齿轮参数的综合检测

实验四 齿轮参数的综合检测 实验 4-1 齿距偏差和齿距累积误差的测量 一、实验目的和 要求 对教师党员的评价套管和固井爆破片与爆破装置仓库管理基本要求三甲医院都需要复审吗 (1)了解万能测齿仪的工作原理和使用方法 (2)掌握采用相对法测量齿距偏差时测量数据的处理方法 二、仪器简介 测量齿距偏差的仪器有齿距仪(也称周节仪)和万能测齿仪。后者可测量多个参数，如齿 距、基节、公法线、齿厚、齿圈径向跳动等。本实验采用万能测齿仪测量齿距偏差和齿距累 积误差。 万能测齿仪的基本技术性能指标如下 分度值 0．001mm 示值范围 ±0．1mm 测量范围 m＝1~10mm 最大外径 300mm 三、测量原理 测量齿距时多采用比较法(相对法)，即 先以任一个齿距为基准，对其它齿距进行比 较，从而得到相对齿距偏差(见数据处理)， 再由该偏差计算齿距偏差和齿距累积误差。 图 4-1 所示为万能测齿仪：它是以内孔 定位方式工作的。图中件 3 为上顶尖，它与 下顶尖一起用于安装被侧齿轮；件 4 为测头 座及可更换测头，测量时右边侧头定位，左 边测头连同测头座—起微动，用于感受尺寸 变化(反映齿距变化)，并由指示表 5 指示出 来。 图 4-1 万能测齿仪示意图 测量低精度齿轮时，要将仪器按图 4-2(a)调整。测量并读数时，应将弹簧定位装置 10 的圆球定位头插入齿间，且按下操作拨板 6；换齿测量前要放松操作拨板 6，且退出圆球定 位头。 图 4-2 万能测齿仪测量示意图 测量高精度齿轮时，要将仪器按图 4-2(b)调整。图 4-2(c)为仪器的尺寸传感系统结构简 测量高精度齿轮时，要将仪器按图 4-2(b)调整。图 4-2(c)为仪器的尺寸传感系统结构简图。 四、实验步骤 1、适当调节两测量爪的位置，使两测量爪大致在分度圆附近与两同侧齿面接触。 2、任取一齿距作为基准齿距，可以调整测微计的微调装置，使指针对零。（这里把指 示表调零主要是为了读数方便，实际测量中不一定非要调零） 3、依次测得其它齿距相对于基准齿距之差，此差值即为相对齿距偏差。 五、数据处理 齿距偏差为实际齿距与公称齿距的代数差。当用绝对法测量齿距时，必须将仪器准确调 到分度圆周上，且基准齿距等于公称齿距。由于调整困难，实际上一般采用相对法测量。 相对法测量齿距偏差是将被测齿轮任意一个实际齿距作为基准齿距，其余齿距逐个与之 相比，求其差值。在一般情况下，作为基准的实际齿距与公称齿距不等，所以由此得到的差 值不符合齿距偏差定义，故称相对齿距偏差。 显而易见，各相对齿距偏差中均包含了同一个误差值，在测量误差分析中它属于系统误 差(系统误差可以消除)。 齿距偏差处理依据是圆周封闭原则，对于圆柱齿轮，理论上各齿距等分。实际上，由于 存在加工误差，齿距大小并不相等；齿距偏差有正有负。尽管如此，所有齿距之和仍是一个 封闭的圆周，齿距偏差之和必等于零。但是，采用相对法测得的齿距偏差存在系统误差△， 因此所有相对齿距偏差之和并不等于零。 计算法的数据处理步骤： (1) 测出所有相对齿距偏差值△ 相对ptf (2) 将所有相对齿距偏差相加求和．即å = D z i ptf 1 相对 ,并求出修正值 K，K＝ Z f z i ptå = D 1 相对 (3)求齿距偏差，即绝对齿距偏差 ptfD 为 ptfD ＝△ 相对ptf －K (4)确定齿距偏差△fpt 测量结果：取各齿距偏差中绝对值最大者作为测量结果。注意，单个 齿距偏差有正、负之分，故不能略去正、负符号。 (5)计算齿距累积误差△Fp：将各齿距偏差依次累加，累加过程中最大与最小累加值之差， 即为齿距累积误差△Fp。其计算法示例如表 4-1 所示。 六、合格性判断条件 PP ptptpt FF fff £D +£D£- 表 4-1 相对法测量齿距数据处理示例（Z=10） 思考题 1、用相对法测量齿距时，指示表是否一定要调零?为什么? 2、单个齿距偏差和齿距累积误差对齿轮传动各有什么影响? 相对齿距偏差 读数值（μm） 读数值累加 （μm） 齿距偏差 （μm） 齿距累积误差 （μm） 齿 距 序 号 相对ptfD åD n ptf 1 相对 Kff ptpt -D=D 相对绝对 åD=D n ptp fF 1 1 0 0 －0.5 －0.5 2 ＋3 ＋3 ＋2.5 ＋2 3 ＋2 ＋5 ＋1.5 ＋3.5 4 ＋1 ＋6 ＋0.5 ＋4 5 －1 ＋5 －1.5 ＋2.5 6 －2 ＋3 －2.5 0 7 －4 －1 －4.5 －4.5 8 ＋2 ＋1 ＋1.5 －3 9 0 ＋1 －0.5 －3.5 10 ＋4 ＋5 ＋3.5 0 齿距偏差修正值 K＝ Z Z个读数值累加＝0.5 (μm) 单个齿距偏差△ ptf ＝ －4.5 μm 齿距累积误差△ pF ＝△ minmax pp FF D- ＝ (＋4)－(－4.5）＝8.5 μm 实验 4-2 齿轮公法线长度变动和公法线平均长度偏差的测量 一、实验目的 1、熟悉公法线千分尺的结构和使用方法。 2、掌握齿轮公法线长度的计算方法，并熟悉公法线长度的测量方法。 3、加深对公法线长度变动和公法线平均长度偏差定义的理解。 二、仪器简介 公法线长度通常使用公法线千分尺测量。公法线千分尺的外形如图 4-3 所示。它的结构、 使用方法和读数方法同普通千分尺一样．不同之处是量砧制成碟形，以使碟形量砧能够伸进 齿间进行测量。 三、测量原理 公法线长度变动△Fw 是指在被测 齿轮一周范围内，实际公法线长度最大 值与最小值之差。公法线平均长度偏差 wED 是指在被测齿轮一周范围内，所 有实际公法线长度的平均值与公法线 长度公称值之差。 图 4-3 公法线千分尺测量示意图 测量 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 直齿圆柱齿轮的公法线长度时的跨齿数 n 按下式计算 5.0 9 += z n 式中 z——齿轮的齿数； n 的计算值通常不为整数，而在计算公法线长度公称值和测量齿轮时，n 必须是整数， 因此应将 n 的计算值化整为最接近计算值的整数。 公法线长度公称值 W 按下式计算 ( )[ ]apa invznmW ×+-×= 5.0cos 式中 inv——渐开线函数，inv20＝0.014。 四、实验步骤 1、按被测齿轮的模数 m、齿数 Z 和基本齿廓角a 等参数计算跨齿数 n 和公法线长度公 称值 W。 2、在圆周方向均布测量 5 条公法线长度，从其中找出 Wmax和 Wmin，则公法线长度变 动△Fw 和公法线平均长度偏差 wED 按下式计算 △Fw＝Wmax一 Wmin WWEw -=D 合格性条件为 △Fw ≤Fw wiE ≤ wED ≤ wsE 思考题 1、求△Fw 和 wED 的目的有何不同? 2、只测量公法线长度变动，能否保证齿轮传递运动的准确性？为什么？ 实验 4-3 齿轮基节偏差测量 一、实验目的 1、了解齿轮基节仪的工作原理并掌握基节仪的使用方法。 2、加深对基节偏差定义的理解。 二、仪器简介 基节仪有切线式、两点式和点线式等类型。本实验采用点线式基节仪 仪器的基本技术性能指标如下： 分度值 0.001mm 示值范围 ±0.06mm 测量范围 模数 m＝2~16mm 三、测量原理 基节是指基圆柱切平面所截两相邻同侧齿面的交线之间的法向距离。因此测量基节的 仪器或量具应能满足这样的条件，即其测量头同两齿面接触点的连线应该就是齿面的法线。 图 4-4 就是据此而设计的点线式基节仪的工作原理图。 图 4-4 基节仪的测量原理图 图 4-4 中的件 l 为平面形固定测量爪，用以定位；件 3 为辅助量爪。当通过件 6 调节 固定量爪的左右位置时，辅助量爪也一起被移动(件 3 安置在件 1 上)，螺钉 7 用来锁紧固定量爪；螺钉 4 用来调节辅助量爪相对固定测量爪的距离；件 2 为圆弧形活动量爪，用以感受尺寸变化，并通过杠 杆将基节偏差显示在指示表 5 上。 四、实验步骤 1、将基节仪的指针调至零位 (1)组合一组量块，使其中心长度等于被测齿轮 公称基节 Pb，其计算式为 Pb＝ ap cosm (2)将组合好的量块组夹在“基节调零附件”上， 如图 4-5 所示。 (3)将基节仪放在调零附件上，调节固定量爪与 图 4-5 基节调零附件示意图 活动量爪之间的距离，使之等于公称基节，此时指示表指针应在示值范围内出现。 (4)仔细调整指示表上的微动旋钮，使指针对准零位。 2．基节偏差的测量 参考图 4-4，为了减少测量的工作量，—般可均布测量同一齿轮左、右齿面各 5 个 基节偏差将其填入 实验报告 化学实验报告单总流体力学实验报告观察种子结构实验报告观察种子结构实验报告单观察种子的结构实验报告单 中。 注意： (1) 测量时为得到齿面间的法向距离，测量过程中要使基节仪绕齿面微微摆动，以 获得指针的返回点，此点读数即为基节偏差值。 (2) 测量时应认真调整辅助量爪至固定量爪的距离，以保证固定量爪靠近齿顶部位 与齿面接触，活动量爪靠近齿根部位与齿面接触。 (3) 在基节偏差测量过程中，基节仪会因使用不当使零位发生变化，故应随时校 对。 (4) 生产中要求左齿面和右齿面逐齿测量，本实验只测一部分。 3、合格性条件为 pbpbpb fff +£D£- 思考题 1．为什么左、右齿面的基节偏差都要测量? 2．基节偏差对齿轮传动有何影响? 实验 4-4 齿轮齿厚偏差测量 一、实验目的 1、熟悉齿厚卡尺的结构和使用方法。 2、掌握齿轮分度圆弦齿高和弦齿厚公称值 的计算方法 3、加深对齿厚偏差定义的理解。 二、量具简介 齿厚偏差可以用齿厚卡尺(图 4-6)或 光学测齿卡尺测出。本实验用齿厚卡尺测 量齿厚实际值。齿厚卡尺由互相垂直的两 个游标尺组成，测量时以齿轮顶圆作为测 量基准。垂直游标尺用于按分度圆弦齿高 公称值 h 确定被测部位，水平游标尺则用 于测量分度圆弦齿厚实际值 实际S 。齿厚卡 尺的读数方法与一般游标卡尺相同。 三、测量原理 齿厚偏差△Es 是指被测齿轮分度 圆柱面上的齿厚实际值与公称值之差。 对于标准直齿圆柱齿轮，其模数为 m，齿数为 z，则分度圆弦齿高公称值h和 弦齿厚公称值 s按下式计算 图 4-6 齿厚卡尺 ú û ù ê ë é ÷ ø ö ç è æ °-+= z z mh 90 cos1 2 1 z mzs ° = 90 sin 四、实验步骤 (1)计算齿轮顶圆公称直径 da 和分度圆弦齿高公称值h、弦齿厚公称值 s。 (2)首先测量出齿轮顶圆实际直径 d2 实际。按 ( )úû ù êë é -- 实际aa ddh 2 1 的数值调整齿厚卡尺的 垂直游标尺，然后将其游标加以固定。 (3)将齿轮卡尺置于被测齿轮上，使垂直游标尺的高度板与齿顶可靠地接触，然后移动 水平游标尺的量爪，使之与齿面接触，从水平游标尺上读出弦齿厚实际值 实际s 。这样依 次对圆周上均布的几个齿进行测量。测得的齿厚实际值 实际s 与齿厚公称值 s之差即为齿 厚偏差 snED 。 (4)合格性条件为 snssnsni EEE £D£ 五、思考题 (1)测量齿轮齿厚是为了保证齿轮传动的哪项使用要求? (2)齿轮齿厚偏差 snED 可以用什么评定指标代替? 实验 4-5 齿轮径向跳动的测量 一、实验目的 (1)了解齿轮径向跳动测量仪的结构，并熟悉起使用方法。 (2)加探对径向跳动定义的理解 二、仪器简介 图 4-7 为径向跳动测量仪。 图 4-7 齿轮跳动检查仪 径向跳动可用径向跳动测量仪、万能测齿仪或普通的偏摆检查仪等仪器测量。本实验采 用齿向跳动测量仪来测量。无论采用哪种仪器和何种形式测头(球形或锥形)，均应根据被测 齿轮的模数选择测头(d≈1.68m)，以保证测头在齿高中部附近与齿面双面接触。 仪器的基本技术性能指标如下： 指示表分度值 0.001mm 测量范围(模数) 1—10mm 可测齿轮直径 D ≤350mm 三、测量原理 齿轮径向跳动△F r 是指在被测齿轮一转范围内，测头在齿槽内或在轮齿上与齿高中部 双面接触，测头相对于齿轮基准轴线的最大变动量。测量时(图 4-7)，把被测齿轮用心轴安 装在两顶尖架的顶尖之间，用心轴轴线模拟体现该齿轮的基准轴线，使测头在齿槽内(或在 轮齿上)与齿高中部双面接触，然后逐齿测量测头相对于齿轮基准轴线的变动量，其中最大 值与最小值之差即为径向跳动△F r 。 四、实验步骤 1．在量仪上安装测头和被测齿轮 根据被测齿轮的模数选择尺寸合适的测头，把它安装在指示表 2 的测杆上。把被测齿轮 13 的心轴 4 顶在两个顶尖 5 之问。注意调整两个顶尖之问的距离，使心轴无轴向窜动，且 能转动自如。放松螺钉 11，转动手轮 12，使滑台 9 移动，从而使测头大约位于齿宽中间， 然后再将螺钉 11 锁紧。 2．调整量仪指示表示值零位 放下扳手 3，松开螺钉 14，转动螺母 15，使测头随表架下降到与齿槽双面接触．把指 示表指针压缩 l~2 圈，然后将螺钉 14 紧固。转动指示表的表盘(圆刻度盘)，把零刻线对准指 示表的指针。 3. 进行测量 抬起扳手 3，把被测齿轮 13 转过一个齿，然后放下扳手 3，使测头进入齿槽内,记下指 示表的示值。这样逐步测量所有的齿槽，从各次示值中找出最大示值和最小示值,它们的差 值即为径向跳动△F r。 4．结论 按齿轮图样上给定的径向跳动公差 F r 判断被测齿轮的合格性。 五、思考题 (1)径向跳动△F r 反映齿轮的哪些加工误差? (2)径向跳动△F r 可用什么评定指标代替? 实验 4-6 齿轮径向综合误差测量 一、实验目的 (1)了解双面啮合综合检查仪工作原理及使用方法。 (2)加深对齿轮径向综合误差和一齿径向综合误差定义的理解。 二、仪器简介 双面啮合综合检查仪可用来测量齿轮一转范围内齿轮径向综合误差和一齿径向综合误差。 仪器的基本技术性能指标如下： 分度值 0．01mm(百分表) 示值范围 0—1mm(百分表) 测量范围 中心距 a＝50—320mm 模数 m=1—10mm 三、测量原理 齿轮径向综合误差的测量是被测齿轮与理想精确的测量齿轮双面啮合时，在被测齿轮一转 范围内，双啮中心距的最大变动(一转的变动量，一齿的变动量)。据此所设计的双面啮合综 合检查仪，其基本工作原理如图 4-8 所示。测量时，被测齿轮 4 空套在仪器固定心轴上，理 想精确的测量齿轮 3 空套在径向浮动滑座的心轴上，借弹簧作用力使两轮双面啮合。此时， 如被测齿轮有误差，例如，有齿圈径向跳动△F r，则当被测齿轮转动时，将推动理想的测 量齿轮及径向滑座左右移动，使双啮中心距发生变动，变动量由指示表读出。 图 4-8 齿轮双面啮合综合检查仪 图 4-8 为双面啮合仪外形图。其中件 2 为指示表；件 5 为固定滑座；件 11 为径向浮动 滑座；件 13 为平头螺钉，可将指示表 2 调零。 四、实验步骤 （1）将被测齿轮空套在仪器心轴上，使指示表有一定的压缩量。 (2)转动手轮 7，使固定滑座调整到标准中心距，然后锁紧固定滑座锁紧器 6，使固定滑 座固定。 (3)将径向浮动滑座靠向固定滑座，使被测齿轮与理想精确的测量齿轮双面啮合。 (4)用手轻轻转动被测齿轮一周，记下指示表指针的最大变动量。此变动量即为齿轮一 转范围内的径向综合误差 ''iFD 。 (5)注意观察在被测齿轮转—齿过程中指示表最大变动量即为一齿径向综合误差 ''ifD （6）合格性条件为 ''iFD ≤ ''iF ''ifD ≤ ''if 五、思考题： (1)径向综合误差 ''iFD 和一齿径向综合误差 ''ifD 分别反映齿轮的哪些加工误差？ (2)双面啮合综合测量的优点和缺点是什么?