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1、第7章 渐开线圆柱齿轮(involute cylindrical gears)传动的精度设计 7-1 齿轮传动的使用要求 传递运动的准确性 载荷分布的均匀性 传动的平稳性 传动侧隙（backlash） 单个齿轮偏差 径向偏差 径向跳动 齿距偏差 齿廓偏差 切向综合偏差 螺旋线偏差 11-2 渐开线圆柱齿轮偏差 （deviations relevant to corresponding flanks of gear teeth） 1）单个齿距偏差（fpt） 在端平面上接近齿高中部与齿轮轴线同 心的圆上，实际齿距与理论齿距的代数差称 为单个齿距偏差，虚线代表理论轮廓，实线 代表实际轮廓。 1. 齿
2、距偏差 单个齿轮偏差 2）齿距累积偏差（Fpk） 齿距累积偏差（Fpk）是任意k个齿距的 实际弧长与理论弧长的代数差。理论上它等 于这 k个齿距的单个齿距偏差的代数和。 另规定，Fpk值被限定在不大于1/8的圆 周上评定。因此，Fpk的允许值（allowable values）适用于齿距数k为2到小于z8的圆弧 内。 3）齿距累积总偏差（Fp） 齿距累积总偏差（Fp）是指齿轮同侧齿 面任意圆弧段（k=1至 k=z）内的最大齿距 累积偏差。 4）基圆齿距偏差*（fpb） 基圆齿距偏差fpb（基节偏差）是指实际 基节与公称基节的代数差。 GB/T 10095.1中没有给出基圆齿距偏差 这个评定参数
3、，而GB/T 18620.1中给出了这 个检验参数。基圆齿距偏差与单个齿距偏差 之间有如下关系： 式中，fpb、fpt分别是基圆齿距偏差、单个齿 距偏差，Pt 是单个齿距理论值，是压力角 误差。 齿距偏差反映了一个齿距和一转内 任意个齿距的最大变化，它直接反映齿 轮的转角误差，是几何偏心和运动偏心 的综合结果。 1) 齿廓总偏差（F） 在计值范围内，包容实际齿廓迹线的两 条设计齿廓迹线间的距离 2) 齿廓形状偏差（ff） 包容实际齿廓迹线的两条与平均齿廓迹 线完全相同的曲线间的距离，且两条曲线与 平均齿廓迹线的距离为常数。 2. 齿廓偏差 3)齿廓倾斜偏差（fH） 在计值范围的两端与平均齿廓迹
4、线相交 的两条设计齿廓迹线间的距离 3.切向综合偏差 1) 一齿切向综合偏差（fi） 被测齿轮与测量齿轮单面啮合检查时， 在被测齿轮一个齿距角内，实际转角与公称 转角之差的最大幅度值以分度圆弧长计值。 2)切向综合总偏差（Fi） 切向综合总偏差是指被测齿轮与测量齿 轮单面啮合检查时，在被测齿轮一转内，齿 轮分度圆上实际圆周位移与理论圆周位移的 最大差值。它以分度圆弧长计值。 4.螺旋线偏差 在端面基圆切线方向上测得的实际螺旋 线偏离设计螺旋线的量。 在计值范围内，包容实际螺旋线迹线的两 条设计螺旋线迹线间的距离 1)螺旋线总偏差 (2)螺旋线形状偏差 在计值范围内，包容实际螺旋线迹线的两 条与
5、平均螺旋线迹线完全相同的曲线间的距 离，且两条曲线与平均螺旋线迹线的距离为常 数 (3)螺旋线倾斜偏差 在计值范围的两端与平均螺旋线迹线相交 的设计螺旋线迹线间的距离 径向综合总偏差（Fi ） radial composite deviations 螺旋线偏差用于评定轴 向重合度l.25的宽斜齿轮及人字齿轮，它适 用于传递功率大、速度高的高精度宽斜齿轮的 传动要求。 被测齿轮与理想精确 的测量齿轮双面啮合时，在被测齿轮一转内 ，双啮中心距的最大变动量称为径向综合偏 差F i 。 一齿径向综合偏差一齿径向综合偏差（f f i i ） 被测齿轮与理想精确的被测齿轮与理想精确的测量测量齿轮双面齿轮双
6、面 啮合时，在被测齿轮一个齿距角内，双啮啮合时，在被测齿轮一个齿距角内，双啮 中心距的最大变动量中心距的最大变动量 径向跳动径向跳动（F F r r ） 轮齿的径向跳动轮齿的径向跳动F F r r 是指一个适当的是指一个适当的测测 头头在齿轮旋转时逐齿地放置于每个齿槽中在齿轮旋转时逐齿地放置于每个齿槽中 ，相对于齿轮的基准轴线的最大和最小径，相对于齿轮的基准轴线的最大和最小径 向位置之差。向位置之差。 7-3 渐开线圆柱齿轮精度标准 精度等级 1. 单个齿轮的精度等级 对于分度圆直径从5至10000mm、模数（ 法向模数）从0.5至70mm、齿宽从4至 1000mm的单个渐开线圆柱齿轮的11项
7、同侧齿 面偏差，GB/T 10095.1规定了0、1、2、12 共13个精度等级，其中，0级最高，12级最低 。 2.径向综合偏差 对于分度圆直径从 5到1 000mm、模数（ 法向模数）从0.2到10mm的渐开线圆柱齿轮的 径向综合偏差Fi和一齿径向综合偏差fi，GB T 10095.2规定了4、512共9个精度等级。 其中，4级最高，12级最低。 3.径向跳动 对于分度圆直径从 5到1 0000mm、模数 （法向模数）从0.5到70mm的渐开线圆柱齿 轮的径向跳动，GBT 10095.2在附录B中推 荐了0、1、12共13个精度等级。其中0级最 高，12级最低。 径向综合偏差的公差仅适用于
8、产品齿轮 与测量齿轮的啮合检验，而不适用于两个产 品齿轮的检验。 7-4 渐开线圆柱齿轮精度设计 齿轮精度设计的内容： 齿轮精度等级； 齿厚偏差； 检测项目； 中心距偏差、 轴心线平行度偏差 齿坯偏差 图纸标注 计算法 一、精度等级的确定 Fi、 f i和Fr 不一定与GB/T 10095.1中的 要素偏差（如齿距、齿廓、螺旋线等）选用 相同的等级。 经验法(表格法) 表7-1112 0、1、2：超精度级 3、4、5：高精度级 6、7、8：常用精度级 9、10、11、12：低精度级 (1)经验法 参考国内外同类产品中齿轮副的侧隙值 来确定最小侧隙 (2)计算法 根据齿轮副的工作条件，如工作速度
9、、温 度、负载、润滑等条件来设计计算齿轮副最小 侧隙。 二、齿厚（tooth thickness）极限偏差的确定 图7-18 最小法向侧隙和齿厚 jbnmin= jbnmin1+ jbnmin2 (3)查表法 GB/T 18620.2-2002 1. 齿厚上偏差的确定 Esns1+Esns2= 表7-14 jbnmin2: 润滑需要 jbnmin1=1000a( 1 -2 )2sinn 表7-13 P198 fa中心距偏差，在设计者经验不足时，建 议可以从GB/T 10095-88的相关表格中查取； =0.5（L/b） =2 f 2. 齿厚下偏差的确定 Esni=Esns- Tsn br: 表
10、7-15 Fr: 表7-10 三、选择检验项目： 为评定单个齿轮的加工精度，应检验： 齿距偏差 齿廓总偏差 螺旋线总偏差 齿厚偏差 ( 、 ) 不是必检项目 （ff，fH，ff，fH）不是必检项目 必须强调的是，对于质量控制测量项目的减 少须由采购方和供货方协商确定。 1. 单项检验 齿距偏差（fpt，Fpk，Fp） 齿廓总偏差（F ） 螺旋线总偏差（ F ） 齿厚偏差（Esns、Esni） 结合企业贯彻旧标准的经验和我国齿轮生产 的现状，建议在单项检验中增加径向跳动的检验。 四、齿轮齿轮 副精度 1. 中心距极限偏差 fa 2. 综合检验 双面啮合综合检验项目有：Fi 和fi 单面啮合综合检
11、验项目有：F i和f i 在齿轮只是单向承载运转而不经常反转 的情况下，中心距偏差主要取决于重合度的 考虑。 在控制运动用的齿轮中，其侧隙必须控 制； 轴、箱体和轴承的偏斜； 由于箱体的偏差和轴承的间隙导致齿轮轴 线的不一致； 当齿轮上的当齿轮上的负载常常反向负载常常反向时，对中心距时，对中心距 的公差的公差必须很仔细地考虑下列因素：必须很仔细地考虑下列因素： 由于箱体的偏差和轴承的间隙导致齿轮轴 线的倾斜； 安装误差； 轴承跳动； 温度的影响（随箱体和齿轮零件间的温差 ，中心距和材料不同而变化）； 旋转件的离心伸胀； 其他因素。例如润滑剂污染的允许程度及 非金属齿轮材料的溶胀。 精度等级 设
12、计者经验不足时(供参考) fa 5691078 IT7/2IT8/2IT9/2 2. 轴线轴线 平行度偏差 =0.5（L/b） =2 L 内孔尺寸偏差（供参考）： 五、齿齿坯技术术要求 齿轮齿轮 精度等 级级 5 TD Td 6789101112 IT5 IT6 IT5 IT7 IT6 IT8 IT7 IT9 IT8 齿顶圆齿顶圆 直径偏差（供参考）： 0.05mn 基准面的形状公差（供参考）： 表7-16 P198 齿轮端面、径向圆圆跳动动公差（供参考）： 齿坯径向和端面圆跳动 图5 齿齿坯表面粗糙度Ra ： 精度等级级： 6 7 8 9 齿齿面加 工方法 磨或衍齿齿 剃或 衍齿齿 精滚滚
13、精插 滚滚或插滚滚 铣铣 Ra 基准孔 1.25 1.252.5 5 基准 轴轴径 0.63 1.25 2.5 基准 端面 2.55 5 顶圆顶圆 5 工作齿齿面：表7-18 表7-16表7-17 0.002 0.002 E 0.2 1.25 2.5 2.5 表7-16表7-17 0.002 0.002 8 8 齿轮精度等级在图样上的标注 7 GB/T 10095.1 2 6（F）、7（Fp、F） GB/T 10095.1 齿轮工作图 检验项目代号 7 GB/T 10095.12 课程论文： 尺寸精度设计 形位精度设计 尺寸链计算 计算机辅助公差计算 发展史 现状 软件介绍 应用 查资料整理成文 方法：
