齒輪精度設(shè)計(jì)中齒厚極限偏差計(jì)算簡化方法研究

朱成輝

（韶關(guān)宏大齒輪有限公司 廣東韶關(guān) 512029）

齒輪精度設(shè)計(jì)中齒厚極限偏差計(jì)算簡化方法研究

朱成輝

（韶關(guān)宏大齒輪有限公司 廣東韶關(guān) 512029）

本文分析了影響配對齒輪齒側(cè)間隙大小的因素，及齒厚極限偏差代號(hào)數(shù)值變化范圍大的特點(diǎn)。計(jì)算齒厚極限偏差時(shí)參數(shù)值取上限值的方法，通過計(jì)算確定出齒厚極限偏差代號(hào)的系數(shù)值，并進(jìn)行圓整優(yōu)化，得出相應(yīng)的齒厚極限偏差代號(hào)表，使齒厚極限偏差計(jì)算簡化。

齒輪；齒側(cè)間隙；偏差代號(hào)

1 國標(biāo)中齒厚極限偏差值變化范圍大

齒輪的齒厚極限偏差按被測齒輪精度等級(jí)的齒距偏差fpt規(guī)定了多種代號(hào)，每種代號(hào)表示的數(shù)值是用齒距極限偏差fpt與一系數(shù)的乘積，例如代號(hào)R=-40fpt。

從計(jì)算結(jié)果看，F(xiàn)與G相差40μm，而R與S相差200μm，相鄰兩代號(hào)所表示的齒厚偏差值相差比較大，即一個(gè)齒厚偏差代號(hào)適用于齒厚偏差變化范圍較大。

2 計(jì)算齒厚上偏差Esns時(shí)參數(shù)值的分析確定

（1）jbnmin為法向最小側(cè)隙

Jbn1為溫升而引起變形所需的最小法向側(cè)隙，可由下式計(jì)算：

式中：a是中心距；α1、α2分別是齒輪、箱體材料的線膨脹系數(shù)；Δt1、Δt2分別指齒輪和箱體在正常工作下對標(biāo)準(zhǔn)溫度（20℃）的溫差℃；αn是法向壓力角度數(shù)。

若齒輪材料選低合金結(jié)構(gòu)鋼（如40Cr），齒輪箱箱體材料選灰鑄鐵。實(shí)際調(diào)查表明，在日常機(jī)械制造中，齒輪的工作溫度最高為75℃，而灰鑄鐵箱體溫度為50℃。據(jù)此分析，可把計(jì)算jbnl的公式化簡為：jbnl=0.22a。

Jbn2是保證正常潤滑所必須的最小法向側(cè)隙量，它取決于潤滑方式和齒輪的圓周速度，當(dāng)油池潤滑和噴油潤滑、圓周速度V≤10m/s時(shí)，取jbn2=10μm；噴油潤滑的工作速度為 10＜V＜25m/s時(shí)，jbn2=20μm；模數(shù)取上限值，例如 m=1～3.5，則取 3.5。

通過對jbn1、jbn2的分析，求出最小法向側(cè)隙jbnmin，jbn1的值取上限值。例如中心距30～50mm，jbnl=0.22a=6.6～11，取上限值jbn1=11，故可求jbnmin=jbn1+jbn2的值。

（2）Jn是補(bǔ)償制造和安裝誤差所需的側(cè)隙

（3）fa是中心距公差。

3 齒厚上偏差Esns計(jì)的代號(hào)的系數(shù)值的計(jì)算

齒厚上偏差Esns如果取代號(hào)F=-16fpt，則可表示為Esns=-16fpt。把齒厚偏差的計(jì)算值Esns計(jì)除以齒距極限偏差fpt，求出代號(hào)的系數(shù)計(jì)算方法。

4 齒厚下偏差代號(hào)的系數(shù)值的計(jì)算

（1）齒厚公差Tsn齒厚公差反映了切齒工藝的難易程度，確定Tsn值時(shí)主要考慮齒圈徑向跳動(dòng)誤差Δbr的影響，其值按國標(biāo)規(guī)定的Fr計(jì)算，br按推薦值取，計(jì)算得到Tsn/fpt值。

（2）齒厚下偏差代號(hào)系數(shù)值的計(jì)算方法

根據(jù)Esni=Esns-Tsn合成即為的值。

5 齒厚上、下偏差代號(hào)的確定

這樣，可以使jbnmin得到保證，而最大的側(cè)隙不至于過大，并兼顧齒厚公差Tsn不能過小。齒厚極限偏差代號(hào)的應(yīng)用。

6 齒厚極限偏差代號(hào)應(yīng)用表

如果按附表選取的齒厚極限偏差代號(hào)滿足[jbnmin]≤jbnmin，說明所選代號(hào)合理。[jbnmin]是按設(shè)計(jì)要求確定的最小法向側(cè)隙，可按公式計(jì)算；jbnmin是按附表選用的齒厚上偏差所能形成的最小法向側(cè)隙。

7 結(jié)論

選擇確定齒側(cè)間隙時(shí)，采用對有關(guān)參數(shù)取上限值計(jì)算齒厚極限偏差的方法是可行的。根據(jù)這一方法歸納的齒厚極限偏差代號(hào)應(yīng)用表，在齒輪精度設(shè)計(jì)中，可使齒厚極限偏差計(jì)算過程簡化。

[1]朱孝錄，主編.《齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)手冊》[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004，7：251～264.

[2]梁子午，主編.《檢驗(yàn)工簡明實(shí)用手冊》（機(jī)械工業(yè)產(chǎn)品）[M].江蘇科學(xué)技術(shù)出版社，2009，11：262～264.

TH132.41

A

1004-7344（2016）17-0293-01

2016-6-2

朱成輝（1979-），男，助理工程師，學(xué)士，主要從事汽車變速器齒輪的設(shè)計(jì)開發(fā)及檢測工作。