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1、第十二章第十二章 齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性第一节 概述一、传动齿轮的使用要求 传递运动的准确性：要求一转范围内传动比的变化尽量小，以保证传递运动准确。 传动的平稳性：要求瞬时传动比的变化尽量小，以保证传动平稳，冲击及振动小，噪声低。 载荷分布的均匀性：要求在受载下工作齿面能够良好接触，以保证足够的承载能力和使用寿命。 齿侧间隙：要求齿轮副有适当的齿侧间隙（啮合轮齿的非工作面间的间隙，以补偿热变形和贮存润滑油）。第十二章第十二章 齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性第十二章第十二章 齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性 不同用途和不同工作条件的齿轮及齿轮副对上述四项要求的侧重点是不同的。如，控制
2、系统或随动系统的分度传动的侧重点是运动精度，以保证主、从动齿轮的运动协调。 汽车和拖拉机变速齿轮传动的侧重点是工作平稳性，以降低噪声。 低速重载齿轮传动（如轧钢机的齿轮传动）的侧重点是齿面接触精度，以保证齿面接触良好。 而涡轮机中的高速重械齿轮传动对三项精度的要求都很高，而且要求很大的齿侧间隙，以保证较大流量的润滑油通过。 第十二章第十二章 齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性第十二章第十二章 齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性第十二章第十二章 齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性几何偏心误差加工误差举例： 齿坯孔与机床心轴的安装偏心（e），也称几何偏心，是齿坯在机床上安装时，齿坯基准轴线O1O1与工作
3、台回转轴线OO不重合形成的偏心e。第十二章第十二章 齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性运动偏心误差加工误差举例： 分度蜗轮轴线与工作台中心线的安装偏心（eK） 。O2O2为机床分度蜗轮的轴线，它与机床心轴的轴线OO不重合，形成安装偏心eK。第十二章第十二章 齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性机床分度蜗轮的安装偏心（ew）和轴向窜动。此误差使蜗轮（齿坯）转速不均匀，加工出的齿轮有齿距偏差和齿形偏差，如蜗杆为单头，蜗轮为n牙，则在蜗轮（齿坯）一转中产生n次误差。滚刀偏心（ed）、轴线倾斜及轴向窜动。此误差使加工出的齿轮径向和轴向都产生误差，如滚刀单头，齿轮z牙，则在齿坯一转中产生z次误差。滚刀本身的基
4、节、齿形等制造误差。此误差会复映到被加工齿轮的每一齿上，使之产生基节偏差和齿形误差。第十二章第十二章 齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性第三节 齿轮(轮齿部分)的应检精度指标(同侧齿面偏差)、侧隙指标及检测(GB/T10095.1-2008)单个齿轮的应检指标：齿距累积总偏差Fp (高速时加检齿距累积偏差Fpk) 评定运动准确性单个齿距偏差fpt、齿廓总偏差F 评定传动平稳性螺旋线总偏差F 评定载荷分布均匀性齿厚偏差Esn(中小模数大批量生产齿轮选公法线长度偏差Ew) 评定侧隙第十二章第十二章 齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性单个齿距偏差（fpt） 是指在端平面上接近齿高中部与齿轮轴线同心的圆上
5、，实际齿距与理论齿距的代数差 。 取其中绝对值最大的数值作为评定值第十二章第十二章 齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性齿距累积偏差（Fpk） 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。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。它表现为齿距累积偏差曲线的总幅值。第十二章第十二章 齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性1-支架2-定位支脚3-指示表4-主体5-固定螺母6-固定螺钉7-活动量爪8-固定量爪9-定位支脚图8-7齿距仪第十二章第十二章 齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性 a)齿顶圆定位b)齿根圆定位c)
6、装配孔定位图8-8齿距仪测量示意图第十二章第十二章 齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性第十二章第十二章 齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性相对法的计算测测量齿齿序相对齿对齿 距偏差相对齿对齿 距累积误积误 差齿齿距偏差fpt齿齿距累积误积误差Fp100+1+12+15+15+16+173-8+7-7+104-5+2-4+65-10-8-9-36-15-23-14-177+10-13+11-68+5-8+60计算出各相对齿距偏差之和，见表中第三列，相对齿距累积误差一栏最一项（-8）。计算出K值，K值为测量时作为基准的齿距实际值与公称值之差。（-8）/8=-1对各齿相对齿距偏差进行修正，即将各相对偏差
7、减K，得出各齿距的绝对齿距偏差，其中第列中的最大值为+16m，即为该齿轮的齿距偏差实际值fpt。将第四列逐个累积记入第五列，即为绝对齿距累积误差，该列中最大值与最小值之差，为齿轮的齿距累积误差Fp=（+17）-（-17）=34（m）第十二章第十二章 齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性齿廓总偏差F 在端平面内且垂直于渐开线齿廓的方向上，包容实际齿廓迹线的两条设计齿廓迹线间的距离。 沿圆周均布测量3个或更多F，取其中最大值为该齿轮F第十二章第十二章 齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性螺旋线总偏差F 在端面基圆切线方向上，包容实际螺旋线迹线的两条设计螺旋线迹线间的距离第十二章第十二章 齿轮传动的互换性齿
8、轮传动的互换性齿厚偏差ESn 齿厚偏差是指在齿轮分度圆柱面上，齿厚的实际值与公称值之差。对于斜齿轮，指法向齿厚。 为了保证一定的齿侧间隙，齿厚的上偏差（ESnS），下偏差（ESni）一般都为负值。第十二章第十二章 齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性齿厚游标卡尺测量齿厚 sh第十二章第十二章 齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性齿厚游标卡尺第十二章第十二章 齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性公法线长度偏差（EW） 公法线平均长度偏差EW是指实际公法线长度Wk与其公称值之差。即 EW =Wk -W 齿轮因齿厚减薄使公法线长度也相应减小，所以可用公法线平均长度偏差作为反映侧隙的一项指标。通常是通过跨一定齿数
9、测量公法线长度来检查齿厚偏差的。第十二章第十二章 齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性用公法线千分尺测量的公法线W第十二章第十二章 齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性公法线千分尺第十二章第十二章 齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性第四节 评定齿轮精度可采用的指标(径向综合偏差和径向跳动)及检测(GB/T10095.2-2008)1.切向综合总偏差（Fi）和一齿切向综合偏差（f i）2.齿圈径向跳动（Fr）3.径向综合总偏差（F）和一齿径向综合偏差（f） 第十二章第十二章 齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性第十二章第十二章 齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性渐开线圆柱齿轮精度的评定参数（单个齿轮的精度评定参
10、数）渐开线圆柱齿轮的评定参数分为轮齿同侧齿面偏差、径向偏差和径向跳动。第十二章第十二章 齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性轮齿同侧齿面偏差（GB/T10095.1-2008） 齿距偏差 单个齿距偏差齿距累积偏差齿距累积总偏差齿廓偏差 齿廓总偏差齿廓形状偏差齿廓倾斜偏差螺旋线偏差 螺旋线总偏差螺旋线形状偏差螺旋线倾斜偏差切向综合偏差 切向综合偏差一齿切向综合偏差第十二章第十二章 齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性径向综合偏差和径向跳动（GB/T10095.2-2008）径向综合总偏差一齿径向综合偏差径向跳动齿厚偏差Esn 上偏差（Esns），下偏差（Esni）公法线长度偏差Ebn 上偏差（Ebns）
11、，下偏差（Ebni）第十二章第十二章 齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性必检项目：辅助检验项目：第十二章第十二章 齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性检验项目的选用： 3-6级精度等级齿轮或单件小批量生产时，检验项目为四个必检项目。 7-12级精度等级的齿轮大批量生产时，每个齿轮都检验必检项目是不经济的，所以，第一批少量齿轮用必检项目检验。合格稳定后，可采用辅助检验项目来检验，可以提高检验效率。最后一批齿轮再用必检项目核实就可以了。这样批量生产既能全部保证精度质量，又能节省生产时间和费用。第十二章第十二章 齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性第五节 齿轮精度指标的公差及精度等级一、齿轮精度指标的精度等级
12、和公差计算公式精度等级 必检项目GB/T 10095.1规定了0、1、2、12共13个精度等级，0级最高，12级最低。 辅助检验项目GB/T 10095.2对径向综合总偏差Fi和一齿径向综合偏差fi规定了4、5、12共9个精度等级，其中4级最高、12级最低。 对径向跳动Fr规定了0、1、12共13个等级。第十二章第十二章 齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性 公差值 5级精度的公差值（或极限偏差值）按规定的公式计算得到第十二章第十二章 齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性 其余精度等级的公差值用5级精度公差值乘以级间公比计算出来的。 TQ=T520.5(Q-5) 表12-5至12-8为计算好的各项齿轮
13、公差值表格。查表时所需参数主要为法向模数mn、分度圆直径d、齿宽b、跨齿数k等。第十二章第十二章 齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性二、齿轮精度等级的选择 根据齿轮的用途、使用要求、传动功率和回转速度等技术条件，齿轮精度等级的选用方法一般有计算法和类比法，大多情况下采用类比法确定。 1.计算法 根据齿轮传动机构最终达到的精度要求，应用传动尺寸链的方法计算和分配各级齿轮副的传动精度，确定齿轮的精度等级。 2.类比法 查阅类似机构的设计，根据实际验证的已有经验来确定齿轮精度，并且针对本机构自身特点进行修正。这就是类比法。(动力传动齿轮主要依据圆周线速度选择齿轮精度等级)第十二章第十二章 齿轮传动的互
14、换性齿轮传动的互换性第十二章第十二章 齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性第十二章第十二章 齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性第十二章第十二章 齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性三、齿轮精度等级的标注具体标注方法如下：若齿轮的检验项目同为某一精度等级时，可标注精度等级和标准号。如，齿轮检验项目都为8级，则标注为： 8GB/T10095.1或8GB/T10095.18GB/T10095.2若齿轮检验项目的精度等级不同时，如齿廓总偏差F为7级，而单个齿距偏差fpt、齿距累积总偏差Fp和螺旋线总偏差F均为8级时，则标注为：8（Fp）、7（fpt、F、F）GB/T10095.1第十二章第十二章 齿轮传动的互换
15、性齿轮传动的互换性第六节 齿轮副的误差及公差 前面的内容都是针对单个单个齿轮进行分析的，本节介绍一对啮合的齿轮副的精度要求。一、 中心距偏差fa（其极限偏差为fa） 实际中心距与公称中心距之差。 中心距极限偏差参考值值齿轮齿轮 精度等级级5678910中心距极限偏差1/2IT71/2IT81/2IT9第十二章第十二章 齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性 标准中对轴线平面内的偏差f和垂直平面上的偏差f作了不同的规定。二、轴线平行度偏差第十二章第十二章 齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性 三、轮齿的接触斑点齿轮副的接触斑点是指装配好的齿轮副在轻微制动下运转后齿面的接触擦亮痕迹，可以用沿齿高方向和沿齿长
16、方向的百分数来表示。沿齿长方向为接触痕迹的长度b（扣除超过模数值的断开部分c）与工作长度b之比，即：第十二章第十二章 齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性直齿轮齿轮装配后的接触斑点（摘自GB/Z18620.4-2002）精度等级级按GB/T10095bc1占齿宽齿宽的百分比hc1占有效齿齿面高度的百分比bc2占齿宽齿宽的百分比hc2占有效齿齿面高度的百分比4级级及更高50%70%40%50%5和645%50%35%30%7和835%50%35%30%9至1225%50%25%30%第十二章第十二章 齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性第六节 齿轮侧隙指标的公差和齿轮坯公差一、齿厚极限偏差的确定 决定侧隙大小的齿轮副尺寸要素有：小齿轮的齿厚s1、大齿轮的齿厚s2和箱体孔的中心距a。我国实现侧隙的方法是采用减小单个齿轮齿厚的方法。 最小法向侧隙jbn min 法向侧隙jbn是指在一对装配好的齿轮副中，当两个齿轮的工作齿面互相接触时，非工作齿面间的最短距离。第十二章第十二章 齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性对对于中、大模数齿轮齿轮 最小侧侧隙jbnmin的推荐值值（摘自GB/Z18620.2-200
