七齿轮公法线长度变动和公法线平均长度偏差的测量
公差实验指导书
实验三齿轮公法线平均长度偏差与公法线长度变动测量一、目的要求1．熟悉公法线千分尺或公法线指示规的结构和使用方法。
2. 掌握公法线平均长度偏差ΔEwm与公法线长度变动ΔFw的测量方法。
3. 加深对公法线平均长度偏差ΔEwm与公法线长度变动ΔFw定义的理解。
二、测量原理公法线平均长度偏差ΔEwm是指在齿轮一周内，公法线长度平均值与公称值之差，它反映齿厚减薄量。
其测量目的是为了保证齿侧间隙。
公法线长度变动ΔFw是指齿轮一周范围内，实际公法线长度的最大值与最小值之差，反映齿轮加工中切向误差引起的齿距不均匀性，故可用评定齿轮的运动精度。
测量公法线平均长度偏差时，需先计算被测齿轮公法线长度的公称值W，然后按W值组合量块，用于调整两量爪之间的距离。
沿齿圈一周每次跨过一定齿数进行测量，所得读数的平均值与公称值之差，即为ΔEwm值。
测量公法线长度变动时，按选定的跨齿数。
，使两量爪的测量平面分别与第1和第n齿的异名齿廓相切。
调节两量爪5、6的距离使指示表压缩约2圈，并将指针对零。
沿齿圈一周，进行测量，所得读数中的最大值与最小值之差，即为ΔFw值。
对于齿形角α=20°的直齿圆柱齿轮，公法线长度W和跨齿数n。
可用下式计算：W=m〔2．952（n-0．5）＋0．014z〕n= 19z＋0·5≈0·1l1z＋0·5式中，z—齿数；m—模数（mm）。
三、测量仪器测量仪器有公法线千分尺、公法线指示规。
图3－1所示的是用公法线千分尺和公法线指示规测量的示意图。
公法线指示规的两量爪之间的距离可通过开口套4在杯体2上移动来调整。
活动量爪6的位移通过1：2的杠杆传给指示表10。
指示表的分度值为0.005mm ，可测模数1～10mm、直径在450mm以内的中等精度齿轮。
图3－1 测量公法线长度的器具（a）公法线千分尺 (b) 公法线指示规1－钥匙；2－杆体；3－开口槽；4－开口套；5－固定量爪；6－活动量爪；7－卡规体；8－按钮；9－锁紧螺母；10－指示表四、测量步骤1．计算公法线长度公称值W和跨齿数。
互换性与测量技术(人教版)实验报告
实验二用光切显微镜测量表面粗糙度1.微观不平度十点高度Ｒｚ的测量
实验三形状误差的测量1.直线度误差的测量
2.平面度误差的测量
3.圆度误差的测量
实验四位置误差的测量
1.平行度误差的测量(mm)
3.跳动的测量(mm)
图样标注跳动量合格性结论端面跳动
径向跳动
径向全跳动
测量位置测量数据
最大最小差值1—1
2—2
3—3
4—4
5—5
6—6
7—7
8—8
测
量
示
意
图
实验五在工具显微镜上测量外螺纹各参数
实验一齿轮齿圈经向跳动的测量（表一）
实验一齿轮公法线长度及其变动的测量（表二）
实验一齿距偏差及齿距累计误差的测量（表三）
实验一在双啮仪上对齿轮的综合测量（表四）。
关于齿轮基本知识
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14
齿轮材料要求
• 齿轮材料要满足齿轮表面层有足够的硬度和耐磨性，对于承受交变载 荷和冲击载荷的齿轮，基体要有足够的抗弯强度和韧性，要有良好的 工艺性，即要易于切削加工和热处理性能好
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15
齿轮参数解释
• 模数：表示齿轮的大小，单位为毫米，啮合两齿轮的模数须相等模数 大，齿距、齿厚、齿高、也随之增大，因而齿轮的承载能力越大。
• 由于这五个因素的英文名称的第一个字母是M和E，所以常简称为 5M1E。6要素只要有一个发生改变就必须重新计算。
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戴明循环
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13
齿轮齿形加工原理
• 圆柱齿轮加工机床主要有滚齿机，插齿机，剃齿机，衍齿机和磨齿机 等。加工原理主要分为成形法（仿形法）和展成法，目前展成法应用 最为广泛。齿轮加工的关键是齿面的加工。目前，齿面加工的主要方 法是刀具切削加工和砂轮磨削加工。前者因为加工效率高，加工精度 较高因而是目前广泛采用的齿面加工方法。后者主要用于齿面精加工， 效率一般较低，按照加工原理也可分为成形法和展成法两大类
• 分度圆：在齿顶圆和齿根圆之间，规定一定直径为d的圆，作为计算 齿轮各部分尺寸的基准，并把这个圆称为分度圆。其直径和半径分别 用d和r表示，值只和模数和齿数的乘积有关，模数为端面模数。与变 位系数无关。
• 齿隙：一对齿轮啮合时,齿面间的间隙。（公法线长度最好走下限)
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18
齿轮精度等级
• 齿轮分为13个等级，用数字0~12由底到高的顺序排列，0级为最 高,12级最低。
齿轮误差测量
二、不同场合的要求
1、精密机床、仪表的读数齿轮 2、低速重载（起重机、矿山机械）齿轮 3、高速重载（气轮机减速器） 4、正反转齿轮
资讯
1、传递运动准确性 2、传动平稳性 3、载荷分布均匀
资讯
1、载荷分布均匀性 2、侧隙要合理
资讯
1、传递运动的准确性 2、传动平稳性 3、载荷分布均匀性
要控制齿侧间隙
资讯
三、 单个齿轮的精度指标
（一）误差的产生
1、机床制造误差 2、刀具误差 3、齿坯加工、安装误差
1、几何偏心
2、运动偏心 3、机床传动链的短周期误差
（二）影响传递运动准确性的误差参数及测量
检测仪器
① 将被测齿轮安装在仪器上，松紧合适，即轴向不能窜 动，转动自如。
② 根据被测齿轮的模数选择测头，将它装在千分表上， 再将千分表装入仪器的表架上并锁紧。
③ 移动被测齿轮的位置，使测头处于齿宽中部。
④ 松开立柱6后的紧定螺钉，转动调节螺母7，使测头处 于齿槽内，并压表0.2—0.3mm左右，锁紧螺钉，将表针调 为0，开始记录数据。
（2）误差产生的原因：机床分度蜗轮偏心，使齿坯 转速不均匀，引起齿面左右切削不均匀所造成的齿轮 切向长周期误差
（3）影响：齿轮传递运动不准确
（4）公法线长度测量步骤
1）根据被测齿轮参数，计算（或查表）公法线公称值和跨 齿数
2）校对公法线千分尺零位值。
3）根据右图形式，依次测量 齿轮公法线长度值（测量全 齿圈），记下读数
（1）定义：齿轮端截面上，齿形工作部分内（齿顶倒棱部 分除外），包容实际齿形的两条设计齿形间的法向距离。
互换性填空题
．填空题1．φ30 +0.021 0mm 的孔与φ30-0.007-0.020mm 的轴配合，属于＿＿制＿＿配合。
2．φ30+0.012-0.009mm 的孔与φ30 0 -0.013mm 的轴配合，属于＿＿制＿＿配合。
3．配合代号为φ50H10／js10的孔轴，已知IT10=0．100mm ，其配合的极限间隙（或过盈）分别为＿＿mm 、＿＿mm 。
4．已知某基准孔的公差为0．013，则它的下偏差为＿＿mm ，上偏差为＿＿mm 。
5．选择基准制时，应优先选用＿＿原因是＿＿。
6．配合公差是指＿＿，它表示＿＿的高低。
7．国家标准规定的优先、常用配合在孔、轴公差等级的选用上，采用“工艺等价原则”，高于IT 8的孔均与＿＿级的轴相配：低于IT 8的孔均和＿＿级的轴相配。
8．φ50mm 的基孔制孔、轴配合，已知其最小间隙为0．05，则轴的上偏差是＿＿。
9．孔、轴的ES ＜ei 的配合属于＿＿配合，EI ＞es 的配合属于＿＿配合。
10．φ50H8／h8的孔、轴配合，其最小间隙为＿＿，最大间隙为＿＿m m 。
11．孔、轴配合的最大过盈为-60μm ，配合公差为40μm ，可以判断该配合属于＿＿配合。
12．φ50 +0.002 -0.023 mm 孔与φ50 -0.025 -0.050mm 轴的配合属于＿＿配合，其极限间隙或极限过盈为＿＿和＿＿mm 。
13．公差等级的选择原则是＿＿的前提下，尽量选用＿＿的公差等级。
14．对于相对运动的机构应选用＿＿配合，对不加紧固件，但要求传递较大扭矩的联接，应选用＿＿配合。
15．基本尺寸相同的轴上有几处配合，当两端的配合要求紧固而中间的配合要求较松时，宜采用＿＿制配合。
16．某配合部位比相应典型实例的旋转速度增高时，若为过盈配合，则过盈量应＿＿；若为间隙配合，则间隙量应＿＿。
17．根据国家标准的规定，向心滚动轴承按其尺寸公差和旋转精度分为 个公差等级，其中 级精度最低， 级精度最高。
实验 齿轮公法线长度偏差测量_学生用
取测量次数 n=5
序号（均匀测量）
1 2 3 45
测量记录
公法线局部实际长度（mm）
4.适用性结论
1）求实测数据的最大值 Wmax 和最小值 Wmin，算出公法线长度变动量 ∆Fbn=Wmax–Wmin。 根据合格条件 ∆Fbn≤Fbn，进行判断
2）求实测数据平均值，得公法线平均长度W 。算出公法线长度偏差 ∆Ebn＝W －W 公
30 4
7526
42 5
8728
19 3
6464
31 4
7666
43 5
8868
20 3
6604
32 4
7806
44
5
13.9008
21 3
6744
33 4
7946
45
6
16.8670
22 3
6884
34 4
8086
46 6
8881
23 3
7024
35 4
10.8226
47 6
8950
24 3
7165
当α f ＝200，变位系数 ξ＝0 时，则W = m[1.476(2n −1) + 0.014Z ]， n = 0.111Z + 0.5
W 和 n 值也可以从表 1 查出。
2. 按公法线长度的公称尺寸组合量块。 3. 用组合好的量块组调节固定卡脚 3 与活动卡脚 6 之间的距离，使指示表 8 的指针压 缩一圈后再对零。然后压紧按钮 10，使活动卡脚退开，取下量块组。 4. 在公法线卡规的两个卡脚中卡入齿轮，沿齿圈的不同方位测量 4—5 个以上的值（最 好测量全齿圈值）。测量时应轻轻摆动卡规，按指针移动的转折点（最小值）进行读数。读 数的值就是公法线长度偏差。 5. 将所有的读数值平均，它们的平均值即为公法线长度偏差 ∆Ebn。 按齿轮图样标注的技术要求，确定公法线长度上偏差 Ebns、和下偏差 Ebni，并判断被测 齿轮的适用性。
(完整word版)《互换性与技术测量》习题集(2)
六.改错题：1.改错题试指出图3.11中标注的误差，并加以改正。
2.改错题试指出图3.12中标注的误差，并加以改正。
3.试指出图3.13中形位公差标注的误差，并加以改正。
4.试改正图3.14a和b中形位公差标注的错误（以形位项目符号为准）。
1.标注题1.1ф40k6轴颈的尺寸公差和形状公差遵守包容原则，且对该轴颈的形状公差有进一步要求，圆柱度公差为0.005mm；轴肩端面对轴颈轴线的圆跳动公差为0.007mm。
试将上述技术要求标注在题1.1图上。
1.2 轴承盖上四个通孔的位置用位置度公差控制。
端面I 为第一基准，ф80f9圆柱面的轴线为第二基准，试在图3.16上标注这四个孔的轴线的位置度公差ф0.5mm ，并注上基准代号和采用的公差原则。
1.3 试将下列形位公差要求标注在图3.17上。
1.3.1 圆锥面的圆度公差0.004mm ； 1.3.2 圆锥母线的直线度公差0.0025mm ；1.3.3 圆锥面对ф800-0.015mm 孔的轴线的圆跳动公差0.01mm ； 1.3.4 ф800-0.015mm 孔的圆柱度公差0.008mm ；1.3.5左端面对ф800-0.015mm 孔的轴线的垂直度公差0.01mm ； 1.3.6 右端面对左端面的平行度公差0.06mm ；40k6题1.1(+0.018+0.002图 3.171.4 试指出图3.18中没有按下列形位公差要求标注的错误，并加以改正。
1.4.1 圆锥面A 的轴线对圆柱面B 的轴线的同轴度公差为ф0.02mm ； 1.4.2 圆柱面B 的轴线的直线度公差为ф0.01mm ；1.4.3 圆柱面C 对圆柱面B 轴线的圆跳动公差为0.03mm 。
2.将图3.19a3． 标注题将下列技术要求 3.20上： 3.1 фd 圆柱面的300-0.025mm ，采用包容原则。
3.2 фD 圆柱面的500-0.039mm ，采用独立原则。
3.3 фd 表面粗糙度的最大允许值R a=1.25µm ；фD 表面粗糙度的最大允许值R a=2µm 。
第7章 齿轮公差及检测
2．齿距累积总偏差 Fp (total accumulative pitch deviation)
齿距累积总偏差Fp是指齿轮同侧齿面任意弧段（k=1至k=z）内的最大齿距 累积偏差。它表现为齿距累积偏差曲线的总幅值，可反映齿轮转一转过程 中传动比的变化，因此它影响齿轮的运动精度
单个齿距偏差（fpt ） 是指在端平面上接近齿高中部的一个与齿轮轴线同心 的圆上，实际齿距与理论齿距的代数差。 k个齿距累积偏差 Fpk 是指任意k个齿距的实际弧长与理论弧长的代数差。 理论上它等于这k个齿距的各单个齿距偏差的代数和，如图所示。
切向综合总偏差可用单啮仪测量
单啮仪具有一种比较装置，能实现或模拟均 匀的运动传递。测量基准为被测齿轮的轴线， 如图，被测齿轮与测量齿轮在设计中心距a 上作单面啮合，它们分别与直径等于齿轮分 度圆直径的两个摩擦圆盘 b和 c同轴安装， 被测齿轮和圆盘b可在同一轴上作相对转动。 如果圆盘制造精确，并能将圆盘b相对于被 测齿轮的角位移测量出来，则测得的就是被 测齿轮的转角误差。比较装置可以采用机械 传动、光栅、电子、磁分度等。
第一节 齿轮的应用要求及加工误差分类
一、齿轮传动的使用要求
1．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∑ 。
2．传动的平稳性 即保证齿轮传动的每个瞬间传动比变
化小，以减小振动,降低噪声（主要控制齿轮以一齿为周期的 短周期转角误差）。
3．载荷分布的均匀性 即要求齿轮啮合时齿面接触良好，
径向综合总偏差是指在径向(双面)综合检验时，被测齿轮的左右齿面同时与测 量齿轮接触，并转过一整圈时出现的中心距最大值和最小值之差，如图 所示
图：径向综合总偏差
5. 公法线长度变动ΔFW (base tangent length variation)
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实验七齿轮公法线长度变动和公法线平均长度偏差的测量
一、测量原理与器具
公法线长度变动ΔFw是指在齿轮一周范围内，实际公法线长度的最大值Wmax与最小值Wmin之差。
测量ΔFw可以得到齿距累积误差ΔFp中的切向误差部分，反映齿轮的运动精度。
公法线平均长度Δwm则是指在齿轮一周范围内，公法线实际长度的平均值与公称值之差。
因公法线长度是由若干个基节Pb和一个基圆齿厚Ss组成，而基节偏差比齿厚偏差小得多，故公法线平均长度偏差Δwm主要反映被测齿轮的齿侧间隙。
公法线长度可用公法线千分尺（如图3-27）、公法线指示卡规（图3-28）或万能测齿仪等测量。
本实验采用公法线百分尺测量。
公法线千分尺是在普通千分尺上安装两个大平面测头，其读数方法与普通千分尺相同。
二、测量步骤
1、确定被测齿轮的跨齿数K，并计算公法线公称长度W。
当测量一压力角为20°的非变位直齿圆柱齿轮时：
W= m•[ 1.4761×(2K – 1) + 0.014Z]
式中： m——模数 Z——齿数 K——跨齿数
2、根据公法线公称长度W选取适当规格的分法线千分尺并校对零位。
3、测量公法线长度：根据选定的跨齿数K用公法线千分尺测量沿被测齿轮圆周均布的5条公法线长度。
4、计算公法线平均长度偏差Δwm：取所测5个实际公法线长度的平均值W 后减去公称公法线长度，即为公法线平均长度偏差Δwm。
5、计算公法线长度变动ΔFw：取5个实际公法线长度中的最大值与最小值之差，为公法线平均长度变动ΔFw。
三、填写测量报告单
按步骤完成测量并将被测件的相关信息、测量结果及测量条件填入测量报告单7～12中。