第十一章齿轮结合公差与配合
齿轮键公差与配合

根据齿轮的工作原理和受力分析,建立数学模型,计算齿轮键的 配合公差。
经验公式法
根据实际生产经验和历史数据,总结出经验公式,用于计算齿轮 键的配合公差。
类比法
参照类似机械设备的齿轮键配合公差,结合实际情况进行调整。
齿轮键配合公差的优化设计
优化设计方案
根据实际生产情况和用户需求 ,制定多种齿轮键配合公差的
实例三:风力发电机齿轮键公差与配合
总结词
高可靠性和耐久性
详细描述
风力发电机在运行过程中需要承受较大的风载和振动,因此要求齿轮键具备高可靠性和 耐久性。在公差与配合方面,需要充分考虑齿轮键的材料、热处理、加工工艺和装配调 整等因素,以确保齿轮键在长期运行过程中的稳定性和可靠性。同时,还需要加强齿轮
键的维护和检修,及时发现和解决潜在问题,以延长其使用寿命。
通过测量和试验,获取齿轮的实际尺寸和偏差数 据,以此为基础确定齿轮键的公差。
经验数据
参考已有的经验数据或设计手册,根据类似工作 条件和要求的齿轮键公差确定当前齿轮键的公差。
3
优化设计
运用现代设计方法和计算机辅助设计软件,对齿 轮键的几何参数进行优化设计,以确定最佳的公 差值。
齿轮键公差的应用场景
工业制造
优化设计方案。
性能评估
对各种方案进行性能评估,包 括齿轮的工作效率、使用寿命 、噪声等指标。
经济性分析
对各种方案进行经济性分析, 包括制造成本、维护成本等。
综合评价与选择
综合考虑性能与经济性等因素 ,选择最优的齿轮键配合公差
优化设计方案。
04
齿轮键公差与配合的检测 与验证
齿轮键公差与配合的检测方法
在机械、汽车、航空航天等工业制造 领域,齿轮键公差广泛应用于各种传 动系统,如减速器、变速器等。
齿轮内孔与轴的配合公差

齿轮内孔与轴的配合公差齿轮内孔和轴的配合公差,这听上去是不是有点生疏?别担心,今天我们就来聊聊这其中的奥秘。
想象一下,你的生活就像是一台精密的机器,所有的零部件都得齐心协力,才能运转得顺畅。
齿轮内孔就像是这台机器里的大门,轴就是钥匙。
要是这两者配合得当,哇,那真是如鱼得水,顺风顺水。
可要是差了点,嘿,那可就得闹心了,像是穿了一双不合脚的鞋子,走一步痛一步。
说到配合公差,咱们得先了解个概念。
公差就像是做菜的时候,盐的用量。
放多了,咸得受不了;放少了,淡得没味。
齿轮内孔和轴的配合公差就是这样的道理。
若是内孔太大,轴在里面晃荡,转起来就像个喝醉了酒的摇摇欲坠的舞者。
而如果内孔太小,轴根本进不去,那就真成了“门口的爱情”,进不去的焦虑感。
要想做到“刚刚好”,得依赖于科学的设计和精确的制造。
配合公差也分很多种,有的叫“过盈配合”,这就像是你跟好友一起去挤电梯,互相压得紧紧的;有的叫“间隙配合”,就像是你和陌生人搭乘公交车,保持着一点距离,不那么亲密。
有趣的是,过盈配合在机械上更常用,能有效防止轴和齿轮的滑动。
想象一下,两个人牵手,一旦拉开距离,手指间的温度瞬间消失,那感觉就像是失去了默契。
在实际生产中,工人们得用心去测量。
就像量身定制的西装,必须得合身才能显得体面。
光是把尺寸列出来还不够,得把那份精确感渗透到每一个细节里。
你想想,要是工人们随便量量,今天量个100毫米,明天量个102毫米,结果那内孔和轴配合时就会变成“你瞅啥,我瞅啥”,完全不搭界。
所以,精确的测量工具和标准都是不可或缺的,真是“细节决定成败”,不容小觑。
有趣的是,现代技术的进步也让这个过程变得更简单。
以前的工匠们可能得凭经验,像盲人摸象一样去操作,现在有了高科技的测量设备,准确度大幅提高。
想象一下,一台精密的数控机床在你眼前运转,简直就是科技的奇迹,精准到毫米,让人感叹不已。
这种精准的配合,不仅能提高生产效率,还能降低故障率。
像极了那对恩爱的小情侣,总是能在心灵上相通,配合得恰到好处。
《齿轮的公差与配合》课件

齿轮配合的设计原则
讨论设计齿轮配合时需要遵循的原则,如保证啮合可靠性、考虑装配要求等。
齿轮设计时需要注意的因素
列举齿轮设计时需要考虑的因素,如载荷、速度等,并探讨它们对公差与配合的影响。
齿轮材料对公差和配合的影响
讨论齿轮材料对齿轮公差和配合的影响,包括材料的热稳定性、强度等方面。
齿轮加工时的公差控制方法
《齿轮的公差与配合》PPT课件
本课件将介绍齿轮公差与配合的概念、分类、测量与设计原则,以及影响公 差与配合的因素和常见问题的解决办法。
什么是齿轮公差与配合?
介绍齿轮公差和配合的定义,以及它们在齿轮设计和制造中的重要性。
齿轮公差的意义和作用介绍
解释齿轮公差的意义和作用,包括保证齿轮运转的顺畅性、降低噪声和提高传动效率。
齿轮公差与配合相关标准介绍
介绍与齿轮公差与配合相关的标准体系,如国际标准、行业标准等。
探讨提高齿轮精度的方法,包括选择高精度材料、优化齿轮制造工艺等。
齿轮配合的常见问题及解决办 法
列举齿轮配合常见问题,如啮合不良、配合松紧等,以及相应的解决办法。
齿轮的润滑对公差和配合的影 响
讨论齿轮润滑对公差和配合的影响,包括减少摩擦和磨损、提高传动效率等 方面。
齿轮公差的设计原则
介绍设计齿轮公差时需要遵循的原则,如保证功能需求、考虑使用要求等。
齿轮中的距离系数
讨论齿轮中常用的距离系数,如齿轮间距、齿顶间距等,以及它们对齿轮配合的影响。
如何确定齿轮的齿距公差?
解释确定齿轮的齿距公差的方法与步骤,包括使用标准值和考虑实际应用情 况。
齿轮公差的测量方法
介绍常用的齿轮公差测量方法,如齿间距测量、齿距测量等,并讨论轮加工过程中的公差控制方法,如精密加工、工艺设备的选择等。
公差配合与检测技术 第11章 圆柱齿轮传动的公差及齿轮测量.ppt

其合格条件为:齿距累积公差Fp≥齿距累积误差ΔFp;K 个齿距累积公差Fpk≥K个齿距累积误差ΔFpk。
齿距累积误差的测量可分为绝对测量和相对测量。其 中,以相对测量应用最广。
相对测量按其定位基准的不同,可分为以齿顶圆、 齿根圆和孔为定位基准三种,如图11-5所示。
图11-2 切向综合误差曲线
切向综合总偏差反映齿轮一转的转角误差,说明齿 轮运动的不均匀性。
切向综合总偏差反映出齿轮的径向误差、切向误差, 基圆齿距偏差、齿廓形状偏差等综合结果在转角误差上, 通过分度圆切线方向反映出来。
如图11-3所示为光栅式齿轮单啮仪的测量原理图。
图11-3 光栅式齿轮单啮仪的测量原理图
基础知识 齿轮及齿轮副的评定指标 重点知识 渐开线圆柱齿轮精度标准 难点知识 齿轮公差检验组及齿轮精度等级的选用
11.1齿轮的使用要求及三个公差组
11.1.1 齿轮传动的使用要求
齿轮传动装置是指齿轮、轴、轴承、箱体等零件的总和。 归纳起来,齿轮传动的使用要求可分为传动精度和齿
侧间隙两个方面,一般有如下要求:
1.传递运动的准确性
传递运动的准确性就是要求齿轮一转范围内,转角 误差的最大值应限制在一定范围内。
齿轮作为传动的主要元件,要求它能准确地传递运 动,即保证主动轮转过一定转角时,从动轮按传动比关 系转过一个相应的转角。如图11-1a)、b)所示。
图11-1 齿轮传 动比的 变化
5
为保证传递运动的准确性,应限制齿轮一转过程中的
单啮仪测量的主要优点:测量过程较接近齿轮的实 际工作状态,故齿轮综合测量能较好地反映齿轮的使用 质量,能连续测量被测齿轮全部啮合点的误差,是一种 综合测量,各单项误差可以相互抵消,避免把合格品当 作废品的失误,且测量效率高,便于实现测量自动化。
11-画法几何及工程制图-第11章-极限与配合几何公差

东华大学机械工程学院 φ40g6
-0.009 -0.025
φ40H7
+0.025 0
φ40K7 φ40
0 -0.016
φ40h6
φ40
+0.007 -0.018
基轴制
φ40H7 17
+0.007 -0.018
φ40h6
0 -0.016
§11.1.10 极限偏差值的应用及在机械图样上的标注举例 可根据基本尺寸、基本偏差和公差等级在极限偏差表上查得轴或 孔的极限偏差值。表中的极限偏差值单位是微米(μm),标注时必 须换算成毫米mm ( 1μm = 1/1000 mm)
被测轴线
0.2 A 0.1 A 被测轴线 上 t1=0.1 下 左 右
基准轴线A
基准轴线A
指引线箭头处在水平方 向,表示被测轴线必须 位于距离为公差值 t2=0.2且平行于基准轴 线A的左右两个平行平 面之间。
15:02:59
指引线箭头处在垂直方向, 表示被测轴线必须位于距 离为公差值t3=0.1且平行 于基准轴线A的上下两个 平行平面之间。
轴的基本偏差示意图
15:02:59 东华大学机械工程学院 8
§11.1.6-7 配合、基孔制与基轴制
基本尺寸相同的孔和轴公差带之间的关系称为配合。国家标 准规定了两种配合制 —— 基孔制和基轴制配合。优先基孔制
基 孔 制
基本偏差为H的孔的公差带,与不同基本偏差的轴的公差带 形成各种配合(间隙、过渡或过盈)的一种制度。
东华大学机械工程学院 18
Φ26H7( 0
φ18
φ26
+0.021
H7 f6
H7 n6
)
§11.1.10 极限偏差值的应用及在机械图样上的标注举例
《齿轮的公差与配合》课件

周向配合
01
周向配合是指齿轮在圆周方向 上的装配关系,主要考虑齿轮 的周向固定方式和周向位置精 度。
02
周向固定方式包括键、销、胀 套等,应根据具体情况选择合 适的固定方式,以保证齿轮在 周向方向上的稳定性。
噪声和振动
如发现齿轮工作过程中出现噪 声和振动,应检查齿轮和轴承 是否正常,并采取相应措施。
温度升高
如发现齿轮箱温度升高,应检 查润滑系统是否正常工作,并
采取相应措施进行散热。
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径向间隙是指齿轮在径向方向上的活 动量,通常用间隙大小来表示。间隙 过大会影响传动精度和稳定性,间隙 过小则可能导致装配困难。
03
齿轮的精度等级
精度等级的划分
1 2
精度等级的定义
根据齿轮制造的误差大小和传递运动的准确性, 将齿轮精度划分为不同的等级。
精度等级的编号
我国标准规定的齿轮精度等级从低到高依次为P0 、P1、P2、…、P7,共8个等级。
3
精度等级的表示方法
在齿轮图纸上,精度等级通常用代号表示,如P2 表示齿轮精度等级为P2级。
精度等级的选择
考虑因素
选择齿轮精度等级时,需要考虑 齿轮的工作条件、使用要求、生
产批量以及制造成本等因素。
选择原则
在满足使用要求的前提下,应尽量 选择较低的精度等级,以降低制造 成本。
推荐范围
对于一般用途的齿轮,推荐选择P4 或P5级;对于需要高精度传动的齿 轮,可以选择P3级或更高精度等级 。
03
周向位置精度包括齿轮的齿圈 径向跳动和公法线长度变动等 ,这些参数的精度直接影响齿 轮传动的平稳性和噪音水平。
常用齿轮_键_公差与配合

a
b
c
两圆柱齿轮内啮合的画法
§12.3 键及其连接
1. 键的作用 键用于连接轴和轴上的传动件 (如齿轮、皮带轮等)使轴和传动 件不发生相对转动,以传递扭矩或 旋转运动
轴
键
皮带轮
2
键的型式、标记及连接画法 常用键的型式有普通平键、半圆键和钩头楔键,普通平键 分A型、B型、C型
A型
B型 普通平键
C型 半圆键 钩头楔键
[例2]已知轴的基本尺寸为φ 50,公差等级为7级,基本 偏差代号为f,写出公差带代号,并查出极限偏差值。 解:公差带代号为φ 50f7
由轴的极限偏差表查得:上偏差为:- 0.025mm,下偏 差为:-0.050mm,轴的尺寸可写为 -0.025) -0.025 或 30f7( -0.050 50 -0.050
对一定的基本尺寸而言,公差等级越高,公差数值越小, 尺寸精度越高。属于同一公差等级的公差数值,基本尺寸越 大,对应的公差数值越大,但被认为具有同等的精确程度
2)基本偏差——是确定公差带相对零线位置的那个 极限偏差,它可以是上偏差或下偏差。一般指靠近零线的 那个偏差。当公差带在零线上方时,基本偏差为下偏差; 反之,则为上偏差。
圆锥齿轮
蜗轮、蜗杆
按齿轮轮齿方向的不同可分为直齿、斜齿、人字齿等
锥齿轮也有直齿、斜齿等形式
齿形轮廓曲线有渐开线、摆线及圆弧等,通常采用渐开线齿廓 轮毂 轴孔
轮缘
轮齿
齿轮的结构
键槽
辐板
圆柱齿轮
(1)齿顶圆直径(da)是通过 轮齿顶部的圆周直径;
(2)齿根圆直径(df)是通 过轮齿根部的圆周直径;
2.公差等级的选择 考虑到孔的加工较轴的加工困难,因此选用公差等级时, 通常孔比轴低一级
第十一章齿轮结合的公差与配合

当被测齿轮的齿廓存在径向误差及一些短 周期误差(如齿形误差、基节偏差等)时, 若它与测量齿轮保持双面啮合转动,其中 心距就会在转动过程中不断改变,因此, 径向综合误差主要反映由几何偏心引起的 径向误差及一些短周期误差。
渐开线圆柱齿轮传动精度要求
不同圆柱齿轮的传动精度要求
上述4项要求,对于不同用途、不同工作条 件的齿轮其侧重点也应有所不同。
如:对于分度机构,仪器仪表中读数机构 的齿轮,齿轮一转中的转角误差不超过 1′~2′,甚至是几秒,此时,传递运动准确 性是主要的;
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不同圆柱齿轮的传动精度要求
对于高速、大功率传动装置中用的齿轮,如汽轮 机减速器上的齿轮,圆周速度高,传递功率大, 其运动精度、工作平稳性精度及接触精度要求都 很高,特别是瞬时传动比的变化要求小,以减少 振动和噪声;
基节偏差可用基节仪和万能测齿仪进行测量。
基节偏差(△fpb)
齿形误差(△ff)
齿形误差是在端截面上,齿形工作部分内(齿顶部分 除外),包容实际齿形且距离为最小的两条设计齿形 间的法向距离。设计齿形可以根据工作条件对理论渐 开线进行修正为凸齿形或修缘齿形。
齿形误差会造成齿廓面在啮合过程中使接触点偏 离啮合线,引起瞬时传动比的变化,破坏了传动 的平稳性。
一齿切向综合误差(Δf i′)
一齿径向综合误差(△fi〞)
被测齿轮与理想精确的测量齿轮双面啮合时,在被测 齿轮一齿角内的最大变动量。
△fi〞综合反映了由于刀具安装偏心及制造所产生 的基节和齿形误差,属综合性项目。可在测量径 向综合误差时得出,即从记录曲线上量得高频波 纹的最大幅度值。由于这种测量受左右齿面的共 同影响,因而不如一齿切向综合误差反映那么全 面。不宜采用这种方法来验收高精度的齿轮,但 因在双啮仪上测量简单,操作方便,故该项目适 用于大批量生产的场合。
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渐开线圆柱齿轮传动精度要求
齿侧间隙:在齿轮传动过程中,非接触面 一定要有合理的间隙。一方面为了贮存润 滑油,一方面为了补偿齿轮的制造和变形 误差。
渐开线圆柱齿轮传动精度要求
不同圆柱齿轮的传动精度要求
规 局定 部Δ圆F周pk是上为。了限制齿距累积误差集中在
齿距累距积累误积差误(差Δ(FΔp)Fp及k)K个齿
齿距累积误差反映了一转内任意个齿距的 最大变化,它直接反映齿轮的转角误差, 是几何偏心和运动偏心的综合结果。因而 可以较为全面地反映齿轮的传递运动准确 性,是一项综合性的评定项目。但因为只 在分度圆上测量,故不如切向综合误差反 映的全面。
运动精度的评定指标 平稳性的评定指标 接触精度的评定指标 侧隙的评定指标 齿轮副精度的评定指标
运动精度的评定指标
切向综合误差(ΔF i′) 齿距累积误差(ΔFp)及K个齿距累积误
差(ΔFpk) 齿圈径向跳动(△Fr) 径向综合误差(△Fi〞) 公法线长度变动(△Fw)
切向综合误差(ΔF i′)
精切确向的综测合量误齿差轮(单ΔF面i′啮)合指时被,测在齿被轮测与齿理轮想 一转内,实际转角与公称转角之差的总幅 度值。它以分度圆弧长计值。
Δ轮F一i′是转指内在转齿角轮误单差面的啮总合幅情度况值下,测该得误的差齿是 几何偏心、运动偏心加工误差的综合反映, 因而是评定齿轮传递运动准确性的最佳综 合评定指标。
几何偏心误差
齿坯孔与机床心轴的安装偏心(e),也称几何 偏心,是齿坯在机床上安装时,齿坯基准轴线 O加1工O1时与,工滚作刀台轴回线转与轴工线作OO台不回重转合轴形线成O的O距偏离心保e。 持 化不 (变 最,大但变与化齿量坯 为基2 e准)轴。线滚O切1O成1如的图距所离示不的断齿变 轮,使齿面位置相对于齿轮基准中心在径向发 生了变化,故称为径向误差。工作时产生以一 转为周期的转角误差,使传动比不断改变。
齿距累距积累误积差误(差Δ(FΔp)Fp及k)K个齿
齿圈径向跳动(△Fr)
齿轮一转范围内,测头在齿 槽内与齿高中部双面接触, 测头相对于齿轮轴线的最大 变动量称齿圈径向跳动。
运动偏心误差
以上两项误差均以齿坯一转为周期,是长 周期误差。
运动偏心误差
短周期误差
●动机。床此分误度差蜗使轮蜗的轮安(装齿偏坯心)(转ew速)不和均轴匀向窜, 加工出的齿轮有齿距偏差和齿形偏差,如 蜗杆为单头,蜗轮为n牙,则在蜗轮(齿 坯)一转中产生n次误差。
●滚刀偏心(ed)、轴线倾斜及轴向窜动。 此误差使加工出的齿轮径向和轴向都产生 误差,如滚刀单头,齿轮z牙,则在齿坯 一转中产生z次误差。
上述4项要求,对于不同用途、不同工作 条件的齿轮其侧重点也应有所不同。
如:对于分度机构,仪器仪表中读数机构 的齿轮,齿轮一转中的转角误差不超过 1′~2′,甚至是几秒,此时,传递运动准 确性是主要的;
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不同圆柱齿轮的传动精度要求
对于高速、大功率传动装置中用的齿轮,如汽轮 机减速器上的齿轮,圆周速度高,传递功率大, 其运动精度、工作平稳性精度及接触精度要求都 很高,特别是瞬时传动比的变化要求小,以减少 振动和噪声;
几何偏心误差
运动偏心误差
分度蜗轮轴线与工作台中心线的安装偏心 (eK) 。O2O2为机床分度蜗轮的轴线,它与 机床心轴的轴线OO不重合,形成安装偏心eK。 这时尽管螺杆匀速旋转,蜗杆与蜗轮啮合节 点的线速度相同,但由于蜗轮上的半径不断 改变,从而使蜗轮和齿坯产生不均匀回转, 角速度在(ω+Δω)和(ω-Δω)之间,以一 转为周期变化。运动偏心并不产生径向误差, 而往齿轮产生切向误差。
渐开线圆柱齿轮的制造误差
齿轮为圆周分度零件,其误差具有周期性, 按误差在齿轮一转中是否多次出现,即在 齿轮一转中出现的周期或频率,可分为以 齿轮一转为周期的长周期误差,或低频误 差,它主要影响传递运动的准确性;以齿 轮一齿为周期短周期误差,或高频误差, 它主要影响工作平稳性。
几何偏心误差
以滚切直齿圆柱齿轮为例,分析在切齿 过程中所产生的主要加工误差 。
切向综合误差(ΔF i′)
但因切向综合误差是在单面啮合综合检查 仪(简称单啮仪)上进行测量的,单啮仪 结构复杂,价格昂贵,在生产车间很少使 用。
齿距齿累距积累误积差误(差Δ(FΔp)Fp及k)K个
在分度圆上,任意两个同侧齿面间的实际 弧长与公称弧长之差的最大绝对值为齿距 累积误差。K个齿距累积误差是指在分度 圆上,K个齿距间的实际弧长与公称弧长 之差的最大绝对值,K为2到小于Z/2的 整数
不同圆柱齿轮的传动精度要求
对于轧钢机、起重机、运输机、透平机等 低速重载机械,传递动力大,但圆周速度 不高,故齿轮接触精度要求较高,齿侧间 隙也应足够大,而对其运动精度则要求不 高。
渐开线圆柱齿轮的制造误差
影响上述4项要求的误差因素,主要包括 齿轮的加工误差和齿轮副的安装误差。
为了便于分析齿轮的各种制造误差对齿轮 传动质量的影响,按误差相对于齿轮的方 向特征,可分为径向误差、切向误差和轴 向误差;
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短周期误差
●滚刀本身的基节、齿形等制造误差。此误 差会复映到被加工齿轮的每一齿上,使之 产生基节偏差和齿形误差。
以上三项误差在齿坯一转中多次重评定指标
根据齿轮精度要求,把齿轮的误差分成影响运 动准确性误差、影响运动平稳性误差、影响载 荷分布均匀性误差和影响侧隙的误差。并相应 提出精度评定指标。
基本要求
了解渐开线圆柱齿轮传动的精度要求。 了解齿轮误差产生的原因及误差特性。 了解圆柱齿轮传动精度的评定指标。 掌握渐开线圆柱齿轮传动精度的设计的基
本方法。
渐开线圆柱齿轮传动精度要求
运动精度:是指传递运动的准确性。为了保证 齿轮传动的运动精度,应限制齿轮一转中最大 转角误差△i∑ 。
运动平稳性精度:要求齿轮运转平稳,没有冲 击、振动和噪声。要限制一齿距角范围内转角 误差的最大值i R 。