【例11-1】某通用减速器中有一对直齿圆柱齿轮,模数m=6 mm,齿形角α=20°,小齿轮齿数z1=36,大齿轮齿数z2=84,齿宽b1=b2=50 mm,小齿轮孔径D=55 mm,转速n1=750 r/min,两轴承中间距离L=140 mm,齿轮材料为钢,箱体材料为铸铁,单件小批生产,试设计小齿轮的精度,并画出齿轮零件图。
【解】(1)确定齿轮精度等级。
因该齿轮为通用减速器中的传动齿轮,查表11.8可以得出:齿轮精度6~9级,再根据小齿轮的圆周速度确定其精度等级。
查表11.9可确定,该齿轮精度等级为8级,则齿轮精度表示为:8(GB/T 10095.1~2)。
(2)确定检测项目及其允许值。
分度圆直径d=mz1=216 mm,查表11.4~表11.7,得:单个齿距极限偏差±fpt=±0.020 mm,齿距累积总公差Fp=0.072 mm,齿廓总公差Fα=0.030 mm,螺旋线总公差Fβ=0.029 mm,径向跳动公差Fr=0.058 mm。
(3)确定齿轮副精度。
①中心距极限偏差±fa。
由中心距
得 ±fa=±0.044
则 a=(360±0.044) mm
②轴线平行度公差f∑δ和f∑β
由式(11.9)得
由式(11.10)得
f∑δ=2f∑β=2×0.040=0.080 mm
(4)确定侧隙和齿厚偏差。
①确定最小侧隙jbnmin。
由式(11.15)求得
jbnmin=0.2 mm
②确定齿厚上偏差Esns。
由式(11.17)得
取负值,即
Esns=-0.106 mm
③ 确定齿厚下偏差Esni。
查表11.3得,切齿径向进刀公差br=1.26IT9。再查标准公差数值表得
br=1.26×0.115=0.145 mm
按式(11.18)计算,得
(www.xing528.com)
所以 Esni=Esns-Tsn=-0.106-0.114=-0.220 mm
④ 计算公法线平均长度极限偏差。
通常用检测公法线平均长度极限偏差来代替检测齿厚极限偏差。由式(11.20)和式(11.21)得公法线平均长度上偏差
Ebns=Esnscosαn-0.72Frsinαn=-0.067 mm
公法线平均长度下偏差
Ebni=Esnicosαn+0.72Frsinαn=-0.121 mm
由式(11.1)得跨齿数
根据式(11.5),公法线公称长度
Wn=m[1.476(2n-1)+0.014×z]
则公法线长度及偏差为
如果在图样上标注齿厚及其极限偏差,则此步骤可省略。
(5)确定齿坯精度。
①内孔尺寸公差。
查表11.10得IT7,即φ55H7。
②齿顶圆直径偏差。
查表11.10得
±0.05mn=±0.05×6=±0.30 mm
③基准面的形位公差。
内孔圆柱度公差取0.04(L/b)Fβ或0.1Fp两者中较小值,即
0.04(L/b)Fβ=0.04×(140/50)×0.029≈0.003 mm
0.1Fp=0.1×0.072≈0.007 mm
即取内孔圆柱度公差为0.003 mm。
查表11.11得,端面圆跳动公差和顶圆径向圆跳动公差为:0.022 mm。
④齿坯表面粗糙度。
由表11.12查得齿面Ra值为2.5 μm。
由表11.13查得齿坯内孔表面Ra值为1.6 μm,端面Ra值为3.2 μm,顶圆Ra值为3.2 μm,其余加工表面的Ra值取12.5 μm。
(6)画出齿轮零件图。
图11-36为该齿轮的零件图,为清晰起见,图中尺寸未全部注出。
图11.36 齿轮零件图
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