齿轮精度设计示例资料.docVIP

2. 齿轮精度设计示例 【例】某机床变速箱中一对直齿圆柱齿轮，模数m=3mm，齿数Z1 =30，齿数Z2 =90，齿形角α=20°，齿宽b1=20，转速n1=1400r/min，齿轮材料为45号钢，单件小批量生产。试①确定小齿轮精度等级；②确定检查项目；③计算齿轮副侧隙和齿厚偏差；④将齿厚极限偏差换算成公法线平均长度极限偏差。⑤确定齿轮坯公差（确定小齿轮内孔和齿顶圆的尺寸公差、齿顶圆的径向圆跳动公差和端面跳动公差。）⑥确定齿轮零件表面粗糙度；⑦绘制齿轮零件图。 解： 准备工作：对于小齿轮 根据分度圆直径d=mz 算得：分度圆直径d1=m×Z1=3×30=90 mm 根据齿顶圆直径da= mz+2m 算得：齿顶圆直径da1=m×z1+2×m=3×30+2×3=96mm ①确定小齿轮精度等级 ∵该齿轮是机床变速箱中速度较高的齿轮，主要要求是传动平稳性 ∴根据圆周速度确定其影响传动平稳性的偏差项目的精度等级。 根据圆周速度 参考表9-8（P232，旧版教材P216），选影响传动平稳性的偏差项目的精度等级为8级。 ∵该齿轮对传递运动的准确性要求不高 ∴可降低一级，选影响传递运动准确性的偏差项目的精度等级为9级。 ∵该齿轮既传递运动又传递动力，动力齿轮对齿面载荷分布均匀性有一定要求，通常精度等级不低于影响传动平稳性的偏差项目的精度等级， ∴选影响载荷分布均匀性的偏差项目的精度等级为8级。 ∵三个公差组 （旧标准）GB/ T 10095.1-2001标准开始取消了原标准三个公差组的说法Ⅰ公差组 影响传递运动准确性的偏差项目的精度等级为9级 第Ⅱ 公差组 影响传动平稳性的偏差项目的精度等级为8级 第III公差组 影响载荷分布均匀性的偏差项目的精度等级为8级 ②选择齿轮检查组，确定检查项目公差值 ∵该齿轮属于中等精度、小批量生产，没有对齿轮局部范围提出更严格的噪振动要求， ∴参考表9-9（P233，旧版教材P217），选第1检验组，检验项目为： 单个齿距偏差 fpt 齿距累积总偏差 齿廓总偏差 螺旋线总偏差 径向圆跳动Fr 1）单个齿距偏差 fpt （第Ⅱ公差组 精度等级8级 传动平稳性） 根据分度圆直径d=90、法向模数mn=3、精度等级8级， 查表9-1（P225，旧版P209）得，fpt = ±17 μm 2）齿距累积总偏差Fp （第Ⅰ公差组 精度等级9级 传递运动准确性） 根据分度圆直径d、法向模数mn、精度等级9级 查表9-2（P226，旧版P210）得， Fp =76μm 3）齿廓总偏差 （认为相当于第III公差组 精度等级8级 载荷分布均匀性） 根据分度圆直径d、法向模数mn、精度等级8级， 查表9-3（P236，旧版P210）得， =22μm 4）螺旋线总偏差 （第III公差组 精度等级8级 载荷分布均匀性） 根据分度圆直径d、齿宽b、精度等级8级， 查表9-4（P227，旧版P211）得， =21μm 5）径向圆跳动Fr （第Ⅰ公差组 精度等级9级 传递运动准确性） 根据分度圆直径d、法向模数mn、精度等级9级， 查表9-5（P228，旧版P212）得，Fr =61μm ③计算齿轮副侧隙和齿厚偏差 1）求齿轮中心距a 齿轮中心距 代入式（9-1）（P233，旧版P217）求出最小侧隙推荐值 2）求齿厚上偏差 由式（9-2）（P234，旧版P218）得齿厚上偏差 3）求齿厚公差 由式（9-3）（P234，旧版P218） ◇∵传递运动准确性的偏差项目的精度等级为9级 ∴由表9-11（P234，旧版P218）查得切齿径向进刀公差 （注：根据分度圆直径d1=90mm，公差等级IT10，查表2-1《标准公差值》（P20），得140μm） 为切齿径向进刀公差，相当于一般尺寸的加工误差，按加工精度确定，通常值按传递运动准确性的偏差项目的精度等级由分度圆直径查表确定。 ◇前面已查出径向圆跳动Fr =0.061mm 由式（9-3）（P218） 得齿厚公差 4）求齿厚下偏差 由式（9-4）（P235，旧版P218） 得齿厚下偏差 ④将齿厚极限偏差换算成公法线平均长度极限偏差 1）求公法线公称长度 ◇求跨测齿数k 根据k=z/9+0.5 求得k=30/9+0.5≈3.8 取k=4（齿）（四舍五入取整） ◇根据 求得公法线公称长度 W=3×[1.476×(2×4-1)+0.014×30]mm=32.256mm ◇由式（9-5）（P235，旧版P219）公法线长度上偏差 求得 由式（9-6）（P235，旧版P219）公法线长度下偏差 求得 ⑤确定齿轮坯公差 分析: ∵小齿轮为盘形齿轮（不是连轴齿轮），而