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零件，齒輪是一個較復(fù)雜的幾何體，對單個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 以上17個參數(shù)控制的要求也不同。4μm，用成形砂輪磨削，生齒輪傳動齒輪傳動產(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以及依據(jù)其精度等級確定相關(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，

   由于輪齒主要為磨損失效，為使齒輪不致過小，故小齒輪不亦選用過多的齒數(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 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)處的瞬時運(yùn)動方向）所夾的銳角稱為壓力角，也稱嚙合角。對單個齒輪即為齒形角。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，總是一個齒輪的齒頂進(jìn)入另一個齒輪的齒根，為了防止熱膨脹頂死和具有儲成潤滑油的空間，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（對單個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。

齒輪加工和裝配時嚙合沖擊性

一對齒輪加工完成時，齒輪在嚙合過程中，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，原來嚙合的輪齒的載荷就會相對減少，它們就會立即向著載荷位置恢復(fù)變形，從而給齒輪體一個切向加速度，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過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，齒輪在這種激勵作用下，也將激發(fā)起齒輪的圓周振動，徑向振動，軸向振動，從而產(chǎn)生出噪聲并通過空氣及固體媒介傳播出去，因而齒輪嚙合過程中所產(chǎn)生的接線沖擊力和嚙合沖擊力使一對傳動齒輪產(chǎn)生的振動，稱為輻射出噪聲的主要原因。然后工件向左滾動，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，砂輪自動退離工件，工件作分度轉(zhuǎn)動，然后再向右滾動，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)生齒輪振動和噪聲的機(jī)理時，可以把齒輪視為一個彈簧-質(zhì)量塊振動系統(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，又通過軸系，軸承誘使齒輪產(chǎn)生徑向和軸向振動，這三個方向的振動通過軸，軸承及軸承座傳至齒輪箱，引起箱壁振動，甚至誘發(fā)整個裝置產(chǎn)生振動，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分為兩類，包括硬齒面齒輪傳動和軟齒面齒輪傳動。

　　齒輪加工設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)分類？

　　1、閉式齒輪傳動

　　由實(shí)踐得知，在閉式齒輪傳動中，通常以保證齒面接觸疲勞強(qiáng)度為主。以修整過的基準(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，則視具體情況而定。

　　功率較大的傳動，例如輸入功率超過75kW的閉式齒輪傳動，發(fā)熱量大，易于導(dǎo)致潤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

　　開式（半開式）齒輪傳動，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，對齒面抗磨損能力的計(jì)算方法迄今尚不夠完善，故對開式（半開式）齒輪傳動，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，方便于存儲潤滑油，補(bǔ)償彈性變形和熱變形及齒輪的制造安裝誤差。為了延長開式（半開式）齒輪傳動的壽命，可視具體需要而將所求得的模數(shù)適當(dāng)增大。