第1节 概述
2 齿轮传动的功能要求
齿轮副具有传动平稳、承载能力强、传动效率高、工作可靠等待点,所以在各种机器和仪器的传动装置中应用最为广泛。
在设计啮合传动时,齿轮作为理想的(没有误差的)对象。在这样的前提下,得出关于齿轮传动的一些基本规律,例如渐开线齿形可得到恒定速比的传动;相啮合的一对齿轮基节相等,且重叠系数大于1时,可实现连续平稳的传动等。但在生产实际中,不可能得到这样绝对准确的理想齿轮传动,这是由于在齿轮的加工和装配中必然存在着误差。例如,由于齿形误差,将使传动中的瞬时速比变化;由于基节误差,即使重叠系数大于1,在实际上也只是一对齿啮合,故在换齿啮合时就会产生速比的突然变化,因此产生传动中的冲击、振动和噪声。此外,在齿轮的加工和装配中还存在着各种偏心,它会导致齿轮转动中瞬时或周期性的速比变化。因此,应该分别规定齿轮的毛坯、切齿加工和安装等有关项目的公差。
齿轮传动的功能要求主要为以下四项:
(1) 传动精度:即传动准确,要求在从动齿轮一转范围内的最大转角误差不超出规定的数值。也就是要求控制齿轮副的实际速比的最大变动量,以保证传递运动的准确性。
(2) 传动平稳:要求从动齿轮一转范围内短周期的转角误差不超出规定的数值。也就是要求控制齿轮副高频(一齿为周期的)速比的最大变动量,以保证传递运动的平稳性。
(3) 承载均匀:要求齿轮副在传动中工作齿面接触良好,避免载荷集中于齿面的局部区域而引起应力集中,造成局部磨损、点蚀而影响使用寿命。
(4) 合理侧隙:要求齿轮副的非工作齿面之间具有一定的间隙,用于贮存润滑油、补偿齿轮副工作时因发热膨胀和受力而引起的变形,以免齿轮传动中发生卡死或齿面烧蚀。齿轮副的侧隙也是产生齿轮副回程误差和反转冲击的不利因素。
由于齿轮传动的用途和工作条件不同,其主要功能要求也有所不同。例如,分度或读数齿轮的特点是模数小、转速低,其主要功能要求是传动准确,传动平稳也有一定要求,但对承载均匀的要求不高。若需正反转工作,则要求较小的侧隙;机床和汽车变速箱中的齿轮,应噪声低、振动和冲击较小,以传动平稳为主要要求;重型机械中的低速重载齿轮,则以承载均匀的要求为主,且应有足够大的侧隙,而对传动准确和平稳的要求均不高;汽轮机减速器等类的高速重载齿轮,对传动准确、传动平稳和承载均匀的要求均较高,且应有足够大的侧隙以补偿温度和压力而产生的变形。
3 齿轮精度要求
齿轮精度可以分为:单个齿轮精度、齿轮配合精度、齿轮副安装精度和齿坯精度。
根据齿轮传动要素的构成特点,单个齿轮精度可以分为同侧齿面精度项目(齿廓精度、齿向精度、齿距精度和切向综合精度)和双侧齿面精度项目(径向综合精度和径向跳动)。同侧齿面精度项目直接影响齿轮的传动性能,能够较好地表达齿轮的工作品质;双侧齿面精度项目受双侧齿面(工作齿面和非工作齿面)各种误差的综合影响,与齿轮的实际工作状态相差较大,但是测量比较方便。
齿轮配合精度是指安装完成后一对相互啮合齿轮间的配合精度要求。以齿侧极限间隙和齿厚极限偏差表达对齿轮配合精度的要求。并有列入检测规范的公法线长度极限偏差、跨棒距极限偏差等替代项目。
齿轮副安装精度是指齿轮安装轴线精度,包括轴中心距极限偏差、轴线平行度等,轴中心距偏差影响齿轮副的侧隙,轴线平行度影响齿轮副的接触精度。
齿坯的精度将直接影响齿轮加工精度,因而要规定相应的齿坯精度。
目前,渐开线圆柱齿轮的精度规范体系,由两项推荐性国家标准和四项国家标准指导性技术文件组成。
考虑到齿轮新国家标准在名词、术语、代号、适用范围以及和检测规范协同配套等方面存在的问题,为了便于理解齿轮精度的原理、便于齿轮精度设计和便于误差检测,本章所用名词、术语、代号与新国家标准存在部分差别。
|