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齒輪

齒輪的加工誤差有哪些

齒輪的基本參數(shù)

   齒輪是機(jī)器、儀器中使用多的傳動(dòng)零件，齒輪是一個(gè)較復(fù)雜的幾何體，對(duì)單個(gè)齒輪的齒廓加工誤差標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了17種控制參數(shù)，根據(jù)齒輪使用要求的不同，對(duì) 以上17個(gè)參數(shù)控制的要求也不同。4μm，用成形砂輪磨削，生齒輪傳動(dòng)齒輪傳動(dòng)產(chǎn)率較高，加工精度較低，應(yīng)用較少。如何確定齒輪的精度等級(jí)以及依據(jù)其精度等級(jí)確定相關(guān)控制參數(shù)的公差值，是齒輪設(shè)計(jì)的關(guān)鍵所在。

   齒輪的組成結(jié)構(gòu)一般有輪齒、齒槽、端面、法面、齒頂圓、齒根圓、基圓和分度圓。

（1）齒數(shù)：一個(gè)齒輪的輪齒總數(shù)叫齒數(shù)，用Z表示。小齒輪的齒數(shù)可取為z1=20~40。開式（半開式）齒輪傳動(dòng)，

   由于輪齒主要為磨損失效，為使齒輪不致過(guò)小，故小齒輪不亦選用過(guò)多的齒數(shù)，一般可取z1=17~20。

（2）模數(shù) 由于齒輪的分度圓直徑 d 可由其周長(zhǎng) zp 確定，即d = zp/π。為便于設(shè)計(jì)、計(jì)算、制造和檢驗(yàn)，令p/π= m ，m 稱為齒輪的模數(shù)，并已標(biāo)準(zhǔn)化。它是決定齒輪大小的主要參數(shù)。分度圓直徑d=mZ，所以m=d/z。

(3)壓力角α 即分度圓壓力角，并規(guī)定其標(biāo)準(zhǔn)值為α=200。它是決定齒輪齒廓形狀的主要參數(shù)。而大壓力角齒輪，雖然承載能力較高，但在傳遞轉(zhuǎn)矩相同的情況下軸承的負(fù)荷增大，因此僅用于特殊情況。分度圓直徑 d=mZ/cosβ ，  壓力角 rb=rcosα=1/2mzcosα 在兩齒輪節(jié)圓相切點(diǎn)P處，兩齒廓曲線的公法線（即齒廓的受力方向）與兩節(jié)圓的公切線（即P點(diǎn)處的瞬時(shí)運(yùn)動(dòng)方向）所夾的銳角稱為壓力角，也稱嚙合角。對(duì)單個(gè)齒輪即為齒形角。標(biāo)準(zhǔn)齒輪的壓力角一般為20”。在某些場(chǎng)合也有采用α＝14.5° 、15° 、22.50°及25°等情況。  

(4)齒頂高系數(shù)和頂隙系數(shù)—h*a 、C*  兩齒輪嚙合時(shí)，總是一個(gè)齒輪的齒頂進(jìn)入另一個(gè)齒輪的齒根，為了防止熱膨脹頂死和具有儲(chǔ)成潤(rùn)滑油的空間，要求齒根高大于齒頂高。為次引入了齒頂高系數(shù)和頂隙系數(shù)。

    正常齒：h*a =1； C*=0.25        

   短齒：h*a =0.8； C*=0.3  一對(duì)相互嚙合的齒輪，模數(shù)、壓力角必須相等。標(biāo)準(zhǔn)齒輪的壓力角（對(duì)單個(gè)齒輪而言即為齒形角）為20°。留磨余量可縮小到0.1 mm左右，以提高磨齒效率。

齒輪加工和裝配時(shí)嚙合沖擊性

一對(duì)齒輪加工完成時(shí)，齒輪在嚙合過(guò)程中，由于輪齒受力后必將產(chǎn)生一定程度的彈性變形，故每當(dāng)一只輪齒嚙合上時(shí)，原來(lái)嚙合的輪齒的載荷就會(huì)相對(duì)減少，它們就會(huì)立即向著載荷位置恢復(fù)變形，從而給齒輪體一個(gè)切向加速度，再加上原有嚙合輪齒在受載下的彎曲變形和齒輪制造誤差，使輪齒從嚙入到嚙出的整個(gè)過(guò)程中不能得到理論齒廓的平滑接觸而發(fā)生碰撞，形成所謂的嚙合沖擊力，齒輪在這種激勵(lì)作用下，也將激發(fā)起齒輪的圓周振動(dòng)，徑向振動(dòng)，軸向振動(dòng)，從而產(chǎn)生出噪聲并通過(guò)空氣及固體媒介傳播出去，因而齒輪嚙合過(guò)程中所產(chǎn)生的接線沖擊力和嚙合沖擊力使一對(duì)傳動(dòng)齒輪產(chǎn)生的振動(dòng)，稱為輻射出噪聲的主要原因。然后工件向左滾動(dòng)，以砂輪左側(cè)面磨削第l齒槽的左側(cè)面，也從根部磨至頂部，當(dāng)?shù)趌齒槽兩側(cè)面全部磨削完畢時(shí)，砂輪自動(dòng)退離工件，工件作分度轉(zhuǎn)動(dòng)，然后再向右滾動(dòng)，磨削第2齒槽，這樣反復(fù)循環(huán)，直至磨完全部輪齒。

      在描述產(chǎn)生齒輪振動(dòng)和噪聲的機(jī)理時(shí)，可以把齒輪視為一個(gè)彈簧-質(zhì)量塊振動(dòng)系統(tǒng)，把輪齒視為彈簧，而把齒輪提當(dāng)作質(zhì)量，節(jié)線沖擊力和嚙合沖擊力可視為外力，從而導(dǎo)致齒輪產(chǎn)生圓周方向的振動(dòng)，又通過(guò)軸系，軸承誘使齒輪產(chǎn)生徑向和軸向振動(dòng)，這三個(gè)方向的振動(dòng)通過(guò)軸，軸承及軸承座傳至齒輪箱，引起箱壁振動(dòng)，甚至誘發(fā)整個(gè)裝置產(chǎn)生振動(dòng)，輻射到空氣中成為齒輪箱噪聲。齒輪的硬齒面軟齒面分類1：根據(jù)減速機(jī)齒面硬度的大小，通常人們將齒輪傳動(dòng)分為兩類，包括硬齒面齒輪傳動(dòng)和軟齒面齒輪傳動(dòng)。

　　齒輪加工設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)分類？

　　1、閉式齒輪傳動(dòng)

　　由實(shí)踐得知，在閉式齒輪傳動(dòng)中，通常以保證齒面接觸疲勞強(qiáng)度為主。以修整過(guò)的基準(zhǔn)面定位進(jìn)行齒形精加工，可以使定位準(zhǔn)確可靠，余量分布也比較均勻，以便達(dá)到精加工的目的。但對(duì)于齒面硬度很高、齒芯強(qiáng)度又低的齒輪（如用20、20Cr鋼經(jīng)滲碳后淬火的齒輪）或材質(zhì)較脆的齒輪，通常則以保證齒根彎曲疲勞強(qiáng)度為主。如果兩齒輪均為硬齒面且齒面硬度一樣高時(shí)，則視具體情況而定。

　　功率較大的傳動(dòng)，例如輸入功率超過(guò)75kW的閉式齒輪傳動(dòng)，發(fā)熱量大，易于導(dǎo)致潤(rùn)滑不良及輪齒膠合損傷等，為了控制溫升，還應(yīng)作散熱能力計(jì)算。

　　2、開式齒輪傳動(dòng)

　　開式（半開式）齒輪傳動(dòng)，按理應(yīng)根據(jù)保證齒面抗磨損及齒根抗折斷能力兩準(zhǔn)則進(jìn)行計(jì)算，但如前所述，對(duì)齒面抗磨損能力的計(jì)算方法迄今尚不夠完善，故對(duì)開式（半開式）齒輪傳動(dòng)，僅以保證齒根彎曲疲勞強(qiáng)度作為設(shè)計(jì)準(zhǔn)則。①傳動(dòng)側(cè)隙的合理性要求嚙合輪齒的非工作齒面間留有一定的側(cè)隙，方便于存儲(chǔ)潤(rùn)滑油，補(bǔ)償彈性變形和熱變形及齒輪的制造安裝誤差。為了延長(zhǎng)開式（半開式）齒輪傳動(dòng)的壽命，可視具體需要而將所求得的模數(shù)適當(dāng)增大。