如何检验渐开线圆柱齿轮的侧隙？

时间：2023-06-28 理论教育版权反馈

【摘要】：GB/T 18620.2—2008给出了渐开线圆柱齿轮侧隙的检验实施规范，并在附录中提供了齿轮啮合时选择齿厚公差和最小侧隙的方法及其建议的数值。图10-22 用塞尺测量侧隙最小侧隙jbnmin受下列因素影响：1）箱体、轴和轴承的偏斜。表10-28列出了对中、大模数齿轮传动装置推荐的最小侧隙。GB/Z 16820.2—2008给出了齿厚极限偏差与公法线长度极限偏差的关系式。

如何检验渐开线圆柱齿轮的侧隙？

GB/T 18620.2—2008给出了渐开线圆柱齿轮侧隙的检验实施规范，并在附录中提供了齿轮啮合时选择齿厚公差和最小侧隙的方法及其建议的数值。

1.定义

有关齿厚、侧隙的术语及定义见表10-27。

表10-27 术语及定义

（续）

图10-19 公法线长度和齿厚的允许偏差

s_n—公称齿厚 s_ni—齿厚的最小极限 s_ns—齿厚的最大极限 s_nactual—实际齿厚 E_sni—齿厚允许的下偏差 E_sns—齿厚允许的上偏差 f_sn—齿厚偏差 T_sn—齿厚公差， T_sn=E_sns-Esni

图10-20 端平面上齿厚

图10-21 圆周侧隙j_w1、法向侧隙j_bn与径向侧隙j_r之间的关系

2.侧隙及其计算

在一对装配好的齿轮副中，侧隙j是在两工作齿面接触时，在两非工作齿面间的间隙，它是在节圆上齿槽宽度超过轮齿齿厚的量。侧隙可以在法平面上或沿啮合线（见图10-22）测量，但应在端平面上或啮合平面（基圆切平面）上计算和确定。

侧隙受一对齿轮运行时的中心距以及每个齿轮的实际齿厚所控制。运动时还因速度、温度、载荷等的变化而变化。在静态可测量的条件下，必须要有足够的侧隙，以保证在带载荷运行最不利的工作条件下仍有足够的侧隙。

图10-22 用塞尺测量侧隙（法向平面）

最小侧隙j_bnmin受下列因素影响：

1）箱体、轴和轴承的偏斜。

2）因箱体的偏差和轴承的间隙导致齿轴线的不对准和歪斜。

3）安装误差，如轴的偏心。

4）轴承径向圆跳动。

5）温度影响（由箱体与齿轮零件的温差，中心距和材料差异所致）。

6）旋转零件的离心胀大。

7）其他因素，如由于润滑剂的污染以及非金属齿轮材料的熔胀。

表10-28列出了对中、大模数齿轮传动装置推荐的最小侧隙。这些传动装置是用黑色金属齿轮和箱体制造的，工作时节圆线速度小于15m/s，其箱体、轴和轴承都采用常用商业制造公差。

表10-28 对于中、大模数齿轮最小法向侧隙j_bnmin的推荐数据

表10-28中的数值，也可用下式计算，即

j_bn=（E_sns1+E_sns2）cosα_n （10-4）

如果E_sns1=E_sns2，则jbn=2E_snscosα_n，小齿轮和大齿轮的切削深度和根部间隙相等，且重合度为最大。

3.齿厚偏差

齿厚偏差是指实际齿厚与公称齿厚之差（对于斜齿轮系指法向齿厚）。为了获得齿轮副最小侧隙，必须对齿厚削薄，其最小削薄量（即齿厚上偏差）可以通过计算求得。

1）齿厚上偏差E_sns。齿厚上偏差除了取决于最小侧隙外，还要考虑齿轮和齿轮副的加工和安装误差的影响。例如中心距的下偏差（-f_s），轴线平行度（f_Σβ、f_Σδ）、基节偏差（f_pb）、螺旋线总偏差（F_β）等。

其关系式为

式中 J_n——齿轮和齿轮副的加工和安装误差对侧隙减小的补偿量。

求出两个齿轮的齿厚上偏差之和后，便可将此值分配给大齿轮和小齿轮。分配方法有等值分配和不等值分配两种。

等值分配即E_sns1=E_sns2，则

不等值分配可使小齿轮的减薄量小些，大齿轮的减薄量大些，以期使小齿轮的强度和大齿轮的强度匹配。在进行齿轮承载能力计算时，必须验证加工后的齿厚是否变薄，如果E_sns/m_n>0.05，则在任何情况下变薄现象都会出现。

2）齿厚公差T_sn。齿厚公差的选择，基本上与轮齿的精度无关。在很多应用场合，允许用较宽的齿厚公差或工作侧隙。这样做不会影响齿轮的性能和承载能力，却可获得较经济的制造成本。除非十分必要，不应选择很紧的齿厚公差。如果出于工作运行的原因必须控制最大侧隙时，则需对各影响因素仔细研究，对有关齿轮的精度等级、中心距公差和测量方法予以仔细地规定。

当设计者在无经验的情况下，可参考式（10-8）来计算齿厚公差，即

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