【doc】齿轮传动中侧隙的计算和齿厚上,下偏差的确定

【doc】齿轮传动中侧隙的计算和齿厚上,下偏差的确定 齿轮传动中侧隙的计算和齿厚上,下偏差的 确定 {,昔,, 1994燕 齿轮传动中侧隙的计算和齿厚上,下偏差的确定 -爹 (大化公司机械厂)f I1 摘要论连了齿轮删橱醇[,厚上,F填茬计算柙砖定对程.井结音计算宴捌鲭予 说瞬. 1概述 在齿轮副传动中,由于发热的影响和润 滑的要求,齿轮副安装后,必须有一定的侧 隙.这侧隙的最小值的要求,郎最小极限侧 骧,是由齿轮副工作条件决定的,就是说与齿 轮副的工作速度,润滑方式,齿轮副,齿轮箱 的温升有关,而与齿轮的制造,安装精度无 关. 齿轮副的侧隙是利用齿厚减薄来获得 的,其减薄量除取决于最小极限侧隙外,还与 中心距的下偏差(一?,),轴线平行度误差 (?,?'),基节偏差(?),齿向误差(AF8)有 关.这样一来,由齿厚最小减薄量决定的齿厚 上偏差Ess就与精度有关了. 齿轮的有关国家标准规定了两种侧隙 示方法,即圆周侧隙和法向侧隙.圆周侧隙的 定义是:装配好的齿轮副,当一个齿轮固定 时,另一个齿轮的圆周晃动量,以分度圆上的 弧长计算,代号为j法向侧隙的定义为:装配 好的齿轮副,当工作面接触时.非工作面之问 的最小距离,代号为j.二者之间的关系可以 表达为: jn—jlCOSUCO邙………(1) 式中;… %——法向压力角; p一一分圆螺旋角.' 2最小极限侧隙的确定方法 由于齿轮副最小极限侧隙是根据工作条 件确定的,因此,通常的确定方法有: (1)经验法(类比法):即参考国内外同类 产品(工作条件相近)中齿轮副的侧隙来确定 最小极鼠铺豫. (2)计算法:即根据齿轮副的工作条件, 如热变形(温升),润滑条件辱设计计算齿轮 副的最小极限侧隙.这种方法分三步: 第一步,计算由于温升所引起的齿轮及 箱体热变形所必需的最小极限侧隙J…-,按 下式确定: J】=lO00a(&i?tl,(aat,t2)2sina (tan)……(2) 式中:a——齿轮副中心距.mm; n-——齿轮的线膨胀系数, ~/2——齿轮箱材料的线膨胀系数; ?t一,齿轮温度t与标准温度(20?) 的温度差,即l—t.一2O?; a——齿轮压力角. 第二步,计算正常润滑所必需的最小极 限侧k,该值取决于润猾方式及齿轮的工 作线速度,可参考表1计算. 表1保证正常润滑所必须的j(1ain) 澜糈方式工作建度v(m,)j?m() {由池润滑(5,1O)m. 喷油润精 <101Om' 10<V<2520m' 25<V<种$Om. V>60(30,5o)m' *m为齿轮模教单位为一. ,技 2 《件 琶化昝大 第4期大化科技l3 第三步,由第一步,第二步计算出的j… 和j…可计算出j…; ji=j1+j一2………(3) 3侧隙的规定方法 齿轮副的侧隙既然是通过减薄轮齿的齿 厚来实现的,那么就应该根据齿轮最小极限 侧隙,最大极限侧隙而规定齿厚的上,下偏 差.设计者根据齿轮副的使用条件事先计算 或确定最小极限侧隙,然后确定为保证得到 这个最小极限侧隙所需要的齿厚减薄量(齿 厚上偏差).国家标准对齿轮齿厚的极限偏差 规定了"种水平,以齿距偏差为单位,即: c=+1D=0E一一2 F一一4f^G一一6H一一8fP J一一lK=一12kL=一l6 M一一20f^N=一25fhP一一32fPl R=一40f^S一一50fh 齿轮轮齿最小减薄量,即齿厚上偏差,它 不仅取决于齿轮副的最小撅限侧隙.而且还 要考虑齿轮和齿轮副的加工和安装误差所引 起的侧隙的减小量.它们之间的关系可从下 式看出; j一=lE+Elc0一fl2sin—J(4) 式中:E,E——齿轮副小,大齿轮齿厚的 上偏差,/am; L——中心距偏差,/am} J——加工安装误差的影响值,m. 而加工,安装误差的影响值可由下式计 算得到: ................................'..._'''?....?...................———— J=?f:b1+f;b2+(1.25cos+1)(m)(5) 式中:——小齿轮,大齿轮的基节 偏差,帅; Fp——齿向误差,m. 从(4)式可以导出: ;1 Ess-+2一2f?tga一…'-(6) 从(6)式计算出两齿轮齿厚上偏差之和, 可以将该和适当分配给大,dx-"齿轮,如使 E一E,或者根据下列推荐式计算; ' : E~+Ess, (7) I4-?z:/z. 4齿厚公差 齿轮轮齿的齿厚公差反映切齿工艺的难 易程度,既可以生产单位根据工人的技术素 质(操作技术水平)确定,或者根据实验经验 确定,也可以根据下面的公式计算确定: J__..............一 Ts一?F+tga(8) 式中;Ts一齿厚公差,m; F——齿圈径向跳动公差值,m,查表; b——切齿径向进刀公差,根据表2计 算. 裹2切齿径向进刀公差 第1公差组等毂l4l5I6l7aI9 bI值l1.26[T7IIT8ll26IT8lIT91.261T9lITlO 注tlT值根据丹麈圆直径(Tnm)壹表琦定. 知道了齿厚上偏差和齿厚公差,那么齿厚下 偏差也就随之确定了; Esi—E一Ts(9) 5计算例题 已知直齿齿轮副m=5ram,a=20.,齿宽 b一50ram,齿数zl:20,z2=100,中心距a一 300mm,精度等级为6级,两齿轮为同一牌号 钢材,其热膨胀系数a一11.5×10,箱体材 料为铸铁,其热膨胀系数一10.5×10,齿 轮工作最高温度为75?,箱体最高温度为 5O?,喷油润滑,n一2000r/mln,试计算确定 齿轮副最小极限侧隙及齿轮齿厚偏差代号. 解: 大化科技1994芷 1,计算确定齿轮最小法向侧隙j一 (1)补偿由于温升引起热变形所必须的 侧隙j根据(2)式: jl一1000a(l?h一At2)2sina 式中:a=300mm#=11.5×10,f =10.5×10,; Atl=75一20.=55?; ?一5O.一20.=30?; 口=20'. 代入上式: 1=1000×300×(11.5×10一'×55 — 1O.5×10一'×30)?2sin20 ==65('m) (2)确保正常润精所必需的侧隙j…,根 据n=2000转/分,可知线速度V一20.94米 /秒,根据表1,j一.=20m=20×5:100(pro) (3)最小法向极限侧隙 i,=jl+j…i2 —65100=165(~m) 2,计算齿厚上偏差Ess,E (1)根据(6)式: +=一2f-t 式中:f-——中心距极限偏差,查表得f.= 26"m. J=,,l++(1.25cos口+1)F; 式中:——基节极限偏差,查表=l1; 2—13m; F——齿向公差,查表=F=12~m. 代入上式,J=24.35(m) 取L=24pm 所以E+Ess2 = ZXZ6Xtg20一_ =一219.90(?n) ?--220(urn) 将齿厚减薄量总和进行适当分配,取 Ess】=一8Om,Ess2一一140~m (2)确定齿厚上偏差代号 对小齿轮=彳=一6.15 对大齿轮卺=二;一10jm21 对照国标表,可知小齿轮齿厚上偏差代 号为G,大齿轮则为J. (3)计算齿厚下偏差Es Esi1=E跚一Ts1,E2=E蛳一TS2, 一 ............._一 Ts为齿厚公差,且=?Ff2+b~2tga Ff——齿圈径向跳动公差,查表一28~a'n, 2;50m; bf——切齿径向进刀公差,根据表2,b一1. 26,IT8=1.26×54=68.04(m),bf2= 1.26,IT8一1.26×97=l22.22("m), 所以: Ts-一?Fi+b12?tg口 = ~/28+68.042?tg20. :=53.5("m) Ts2=?F+b2tgQ =5O+122.22.2tg20. 一 96("m) 故E=一6f一tsI =一6×13—53.5 一 131.5("m) Es2=一10fD一"Is2 =一l0×l4—96 . 一-- 236(~m) (4)确定齿轮齿厚下偏差代号 对小齿轮鲁=二=一l..12 对大齿轮甓;=.85 对照标准表,小齿轮齿厚下偏差代号为J 大齿轮齿厚下偏差代号为L 至此,根据使用条件确定最小极限侧隙, 确定齿厚上,下偏差代号的工作全部完成. 参考文献 1GB10.95一B8渐开线蹿柱齿袍精度 2兵器出版社编辑.齿卓占精度国家标准应片}指南.1990