齒輪精度設計中齒厚極限偏差計算簡化方法研究

朱成輝

（韶關宏大齒輪有限公司 廣東韶關 512029）

齒輪精度設計中齒厚極限偏差計算簡化方法研究

朱成輝

（韶關宏大齒輪有限公司 廣東韶關 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數(shù)值變化范圍大的特點。計算齒厚極限偏差時參數(shù)值取上限值的方法，通過計算確定出齒厚極限偏差代號的系數(shù)值，并進行圓整優(yōu)化，得出相應的齒厚極限偏差代號表，使齒厚極限偏差計算簡化。

齒輪；齒側(cè)間隙；偏差代號

1 國標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的齒距偏差fpt規(guī)定了多種代號，每種代號表示的數(shù)值是用齒距極限偏差fpt與一系數(shù)的乘積，例如代號R=-40fpt。

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

2 計算齒厚上偏差Esns時參數(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準溫度（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。實際調(diào)查表明，在日常機械制造中，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，當油池潤滑和噴油潤滑、圓周速度V≤10m/s時，取jbn2=10μm；噴油潤滑的工作速度為 10＜V＜25m/s時，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計的代號的系數(shù)值的計算

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

4 齒厚下偏差代號的系數(shù)值的計算

（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值時主要考慮齒圈徑向跳動誤差Δbr的影響，其值按國標規(guī)定的Fr計算，br按推薦值取，計算得到Tsn/fpt值。

（2）齒厚下偏差代號系數(shù)值的計算方法

根據(jù)Esni=Esns-Tsn合成即為的值。

5 齒厚上、下偏差代號的確定

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。齒厚極限偏差代號的應用。

6 齒厚極限偏差代號應用表

如果按附表選取的齒厚極限偏差代號滿足[jbnmin]≤jbnmin，說明所選代號合理。[jbnmin]是按設計要求確定的最小法向側(cè)隙，可按公式計算；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，采用對有關參數(shù)取上限值計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應用表，在齒輪精度設計中，可使齒厚極限偏差計算過程簡化。

[1]朱孝錄，主編.《齒輪傳動設計手冊》[M].北京：化學工業(yè)出版社，2004，7：251～264.

[2]梁子午，主編.《檢驗工簡明實用手冊》（機械工業(yè)產(chǎn)品）[M].江蘇科學技術出版社，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，學士，主要從事汽車變速器齒輪的設計開發(fā)及檢測工作。