武汉船舶职业技术学院：《公差与测量》课程教学资源（PPT讲稿）第十五讲 齿轮结合精度设计

课题三、典型结合精度设计 齿轮结合精度设计

课题三、典型结合精度设计 齿轮结合精度设计

基本要求 ◆了解渐开线圆柱齿轮传动的精度要求。 ◆了解齿轮误差产生的原因及误差特性。 ◆了解圆柱齿轮传动精度的评定指标 ◆掌握渐开线圆柱齿轮传动精度的设计的基 本方法

基本要求  了解渐开线圆柱齿轮传动的精度要求。  了解齿轮误差产生的原因及误差特性。  了解圆柱齿轮传动精度的评定指标。  掌握渐开线圆柱齿轮传动精度的设计的基 本方法

渐开线圆柱齿轮传动精度要求 运动精度:; 的运动精度 运动平稳性 和噪声。要 接触精度:1 接触良好, 轮的使用寿 齿侧间隙: 2Tq 的间隙。 的制造和变

渐开线圆柱齿轮传动精度要求  运动精度：是指传递运动的准确性。为了保证齿轮传动 的运动精度，应限制齿轮一转中最大转角误差△i∑ 。  运动平稳性精度：要求齿轮运转平稳，没有冲击、振动 和噪声。要限制一齿距角范围内转角误差的最大值i R 。  接触精度：要求齿轮在接触过程中，载荷分布要均匀， 接触良好，以免引起应力集中，造成局部磨损，影响齿 轮的使用寿命。  齿侧间隙：在齿轮传动过程中，非接触面一定要有合理 的间隙。一方面为了贮存润滑油，一方面为了补偿齿轮 的制造和变形误差

不同圆柱齿轮的传动精度要求 ◆上述4项要求,对于不同用途、不同工作条件的齿轮其 侧重点也应有所不同 ◆如:对于分度机构,仪器仪表中读数机构的齿轮,齿轮 转中的转角误差不超过1~2,甚至是几秒,此时, 传递运动准确性是主要的 ◆对于高速、大功率传动装置中用的齿轮,如汽轮机减速 器上的齿轮,圆周速度高,传递功率大,其运动精度、 工作平稳性精度及接触精度要求都很髙,特别是瞬时传 动比的变化要求小,以减少振动和噪声; ◆对于轧钢机、起重机、运输机、透平机等低速重载机械 传递动力大,但圆周速度不高,故齿轮接触精度要求较 高,齿侧间隙也应足够大,而对其运动精度则要求不高 ⊥HOME

不同圆柱齿轮的传动精度要求  上述4项要求，对于不同用途、不同工作条件的齿轮其 侧重点也应有所不同。  如：对于分度机构，仪器仪表中读数机构的齿轮，齿轮 一转中的转角误差不超过1′～2′，甚至是几秒，此时， 传递运动准确性是主要的；  对于高速、大功率传动装置中用的齿轮，如汽轮机减速 器上的齿轮，圆周速度高，传递功率大，其运动精度、 工作平稳性精度及接触精度要求都很高，特别是瞬时传 动比的变化要求小，以减少振动和噪声；  对于轧钢机、起重机、运输机、透平机等低速重载机械， 传递动力大，但圆周速度不高，故齿轮接触精度要求较 高，齿侧间隙也应足够大，而对其运动精度则要求不高。 HOME

渐开线圆柱齿轮的制造误差 ◆影响上述4项要求的误差因素,主要包括齿轮的加工误 差和齿轮副的安装误差 为了便于分析齿轮的各种制造误差对齿轮传动质量的影 响,按误差相对于齿轮的方向特征,可分为径向误差、 切向误差和轴向误差; 齿轮为圆周分度零件,其误差具有周期性,按误差在齿 轮一转中是否多次出现,即在齿轮一转中出现的周期或 频率,可分为以齿轮一转为周期的长周期误差,或低频 误差,它主要影响传递运动的准确性;以齿轮一齿为周 期短周期误差,或高频误差,它主要影响工作平稳性

渐开线圆柱齿轮的制造误差  影响上述4项要求的误差因素，主要包括齿轮的加工误 差和齿轮副的安装误差。  为了便于分析齿轮的各种制造误差对齿轮传动质量的影 响，按误差相对于齿轮的方向特征，可分为径向误差、 切向误差和轴向误差；  齿轮为圆周分度零件，其误差具有周期性，按误差在齿 轮一转中是否多次出现，即在齿轮一转中出现的周期或 频率，可分为以齿轮一转为周期的长周期误差，或低频 误差，它主要影响传递运动的准确性；以齿轮一齿为周 期短周期误差，或高频误差，它主要影响工作平稳性

几何偏心误差 与孔同心圆 8 7 滚刀 齿坯 齿围 变

几何偏心误差  以滚切直齿圆柱齿轮为例，分析在切齿过程中所产 生的主要加工误差 。  齿坯孔与机床心轴的安装偏心（e），也称几何偏心， 是齿坯在机床上安装时，齿坯基准轴线O1O1与工作 台回转轴线OO不重合形成的偏心e。加工时，滚刀 轴线与工作台回转轴线OO距离保持不变，但与齿坯 基准轴线O1O1的距离不断变化（最大变化量为2 e）。 滚切成如图所示的齿轮，使齿面位置相对于齿轮基 准中心在径向发生了变化，故称为径向误差。工作 时产生以一转为周期的转角误差，使传动比不断改 变

运动偏心误差 滾刀 ◆分度 床心 时尽 线迈 从 齿轮坯 蜗杆 分度蜗轮 以上 误

运动偏心误差  分度蜗轮轴线与工作台中心线的安装偏心 （eK） 。O2O2为机床分度蜗轮的轴线，它与机 床心轴的轴线OO不重合，形成安装偏心eK。这 时尽管螺杆匀速旋转，蜗杆与蜗轮啮合节点的 线速度相同，但由于蜗轮上的半径不断改变， 从而使蜗轮和齿坯产生不均匀回转，角速度在 （ω+Δω）和（ω-Δω）之间，以一转为周期变化。 运动偏心并不产生径向误差，而往齿轮产生切 向误差。  以上两项误差均以齿坯一转为周期，是长周期 误差

短周期误差 ●机床分度蜗轮的安装偏心(e)和轴向窜动。此误差使 蜗轮(齿坯)转速不均匀,加工出的齿轮有齿距偏差和 齿形偏差,如蜗杆为单头,蜗轮为n牙,则在蜗轮(齿 坯)一转中产生n次误差。 ●滚刀偏心(ea)、轴线倾斜及轴向窜动。此误差使加工 出的齿轮径向和轴向都产生误差,如滚刀单头,齿轮z 牙,则在齿坯一转中产生z次误差。 ●滚刀本身的基节、齿形等制造误差。此误差会复映到被 加工齿轮的每一齿上,使之产生基节偏差和齿形误差。 以上三项误差在齿坯一转中多次重复出现,为短周期误差。 三HOME

短周期误差 ●机床分度蜗轮的安装偏心（ew）和轴向窜动。此误差使 蜗轮（齿坯）转速不均匀，加工出的齿轮有齿距偏差和 齿形偏差，如蜗杆为单头，蜗轮为n牙，则在蜗轮（齿 坯）一转中产生n次误差。 ●滚刀偏心（ed）、轴线倾斜及轴向窜动。此误差使加工 出的齿轮径向和轴向都产生误差，如滚刀单头，齿轮z 牙，则在齿坯一转中产生z次误差。 ●滚刀本身的基节、齿形等制造误差。此误差会复映到被 加工齿轮的每一齿上，使之产生基节偏差和齿形误差。 以上三项误差在齿坯一转中多次重复出现，为短周期误差。 HOME

圆柱齿轮传动精度的评定指标 ◆根据齿轮精度要求,把齿轮的误差分成影响运 动准确性误差、影响运动平稳性误差、影响载 荷分布均匀性误差和影响侧隙的误差。并相应 提出精度评定指标。 ◆运动精度的评定指标 ◆平稳性的评定指标 接触精度的评定指标 侧隙的评定指标 齿轮副精度的评定指标 HOME

圆柱齿轮传动精度的评定指标  根据齿轮精度要求，把齿轮的误差分成影响运 动准确性误差、影响运动平稳性误差、影响载 荷分布均匀性误差和影响侧隙的误差。并相应 提出精度评定指标。  运动精度的评定指标  平稳性的评定指标  接触精度的评定指标  侧隙的评定指标  齿轮副精度的评定指标 HOME

运动精度的评定指标 切向综合误差(△F;) ◆齿距累积误差(△F)及K个齿距累积误差 (△F) 齿圈径向跳动(△F) ◆径向综合误差(△F;" ◆公法线长度变动(△F)

运动精度的评定指标  切向综合误差（ΔF i ′）  齿距累积误差（ΔFp）及K个齿距累积误差 （ΔFpk）  齿圈径向跳动（△Fr）  径向综合误差（△Fi〞）  公法线长度变动（△Fw）