盐城工学院

机械设计课程设计CAI

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                   齿轮类零件工作图的设计和绘制
     齿轮类零件包括齿轮、蜗杆和蜗轮。这类零件图中除有视图和技术条件外,还有啮合特性表,它一般在图样的右上角。
   一、圆柱齿轮工作图
     
1.视图
    圆柱齿轮零件图,一般用两个视图表达。将齿轮轴线横置,采用全剖或半剖画出齿轮零件的主视图,其侧视图可以全画,也可以画成局部视图,只表达出轴孔和键槽的形状和尺寸。若为斜齿圆柱齿轮,应在图中表示出其螺旋方向。齿轮轴的视图与轴零件相似。
    2.标注尺寸
    为了保证齿轮加工的精度和有关参数的测量,标注尺寸时要考虑到基准面。齿轮零件工作图上的各径向尺寸以孔心线为基准注出,齿宽方向的尺寸则以端面为基准标出。齿轮的分度圆直径是设计计算的基本尺寸,必须标出。齿根圆是根据齿轮参数加工得到的,其直径按规定不必标注。对于齿轮轴,不论车削加工还是切制轮齿都是以中心孔作为基准。
    3.标注尺寸公差和形位公差
    齿轮基准面的尺寸公差和形位公差的项目与相应数值的确定都与传动的工作条件有关。通常按齿轮的精度等级确定其公差值。
    以下说明齿轮丁作图上需标注的尺寸公差和形位公差:
    (1)齿轮的轴孔是加工、测量和装配的重要基准,尺寸精度要求较高,应根据装配图上标定的配合性质和公差精度等级,查公差表,标出其极限偏差值。
    (2)齿顶圆的偏差值与该直径是否作为测量基准有关,而且均为负值。若选择以齿厚的极限偏差来保证齿轮副的侧隙要求时,齿顶圆成为测量基准,则齿顶圆直径的偏差中的齿坯尺寸和形状公差表。
    (3)键槽宽度b的极限偏差和尺寸(d-t1)的极限偏差.
    (4)齿轮齿顶圆的径向圆跳动公差。
    (5)齿轮端面的端面圆跳动公差。
    (6)键槽的对称度公差。
    (7)齿轮毛坯的加工精度对齿轮的加工精度及检测、安装精度的影响很大。保证毛坯精度,就必须控制齿轮毛坯精度。
   4.标注表面粗糙度
    齿轮加工表面相应的表面粗糙度度量数值查表4
    5.编写啮合特性表
    在齿轮工作图中应有啮合特性表,将其布置在图幅的右上角。特性表内容包括:
    (1)齿轮的基本参数(齿数z,法向模数 ,齿形角,斜齿轮的螺旋角 和旋向等)。
    (2)精度等级。齿轮的精度应根据传动的用途,使用条件,传动的功串,因周速度以及其他技术要求决定。一般圆柱齿轮减速器(斜齿轮v<18m/s、直齿轮v<12m/s)齿轮的精度等级可参考表5
    (3)圆柱齿轮和齿轮传动检验项目。
  齿轮公差项目较多,但有些性质近似,因此在检查和验收齿轮的精度时,没有必要对所有的项目都进行检验,可以根据实际情况只需从三个公差组中各取1—2项构成一个检验组进行检验,就可以达到全面判定齿轮精度的目的。选择检验指标要根据齿轮传动的用途、检验的目的、齿轮的大小、批量及计算仪器和经济效益来确定。表6为推荐的圆柱齿轮和齿轮副的检验项目,它们相应的偏差值可查GBl0095--88。
  (4)齿轮副的侧隙及齿厚极限偏差或公法线长度极限偏差、齿轮副的侧隙要求应根据工作条件用最大极限侧隙 (或 )与最小极限侧隙 (或 )来确定,见表7
  侧隙是通过选择适当的中心距偏差、齿厚的极限偏差(或公法线平均长度偏差)等来保证的,中心距偏差 查GBl0095--88。齿厚极限偏差(上偏差、下偏差)或公法线长度极限偏差(上偏差 、下偏差 )的数值是按传动要求,根据表8表9的计算式计算。按表8、9精确计算齿轮齿厚极限偏差和公法线长度偏差时,需要精确知道齿轮工作温度和箱体温度,这在设计中较难做到。
  6.编写技术要求
  齿轮工作图上的技术条件一般包括:
  (1)对材料表面性能的要求,如热处理方法,热处理后应达到的硬度值。
  (2)对图中未标明的圆角、倒角尺寸及其他特殊要求的说明。
  7.齿轮工作图示例
   齿厚极限偏差及代号计算的实例:
  题目:某闭式直齿圆柱齿轮传动,m=4mm, =20° 。b=120mm,a=300mm,Z1=33,Z2=117。7级精度,齿轮材料为钢,箱体材料为铸铁,齿轮工作温度为75°,箱体为50°, 齿轮分度圆周速度为18m/s,油池润滑,计算齿厚极限偏
差及代号。
   一、计算齿厚上偏差 及代号
    
式中:a=300mm, , , , ,
故 
     
   (取(5~10) ,本题取 )
  
查GB10095-88得: , ,
故  
 查GB10095-88得:
故 
        

     查GB10095-88得:   
故     
       
   查表10得:大小齿轮的齿厚上偏差代号为Fs
二、计算齿厚下偏差及代号
   ,式中
表8,(GB1800-79)得
  d1=(4x33)mm=132mm,d2=(4x117)mm=468mm     7级精度

齿厚公差:
小齿轮:
大齿轮:
齿厚下偏差:
小齿轮:
大齿轮:


表10得:小齿轮的下偏差代号为H
     大齿轮的下偏差代号为J
结论:
小齿轮齿厚极限上下偏差代号:FH
大齿轮齿厚极限上下偏差代号:FJ
    二、锥齿轮工作图
  锥齿轮的视图选择与圆柱齿轮相似。锥齿乾的锥距和锥角是保证啮合的重要尺寸,标注时,锥距只应精确到0.01mm;分锥角 应精确到秒;顶锥角和背锥角应精确到分。为了控制锥顶的位置,还应注出基准端面到锥顶的距离L,这一尺寸在轮齿加工调整和组件装配时都要用到,它影响到锥齿轮的啮合精度。大端齿顶至基准端面的距离M用来确定轮缘相对轮毂的位置。锥齿轮的尺寸公差见GBll365--89。
            锥齿轮轴向尺寸的标注
    锥齿轮加工表面的表面粗糙度 的选取见表13
  锥齿轮的精度等级应根据传动用途、使用条件、传递功率、圆周速度以及其他技术要求决定。锥齿轮Ⅱ组公差的精度主要根据圆周速度决定,见表14
    三、蜗杆和蜗轮工作图
  蜗杆工作图的视图选择与齿轮轴的工作图相似。在零件图上应画出蜗杆齿的轴向和法向齿形,并标注轴向齿距、法向齿厚及齿高等。因检验齿厚是以蜗杆外圆为基准面,因此要标注蜗杆的外径偏差。蜗杆外圆径向圆跳动公差见GBl0089--88,蜗杆齿面、齿顶的表面粗糙度Ra推荐值见表15
  蜗轮的结构除铸铁蜗轮和尺寸较小的整体式青铜蜗轮外,多采用装配式结构,即青铜齿圈装在铸铁轮芯上。对这种装配式蜗轮,先分别加工齿圈和轮芯,然后将齿圈和轮芯压配后切齿。因此,除了要画出蜗轮工作图.还要分别画出轮缘和轮芯的毛坯零件图。
  蜗轮工作图的视图选择及尺寸标注与齿轮基本相同,只是轴向增加蜗轮中间平面到蜗轮轮缘基准端面的距离;在直径方向增加蜗轮轮齿的外圆直径。对于装配式蜗轮,还应标注配合部分的尺寸。
  蜗轮外圆直径偏差、蜗轮中间平面至蜗轮轮毂基准端面的距离的偏差值、蜗轮外圆径向圆跳动公差和蜗轮基准端面圆跳动公差查GBl0089--88。蜗轮齿面及顶圆处的表面粗糙度Ra值查表15。蜗杆、蜗轮的精度等级应根据传动用途、使用条件、传动功率、圆周速度以及其他技术条件要求决定。其第Ⅱ公差组主要根据蜗轮圆周速度决定,见表16