7齒廓偏差的檢驗(yàn)
按定義,齒廓偏差是在端平面上垂直于齒廓的偏差值,然而,偏差也可在齒面的法向測量,然后把測得的數(shù)值除以cosβb,經(jīng)這樣的換算后再與公差值比較。
7.1齒廓圖
齒廓圖包括齒廓跡線,它是由齒輪齒廓檢驗(yàn)設(shè)備在紙上或其他適當(dāng)?shù)慕橘|(zhì)上畫出來的齒廓偏差曲線,齒廓跡線如偏離了直線,其偏離量即表示與被檢齒輪的基圓所展成的漸開線齒廓的偏差。
齒廓修形也表現(xiàn)為偏離了漸開線,但就“設(shè)計(jì)齒廓”而言這種情況下不能作為偏差來對(duì)待。
沿齒廓圖上任何一點(diǎn),均可與一個(gè)半徑、一個(gè)基圓切線長度和一個(gè)漸開線滾動(dòng)展開角相聯(lián)系。
圖15是一個(gè)齒廓的示例以及其與相應(yīng)齒廓跡線的關(guān)系和有關(guān)的術(shù)語。關(guān)于齒廓跡線術(shù)語的詳細(xì)定義和概念在GB/T10095.1中敘述。
齒廓計(jì)值范圍Lα等于在有效長度LAE中從其頂端或倒棱處減去8%,這樣做是為了在評(píng)定時(shí)排除在切削過程中非有意的多切掉的頂部,而這樣做并不損害齒輪的功能,在評(píng)價(jià)齒廓總偏差(Fα)和齒廓形狀偏差(ffα)時(shí),在這8%區(qū)域內(nèi)如有超出設(shè)計(jì)齒廓的材料,從而增加其偏差量時(shí)必須計(jì)算進(jìn)去,而在這區(qū)域內(nèi)如多切去材料而形成的偏差值,其公差可予增大。
7.2齒廓圖的評(píng)定
為了齒輪質(zhì)量分等,只須檢驗(yàn)齒廓總偏差Fα即可,見GB/T10095.1。
然而,為了某些目的,分別確定“齒廓傾斜偏差”fHα和“齒廓形狀偏差”ffα也是有用處的。為此,需要在齒廓圖上加上“平均齒廓跡線”如圖15所示,參見GB/T10095.1-2001中圖2a、b、c。關(guān)于ffα和fHα允許值,作為指導(dǎo)性資料在GB/T10095.1-2001附錄B中給出。
圖15齒輪齒廓和齒廓示意圖
從齒面法向上測得齒廓偏差,如果檢測儀器未轉(zhuǎn)換成端面值時(shí),則其結(jié)果應(yīng)除以cosβb轉(zhuǎn)換為端面齒廓法線上的相應(yīng)值,然后將獲得的數(shù)據(jù)同端面齒廓法向偏差的規(guī)定公差值比較。
7.3fHα和fα的代數(shù)符號(hào)
如圖15所示,在圖形中平均齒廓跡線若向齒頂A側(cè)升高,則齒廓傾斜偏差稱為正,則相應(yīng)的壓力角偏差稱為負(fù)。在圖16中表示了由于安裝于齒輪加工機(jī)床上有偏心而造成的正傾斜及負(fù)傾斜。
如一對(duì)相嚙合齒輪,其齒廓圖中的傾斜相等并且符號(hào)相同,則其偏差就相互抵銷,這一規(guī)律對(duì)外齒輪和內(nèi)齒輪都適用。
7.4壓力角偏差fα
齒廓線如在齒頂端凸出,表示其壓力角減小。
圖16平均齒廓傾斜偏差fHαm
齒廓傾斜偏差可按下列公式換算為壓力角偏差fα
式中:fHα單位為μm,Lα單位為mm。
對(duì)于外齒輪、內(nèi)齒輪:
當(dāng)fHα>0,見fdb>0 fα<0。
7.5平均齒廓傾斜偏差
單個(gè)齒廓的傾斜偏差可能是由于制造或檢驗(yàn)時(shí)安裝不準(zhǔn)確形成的偏心所造成,但是,這種偏差沿著齒輪圓周是變化的,對(duì)于同側(cè)齒面的平均齒廓傾斜偏差,這種變化就相互抵銷掉了。
圖16中,舉例表示了偏心對(duì)齒廓傾斜的影響,以及平均齒廓偏差的確定。
往往需要計(jì)算出同側(cè)齒面齒廓傾斜偏差的平均值,以用來確定應(yīng)采取什么步驟來糾正機(jī)床上裝夾時(shí)產(chǎn)生的誤差。
在實(shí)際應(yīng)用中,取沿齒輪圓均布的幾個(gè)同側(cè)齒面計(jì)算其齒廓傾斜偏差算術(shù)平均值即可。
取兩個(gè)在直徑上相對(duì)位置的同側(cè)齒面,從其齒廓跡線上可以得到適用的平均值,然而,如齒廓傾斜偏差沿齒輪圓周變化時(shí),則必須至少取三個(gè)均布同側(cè)齒面的齒廓線,否則偏差不一定能被發(fā)現(xiàn)。
7.6基圓直徑偏差fdb、平均基圓直徑偏差fdbm和有效基圓直徑dbeff
基圓直徑偏差fdb=deff-db直接與齒廓傾斜面偏差fHα有關(guān),其關(guān)系式如下:
這樣,當(dāng)“平均齒廓傾斜偏差”(見7.5)確定之后,平均基圓直徑偏差和有效基圓直徑可按下列公式計(jì)算:
7.7齒廓公差帶
一個(gè)方便的檢驗(yàn)方法是檢驗(yàn)齒廓跡線是否位于規(guī)定的公差帶之內(nèi)。
很多公差帶的規(guī)定,其形狀大體上像字母“K”(圖17),即眾所周知的“K”形圖。
圖17用公差帶法檢驗(yàn)齒廓精度
這種圖的應(yīng)用如圖17所示,其中圖17a所示齒廓跡線落在公差帶之內(nèi),而在圖17b中則沒有達(dá)到。
如果需要的話,也可綜合應(yīng)用兩種齒廓精度評(píng)定方法(即用某一質(zhì)量等級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)公差和用公差帶法),如圖18中的例子所示。
圖18 不同齒廓區(qū)段用不同公差實(shí)例
7.8齒廓凸度Cα
在有些應(yīng)用中,適當(dāng)?shù)凝X廓修形涉及頂部和根部,修削使輪齒從中間開始逐漸向頂部和根部形成弓形,如圖19所示。
圖19齒廓凸度Cα
漸開線曲率增加的高度可用下面方法確定
在線圖中,用一條直線將齒廓跡線與計(jì)值范圍(Lα)兩端交點(diǎn)連起來,如圖20所示,在這條直線與另一條和它平行且相切于平均曲線間的距離(在記錄偏差的方向測量),就等于該齒廓的凸度(Cα)。
有意做成的凸形齒所產(chǎn)生的齒廓線圖,其設(shè)計(jì)齒廓和平均齒廓跡線通常為呈拋物線。
圖20齒廓凸度Cα的確定