圆柱齿轮传动精度设计知识大全
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注:主传动齿轮或重要的传动,偏上限选择;辅助传动或一般传动,居中或偏下限选择。
表2各类机器所用齿轮传动的精度等级范围机器类别机器类别精度等级精度等级汽轮机金属切削机床航空发动机轻型汽车载重汽车3 ̄63 ̄84 ̄85 ̄87 ̄9拖拉机通用减速器锻压机床起重机农业机械6 ̄86 ̄86 ̄97 ̄108 ̄11表3常用精度等级齿轮的加工方法及应用范围精度等级5级(精密级)6级(高精度级)7级(比较高的精度级)8级(中等精度级)9级10级(低精度级)加工方法齿面最终精加工齿面粗糙度Ra/μm应用范围效率(%)③在周期性误差非常小的精密齿轮机床上展成加工精密磨齿。
大型齿轮用精密滚齿滚切后,再研磨或剃齿0.8在高精度的齿轮机床上展成加工精密磨齿或剃齿在高精度的齿轮机床上展成加工不淬火的齿轮推荐用高精度的刀具切制。
淬火的齿轮需要精加工(磨齿、剃齿、研磨、珩齿)精密的分度机构用齿轮;用于高速、并对运转平稳性和噪声有比较高的要求的齿轮;高速汽轮机用齿轮;8级或9级齿轮的标准齿轮①①用于在高速下平稳地回转,并要求有最高的效率和低噪声的齿轮;分度机构用齿轮;高速减速器的齿轮;飞机、汽车和机床中的重要齿轮②①用于高速、载荷小或反转的齿轮;机床的进给齿轮;需要运动有配合的齿轮;中速减速器的齿轮;飞机、汽车制造中的齿轮②①对精度没有特别要求的一般机械用齿轮;机床齿轮(分度机构除外);特别不重要的飞机、汽车拖拉机齿轮;起重机、农业机械、普通减速器用齿轮、用于对精度要求不高,并且在低速下工作的齿轮99(98.5)以上99(98.5)以上98(97.5)以上97(96.5)以上96(95)以上用展成法或仿型法加工用任意的方法加工不磨齿。
必要时剃齿或研磨不需要精加工12.5253.2 ̄6.31.600.8注:本表不属国家标准,仅供参考。
①Ⅱ组精度可以降低1级;②Ⅰ组精度可以降低1级;③括号内的效率是包括轴承损失的数值。
表4齿轮圆周速度与最低精度(Ⅱ组)的关系直齿斜齿(平行轴)最低精度Ⅱ组等级()ν≥1515>ν≥1010>ν≥66>ν≥22>ν≥3030>ν≥1515>ν≥1010>ν≥44>ν56789圆周速度ν/(m/s)注:本表不属国家标准,仅供参考。
圆柱齿轮齿条传动计算一、圆柱齿轮的设计计算1.齿轮模数的选择齿轮模数是决定齿轮尺寸的重要参数,一般由传动比和轴的距离决定。
根据传动比和轴的距离,可以使用手册或计算方法选择合适的齿轮模数。
2.齿数的计算根据传动比和齿轮模数,可以计算齿数。
传动比为齿轮的齿数比值,例如1:2表示从动齿轮的齿数是主动齿轮的2倍。
3.齿轮参数的计算计算出齿数后,可以计算出齿轮的分度圆直径、齿顶高、齿根高、齿宽等参数。
这些参数可以利用标准齿轮手册或计算公式得出。
二、齿轮齿条的传动效率齿轮齿条传动的效率是指传动功率与输入功率的比值,通常表示为η。
齿轮齿条传动的有效传动比、齿轮和齿条的材料和润滑状态等因素会影响传动效率。
1.有效传动比的计算有效传动比是指实际传动比与理论传动比之间的比值,一般表示为i_eff。
齿轮齿条传动的有效传动比可以通过实际测量得到。
2.传动效率的计算传动效率可以通过公式η=T_out/T_in * 100%计算得到,其中T_out为输出扭矩,T_in为输入扭矩。
传动效率一般在90%以上,但实际传动中会受到齿轮齿条的磨损、振动和润滑状态等因素的影响。
三、齿轮齿条的传动精度齿轮齿条传动的精度是指实际传动比与理论传动比之间的差值,一般表示为Δi。
传动精度可以通过实际测量得到。
1.传动误差的计算传动误差是指实际传动比与理论传动比之间的差值,一般表示为ε。
传动误差可以通过实际测量得到。
2.传动精度的计算传动精度可以通过公式Δi/i*100%计算得到,其中Δi为传动误差,i为理论传动比。
此外,齿轮齿条传动还需要考虑齿轮和齿条的制造工艺和装配精度、润滑和冷却等问题。
正确选择齿轮和齿条的材料、几何参数、润滑方式和冷却方式,能够提高齿轮齿条传动的效率和精度,延长其使用寿命。
综上所述,圆柱齿轮齿条传动的计算涉及齿轮模数的选择、齿数的计算、齿轮参数的计算、传动效率的计算和传动精度的计算等方面。
根据实际情况和要求,可以选择合适的设计计算方法和参数,以确保齿轮齿条传动的正常运转和性能。
外啮合圆柱齿轮所有计算公式大全、检验方法、各精度差数表格汇总名称及代号计算公式及说明直齿轮斜齿及人字齿轮模数m由强度计算或结构设计确定,并取标准值。
法向模数m n取标准值。
端面模数:m t=m n cosβ分度圆螺旋角ββ=0 两轮螺旋角相等,方向相反分度圆压力角α=20°αn=20°,tanαt=tanαn/cosβ分度圆直径d d=mz d=m t z标准中心距a a=(d1+d2)/2=(z1+z2)m/2 a=(d1+d2)/2=(z1+z2)m n/(2cosβ)啮合角α'情况Ⅰ:已知总变位系数(x1+x2)时,invα'=2(x1+x2)tanα/(z1+z2)+invαinvαt'=2(x n1+x n2)tanαn/(z1+z2)+invαt求出啮合角α'后,可求出变位后的中心距a';情况Ⅱ:已知变位后的中心距a'时,cosα'=a cosα/a'cosαt'=a cosαt/a'求出啮合角α'后,由上式求(x1+x2)值,再进行分配。
中心距变动系数y y=(a'-a)/m=(z1+z2)(cosα/cosα'-1)/2y n=(a'-a)/m n=(z1+z2)(cosαt/cosαt'-1)/(2cosβ)y t=y n conβ变位后的中心距a'a'=a+ym=a cosα/cosα'a'=a+y t m t=a+y n m n=a cosαt/cosαt'齿根圆直径d f d f=d-2(h a+c-xm) d f=d-2(h an+c n-x n m n)齿顶圆直径d a d a1=2a'-d f2-2cd a2=2a'-d f1-2cd a1=2a'-d f2-2c nd a2=2a'-d f1-2c n齿顶高h a h a=(d a-d)/2齿根高h f h f=(d-d f)/2齿高h h=h a+h f基圆直径d b d b=d cosαd b=d cosαt节圆直径d'd'=d b/cosα'd'=d b cosαt分度圆齿距p p=mπp n=m nπ,p t=m tπ基圆齿距p b p b=p cosαp bt=p t cosαt齿顶压力角αaαa=arccos(d b/d a) αat=arccos(d b/d a)基圆螺旋角βbβb=0 tanβb=tanβcosαtcosβb=cosβcosαn/cosαt端面重合度εαεα=[z1(tanαa1-tanα')+z2(tanαa2-tanα')]/(2π)εα=[z1(tanαat1-tanαt')+z2(tanαat2-tanαt')]/(2π)纵向重合度εβεβ=0 εβ=b sinβ/(m nπ),b为齿轮宽度总重合度εγεγ=εαεγ=εα+εβ注:角标n为法面,t为端面;1为小齿轮,2为大齿轮。
齿轮标准模数(mm)圆柱齿轮(GB12368-90)第1系列1 1.25 1.52 2.53456810121620第2系列1.752.25 2.75(3.25) 3.5(3.75)4.55.5(6.5)79(11)1418锥齿轮(GB12368-90)1 1.125 1.25 1.375 1.5 1.752 2.25 2.5 2.753 3.25 3.53.7544.555.566.578910111214161820注:1. 斜齿轮及人字齿轮取法面模数为标准模数;锥齿轮取大端模数为标准模数。
2. 优先采用第1系列,括号内的模数尽可能不用。
渐开线圆柱齿轮的基本齿廓mm (GB1356—88)基本齿廓参数代号数值齿顶高工作齿高顶隙全齿高齿距齿根圆角半径h ah′chpR fm2m0.25m2.25mπm≈0.38m 注:1. 本标准适用于模数m≥1mm,齿形角α=20°的渐开线圆柱齿轮。
2. 允许齿顶修缘。
中心距系列(推荐使用)mm第1系列4050638010012516020025031540050063080010001250160020002500第2系列145 180 225 280 355 450 560 710 900 1120 1400 1800 2240动力齿轮传动的最大圆周速度m/s精度等级圆柱齿轮传动锥齿轮传动直齿斜齿直齿曲线齿5级以上≥15 ≥30 ≥12 ≥20 6级<15 <30 <12 <20 7级<10 <15 <8 <10 8级<6 <10 <4 <7 9级<2 <4 <1.5 <3齿轮常用材料及其力学性能图例45 正火≤100 ≤50 588 294 169~21740~50 101~300 51~150 569 284 162~217调质≤100 ≤50 647 373 229~286101~300 51~150 628 343 217~25542SiMn 调质≤100 ≤50 784 510 229~28645~55 101~200 51~100 735 461 217~269201~300 101~150 686 441 217~25540MnB 调质≤200 ≤100 750 500 241~28645~55 201~300 101~150 686 441 241~28635CrMo 调质≤100 ≤50 750 550 207~26940~45 101~300 51~150 700 500 207~26940Cr 调质≤100 ≤50 750 550 241~28648~55 101~300 51~150 700 500 241~28620Cr渗碳淬火+低温回火≤60 ≤30 637 392 56~6220CrMnTi渗碳淬火+低温回火30 15 1079 88356~62 ≤80 ≤40 981 78538CrMoAl 调质、渗氮30 1000 850 229 渗氮HV>850 ZG310-570 正火ZG340-640 正火ZG35CrMnSi 正火、回火700 350 ≤217 调质785 588 197~269HT300 290 190~240 HT350 340 210~260 QT500-7 500 320 170~230 QT600-3 600 370 190~270 KTZ550-04 550 340 180~250 KTZ-650-02 650 430 210~260齿轮传动荐用的润滑油运动粘度ν /40℃齿轮材料圆周速度v(m/s)<0.5 0.5~1 1~2.5 2.5~5 5~12.5 12.5~25 >25 铸铁、青铜320 220 150 100 80 60钢σB=(450~1000)MPa 500 320 220 150 100 80 60σB=(1000~1250)MPa 500 500 320 220 150 100 80σB=(1250~1600)MPa 1000 500 500 320 220 150 100渗碳、表面淬火1000 500 500 320 320 150 100齿轮精度等级、公差的说明本网络手册中的圆柱齿轮精度摘自(GB10095—88),现将有关规定和定义简要说明如下:(1) 精度等级齿轮及齿轮副规定了12个精度等级,第1级的精度最高,第12级的精度最低。
齿轮副中两个齿轮的精度等级一般取成相同,也允许取成不相同。
齿轮的各项公差和极限偏差分成三个组(参见)。
根据使用的要求不同,允许各公差组选用不同的精度等级,但在同一公差组内,各项公差与极限偏差应保持相同的精度等级。
参见齿轮传动精度等级选择(2) 齿轮检验与公差(参见)根据齿轮副的使用要求和生产规模,在各公差组中选定检验组来检定和验收齿轮精度。
(3) 齿轮副的检验与公差(参见)齿轮副的要求包括齿轮副的切向综合误差ΔF ic′,齿轮副的一齿切向综合误差Δf ic′,齿轮副的接触班点位置和大小以及侧隙要求,如上述四方面要求均能满足,则此齿轮副即认为合格。
(4) 齿轮侧隙齿轮副的侧隙要求,应根据工作条件用最大极限侧隙j nmax(或j tmax)与最小极限侧隙j nmin(或jtmin)来规定。
中心距极限偏差(±f a)按“中心距极限偏差”表的规定。
齿厚极限偏差的上偏差E ss及下偏差E si从齿厚极限偏差表来选用。
例如上偏差选用F(=-4f Pt),下偏差选用L(=-16f Pt),则齿厚极限偏差用代号FL表示。
参看图“齿轮、齿轮副误差及侧隙的定义和代号”。
若所选用的齿厚极限偏差超出齿厚极限偏差表所列14种代号时,允许自行规定。
(5) 齿轮各项公差的数值表齿距累积公差F P及K个齿距累公差F PK齿向公差Fβ公法线长度变动公差F w轴线平行度公差中心距极限偏差(±f a)齿厚极限偏差接触斑点齿圈径向跳动公差F r径向综合公差F i″齿形公差F f齿距极限偏差(±f Pt)基节极限偏差(±f Pb)一齿径向综合公差f i″齿坯尺寸和形状公差齿坯基准面径向和端面跳动齿轮的表面粗糙度R a圆柱直齿轮分度圆上弦齿厚及弦齿高(6) 图样标注在齿轮零件图上应标注齿轮的精度等级和齿厚极限偏差的字母代号。
标注示例a) 齿轮三个公差组精度同为7级,其齿厚上偏差为F,下偏差为L:b) 第Ⅰ公差组精度为7级,第Ⅱ、Ⅲ公差组精度为6级,齿厚上偏差为G,齿厚下偏差为M:c) 齿轮的三个公差组精度同为4级,其齿厚上偏差为-330μm,下偏差为-405μm:齿轮各项公差和极限偏差的分组公差组公差与极限偏差项目误差特性对传动性能的主要影响ⅠF i′、F P、F PkF i″、F r、F w以齿轮一转为周期的误差传递运动的准确性Ⅱf i′、f i″、f f±f Pt、±f Pb、f fβ在齿轮一周内,多次周期地重复出现的误差传动的平稳性,噪声,振动ⅢFβ、F b、±F Px齿向线的误差载荷分布的均匀性齿轮传动精度等级的选用按机器类型选择按速度、加工、工作条件选择机器类型精度等级机器类型精度等级测量齿轮3~5 一般用途减速器6~8 透平机用减速器3~6 载重汽车6~9金属切削机床3~8 拖拉机及轧钢机的小齿轮6~10航空发动机4~7 起重机械7~10轻便汽车5~8 矿山用卷扬机8~10 内燃机车和电气机车5~8 农业机械8~11 注:本表不属GB10095-88,供参考齿轮各公差组的检验组及各项误差的公差数值项目公差数值第I 公差组∆F i′∆F P与∆F Pk∆F i″与∆F w(当其中有一项超差时,应按∆F P检定和验收齿轮精度)∆F r与∆F w(当其中有一项超差时,应按∆F P检定和验收齿轮精度)F i′=F P+f fF P与F Pk查本手册相应表F r查本手册相应表F i″查本手册相应表的检验组∆F r(用于10~12级精度) F w查本手册相应表第Ⅱ公差组的检验组∆f i′(需要时,可加检∆f Pb)、∆f i″(须保证齿形精度)∆f f与∆f Pb∆f f与∆f Pt∆f fβ(用于轴向重合度εb大于1.25,6级及6级精度以上的斜齿轮或人字齿轮)∆f Pt与∆f Pb(用于9~12级精度)∆f Pt或∆f Pb(用于10~12级精度)f i=0.6(f Pt+f f)f f查本手册相应表f Pt查本手册相应表f fβ=f i′cosβ,β为分度圆螺旋角。