顶圆不做测量齿厚的基准时

也就是说测量公法线长度的时候

那么齿顶圆的尺寸公差按公差等级为11级来给定

但不得大于0.1mn(法向模数)

第三个 就是在确定尺寸公差的时候

那么当以齿顶圆做基准面时

这个本栏就指定了顶圆的径向跳动

这个表格什么意思呢

就是当你测量齿厚偏差

采用的是齿厚偏差的时候

就是分度圆弦齿厚的时候

那么这个表格给出来的顶圆直径

它的公差值就是径向跳动的公差

齿轮的第三部分设计

就是来确定齿轮各部分的表面粗糙度参数值

那么我们在设计的时候就可以参照图面给出来的这个表格

齿面及齿坯基准面的表面粗糙度参数值

那么在这里我们看出齿面它给出两种

一个是Ra轮廓算术平均偏差值

还一个是Rz轮廓最大高度 粗糙度 参数值

那么这个Rz什么情况下用呢

当这个齿轮工作的时候处在它的动应力是不可预测的

或者说有大的冲击的 这样的齿面

那么除了标注Ra轮廓算术偏差之外

还要标注粗糙度轮廓这个最大值Rz值

齿轮公差的第四部分是

来确定未注尺寸公差和未注几何公差

那么未注尺寸公差和未注几何公差

应标注在零件图的技术要求中

例如技术要求

第一条是给出未注尺寸公差

按国标GB/T 1804-m

二 未注几何公差按GB/T 1184-K

第三条 公差原则按国家标准GB/T 4249-2009来执行

下面我们来看看

这个给出来一个盘形齿轮 它的图纸

那么齿轮的零件图 在齿轮精度那一章已经讲过

那么这个我们就给大家作为复习 在进行整体设计的时候

那么齿轮的精度

检测精度这部分怎么来设计

图示给的这个例子

它所采用的检测指标是我们的第一组检测指标

好 这节课我们就上到这里

同学们再见