第7章_圆柱齿轮测量2009

第七章圆柱齿轮测量2§7-1基本概念一.齿轮概述齿轮是工业化的象征齿轮传动历史悠久公元前400-200年，迄今发现最古老的齿轮是在山西永济县出土的直径为25mm、40齿的青铜棘齿轮。18世纪，欧洲工业革命后，齿轮传动应用日益广泛，先是发展摆线齿轮，而后是渐开线齿轮。齿轮是一种重要的传动形式，用以传递运动或动力，在机器和仪表中应用极为广泛3二、渐开线圆柱齿轮1.渐开线的形成62.渐开线齿廓的啮合特性1）啮合线为一条定直线2）能实现定传动比传动3）中心距变化不影响传动比4）啮合角恒等于节圆压力角5）中心距与啮合角余弦的乘积恒等于两基圆半径之和7三、齿轮传动的使用要求1.传递运动的准确性（运动精度）主动轮转过一个角度时，从动轮应该按转速比准确地转过相应的角度2.传动的平稳性（平稳性精度）瞬时传动比稳定3.载荷分布的均匀性啮合时，齿面接触良好，使齿面载荷分布均匀4.合理的齿轮副侧隙储存润滑油、补偿齿轮传动受力后的弹性变形、热膨胀等8设计齿廓和实际齿廓9§7-2渐开线圆柱齿轮的精度单项要素测量所用的偏差符号，用小写字母（如f）加上相应的下标组成；表示若干单项要素偏差的组合的“累积”或“总”偏差所用的符号，采用大写字母（如F）加上相应的下标组成GB/T10095.1-2008圆柱齿轮精度制第1部分：轮齿同侧齿面偏差的定义和允许值（ISO1328-1:1995）GB/T10095.2-2008圆柱齿轮精度制第2部分：径向综合偏差与径向跳动的定义何允许值（ISO1328-2:1995）10一、轮齿同侧齿面偏差的定义1.单个齿距偏差（fpt）在端平面上，在接近齿高中部的一个与齿轮轴线同心的圆上，实际齿距与理论齿距的代数差2.齿距累积偏差（Fpk）任意k个齿距的实际弧长与理论弧长的代数差3.齿距累积总偏差（Fp）齿轮同侧齿面任意弧段（k=1至k=z）内的最大齿距累积误差。表现为齿距累积偏差曲线的总幅值差距偏差124.齿廓偏差实际齿廓偏离设计齿廓的量，该量在端平面内且垂直于渐开线齿廓的方向计值；设计齿廓一般指端面齿廓。5.齿廓总偏差（Fα）在计值范围内，包容实际齿廓轨迹的两条设计齿廓轨迹线之间的距离6.齿廓形状偏差（ffα）在计值范围内，包容实际齿廓轨迹线的两条与平均齿廓迹线完全相同的曲线间的距离，且两条曲线与平均齿廓迹线的距离为常数7.齿廓倾斜偏差（fHα）在计值范围的两端与平均齿廓迹线相交的两条设计齿廓迹线间的距离13有效长度可用长度齿廓计值范围158.螺旋线偏差在端面基圆切线方向上测得的实际螺旋线偏离设计螺旋线的量。9.螺旋线总偏差（Fβ）在计值范围内，包容实际螺旋线迹线的两条设计螺旋线迹线间的距离10.螺旋线形状偏差（ffβ）在计值范围内，包容实际螺旋线迹线的两条与平均螺旋线完全相同的曲线间的距离，且两条曲线与平均齿廓迹线的距离为常数11.螺旋线倾斜偏差（fHβ）在计值范围的两端与平均螺旋线迹线相交的两条设计螺旋线迹线间的距离1712.切向综合总偏差被测齿轮与测量齿轮单面啮合检验时，被测齿轮一转内，齿轮分度圆上实际圆周位移与理论圆周位移的最大差值。13.一齿切向综合偏差在一个齿距内的切向综合偏差iFif18二、径向综合偏差与径向跳动的定义1.径向综合总偏差径向综合总偏差是在径向（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。2.一齿径向综合偏差当产品齿轮啮合一整圈时，对应一个齿距的径向综合偏差值。iFif径向综合偏差20§7-3齿廓误差的测量一、标准设计齿廓比较法21二、标准渐开线轨迹法1.机械展成式仪器（1）直尺-基圆盘式仪器•结构简单•测量链短•适用于测量6级精度以下的齿轮•每测量一种齿轮需要更换相应的基圆盘典型仪器：哈量单圆盘渐开线检查仪瑞士PH60日本GC-3H德国PFS600等22（2）圆盘-杠杆式仪器4-7级典型仪器：德国VG450891S瑞士PH-100日本GC-623（3）圆盘-正弦尺式仪器242.电子展成式仪器2526三、坐标测量法1.法向极坐标测量法（1）万能工具显微镜测量齿形误差27例：在万能工具显微镜的圆工作台上用影像法测量的齿轮齿形误差。当展开角为时，其理论基圆展开长度为：1,40,20mZ2360360bbbrsrd20.008714020.696mmsffss28（2）激光-光栅式高精度齿形测量仪3级齿轮292.直角坐标测量法cossinkbkkkxrsincoskbkkkyr()cosfkkkkfyy30§7-4螺旋线误差的测量一、标准轨迹法1.导程测量仪312.GC-12HP型齿轮误差测量仪32二、坐标测量法1.用三坐标机测量螺旋线误差cosxrsinyrcotzr332.光栅-激光式测量仪34§7-5齿轮整体误差的测量齿轮整体误差包括齿形误差、齿距偏差、齿距累积偏差、齿向误差、齿厚偏差等通过对整体误差的分析，不仅能评定齿轮传动质量，分析齿轮各项误差的大小和变化规律，而且能进行齿轮误差的工艺分析；齿轮整体误差的测量方法有多头蜗杆间齿测量法和逐齿坐标点法；多头蜗杆间齿测量法应用较广35一、齿轮整体误差的测量原理齿廓误差、齿距偏差、相邻齿距差、齿距累积偏差、基节偏差、切向综合偏差37二、单面啮合间齿测量法384142三、整体误差曲线的分析根据齿轮整体误差曲线上所包含的齿轮误差项目的不同，误差曲线可以分成4种：1.截面整体误差曲线（JZ曲线）2.全齿宽整体误差曲线（QZ曲线）3.双向截面整体误差曲线（SJZ曲线）4.双向全齿宽整体误差曲线（SQZ曲线）43§7-6齿轮噪声测量一、齿轮噪声的频率1.齿轮的啮合频率n——转速（r/min）Z——齿轮齿数在一对齿轮的啮合过程中，两个齿轮的啮合频率是相同的。啮合频率往往伴有上下边频。60znZfuzrffnflzrffnf442.齿轮的固有频率齿轮的固有频率有基本固有频率和高次固有频率；–基本固有频率是敲击金属丝悬挂的齿轮时，所发出的噪声中含有的固有频率；–高次固有频率是敲击金属丝悬挂的齿轮时，所发生的噪声中含有的高次谐波的频率45二、齿轮噪声的产生齿轮在啮合传动时，由于齿轮受到连续敲击而使齿轮产生振动，从而辐射出齿轮噪声；产生噪声的根源主要来自齿轮的制造误差和轮齿的弹性刚度交替变化而产生的动负荷；影响齿轮噪声的因素有：1.齿轮结构2.齿轮制造误差3.其他因素–齿轮负荷、齿轮线速度、润滑剂等46四、齿轮噪声的分级及测量仪器1.齿轮噪声可分为5级A,B,C,D,E472.噪声测量仪53四、齿轮噪声的测量环境和背景噪声1.测量环境其他声源尽可能停止发声周围没有障碍物距周围墙壁的距离不得小于2m2.背景噪声背景噪声指当被测齿轮箱停止发声后，其周围环境的噪声54ThankYou!