《第十章圆柱齿轮分解》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第十章圆柱齿轮分解（121页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第第10章章渐开线圆柱齿轮传动的精度设计渐开线圆柱齿轮传动的精度设计基本要求基本要求（1）了解渐开线圆柱齿轮传动的）了解渐开线圆柱齿轮传动的精度要求精度要求。（2）了解齿轮）了解齿轮误差产生原因误差产生原因及误差特性。及误差特性。（3）掌握圆柱齿轮传动精度的）掌握圆柱齿轮传动精度的评定指标评定指标。（4）掌握渐开线圆柱齿轮传动）掌握渐开线圆柱齿轮传动精度设计精度设计的基的基本方法。本方法。前前言言在各种机器和仪器的传动装置中，齿轮传在各种机器和仪器的传动装置中，齿轮传动的应用非常广泛。齿轮的精度在一定程度上动的应用非常广泛。齿轮的精度在一定程度上影响着整台机器或仪器的精度。齿轮用来传递影响着整
2、台机器或仪器的精度。齿轮用来传递运动和动力，齿轮传动的质量直接影响机器或运动和动力，齿轮传动的质量直接影响机器或仪器的工作性能和使用寿命。为了保证齿轮传仪器的工作性能和使用寿命。为了保证齿轮传动的精度和互换性，我国发布了相应的国家标动的精度和互换性，我国发布了相应的国家标准准GB10095-2001渐开线圆柱齿轮精度。渐开线圆柱齿轮精度。10.1齿轮传动的使用要求齿轮传动的使用要求一一.各类机械的齿轮按使用功能可分为三类：各类机械的齿轮按使用功能可分为三类：1.动力齿轮：动力齿轮：主要传递较大的动力，速度低，要求轮齿强度较主要传递较大的动力，速度低，要求轮齿强度较高，齿面接触均匀。如轧钢机、工
3、程机械上的传动齿轮。高，齿面接触均匀。如轧钢机、工程机械上的传动齿轮。2.高速齿轮：高速齿轮：主要传递运动，回转速度高，要求有较高的平稳主要传递运动，回转速度高，要求有较高的平稳性，噪声和振动小。如减速器中的初级齿轮。性，噪声和振动小。如减速器中的初级齿轮。3.读数齿轮：读数齿轮：主要用来分度，要求转角误差较小，传递运动准主要用来分度，要求转角误差较小，传递运动准确。如各种仪表、钟表中的传动齿轮和精密分度机构中的分确。如各种仪表、钟表中的传动齿轮和精密分度机构中的分度齿轮。度齿轮。对于不同用途和工作条件的齿轮传动，其使用要求可分对于不同用途和工作条件的齿轮传动，其使用要求可分为以下四个方面：为
4、以下四个方面：二二.对齿轮传动的使用要求对齿轮传动的使用要求1.传递运动的准确性（称为运动精度）传递运动的准确性（称为运动精度）齿轮传动理论上应按设计规定齿轮传动理论上应按设计规定的传动比来传递运动，即主动轮转的传动比来传递运动，即主动轮转过一个角度时，从动轮应转过一个过一个角度时，从动轮应转过一个相应的角度。由于齿轮存在加工误相应的角度。由于齿轮存在加工误差和安装误差，使得从动轮的实际差和安装误差，使得从动轮的实际转角产生了转角误差转角产生了转角误差i i 。传递运动的准确性传递运动的准确性就是要求齿就是要求齿轮在一周范围内，传动比的变化要轮在一周范围内，传动比的变化要小，其最大转角误差小，
5、其最大转角误差应限制在应限制在一定范围内，以保证一对齿轮啮合一定范围内，以保证一对齿轮啮合时，满足齿廓啮合基本定律时，满足齿廓啮合基本定律i i=常量。常量。2.传动的平稳性（称为平稳性精度）传动的平稳性（称为平稳性精度）齿轮任一瞬时传动比的变化，将会使从动轮转速在不断齿轮任一瞬时传动比的变化，将会使从动轮转速在不断变化，从而产生瞬时加速度和惯性冲击力，引起齿轮传动中的变化，从而产生瞬时加速度和惯性冲击力，引起齿轮传动中的冲击、振动和噪声。冲击、振动和噪声。传动的平稳性传动的平稳性就是要求齿轮在一转范围内，就是要求齿轮在一转范围内，多次重复的瞬时传动比要小，一齿转角内的最大转角误差多次重复的瞬
6、时传动比要小，一齿转角内的最大转角误差要限制在一定范围内。例如，机床变速箱等对传动平稳性的要要限制在一定范围内。例如，机床变速箱等对传动平稳性的要求较高。求较高。3.载荷分布的均匀性（称为接触精度）载荷分布的均匀性（称为接触精度）载荷分布的均匀性载荷分布的均匀性是指为了使齿轮传动有较高的承是指为了使齿轮传动有较高的承载能力和较长的使用寿命，要求啮合齿面在齿宽与齿高载能力和较长的使用寿命，要求啮合齿面在齿宽与齿高方向上能较全面地接触，使齿面上的载荷分布均匀，以方向上能较全面地接触，使齿面上的载荷分布均匀，以免引起应力集中，造成局部磨损，影响齿轮的使用寿命。免引起应力集中，造成局部磨损，影响齿轮的
7、使用寿命。重型机械的传动齿轮对此比较偏重。重型机械的传动齿轮对此比较偏重。4.齿轮副侧隙齿轮副侧隙侧隙侧隙即齿侧间隙，指要求齿轮副即齿侧间隙，指要求齿轮副啮合时不工作的一侧齿面之间有适当啮合时不工作的一侧齿面之间有适当的间隙，以保证贮存润滑油、补偿齿的间隙，以保证贮存润滑油、补偿齿轮的制造和变形误差。轮的制造和变形误差。但该侧隙也不能过大，尤其是对但该侧隙也不能过大，尤其是对于经常需要正反转的传动齿轮，侧隙于经常需要正反转的传动齿轮，侧隙过大，会产生空程，引起换向冲击。过大，会产生空程，引起换向冲击。因此应合理确定侧隙的数值。因此应合理确定侧隙的数值。对于不同用途和不同工作条件的对于不同用途和
8、不同工作条件的齿轮和齿轮副，对上述四项要求的侧齿轮和齿轮副，对上述四项要求的侧重点是不同的。重点是不同的。10.2影响渐开线圆柱齿轮精度的因素影响渐开线圆柱齿轮精度的因素10.2.1影响传递运动准确性的因素影响传递运动准确性的因素影响齿轮传递运动准确性的因素主要是同侧齿面间的各类影响齿轮传递运动准确性的因素主要是同侧齿面间的各类长周期（即以齿轮一转为周期）偏差长周期（即以齿轮一转为周期）偏差。造成这类偏差的主要原。造成这类偏差的主要原因是齿轮加工过程产生的因是齿轮加工过程产生的几何偏心和运动偏心几何偏心和运动偏心。1.几何偏心几何偏心几何偏心即齿轮在机床上的安装偏心，是指由于齿胚定位几何偏心即
9、齿轮在机床上的安装偏心，是指由于齿胚定位孔与心轴之间有间隙等因素的影响，使齿胚定位孔的轴线孔与心轴之间有间隙等因素的影响，使齿胚定位孔的轴线o1o1与机床工作台的回转轴线与机床工作台的回转轴线oo不重合而产生的偏心（不重合而产生的偏心（e1）。）。几何偏心使齿面位置相对于齿轮基准中心在几何偏心使齿面位置相对于齿轮基准中心在径向上发生了变化，加工出来的齿轮一边齿长，径向上发生了变化，加工出来的齿轮一边齿长，一边齿短，使齿轮在一转内产生径向跳动。一边齿短，使齿轮在一转内产生径向跳动。2.运动偏心运动偏心机床分度蜗轮的轴线机床分度蜗轮的轴线O2O2，它，它与机床心轴的轴线与机床心轴的轴线OO不重合，
10、形成不重合，形成运动偏心（运动偏心（e2）。）。这时尽管蜗杆匀这时尽管蜗杆匀速旋转，蜗杆与蜗轮啮合节点的线速旋转，蜗杆与蜗轮啮合节点的线速度相同，但由于蜗轮上的半径不速度相同，但由于蜗轮上的半径不断改变，从而使蜗轮和齿坯产生不断改变，从而使蜗轮和齿坯产生不均匀回转，角速度在（均匀回转，角速度在（+）和）和（-）之间，以一转为周期变化。）之间，以一转为周期变化。运动偏心产生切向误差，从而产生运动偏心产生切向误差，从而产生齿距偏差。齿距偏差。10.2.2影响传动平稳性的因素影响传动平稳性的因素影响齿轮传动平稳性的因素主要是影响齿轮传动平稳性的因素主要是同侧齿面间的同侧齿面间的各类短周期偏差各类短周
11、期偏差。造成这类偏差的主要原因是齿轮加。造成这类偏差的主要原因是齿轮加工过程中的工过程中的刀具误差刀具误差，包括滚刀基节齿距偏差、滚刀，包括滚刀基节齿距偏差、滚刀齿廓总偏差、滚刀的径向跳动与轴向窜动等；机床齿廓总偏差、滚刀的径向跳动与轴向窜动等；机床传传动链误差动链误差，包括机床分度蜗杆引起的误差等、磨齿时，包括机床分度蜗杆引起的误差等、磨齿时磨床分度盘的分度误差，基圆半径调整误差、砂轮角磨床分度盘的分度误差，基圆半径调整误差、砂轮角度误差等。度误差等。这些误差在齿坯一转中多次重复出现，为短周期这些误差在齿坯一转中多次重复出现，为短周期误差。误差。 1. 1. 基圆齿距偏差基圆齿距偏差ffpb
12、pb 基圆齿距偏差基圆齿距偏差ffpbpb是指实际是指实际基圆齿距与公称基圆齿距之差，基圆齿距与公称基圆齿距之差，主要是由滚刀的基节偏差和齿形主要是由滚刀的基节偏差和齿形误差产生的。误差产生的。 一对齿轮正常啮合时，当第一对齿轮正常啮合时，当第一个轮齿尚未脱离啮合时，第二一个轮齿尚未脱离啮合时，第二个轮齿应进入啮合。当两齿轮基个轮齿应进入啮合。当两齿轮基节相等时，这种啮合过程将平稳节相等时，这种啮合过程将平稳地连续进行。若齿轮具有基圆齿地连续进行。若齿轮具有基圆齿距偏差，则这种啮合过程将被破距偏差，则这种啮合过程将被破坏，使瞬时速比发生变化，产生坏，使瞬时速比发生变化，产生撞击，引起振动和噪声
13、，影响传撞击，引起振动和噪声，影响传动平稳性。动平稳性。 2.齿廓总偏差齿廓总偏差 由于刀具成形面的近似造型、由于刀具成形面的近似造型、制造、刃磨误差，以及机床传动链制造、刃磨误差，以及机床传动链误差，会引起被切齿轮齿面产生波误差，会引起被切齿轮齿面产生波纹，造成齿廓总偏差。纹，造成齿廓总偏差。 由齿轮啮合的基本规律可知，由齿轮啮合的基本规律可知，渐开线齿轮之所以能平稳传动，是渐开线齿轮之所以能平稳传动，是由于传动的瞬时啮合节点保持不变。由于传动的瞬时啮合节点保持不变。若存在齿廓总偏差，理应在若存在齿廓总偏差，理应在a a点接点接触而实际在触而实际在aa点接触，从而使瞬点接触，从而使瞬时啮合节
14、点发生变化，导致齿轮在时啮合节点发生变化，导致齿轮在一齿啮合范围内的瞬时传动比不断一齿啮合范围内的瞬时传动比不断改变，影响传动平稳性。改变，影响传动平稳性。10.2.3影响载荷分布均匀性的因素影响载荷分布均匀性的因素1、齿轮本身的误差、齿轮本身的误差齿轮本身的误差主要是齿齿轮本身的误差主要是齿廓总偏差和螺旋线总偏差。齿廓总偏差和螺旋线总偏差。齿廓总偏差影响齿高方向的接触廓总偏差影响齿高方向的接触百分比；螺旋线总偏差影响齿百分比；螺旋线总偏差影响齿宽方向的接触百分比。宽方向的接触百分比。螺旋线总偏差主要由齿轮螺旋线总偏差主要由齿轮定位端面的端面圆跳动造成的。定位端面的端面圆跳动造成的。螺旋线总偏
15、差螺旋线总偏差安装轴线的平行度误差安装轴线的平行度误差2、安装轴线的平行线误、安装轴线的平行线误差差一对齿轮轴线彼此不一对齿轮轴线彼此不平行，尽管齿轮本身制造平行，尽管齿轮本身制造精度较高，也不能保证全精度较高，也不能保证全长接触。所以还必须控制长接触。所以还必须控制安装轴线的平行度误差。安装轴线的平行度误差。10.2.4影响侧隙的因素影响侧隙的因素适当的侧隙是齿轮副正常工作的必要条件。适当的侧隙是齿轮副正常工作的必要条件。侧隙可用改变齿轮副中心距和减薄齿轮齿廓厚度侧隙可用改变齿轮副中心距和减薄齿轮齿廓厚度的方法来获得。的方法来获得。因此，影响侧隙的因素有：齿廓总偏差、因此，影响侧隙的因素有：
16、齿廓总偏差、齿距偏差及径向跳动、齿厚偏差及齿轮安装轴线齿距偏差及径向跳动、齿厚偏差及齿轮安装轴线的中心距偏差。的中心距偏差。10.3评定齿轮精度的偏差项目评定齿轮精度的偏差项目及齿轮副侧隙的必检参数及齿轮副侧隙的必检参数 为了评定齿轮的三项精度，为了评定齿轮的三项精度，GB/T GB/T 10095.110095.12200122001规定的应检指标是规定的应检指标是齿距偏齿距偏差差（单个齿距偏差、齿距累积偏差、齿距（单个齿距偏差、齿距累积偏差、齿距累积总偏差）、累积总偏差）、齿廓总偏差齿廓总偏差和和螺旋线总偏螺旋线总偏差差。为了评定齿轮副的侧隙大小，通常检。为了评定齿轮副的侧隙大小，通常检测
17、测齿厚偏差或公法线长度偏差齿厚偏差或公法线长度偏差。 在此标准中，将齿轮偏差与公差共用一个符在此标准中，将齿轮偏差与公差共用一个符号表示，例如号表示，例如F F既表示齿廓总偏差，也表示齿廓既表示齿廓总偏差，也表示齿廓总公差。单项要素测量所用的偏差符号用小写字总公差。单项要素测量所用的偏差符号用小写字母（如母（如f f）加上相应的下标表示；若干单项要素偏）加上相应的下标表示；若干单项要素偏差组成的差组成的“累积累积”或或“总总”偏差所用的符号，采偏差所用的符号，采用大写字母（如用大写字母（如F F）加上相应的下标表示。）加上相应的下标表示。 为了能从符号上区分实际偏差与其允许值为了能从符号上区分
18、实际偏差与其允许值（公差或极限偏差），在其符号前加注（公差或极限偏差），在其符号前加注“”“”表表示实际偏差。如示实际偏差。如FF表示齿廓总偏差，表示齿廓总偏差，F F表示齿表示齿廓总公差。廓总公差。10.3.1评定齿轮精度的必检偏差项目评定齿轮精度的必检偏差项目 1. 1. 传递运动准确性的必检参数传递运动准确性的必检参数（1 1）齿距累积总偏差）齿距累积总偏差FFp p（F Fp p） 是指在分度圆上，任意两个同侧齿面间的实际弧长与公称是指在分度圆上，任意两个同侧齿面间的实际弧长与公称弧长之差的最大绝对值。弧长之差的最大绝对值。 齿距累积总偏差反映了一转内任意个齿距的最齿距累积总偏差反映了
19、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，因而可以较为全面地反映和运动偏心的综合结果，因而可以较为全面地反映齿轮的传递运动准确性，是一项综合性的评定项目。齿轮的传递运动准确性，是一项综合性的评定项目。但因为只在分度圆上测量，故不如切向综合总偏差但因为只在分度圆上测量，故不如切向综合总偏差反映的全面。反映的全面。 合格条件：合格条件：齿距累积总偏差不大于齿距累积公差，齿距累积总偏差不大于齿距累积公差，即即FFp p F Fp p齿距累积总偏差的测量齿距累积总偏差的测量万能测齿仪万能测齿仪（2 2）齿距累积偏差
20、）齿距累积偏差FFpkpk（FFpkpk） 对于齿数较多且精度要求很高的齿轮、非整圆齿轮或高速对于齿数较多且精度要求很高的齿轮、非整圆齿轮或高速齿轮，要求评定一段齿范围内（齿轮，要求评定一段齿范围内（k k个齿距范围内）的齿距累积偏个齿距范围内）的齿距累积偏差差FFpkpk 。 K K个齿距累积偏差个齿距累积偏差FFpk pk 是指在分度圆上，是指在分度圆上，K K个齿距间的个齿距间的实际弧长与公称弧长之差的最大绝对值，通常实际弧长与公称弧长之差的最大绝对值，通常K K为为2 2到到Z Z8 8的整的整数。规定数。规定FFpkpk是为了限制齿距累积偏差集中在局部圆周上。是为了限制齿距累积偏差集
21、中在局部圆周上。 合格条件：合格条件：所有的所有的FFpkpk都在齿距累积极限都在齿距累积极限偏差偏差FFpkpk的范围内，的范围内，即即 -F -FpkpkFFpkpkF Fpkpk或或 F FpkmaxpkmaxFFpkpk 2.齿轮传动平稳性的必检参数齿轮传动平稳性的必检参数 评定齿轮传动平稳性的精度的必检指标是单个齿距偏差评定齿轮传动平稳性的精度的必检指标是单个齿距偏差ffptpt和齿廓总偏差和齿廓总偏差F F。 （1 1）单个齿距偏差）单个齿距偏差 f fptpt（ffptpt） 是指在齿轮端平面上，在接近齿高中部的一个与齿轮基是指在齿轮端平面上，在接近齿高中部的一个与齿轮基准轴线同
22、心的圆上，实际齿距与理论齿距的代数差，取其中准轴线同心的圆上，实际齿距与理论齿距的代数差，取其中绝对值最大的数值绝对值最大的数值ffptmaxptmax作为评定值作为评定值。 当齿轮存在齿距偏差时，无论是正值还是负值，当齿轮存在齿距偏差时，无论是正值还是负值，都会在一对齿啮合完毕而另一对齿进入啮合时，主都会在一对齿啮合完毕而另一对齿进入啮合时，主动齿与被动齿发生冲撞，影响齿轮传动的平稳性精动齿与被动齿发生冲撞，影响齿轮传动的平稳性精度。度。 合格条件：合格条件：所有的所有的ffptpt都在单个齿距极限偏差都在单个齿距极限偏差ffptpt的范围内，的范围内， 即即 - f - fptptffpt
23、ptf fptpt 或或 f fptmaxptmaxffptpt（2 2） 齿廓总偏差齿廓总偏差FF（F F） 齿廓总偏差齿廓总偏差FF在计值范围在计值范围L L内，包容实际齿廓迹内，包容实际齿廓迹线的两条设计齿廓迹线间的距离。线的两条设计齿廓迹线间的距离。齿廓总偏差的测量原理齿廓总偏差的测量原理单盘式渐开线检查仪工作原理单盘式渐开线检查仪工作原理 齿廓总偏差会造成齿廓面在啮合过程中使接齿廓总偏差会造成齿廓面在啮合过程中使接触点偏离啮合线，引起瞬时传动比的变化，破坏触点偏离啮合线，引起瞬时传动比的变化，破坏了传动的平稳性。了传动的平稳性。 合格条件：合格条件：轮齿左、右齿面的齿廓总偏差轮齿左、
24、右齿面的齿廓总偏差FF不大于齿廓总公差不大于齿廓总公差F F 即即 F FFF3.载荷分布均匀性的必检参数载荷分布均匀性的必检参数 载荷分布均匀性的必检参数载荷分布均匀性的必检参数是螺旋线总偏差是螺旋线总偏差FF（F F）。）。 螺旋线总偏差螺旋线总偏差FF 是指是指在计值范围（在计值范围（L L）内，包容实际）内，包容实际螺旋线迹线的两条设计螺旋线迹螺旋线迹线的两条设计螺旋线迹线间的距离。该项偏差主要影响线间的距离。该项偏差主要影响齿面接触精度，即载荷分布均匀齿面接触精度，即载荷分布均匀性。性。 合格条件：合格条件：均匀分布的三个轮齿或更多轮均匀分布的三个轮齿或更多轮齿左、右齿面的螺旋线总偏
25、差齿左、右齿面的螺旋线总偏差FF不大于不大于螺旋线总公差螺旋线总公差F F 即即 F FFF4.齿轮侧隙的必检参数齿轮侧隙的必检参数 齿轮副侧隙的大小与齿轮齿厚减齿轮副侧隙的大小与齿轮齿厚减薄量有着密切的关系。齿轮齿厚（以薄量有着密切的关系。齿轮齿厚（以分度圆弧长计值）减薄量可以用齿厚分度圆弧长计值）减薄量可以用齿厚偏差或公法线长度偏差来评定。偏差或公法线长度偏差来评定。 （1 1）齿厚偏差）齿厚偏差EEsnsn（E Esnssns，E Esnisni） 对于直齿轮，齿厚偏差对于直齿轮，齿厚偏差EEsnsn是指是指在分度圆柱面上，实际齿厚与公称齿在分度圆柱面上，实际齿厚与公称齿厚之差。对于斜齿
26、轮，指法向实际齿厚之差。对于斜齿轮，指法向实际齿厚与公称齿厚之差。厚与公称齿厚之差。 合格条件：合格条件：齿厚偏差齿厚偏差EEsnsn在齿厚极限偏差范围在齿厚极限偏差范围内，内， 即即 E EsnisniEEsnsnEEsnssns 齿轮齿厚的实际尺寸减小或增大，实际公法齿轮齿厚的实际尺寸减小或增大，实际公法线长度相应地增大或减小，因此可以测量公法线线长度相应地增大或减小，因此可以测量公法线长度代替测量齿厚，以评定齿厚减薄量。长度代替测量齿厚，以评定齿厚减薄量。 （2 2）公法线长度偏差）公法线长度偏差EEbnbn（E Ebnsbns，E Ebnibni） 齿轮因齿厚减薄使公法线长度也相应减小
27、，所齿轮因齿厚减薄使公法线长度也相应减小，所以可用公法线长度偏差作为反映侧隙的一项指标。以可用公法线长度偏差作为反映侧隙的一项指标。 公法线长度是指齿轮上几个轮齿的两端异向齿公法线长度是指齿轮上几个轮齿的两端异向齿廓间所包含的一段基圆圆弧，也是该两端异向齿廓廓间所包含的一段基圆圆弧，也是该两端异向齿廓基圆切线线段的长度。基圆切线线段的长度。 公法线长度偏差公法线长度偏差EEbnbn是指公法线实际长度是指公法线实际长度W与与公法线公称长度公法线公称长度Wk k之差。之差。 即即 E Ebnbn= =W-Wk k其中其中 Wk k =mcos=mcos（k-0.5k-0.5）+Zinv+2xmsi
28、n+Zinv+2xmsin 式中式中 x x 变位系数；变位系数； inv inv渐开线函数，渐开线函数， inv20=0.014904 inv20=0.014904； k k 测量时的跨齿数，测量时的跨齿数， k= Z/9+0.5 k= Z/9+0.5合格条件：合格条件：公法线长度偏差公法线长度偏差EEbnbn在其极限偏差在其极限偏差（E Ebnibni，E Ebnsbns）范围内，）范围内，即即 E EbnibniEEbnbnEEbnsbns10.3.2评定齿轮精度的可选用偏差参数评定齿轮精度的可选用偏差参数 1. 1. 传递运动准确性的可选用参数传递运动准确性的可选用参数（1 1）切向综
29、合总偏差）切向综合总偏差FFi i（F Fi i） 是指被测齿轮与理想精确的测量齿轮是指被测齿轮与理想精确的测量齿轮单面啮合单面啮合时，在被测齿轮一转内，齿轮分度圆上实际圆周位时，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。移与理论圆周位移的最大差值。 切向综合总偏差切向综合总偏差FFi i是齿轮几何偏心与运动是齿轮几何偏心与运动偏心以及单齿误差的综合结果，所以，它是评定齿偏心以及单齿误差的综合结果，所以，它是评定齿轮传递运动准确性的最精确的指标。轮传递运动准确性的最精确的指标。 切向综合总偏差切向综合总偏差FFi i的测量方法的测量方法单啮仪测量原理图单啮仪测量原理图
30、切向综合偏差曲线图切向综合偏差曲线图 下图为在单啮仪上画出的切向综合偏差曲线图，横坐标下图为在单啮仪上画出的切向综合偏差曲线图，横坐标表示被测齿轮转角，纵坐标表示偏差。如果齿轮没有偏差，表示被测齿轮转角，纵坐标表示偏差。如果齿轮没有偏差，偏差曲线应是与横坐标重合的直线。在齿轮一转范围内，过偏差曲线应是与横坐标重合的直线。在齿轮一转范围内，过曲线最高、最低点做与横坐标平行的两条直线，它们之间的曲线最高、最低点做与横坐标平行的两条直线，它们之间的距离即为距离即为FFi i值。值。 合格条件：合格条件：切向综合总偏差切向综合总偏差FFi i不大不大于切向综合总公差于切向综合总公差F Fi i 即即
31、F Fi iFFi i（2 2）径向综合总偏差）径向综合总偏差FFi i（F Fi i）是指在径向综合检验时，被测齿轮的左、右齿面同时是指在径向综合检验时，被测齿轮的左、右齿面同时与理想精确的测量齿轮与理想精确的测量齿轮双面啮合双面啮合，在被测齿轮一转内，中心，在被测齿轮一转内，中心距最大值与最小值之差。径向综合总偏差除了反映几何偏心距最大值与最小值之差。径向综合总偏差除了反映几何偏心之外，也反映基圆齿距偏差和齿廓总偏差。之外，也反映基圆齿距偏差和齿廓总偏差。径向综合总偏差径向综合总偏差FFi i的测量方法的测量方法双啮仪测量原理图双啮仪测量原理图合格条件：合格条件：径向综合总偏差径向综合总偏
32、差FFi i不大于不大于径向综合总公差径向综合总公差F Fi i 即即 F Fi i F Fi i（3 3）径向跳动）径向跳动FFr r（F Fr r） 是指测头（球形、圆柱形、砧形）相继置于每个齿槽是指测头（球形、圆柱形、砧形）相继置于每个齿槽内，从测头到齿轮基准轴线的最大和最小径向距离之差。径内，从测头到齿轮基准轴线的最大和最小径向距离之差。径向跳动是由于齿轮的轴线和基准孔的中心线存在几何偏心引向跳动是由于齿轮的轴线和基准孔的中心线存在几何偏心引起的，当几何偏心为起的，当几何偏心为e e时，时，FFr r =2e=2e。 径向跳动径向跳动FFr r与径向综合总偏差与径向综合总偏差FFi i
33、的关系如下图：的关系如下图：径向跳动径向跳动FFr r的测量方法的测量方法检验径向跳动用径向跳动检查仪，测头在接近齿高中部与检验径向跳动用径向跳动检查仪，测头在接近齿高中部与左、右齿面接触，在被测齿轮一转内，指示表最大值与最小值左、右齿面接触，在被测齿轮一转内，指示表最大值与最小值之差。之差。径向跳动曲线径向跳动曲线 合格条件：合格条件：径向跳动偏差径向跳动偏差FFr r不大于径不大于径向跳动公差向跳动公差F Fr r 即即 F Fr r F Fr r（4 4）公法线长度变动）公法线长度变动FFw w（F Fw w） 是指在齿轮一周内，跨是指在齿轮一周内，跨k k个齿的公法线长度个齿的公法线长
34、度的最大值与最小值之差。即的最大值与最小值之差。即 F Fw w =w=wmax max - w- wminmin 公法线长度的变动说明齿廓沿基圆切线方向有公法线长度的变动说明齿廓沿基圆切线方向有误差，因此公法线长度变动可以反映滚齿时由运动误差，因此公法线长度变动可以反映滚齿时由运动偏心影响引起的切向误差，但不能反映齿轮的径向偏心影响引起的切向误差，但不能反映齿轮的径向误差。误差。公法线长度变动公法线长度变动FFw w 的测量方法的测量方法由于测量公法线长度与齿轮基准轴线无关，因由于测量公法线长度与齿轮基准轴线无关，因此公法线长度变动可用公法线千分尺、公法线卡尺此公法线长度变动可用公法线千分尺
35、、公法线卡尺等测量。等测量。合格条件：合格条件：公法线长度变动偏差公法线长度变动偏差FFw w 不大于不大于公法线长度变动公差公法线长度变动公差F Fw w 即即 F Fw w F Fw w2.传动平稳性的可选用参数传动平稳性的可选用参数 （1 1）一齿切向综合偏差）一齿切向综合偏差ffi i（f fi i） 指被测齿轮与理想精确的测量齿轮单面啮合指被测齿轮与理想精确的测量齿轮单面啮合时，在被测齿轮一齿距角内，实际转角与公称转角时，在被测齿轮一齿距角内，实际转角与公称转角之差的最大幅度值。之差的最大幅度值。 ffi i主主要要反反映映由由刀刀具具和和分分度度蜗蜗杆杆的的安安装装及及制制造造误误
36、差差所所造造成成的的齿齿形形、齿齿距距等等各各项项短短周周期期误误差差，是是综综合合性性指指标标。其其测测量量仪仪器器与与测测量量FFi i相相同同，如如图图，切向综合误差曲线上的高频波纹即为切向综合误差曲线上的高频波纹即为ffi i。 一齿切向综合偏差一齿切向综合偏差fi i与切向综合总偏差与切向综合总偏差Fi i的关系的关系: 合格条件：合格条件：一齿切向综合偏差一齿切向综合偏差ffi i不大不大于一齿切向综合公差于一齿切向综合公差f fi i 即即 f fi iffi i（2 2）一齿径向综合偏差）一齿径向综合偏差ffi i（f fi i） 指被测齿轮与理想精确的测量齿轮双面啮合时，指被
37、测齿轮与理想精确的测量齿轮双面啮合时，在被测齿轮一齿距内，双齿中心距的最大变动量。在被测齿轮一齿距内，双齿中心距的最大变动量。合格条件：合格条件：一齿径向综合偏差一齿径向综合偏差ffi i不大于不大于 一齿径向综合公差一齿径向综合公差f fi i 即即 f fi i f fi i（3）基圆齿距偏差基圆齿距偏差ffpb pb (f(fpbpb) )实际基圆齿距是指实际基圆齿距是指基圆柱切平面所截的两相基圆柱切平面所截的两相邻同侧齿面交线间的法向邻同侧齿面交线间的法向距离，也等于一个齿廓到距离，也等于一个齿廓到相邻齿廓切平面的最短距相邻齿廓切平面的最短距离。可用基圆齿距检查仪离。可用基圆齿距检查仪
38、检测。检测。基圆齿距检查仪基圆齿距检查仪齿距齿距P Pt t与基圆齿距与基圆齿距P Pb b的关系：的关系：P Pb b=P=Pt tcoscos微分有：微分有：ffpbpb=f=fptptcos-Pcos-Pt tsinsin合格条件：合格条件：基圆齿距偏差基圆齿距偏差ffpbpb在基圆齿距极限偏在基圆齿距极限偏差差ffpbpb范围内范围内即即 -f -fpbpbffpbpb+f+fpbpb小结小结传递运动准确性的评定指标及其检测传递运动准确性的评定指标及其检测必检或选必检或选检检评定指标评定指标代号代号合格条件合格条件检测仪器检测仪器必检必检齿距累积总偏差齿距累积总偏差FFp p（F Fp
39、 p）FFp p F Fp p万能测齿仪万能测齿仪或齿距仪或齿距仪必检必检齿距累积偏差齿距累积偏差FFpkpk（FFpkpk）-F-FpkpkFFpkpkF Fpkpk万能测齿仪万能测齿仪或齿距仪或齿距仪选检选检切向综合总偏差切向综合总偏差FFi i（F Fi i） F Fi i F Fi i单面啮合综合检单面啮合综合检查仪查仪选检选检径向综合总偏差径向综合总偏差FFi i（F Fi i） F Fi i F Fi i双面啮合综合检双面啮合综合检查仪查仪选检选检径向跳动径向跳动FFr r（F Fr r） F Fr r F Fr r径向跳动检查仪径向跳动检查仪选检选检公法线长度变动公法线长度变动F
40、Fw w（F Fw w） F Fw w F Fw w公法线千分尺公法线千分尺小结（续）小结（续）传动平稳性的评定指标及其检测传动平稳性的评定指标及其检测必检或必检或选检选检评定指标评定指标代号代号合格条件合格条件检测仪器检测仪器必检必检单个齿距偏差单个齿距偏差ffptpt（ffptpt）- f- fptptffptptf fptpt齿距仪或万能测齿距仪或万能测齿仪齿仪必检必检齿廓总偏差齿廓总偏差FF（F F）FFFF单盘式高精度渐单盘式高精度渐开线检查仪开线检查仪选检选检一齿切向综合一齿切向综合偏差偏差ffi i （ f fi i）ffi iffi i单面啮合综合检单面啮合综合检查仪查仪选检选
41、检一齿径向综合一齿径向综合偏差偏差 f fi i（f fi i）ffi iffi i 双面啮合综合检双面啮合综合检查仪查仪选检选检基圆齿距偏差基圆齿距偏差ffpb pb (f(fpbpb) ) -f-fpbpb f fpb pb +f+fpbpb基圆齿距检查仪基圆齿距检查仪或万能测齿仪或万能测齿仪小结（续）小结（续）载荷分布均匀性的评定指标及其检测载荷分布均匀性的评定指标及其检测必检或必检或选检选检评定指标评定指标代号代号合格条件合格条件检测仪器检测仪器必检必检螺旋线总偏差螺旋线总偏差FF（F F）FFFF导程仪或螺旋导程仪或螺旋角测量仪角测量仪小结（续）小结（续）齿轮侧隙的评定指标及其检测齿
42、轮侧隙的评定指标及其检测必检或必检或选检选检评定指标评定指标代号代号合格条件合格条件检测仪器检测仪器必检必检齿厚偏差齿厚偏差EEsnsn（E Esnssns，E Esnisni）E EsnisniEEsnsn E Esnssns齿厚游标卡尺齿厚游标卡尺必检必检公法线长度偏公法线长度偏差差EEbnbn（E Ebnsbns，E Ebnibni）E Ebnibni E Ebnbn E Ebnsbns公法线千分尺公法线千分尺作业作业:P351第第1题题10.4渐开线圆柱齿轮精度标准渐开线圆柱齿轮精度标准10.4.1精度等级精度等级GB/T10095.1-2001和和GB/T10095.2-2001对齿
43、轮的精度等级作出了新的规定：圆柱对齿轮的精度等级作出了新的规定：圆柱齿轮不区分直齿与斜齿，统一将精度等级划分为齿轮不区分直齿与斜齿，统一将精度等级划分为012共共13个等级。个等级。0级最高，级最高，12级最低。级最低。其中其中7级是基础级，应用最广，在设计齿轮级是基础级，应用最广，在设计齿轮精度时，尽量选用精度时，尽量选用7级。级。精度等级精度等级加工加工效率效率02展望级展望级供将来发展用供将来发展用35高精度高精度精密齿轮机床上范成加工后精密齿轮机床上范成加工后精密磨齿精密磨齿0.9968中等精度中等精度高精度齿轮机床上范成加工高精度齿轮机床上范成加工后磨齿、剃齿后磨齿、剃齿0.989较
44、低精度较低精度可用任意方法加工可用任意方法加工0.961012低精度低精度可用任意方法加工可用任意方法加工0.95齿轮精度等级的加工齿轮精度等级的加工(P325)各种机械采用的齿轮的精度等级各种机械采用的齿轮的精度等级(P330)应用范用范围精度等精度等级应用范用范围精度等精度等级测量量齿轮3 35 5拖拉机拖拉机6 61010汽汽轮减速器减速器3 36 6一般用途的减速器一般用途的减速器6 69 9金属切削机床金属切削机床3 38 8轧钢设备的小的小齿轮6 61010内燃机内燃机车与与电气机气机车6 67 7矿用用绞车8 81010轻型汽型汽车5 58 8起重机机构起重机机构7 71010重
45、型汽重型汽车6 69 9农业机械机械8 81111航空航空发动机机4 47 710.4.2齿轮各项偏差的计算公式及允许值齿轮各项偏差的计算公式及允许值GB/T10095.1-2001和和GB/T10095.2-2001规定：规定：5级为基本等级，它是计算其它等级级为基本等级，它是计算其它等级偏差允许值的基础，级间公比为偏差允许值的基础，级间公比为2，本级数值除，本级数值除以（或乘以）以（或乘以）2并按圆整规则圆整，即可得到相并按圆整规则圆整，即可得到相邻较高（或较低）等级的数值。邻较高（或较低）等级的数值。5级精度齿轮各种偏差允许值的计算公式见级精度齿轮各种偏差允许值的计算公式见P326。上述
46、标准中，给出了各种偏差的允许值，应用上述标准中，给出了各种偏差的允许值，应用时时查表查表即可。即可。10.4.3齿轮精度等级和齿厚偏差的标注齿轮精度等级和齿厚偏差的标注 1. 1.齿轮精度等级的标注齿轮精度等级的标注 当齿轮所有偏差项目的公差为同一精度等级时，当齿轮所有偏差项目的公差为同一精度等级时，图样上标注精度等级和标准号。如同为图样上标注精度等级和标准号。如同为7 7级精度时，级精度时，标注为：标注为： 7 GB/T 10095.1-2001 或或 7 GB/T 10095.2-2001 当齿轮偏差项目精度等级不同时，图样上标注当齿轮偏差项目精度等级不同时，图样上标注精度等级、带括号的公
47、差符号和标准号。如：精度等级、带括号的公差符号和标准号。如： 7（Fp、fpt、F）、）、6（ F）GB/T 10095.1-2001 2.齿厚偏差的标注齿厚偏差的标注 齿厚偏差（或公法线长度偏差）应在图样右上角的参数齿厚偏差（或公法线长度偏差）应在图样右上角的参数表中注出其极限偏差数值。表中注出其极限偏差数值。 当齿轮的公称齿厚为当齿轮的公称齿厚为S Sn n、齿厚极限偏差为、齿厚极限偏差为E Esnssns 、E Esnisni 时，时，可标注为：可标注为： 当齿轮的公称公法线长度为当齿轮的公称公法线长度为W Wk k、公法线长度极限偏差为、公法线长度极限偏差为E Ebnsbns、E Eb
48、nibni时，可标注为：时，可标注为： ， K=3 K=3 10.5圆柱齿轮精度设计圆柱齿轮精度设计为了保证齿轮传动的使用要求，齿轮的为了保证齿轮传动的使用要求，齿轮的精度设计主要包括：精度设计主要包括：1.齿轮精度等级的选择齿轮精度等级的选择；2.确定最小侧隙和齿厚偏差；确定最小侧隙和齿厚偏差；3.确定轮齿偏差检测项目；确定轮齿偏差检测项目；4.确定齿轮副和齿轮坯精度。确定齿轮副和齿轮坯精度。10.5.1齿轮精度等级的选择齿轮精度等级的选择齿轮的精度等级应根据齿轮的用途、使用要求、齿轮的精度等级应根据齿轮的用途、使用要求、传递功率及圆周速度及其它技术要求而定，同时考传递功率及圆周速度及其它技
49、术要求而定，同时考虑切齿工艺及经济性。选择的方法主要有计算法和虑切齿工艺及经济性。选择的方法主要有计算法和类比法（目前多用）。类比法（目前多用）。1、计算法、计算法应用传动尺寸链的方法计算和分配传动精度，应用传动尺寸链的方法计算和分配传动精度，确定齿轮的精度等级。仅适用于特殊齿轮。确定齿轮的精度等级。仅适用于特殊齿轮。齿轮精度等级的选择齿轮精度等级的选择2、类比法、类比法参考同类产品的齿轮精度，结合具体要求确定，参考同类产品的齿轮精度，结合具体要求确定，参考参考P330表表10-5确定。确定。对于既传递运动有传递动力的齿轮，一般是计对于既传递运动有传递动力的齿轮，一般是计算出齿轮的最高圆周速度
50、，参考表算出齿轮的最高圆周速度，参考表10-6来确定齿来确定齿轮传动平稳性精度等级，然后再确定传递运动正确轮传动平稳性精度等级，然后再确定传递运动正确性和载荷分布均匀性的精度等级。性和载荷分布均匀性的精度等级。圆周速度圆周速度（m/s）表表10-6圆柱齿轮精度的选用圆柱齿轮精度的选用精度等级456789圆周速度(m/s)直齿轮35斜齿轮70直齿轮20斜齿轮40直齿轮至15斜齿轮至30直齿轮至10斜齿轮至15直齿轮至6斜齿轮至10直齿轮至2斜齿轮至4工作条件与适用范围特别精密分度机构中或在最平稳、且无噪声的极高速情况下工作的齿轮；特别精密分度机构中的齿轮；高速汽轮机齿轮；检测67级齿轮用的测量齿
51、轮精密分度机中或要求极平稳且无噪声的高速工作的齿轮；精密分度机构用齿轮；高速汽轮机齿轮；检测89级齿轮用测量齿轮要求最高效率且无噪声的高速平稳工作的齿轮；分度机构的齿轮；特别重要的航空、汽车齿轮；读数装置中特别精密传动的齿轮增速和减速用齿轮传动；金属切削机床进刀机构用齿轮；高速减速器用齿轮；航空、汽车用齿轮；读数装置用齿轮无需特别精密的一般机械制造用齿轮；分度链以外的机床传动齿轮；航空、汽车制造业中不重要齿轮；起重机构用齿轮；农业机械中的小齿轮；通用减速器齿轮用于粗糙工作的齿轮10.5.2最小侧隙和齿厚偏差的确定最小侧隙和齿厚偏差的确定齿轮副侧隙的作用齿轮副侧隙的作用：保证齿轮转动灵活、润滑、
52、：保证齿轮转动灵活、润滑、补偿制造误差、安装误差和热变形等造成的误差。补偿制造误差、安装误差和热变形等造成的误差。获得侧隙的方法获得侧隙的方法有两种，一种是有两种，一种是基齿厚制基齿厚制，即固，即固定齿厚的极限偏差，通过改变中心距的基本偏差来获定齿厚的极限偏差，通过改变中心距的基本偏差来获得不同的最小极限侧隙，此方法用于中心距可调的机得不同的最小极限侧隙，此方法用于中心距可调的机构。另一种方法是构。另一种方法是基中心距制基中心距制，即固定中心距的极限，即固定中心距的极限偏差，通过改变齿厚的上偏差来得到不同的最小极限偏差，通过改变齿厚的上偏差来得到不同的最小极限侧隙，国标采用后一种。侧隙，国标采
53、用后一种。齿厚的上偏差多为负值。齿厚的上偏差多为负值。1.齿轮副侧隙的表示方法齿轮副侧隙的表示方法齿轮副侧隙的两种表示方法：齿轮副侧隙的两种表示方法：法向侧隙法向侧隙jbn和圆周侧隙和圆周侧隙jwt。法向侧隙法向侧隙jbn当两个齿轮的当两个齿轮的工作齿面互相接触时，其非工作工作齿面互相接触时，其非工作面之间的最短距离；面之间的最短距离；圆周侧隙圆周侧隙jwt当固定两啮合当固定两啮合齿轮中的一个，另一个齿轮所能齿轮中的一个，另一个齿轮所能转过的节圆弧长的最大值。理论转过的节圆弧长的最大值。理论上，上，jbn与与jwt存在以下关系：存在以下关系：jbn=jwtcoswtcosb2.最小法向侧隙最小
54、法向侧隙jbnmin的确定的确定齿轮副的最小极限侧隙应根据齿轮工作时的齿轮副的最小极限侧隙应根据齿轮工作时的温度和润滑条件确定，与齿轮的精度等级无关。温度和润滑条件确定，与齿轮的精度等级无关。高温工作的传动齿轮，为保证正常润滑，避免发高温工作的传动齿轮，为保证正常润滑，避免发热卡死，要求有较大的侧隙；而需正反转或读数热卡死，要求有较大的侧隙；而需正反转或读数机构的齿轮，为避免空程，则要求较小的侧隙。机构的齿轮，为避免空程，则要求较小的侧隙。故设计应选定最小法向侧隙故设计应选定最小法向侧隙jbnmin。（1）经验法；）经验法；（2）计算法；）计算法；（3）查表法。）查表法。计算法计算法jbnmi
55、n应等于为补偿温升变形而引起的最小侧应等于为补偿温升变形而引起的最小侧隙量隙量jbnmin1和为保证齿轮工作面的正常工作润滑和为保证齿轮工作面的正常工作润滑所需的最小侧隙所需的最小侧隙jbnmin2之和。即：之和。即：jbnmin=jbnmin1+jbnmin2jbnmin1按下式计算：按下式计算： j jbnmin1bnmin1 =1000a =1000a（1 1tt1 1-2 2tt2 2）2sin2sinn njbnmin2的值取决于润滑方式及工作速度，可查表的值取决于润滑方式及工作速度，可查表10-7。查表法查表法 对于黑色金属材料齿轮和黑色金属材料箱对于黑色金属材料齿轮和黑色金属材料
56、箱体，工作时齿轮节圆线速度小于体，工作时齿轮节圆线速度小于15m/s15m/s，其箱体、，其箱体、轴、轴承都采用常用的商业制造公差的齿轮传轴、轴承都采用常用的商业制造公差的齿轮传动，动，j jbnminbnmin可按下式计算：可按下式计算： 应用时可直接查表应用时可直接查表10-810-8。3.齿厚极限偏差的确定齿厚极限偏差的确定(1)齿厚上偏差齿厚上偏差Esns的确定的确定齿厚上偏差除保证齿轮副所需要的最小法向极限侧隙齿厚上偏差除保证齿轮副所需要的最小法向极限侧隙j bnmin外，还应补偿由于齿轮副的加工误差和安装误差所外，还应补偿由于齿轮副的加工误差和安装误差所引起的引起的侧隙减小量侧隙减
57、小量 J bn 。J bn 可按下式计算：可按下式计算：即侧隙减小量即侧隙减小量Jbn与基节极限偏差与基节极限偏差fpb、螺旋线总偏差、螺旋线总偏差F、轴线平面内的平行度偏差轴线平面内的平行度偏差f、垂直平面上的平行度偏差、垂直平面上的平行度偏差f等因素有关。当等因素有关。当n=20时，时，齿轮副的中心距偏差齿轮副的中心距偏差fa也是影响齿轮副侧隙的一个也是影响齿轮副侧隙的一个因素。中心距偏差为负值时，将使侧隙减小，故最小法因素。中心距偏差为负值时，将使侧隙减小，故最小法向极限侧隙向极限侧隙jbnmin与齿轮副中两齿轮的齿厚上、下偏差与齿轮副中两齿轮的齿厚上、下偏差Esns1、Esns2、中心
58、距偏差、中心距偏差fa、侧隙减小量、侧隙减小量J bn有如下有如下关系：关系：为便于设计和计算，一般令两齿轮为便于设计和计算，一般令两齿轮Esns1=Esns2=Esns，则齿轮的齿厚上偏差为：则齿轮的齿厚上偏差为：(2)齿厚下偏差齿厚下偏差Esni的确定的确定齿厚下偏差齿厚下偏差Esni由齿厚上偏差由齿厚上偏差Esns与齿厚公差与齿厚公差Tsn确确定，即定，即:Esni=Esns-Tsn齿厚公差齿厚公差Tsn可由下式计算：可由下式计算：可见，齿厚公差与反映一周中各齿厚度变动的齿圈可见，齿厚公差与反映一周中各齿厚度变动的齿圈径向跳动公差径向跳动公差Fr和切齿加工时的切齿径向进刀公差和切齿加工时
59、的切齿径向进刀公差br有有关。关。br的数值与齿轮的精度等级关系，如表的数值与齿轮的精度等级关系，如表10-9所示。所示。(3)公法线长度上、下偏差的确定公法线长度上、下偏差的确定公法线长度偏差是指在齿轮一周内，实际公法线长度偏差是指在齿轮一周内，实际公法线长度公法线长度Wa与公称公法线长度与公称公法线长度WK之差。之差。公法线长度上、下偏差公法线长度上、下偏差Ebns、Ebni分别由分别由齿厚上、下偏差齿厚上、下偏差Esns、Esni换算得到，换算关系换算得到，换算关系为：为：在选择齿轮偏差检验项目时，应根据齿轮在选择齿轮偏差检验项目时，应根据齿轮的规格、用途、生产规模、精度等级、齿轮加的规
60、格、用途、生产规模、精度等级、齿轮加工方法、计量仪器、检验目的等因素综合分析，工方法、计量仪器、检验目的等因素综合分析，合理选择：合理选择：1、齿轮加工方法、齿轮加工方法齿轮加工时，不同的加工方法将产生不同齿轮加工时，不同的加工方法将产生不同的齿轮误差。如，滚齿机工作台的分度蜗轮偏的齿轮误差。如，滚齿机工作台的分度蜗轮偏心，将是工件产生公法线长度变动，磨齿加工心，将是工件产生公法线长度变动，磨齿加工时的分度机构误差，将产生齿距累积偏差；时的分度机构误差，将产生齿距累积偏差；10.5.3齿轮偏差项目的确定齿轮偏差项目的确定2、齿轮精度、齿轮精度如果被加工齿轮精度要求较低，机床精度如果被加工齿轮精
61、度要求较低，机床精度足够时，则由齿轮加工机床引起的齿轮误差可足够时，则由齿轮加工机床引起的齿轮误差可以不检验，如齿距误差项目；以不检验，如齿距误差项目；如果齿轮精度要如果齿轮精度要求高，可选综合性的齿轮误差检验项目，如切求高，可选综合性的齿轮误差检验项目，如切（径）向综合总偏差等。（径）向综合总偏差等。3、检验目的、检验目的最终检验时应选用综合性的检验项目；工艺最终检验时应选用综合性的检验项目；工艺检验时可选用单项检验项目，以便于分析齿轮误检验时可选用单项检验项目，以便于分析齿轮误差产生的原因。差产生的原因。4、生产规模、生产规模大批量生产齿轮时，应采用综合性的检验项大批量生产齿轮时，应采用综
62、合性的检验项目，以提高检验效率；单件小批量生产时，可采目，以提高检验效率；单件小批量生产时，可采用单项检验项目。用单项检验项目。5、设备条件、设备条件单项检验项目单项检验项目必检项目：必检项目：1、齿距偏差、齿距偏差包括包括齿距累积总偏差齿距累积总偏差FFp p 、齿距齿距累积偏差累积偏差FFpk pk 、单个齿距偏差单个齿距偏差 f fptpt；2、齿廓、齿廓总总偏差偏差FF ；3、螺旋线、螺旋线总总偏差偏差FF ；4、齿厚偏差、齿厚偏差EEsnsn或公法线长度偏差或公法线长度偏差EEbn bn ； 5、径向跳动、径向跳动FFr r 。综合检验项目综合检验项目单面啮合综合检验项目：单面啮合综
63、合检验项目：切向综合总偏差切向综合总偏差FFi i和一齿和一齿切向综合偏差切向综合偏差ffi i双面啮合综合检验项目：双面啮合综合检验项目：径向综合总偏差径向综合总偏差FFi i和一齿和一齿径向综合偏差径向综合偏差ffi i 推荐的齿轮检验组推荐的齿轮检验组检验检验组组评定指标组合评定指标组合适用等级适用等级生产批量生产批量1F Fp p、F F、F F、 F Fr r、E Esnsn或或E Ebnbn3-93-9单件、小批量单件、小批量2F Fp p、f fpt pt 、F F、F F、F Fr r、E Esnsn或或E Ebnbn3-93-9单件、小批量单件、小批量3F Fi i、f fi
64、 i、E Esnsn或或E Ebnbn6-96-9大大批量批量4f fptpt、F Fr r、E Esnsn或或E Ebnbn10-1210-12小批量小批量5F Fi i、f fi i、F F、 E Esnsn或或E Ebnbn3-63-6大大批量批量1、齿轮副的精度、齿轮副的精度前面所讨论的都是单前面所讨论的都是单个齿轮的加工误差，除此个齿轮的加工误差，除此之外，齿轮副的安装误差之外，齿轮副的安装误差同样影响齿轮传动的使用同样影响齿轮传动的使用性能，因此对这类误差也性能，因此对这类误差也应加以控制。应加以控制。（1）中心距偏差）中心距偏差f a a 指在齿轮副的齿宽中指在齿轮副的齿宽中间平
65、面内，实际中心距与间平面内，实际中心距与公称中心距之差。公称中心距之差。10.5.4齿轮副和齿轮坯精度的确定齿轮副和齿轮坯精度的确定中心距偏差会影响齿轮工作时的侧中心距偏差会影响齿轮工作时的侧隙。当实际中心距小于公称隙。当实际中心距小于公称(设计设计)中心中心距时，会使侧隙减小；反之，会使侧隙距时，会使侧隙减小；反之，会使侧隙增大。为保证侧隙要求，要求用中心距增大。为保证侧隙要求，要求用中心距允许偏差允许偏差f a来控制中心距偏差：来控制中心距偏差：f af af a1、齿轮副的精度（续）、齿轮副的精度（续）（2）轴线的平行度偏差）轴线的平行度偏差一对齿轮副的轴线若产生平行度偏差，必然一对齿轮
66、副的轴线若产生平行度偏差，必然会影响齿面的正常接触，使载荷分布不均匀，同会影响齿面的正常接触，使载荷分布不均匀，同时还会使侧隙在全齿宽上大小不等。为此，必须时还会使侧隙在全齿宽上大小不等。为此，必须进行控制。进行控制。轴线的平行度偏差与向量的方向有关，有轴轴线的平行度偏差与向量的方向有关，有轴线平面内的平行度误差和垂直平面的平行度误差。线平面内的平行度误差和垂直平面的平行度误差。1、齿轮副的精度（续）、齿轮副的精度（续）a.轴线平面内的平行度偏差轴线平面内的平行度偏差f指一对齿轮的轴指一对齿轮的轴线在轴线平面上投影的平线在轴线平面上投影的平行度误差。行度误差。b.垂直平面上的平行度偏差垂直平面
67、上的平行度偏差f指一对齿轮的指一对齿轮的轴线，在垂直于基准平面，轴线，在垂直于基准平面，且平行于基准轴线的平面且平行于基准轴线的平面上投影的平行度误差。上投影的平行度误差。1、齿轮副的精度（续）、齿轮副的精度（续）f的公差的公差f和和f的公差的公差f有以有以下关系：下关系：1、齿轮副的精度（续）、齿轮副的精度（续）（3）接触斑点）接触斑点接触斑点是指装配好的齿轮副，在轻微制动接触斑点是指装配好的齿轮副，在轻微制动下，运转后齿面上分布的接触擦亮痕迹。下，运转后齿面上分布的接触擦亮痕迹。“轻微轻微制动制动”是指不使轮齿脱离，又不使轮齿和传动装是指不使轮齿脱离，又不使轮齿和传动装置发生较大变形的制动
68、力时的制动状态。置发生较大变形的制动力时的制动状态。1、齿轮副的精度（续）、齿轮副的精度（续）接触痕迹的大小在齿面展开图上用百分数计算。接触痕迹的大小在齿面展开图上用百分数计算。1、齿轮副的精度（续）、齿轮副的精度（续）1、齿轮副的精度（续）、齿轮副的精度（续）由于齿坯的内孔、顶圆和由于齿坯的内孔、顶圆和端面通常作为齿轮的加工、测端面通常作为齿轮的加工、测量和装配的基准，齿坯的加工量和装配的基准，齿坯的加工精度对齿轮加工的精度、测量精度对齿轮加工的精度、测量准确度和安装精度影响很大，准确度和安装精度影响很大，在一定的条件下，控制齿轮毛在一定的条件下，控制齿轮毛坯精度来保证和提高齿轮加工坯精度来
69、保证和提高齿轮加工精度。因此，标准对齿轮毛坯精度。因此，标准对齿轮毛坯公差作了具体规定。公差作了具体规定。2、齿轮坯的精度、齿轮坯的精度齿轮坯的形状很多，基本上有两种：齿轮坯的形状很多，基本上有两种：一种是带孔齿轮的齿坯，另一种是齿轮一种是带孔齿轮的齿坯，另一种是齿轮轴的齿坯。轴的齿坯。齿轮的工作基准是转轴的公共基准齿轮的工作基准是转轴的公共基准轴线，它是由某些基准来确定的，一种轴线，它是由某些基准来确定的，一种是用一个是用一个“长长”圆柱面内孔来确定基准圆柱面内孔来确定基准轴线，另一种是用两个轴线，另一种是用两个“短短”基准面来基准面来确定基准轴线。确定基准轴线。2、齿轮坯的精度（续）、齿轮
70、坯的精度（续）1）带孔齿轮齿坯的）带孔齿轮齿坯的形位公差形位公差齿轮的工作基齿轮的工作基准是用一个准是用一个“长长”圆柱面内孔来确定圆柱面内孔来确定基准轴线。基准轴线。2、齿轮坯的精度（续）、齿轮坯的精度（续）图图10-31 用用一一个个“长长”的的基基 准面来确定基准轴线准面来确定基准轴线2）齿轮轴的齿坯的形位公差）齿轮轴的齿坯的形位公差齿轮的工作基准是用两个齿轮的工作基准是用两个“短短”基基准面来确定基准轴线。准面来确定基准轴线。2、齿轮坯的精度（续）、齿轮坯的精度（续）两个两个“短短”基准面来确定基准轴线基准面来确定基准轴线齿轮坯精度包括尺寸公差、形位公差、以齿轮坯精度包括尺寸公差、形位
71、公差、以及表面粗糙度。及表面粗糙度。（1）尺寸公差）尺寸公差齿轮坯的尺寸公差包括：基准孔或轴的尺齿轮坯的尺寸公差包括：基准孔或轴的尺寸公差、齿顶圆的尺寸公差。寸公差、齿顶圆的尺寸公差。（2）形位公差）形位公差齿轮坯的形位公差包括：基准孔或轴的形齿轮坯的形位公差包括：基准孔或轴的形状公差（圆度、圆柱度、平面度）、基准面径状公差（圆度、圆柱度、平面度）、基准面径向和端面跳动公差。向和端面跳动公差。2、齿轮坯的精度（续）、齿轮坯的精度（续）表表10-12齿轮坯的尺寸公差和形状公差齿轮坯的尺寸公差和形状公差2、齿轮坯的精度（续）、齿轮坯的精度（续）基准面径向和端面跳动公差基准面径向和端面跳动公差2、齿
72、轮坯的精度（续）、齿轮坯的精度（续）表表10-13基准面与安装面的形状公差基准面与安装面的形状公差2、齿轮坯的精度（续）、齿轮坯的精度（续）表表10-14工作安装面的跳动公差工作安装面的跳动公差2、齿轮坯的精度（续）、齿轮坯的精度（续）（3）齿轮坯的表面粗糙度）齿轮坯的表面粗糙度齿轮坯的表面粗糙度要求查表即可。齿轮坯的表面粗糙度要求查表即可。表表齿轮各主要表面的表面粗糙度推荐值齿轮各主要表面的表面粗糙度推荐值Ra 单位：单位：m2、齿轮坯的精度（续）、齿轮坯的精度（续）已知：某机床主轴箱传动轴上的一对直齿圆柱齿已知：某机床主轴箱传动轴上的一对直齿圆柱齿轮，小齿轮和大齿轮的齿数分别为轮，小齿轮和
73、大齿轮的齿数分别为z1=26，z2=56，模数为，模数为m=2.75，齿宽分别为，齿宽分别为b1=28，b2=24，小齿轮基准孔的基本尺寸为，小齿轮基准孔的基本尺寸为30。转速转速n1=1650r/min，箱体上两对轴承孔的，箱体上两对轴承孔的跨距跨距L相等，皆为相等，皆为90。齿轮材料为钢，箱体材。齿轮材料为钢，箱体材料为铸铁，单件小批生产。料为铸铁，单件小批生产。试设计小齿轮的精度，并画出齿轮工作图。试设计小齿轮的精度，并画出齿轮工作图。10.5.5齿轮精度设计范例齿轮精度设计范例范例范例设计步骤：设计步骤：1.齿轮精度等级的选择齿轮精度等级的选择；2.确定最小侧隙和齿厚偏差；确定最小侧隙
74、和齿厚偏差；3.确定轮齿偏差检测项目；确定轮齿偏差检测项目；4.确定齿轮副和齿轮坯精度。确定齿轮副和齿轮坯精度。范例范例1.齿轮精度等级的选择齿轮精度等级的选择用类比法，查表用类比法，查表10-5，大体确定，大体确定“金属切削金属切削机床机床”38级精度。级精度。此齿轮既传递运动又传递动力，其精度与圆此齿轮既传递运动又传递动力，其精度与圆周速度密切相关，最高圆周速度周速度密切相关，最高圆周速度查表查表10-6，确定小齿轮的平稳性精度等级为，确定小齿轮的平稳性精度等级为7级。级。所以传递运动准确性和载荷分布均所以传递运动准确性和载荷分布均匀性精度等级也定为匀性精度等级也定为7级。级。在图样上可标
75、注为：在图样上可标注为：7GB/T10095.1-2001范例范例2.确定最小侧隙和齿厚极限偏差确定最小侧隙和齿厚极限偏差最小侧隙最小侧隙jbnmin可按下式计算可按下式计算：（中心距（中心距a=112.75mm，法向模数，法向模数mn=m=2.75）=0.133mm范例范例要求齿厚偏差，首先确定侧隙减少量要求齿厚偏差，首先确定侧隙减少量Jbn：（：（查表查表10-2、表表10-3，得，得fpt1=12m，fpt2=12m，F=17m，L=90mm，b=28mm）=42.5m则齿轮的齿厚上偏差为：（则齿轮的齿厚上偏差为：（查表查表10-8得得fa=27m）=-0.103mm范例范例齿厚公差齿厚
76、公差Tsn按公式可得：（按公式可得：（查表查表10-2和表和表10-9得得Fr=30m，切齿径向进刀公差切齿径向进刀公差br=74m）=58m则则齿厚下偏差齿厚下偏差Esni为为:Esni=EsnsTsn=-0.161mm所以，齿厚上、下偏差为：所以，齿厚上、下偏差为：Esns=-0.103mmEsni=-0.161mm范例范例对于中等模数或小模数齿轮，通常用检测公对于中等模数或小模数齿轮，通常用检测公法线长度偏差来代替齿厚偏差。法线长度偏差来代替齿厚偏差。公法线长度上、下偏差公法线长度上、下偏差Ebns、Ebni分别为：分别为：=-0.104=-0.144公法线公称长度公法线公称长度Wk为：
77、为：Wk=mcos（k-0.5）+Zinv+2xmsin=21.296mm测量时的跨齿数测量时的跨齿数K=Z/9+5=3.39，取，取K=3公法线长度可标注为：公法线长度可标注为：，K=3范例范例3.确定轮齿偏差确定轮齿偏差检测项目检测项目选第选第2组：组：F Fp p、f fpt pt 、F F、F F、F Fr r、E Ebnbn查表查表10-2、10-3，得各项公差或极限偏差：，得各项公差或极限偏差：F Fp p=0.038mmf fptpt=0.012mmF F=0.016mm F F=0.017mmF Fr r=0.030mm范例范例4.确定齿轮坯精度确定齿轮坯精度1)基准孔的尺寸公
78、差和形状公差基准孔的尺寸公差和形状公差查表查表10-12，可知基准孔的尺寸公差为，可知基准孔的尺寸公差为IT7，采用包容要求，标注为采用包容要求，标注为300+0.021。基准孔的形状公差选，查表基准孔的形状公差选，查表10-13，取，取0.04（L/b）F或或0.1Fp中较小者中较小者。经计算，。经计算，取取t圆柱度圆柱度=0.002。范例范例E2)齿顶圆的尺寸公差和形状公差齿顶圆的尺寸公差和形状公差齿顶圆的尺寸公差选齿顶圆的尺寸公差选h8，标注为，标注为770-0.046。齿顶圆柱面不作基准，所以不必给出圆柱齿顶圆柱面不作基准，所以不必给出圆柱度公差和径向圆跳动公差。度公差和径向圆跳动公差
79、。3)基准面径向和端面跳动公差基准面径向和端面跳动公差查表查表10-14，可知径向跳动公差，可知径向跳动公差t径跳径跳=0.3Fp=0.011，端面跳动公差，端面跳动公差t端跳端跳=0.2（Dd/b）F=0.008。范例范例4)齿坯表面粗糙度齿坯表面粗糙度查表查表10-15，可知齿面表面粗糙，可知齿面表面粗糙度度Ra=1.25m；查表；查表10-16，可，可知齿轮基准孔知齿轮基准孔Ra=1.25m，齿轮，齿轮基准端面基准端面Ra=2.5m，齿轮顶圆，齿轮顶圆Ra=3.2m，其余为，其余为12.5m。范例范例5.确定齿轮副精度确定齿轮副精度（1）中心距偏差）中心距偏差f a a查表查表10-1，可知，可知f a a=27m，标注为，标注为a=112.750.027。（2）轴线的平行度偏差）轴线的平行度偏差=0.01790/28=0.055=0.028范例范例（3）接触斑点）接触斑点查表查表10-11，可知：，可知：范例范例齿轮的工作图齿轮的工作图
