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1、三、渐开线圆柱齿轮的精度标准 1、齿轮的精度等级 GB/T10095.1-2008对轮齿同侧齿面偏差 齿距、齿廓、螺旋线和切向综合偏差的 公差, 规定了13个精度等级，用数字0 12由高到低的顺序排列，其中0级精度最 高，12级是最低的精度等级。 渐开线圆柱齿轮的精度标准 GB/T10095.2-2008对径向综合偏差F”i和f ”i 规定了9个精度等级，其中4级精度最高 ，12级精度最低。 在附录B中给出了径向跳动的公差值，其中 ，0级为最高精度等级，12级为最低精度 等级。 2、齿轮偏差的允许值 (1) 齿距偏差（fpt和Fp）值见表7.16，Fpk值可 用fpt值计算求得。 (2) 齿廓
2、总偏差F和fi/K值见表7.17。 (3) 螺旋线偏差（F、ff和fH）值见表7.18。 (4) 齿廓偏差（f f和fH）值见表7.19。 (5) 径向跳动公差Fr见表7.20。 (6) 径向综合偏差（Fi”和fi”）值见表7.21。 3、齿轮坯的精度 齿轮坯的内孔或轴颈、端面和顶圆，通常作 为齿轮加工、测量和装配的基准，必须规 定其公差，见表7.22。 （1）齿轮基准轴线的确定 由两个“短的”圆柱或圆锥形基准面上设定 的两个圆的圆心来确定基准轴线，见图 7.27。 图7.27 由两个“短的”基准面确定的基准轴线 0.04(L/b)F 或0.1Fp 取两者中之小值 齿轮安装基准的确定.1 由一
3、个“长的”圆柱 或圆锥形的面来同 时确定轴线的位置 和方向，孔的轴线 可以用与之正确装 配的工作心轴的轴 线来表示，见图 7.28。 图7.28 由一个“长的”基准面确定的基准轴线 0.04(L/b)F 或0.1Fp 取两者中之小值 齿轮安装基准的确定.2 用一个“短的” 圆柱形基准面 来确定轴线的 位置，轴线方 向垂直于一个 基准面，见图 7.29。 图7.29 由一个圆柱面和一个端面确定的基准轴线 0.06(Dd/b)F 0.06Fp 齿轮安装基准的确定.3 两个中心孔确定的齿轮轴的基准轴线 齿轮轴通常把零件安装在两端的顶尖上加工 和检测，以此确定基准轴线，且轴承的安 装面相对于中心孔规定
4、较高的跳动公差。 图7.30 用中心孔确定的基准轴线 （2）齿轮坯的几何公差 基准面和工作安装面的形状公差见表7.23 安装基准面的跳动公差 表7.24 安装基准面的跳动公差 表面粗糙度的选择 齿轮各表面的粗糙度，将影响到齿轮的加工 方法、使用性能和经济性，见表7.25。 表7.25 齿轮各表面的表面粗糙度Ra推荐值 4、齿轮精度的标注 齿轮工作图上，应标注齿轮的精度等级、检 验组公差、齿厚偏差的数值。 视图上直接标注齿顶圆直径及公差、分度圆 直径、齿宽及公差、孔（轴）直径及公差 、定位面及其要求、表面粗糙度等。 齿轮精度的标注.1 （1）精度等级标注示例如下： 7 GB/T10095.120
5、08 精度标准代号 齿轮各项偏差的精度等级 表示轮齿同侧齿面偏差项目应符合 GB/T10095.1的要求，精度均为7级。 齿轮精度的标注.2 7Fp 6(F、F) GB/T10095.12008 精度标准代号齿轮各项偏差的精度等级 标注示例如下： 表示轮齿同侧齿面偏差符合GB/T10095.1的 要求，但是FP精度为7级，F与F精度均 为6级。 齿轮精度的标注.3 6(Fi”、fi”) GB/T10095.22008 精度标准代号 齿轮各项偏差的精度等级 标注示例如下： 表示径向综合偏差Fi”，fi”符合GB/T10095.2 的要求，精度均为6级。 齿轮精度的标注.4 （2）齿厚偏差标注方法
6、： 其中Sn为法向齿厚，Esns为齿厚 的上偏差，Esni为齿厚的下偏差。 其中Wk为跨k个齿数的公法线长 度，Ebns为公法线长度上偏差，Ebni为公法 线长度下偏差。 四、齿轮副的精度和齿侧间隙 1、齿轮副的精度 （1）齿轮副的中心距极限偏差fa fa是指在齿轮副的齿宽中间平面内，实际中 心距与公称中心距之差。 齿轮副中心距的尺寸偏差不但会影响齿轮侧 隙，而且对齿轮的重合度产生影响 。 中心距极限偏差fa见表7.26。 齿轮副的精度 （2）轴线平行度偏差f 、f f是指一对齿轮的轴线在其基准平面上投影 的平行度偏差。 f 是指一对齿轮的轴线在垂直于基准平面 且平行于基准轴线的平面上投影的平
7、行度 偏差，见图7.31。 齿轮副的精度.1 为保证载荷分布均匀性和齿面接触精度，轴 线平行度偏差应加以控制。 图7.31 齿轮副轴线的平行度偏差和中心距偏差 齿轮副的精度.2 （3）接触斑点 是指对装配好的齿 轮副，在轻微制 动下，运转后齿 面上分布的接触 擦亮痕迹，见图 7.32。 图7.32 接触斑点分布示意图 齿轮副的精度.3 沿齿高方向的接触斑 点，主要影响工作 的平稳性 hc / h100% 沿齿长方向的接触斑 点，主要影响齿 轮副的承载能力 bc / b100% b hc h b c 接触斑点 齿轮副的精度.4 齿轮副的接触斑点综合反映了齿轮副的加工 偏差和安装误差，是评定齿轮接
8、触精度 的一项综合性指标，常标注在齿轮装配 图的技术要求中。 表7.27 齿轮装配后的接触斑点（摘自GB/Z18620.4-2008） 2、齿轮副的侧隙 在齿轮的设计中，为了保证啮合传动比的 恒定，消除反向的空程和减少冲击，都 是按照无侧隙啮合进行设计。 但在实际生产过程中, 为保证齿轮良好的润 滑，补偿齿轮因制造偏差、安装误差以 及热变形等对齿轮传动造成不良的影响, 必须在非工作面留有侧隙。 （1）齿侧间隙的分类 圆周侧隙 jwt：是指安 装好的齿轮副，当 其中一个齿轮固定 时，另一齿轮所能 转过节圆弧长的最 大值。 齿轮副的侧隙 齿侧间隙的分类 法向侧隙 jbn ：是 指安装好的齿轮 副，
9、当工作齿面 接触时，非工作 齿面间的最小距 离。 图7.33 用塞尺测量齿轮副的法向侧隙jbn （2）最小侧隙jbmin的确定 jbmin是当一个齿轮的齿以最大允许实效齿厚 与一个也具有最大允许实效齿厚的相匹配 的齿在最小的允许中心距啮合时，在静态 下存在的最小允许侧隙。 实效齿厚是指测量所得的齿厚加上轮齿各要 素偏差及安装所产生的综合影响在齿厚方 向的量。 最小侧隙的确定 对于用黑色金属材料制造的齿轮和箱体, 工 作时齿轮节圆线速度小于15m/s， 其箱 体、轴和轴承都采用常用的商业制造公 差的齿轮传动，jbnmin可按下式计算： 或查表7.28 （3）齿厚偏差与公差Tsn 法向齿厚Sn是齿
10、厚的理论值，两个具有Sn的 齿轮在公称中心距下是无侧隙啮合。 通过将轮齿齿厚减薄一定的数值，在装配后 就会得到合理的齿侧间隙。 外齿轮法向齿厚： 内齿轮法向齿厚： 齿厚偏差Esn Esns(齿厚上偏差) Esni(齿厚下偏差) Tsn(齿厚公差) 分度圆上理论齿厚 图7.34 齿厚的允许偏差 为获得最小侧隙jbnmin, 齿厚应保证有最小的 减薄量，必须规定齿 厚上极限偏差Esns； 为了保证齿侧间隙不致 过大，又必须规定齿 厚公差Tsn（及齿厚 下极限偏差Esni） 齿厚偏差 当主动轮与被动轮齿厚都做成最大值，即 齿厚上极限偏差Esns时，可获得最小侧隙 jbnmin： 如果Esns1Esn
11、s2Esns，则 齿厚公差 齿厚公差Tsn的选择，与齿轮的精度无关。齿 厚公差过小将会增加齿轮的制造成本，公 差过大又会使侧隙加大，使齿轮正、反转 时空程过大，造成冲击。 齿厚公差由径向跳动公差Fr和切齿径向进刀 公差br组成。式中br按表7.29选取 （4）公法线长度偏差Ebn Ebn是指在齿轮一周内，公法线实际长度与 公称长度之差，上极限偏差为Ebns，下极 限偏差为Ebni。 公法线长度： 公法线长度计算公式 跨齿数： 对于非变位标准齿轮，=20时 W公称= m1.476（2k-1）+0.14z 其中跨齿数 k= z /9+0.5 公法线长度偏差和齿厚偏差的换算关系 为满足侧隙要求，应适
12、当减薄齿厚，相应公 法线长度必然减少。 控制公法线长度偏差，实际上就是间接控制 齿厚偏差。 公法线长度偏差和齿厚偏差的换算关系 五、圆柱齿轮的精度设计 1、齿轮精度设计方法及步骤 （1）确定齿轮的精度等级 精度等级主要依据齿轮的用途、使用要求和工 作条件等进行选择。 计算法主要用于精密传动链设计，通过计算允 许的转角偏差大小，选择适宜的精度等级。 经验法是参考同类产品的齿轮精度，结合所设 计齿轮的具体要求来确定精度等级。 表7.30 各种机械采用的齿轮的精度等级 应 用 范 围 精度等 级 应 用 范 围 精度等 级 测量齿轮35通用减速器68 汽轮机减速器36重型汽车、拖拉机69 金属切削机
13、床38轧钢机510 航空发动机37起重机械610 轻型汽车58矿山绞车810 机车67农业机械810 齿轮精度设计方法及步骤 （2）选择检验项目 GB/T10095.1-2008给出的偏差项目很多，齿 轮质量的检验项目主要是单向指标，即齿 距偏差 (Fp、fpt、Fpk ) 、齿廓总偏差F、 螺旋线总偏差F及齿厚极限偏差Esn等。 其他参数不作为必检项目，由供需双方具体 协商。 齿轮精度设计方法及步骤 GB/T10095.2-2008给出的径向综合偏差的精 度等级，可选用与GB/T10095.1-2008中的 要素偏差（如齿距、齿廓、螺旋线等）相 同或不同的精度等级。 径向综合偏差仅适用于产品
14、齿轮与测量齿轮 的啮合检验，而不适用于两个产品齿轮啮 合的检验。 表7.28 推荐齿轮检验组 检验组检 验 项 目适用等级测 量 仪 器 1 Fp、F、F、Esn39 齿距仪、齿形仪、齿向仪或导程仪,齿 厚卡尺或公法线千分尺 2Fp与Fpk、F、F、Esn39 齿距仪、齿形仪、齿向仪或导程仪,齿 厚卡尺或公法线千分尺 3 Fp、fpt、F、F、Esn39 齿距仪、齿形仪、齿向仪或导程仪,齿 厚卡尺或公法线千分尺 4 Fi”、f i”、F、Esn69 双面啮合测量仪，齿厚卡尺或公法线 千分尺，齿向仪或导程仪 5 Fr、fpt、F、Esn812 摆差测定仪、齿距仪、齿厚卡尺或公 法线千分尺，齿向仪
15、或导程仪 6 Fi、f i、F、Esn36 单啮仪，齿向仪或导程仪，齿厚卡尺 或公法线千分尺 7 Fr、fpt、F、Esn1012 摆差测量仪，齿距仪，齿向仪，尺厚 卡尺或公法线千分尺 2、齿轮精度设计应用举例 某减速器中输出轴直齿圆柱齿轮，已知：模 数m =2.75mm，齿数Z=82，与小齿轮啮合 中心距a =143mm，孔径D =56mm，齿形 角=20，齿宽B=63mm，输出转速n=805 转/分，轴承跨距L=110mm，齿轮材料为 45号钢，减速器箱体材料为铸铁，齿轮工 作温度55C，减速器箱体工作温度为35C ，小批量生产。 试确定齿轮的精度等级，检验组，有关侧隙 的指标，齿坯公差和
16、表面粗糙度，并绘制 齿轮工作图。 解：(1) 确定齿轮的精度等级 普通减速器传动齿轮，由表7.30初步选定， 齿轮的精度等级在68级。输出轴转速 n2=805转/分，齿轮的圆周速度为： 查表7.31，齿轮的精度等级选择7级。 (2) 选择检验项目，确定公差(极限偏差 ) 参考表7.32，普通减速器齿轮，小批量生产 ，中等精度，无振动、噪音等特殊要求， 拟选用第一检验组，即选择检验项目Fp、 F、F和Esn。 查表7.16得，Fp= 0.050mm； 查表7.17得，F= 0.018mm； 查表7.18得，F= 0.021mm。 (3) 选择最小侧隙和齿厚偏差 齿轮中心距 最小间隙：按公式（7-13）计算（或查表 7.28） 确定齿厚偏差代号.1 齿轮的法向齿厚Sn： 由公式（7-14） 齿厚上极限偏差： 由公式（7-17） 确定齿厚偏差代号.2 齿轮分度圆直径d = mz = 2.75
