第10章圓柱齒輪的公差與檢測32學(xué)時

1、國家精品資源共享課國家精品資源共享課第十章第十章 圓柱齒輪公差與檢測圓柱齒輪公差與檢測(The tolerance and inspection for cylindrical gears)國家精品資源共享課國家精品資源共享課第十一章 圓柱齒輪公差與檢測u 第一節(jié) 齒輪傳動的使用要求u 第二節(jié) 影響齒輪使用要求的主要誤差u 第三節(jié) 齒輪的強制性檢測精度指標(biāo)、側(cè)隙指標(biāo)及其檢測u 第四節(jié) 評定齒輪精度時可采用的非強制性檢測精度指標(biāo)及其檢測u 第五節(jié) 齒輪精度指標(biāo)的公差（偏差允許值）及其精度等級與齒輪坯公差u 第六節(jié) 齒輪副中心距極限偏差和軸線平行度公差u 第七節(jié) 齒輪側(cè)隙指標(biāo)的極限偏差u 第八節(jié)

2、圓柱齒輪精度設(shè)計國家精品資源共享課國家精品資源共享課漸開線圓柱齒輪精度制國家標(biāo)準(zhǔn)及圓柱齒輪精度檢驗實施規(guī)范的指導(dǎo)性文件GB/T 10095.12008齒輪同側(cè)齒面偏差的定義和允許值GB/T 10095.22008徑向綜合偏差與徑向跳動的定義和允許值GB/Z 18620.12008齒輪同側(cè)齒面的檢驗GB/Z 18620.22008徑向綜合偏差、徑向跳動、齒厚和側(cè)隙的檢驗GB/Z 18620.32008齒輪坯、軸線平行度的檢驗GB/Z 18620.42008表面結(jié)構(gòu)和齒輪接觸斑點的檢驗國家精品資源共享課國家精品資源共享課第十一章 圓柱齒輪公差與檢測齒輪傳動的主要應(yīng)用：傳遞回轉(zhuǎn)運動、傳遞動力、精密分

3、度。齒輪傳遞的質(zhì)量和效率的決定因素：齒輪的制造精度、齒輪副的安裝精度。國家精品資源共享課國家精品資源共享課第一節(jié) 齒輪傳動的使用要求國家精品資源共享課國家精品資源共享課第一節(jié) 齒輪傳動的使用要求一、齒輪傳遞運動的準(zhǔn)確性一、齒輪傳遞運動的準(zhǔn)確性 齒輪在一轉(zhuǎn)范圍內(nèi)傳動比變化應(yīng)盡量小，以保證主、從動輪齒輪在一轉(zhuǎn)范圍內(nèi)傳動比變化應(yīng)盡量小，以保證主、從動輪的運動協(xié)調(diào)。引起傳遞運動不協(xié)調(diào)的傳動比最大變化量以齒輪一的運動協(xié)調(diào)。引起傳遞運動不協(xié)調(diào)的傳動比最大變化量以齒輪一轉(zhuǎn)為周期。轉(zhuǎn)為周期。二、齒輪的傳動平穩(wěn)性二、齒輪的傳動平穩(wěn)性 齒輪回轉(zhuǎn)過程中瞬時傳動比變化應(yīng)盡量小，以減少撞擊、振齒輪回轉(zhuǎn)過程中瞬時傳動比變

4、化應(yīng)盡量小，以減少撞擊、振動和噪聲。瞬時傳動比的變化是由頻繁出現(xiàn)的齒輪每個齒距動和噪聲。瞬時傳動比的變化是由頻繁出現(xiàn)的齒輪每個齒距(角角)范圍內(nèi)的單齒誤差引起的，影響齒輪傳動平穩(wěn)性。范圍內(nèi)的單齒誤差引起的，影響齒輪傳動平穩(wěn)性。國家精品資源共享課國家精品資源共享課國家精品資源共享課國家精品資源共享課圖10-1 齒輪嚙合的轉(zhuǎn)角誤差國家精品資源共享課國家精品資源共享課圖10-2 從動齒輪的轉(zhuǎn)角誤差曲線國家精品資源共享課國家精品資源共享課圖10-3 齒輪一轉(zhuǎn)總傳動比的變化國家精品資源共享課國家精品資源共享課三、輪齒載荷分布的均勻性三、輪齒載荷分布的均勻性 齒輪工作時其工作齒面應(yīng)接觸良好，避免載荷集中于

5、局齒輪工作時其工作齒面應(yīng)接觸良好，避免載荷集中于局部齒面，以獲得較大的承載能力和較長的壽命。部齒面，以獲得較大的承載能力和較長的壽命。四、齒側(cè)側(cè)隙四、齒側(cè)側(cè)隙 齒輪傳動裝置裝配后，主、從動齒輪工作齒面接觸嚙合齒輪傳動裝置裝配后，主、從動齒輪工作齒面接觸嚙合時，相鄰的兩個非工作齒面之間形成的側(cè)隙（圖時，相鄰的兩個非工作齒面之間形成的側(cè)隙（圖10-4）應(yīng)適）應(yīng)適當(dāng)，用以儲存潤滑油和補償熱變形、彈性變形。當(dāng)，用以儲存潤滑油和補償熱變形、彈性變形。國家精品資源共享課國家精品資源共享課圖10-4國家精品資源共享課國家精品資源共享課 上述4項要求，對于不同用途、不同工作條件的齒輪其側(cè)重點也應(yīng)有所不同。 如

6、：對于分度機構(gòu)，儀器儀表中讀數(shù)機構(gòu)的齒輪，齒輪一轉(zhuǎn)中的轉(zhuǎn)角誤差不超過12，甚至是幾秒，此時，傳遞運動準(zhǔn)確性是主要的； 對于高速、大功率傳動裝置中用的齒輪，如汽輪機減速器上的齒輪，圓周速度高，傳遞功率大，其運動精度、工作平穩(wěn)性精度及接觸精度要求都很高，特別是瞬時傳動比的變化要求小，以減少振動和噪聲； 對于軋鋼機、起重機、運輸機、透平機等低速重載機械， 傳遞動力大，但圓周速度不高，故齒輪接觸精度要求較高，齒側(cè)間隙也應(yīng)足夠大，而對其運動精度則要求不高。 國家精品資源共享課國家精品資源共享課國家精品資源共享課國家精品資源共享課 齒輪齒距分布不均而產(chǎn)生的以齒輪一轉(zhuǎn)為周期的誤差，主要來源于齒輪幾何偏心和運

7、動偏心。一、影響齒輪傳遞運動準(zhǔn)確性的主要誤差國家精品資源共享課國家精品資源共享課1齒輪幾何偏心齒輪幾何偏心 齒輪坯在機床工作臺心軸上的安裝偏心。由于齒輪坯基準(zhǔn)孔與心軸之間間隙等因素的影響，使齒輪坯基準(zhǔn)孔軸線與工作臺回轉(zhuǎn)軸線不重合而產(chǎn)生偏心。這使得滾刀中心到齒輪基準(zhǔn)孔中心的距離時近時遠，因而滾刀切出的各個齒槽的深度不相同。若不考慮其他因素的影響，則這些輪齒在以齒輪基準(zhǔn)孔中心為圓心的圓周上不均勻分布，各個齒距將不相等，且這些齒距按正弦規(guī)律變化，因此影響所切齒輪傳遞運動的準(zhǔn)確性。國家精品資源共享課國家精品資源共享課圖10-5 齒輪幾何偏心對齒距分布均勻性的影響國家精品資源共享課國家精品資源共享課2齒

8、輪運動偏心齒輪運動偏心 齒輪運動偏心齒輪運動偏心是指機床分度蝸輪幾何偏心e2復(fù)映到被切齒輪上的誤差。在滾齒過程中，滾刀勻速回轉(zhuǎn)，經(jīng)過分齒傳動鏈，使分度蝸桿勻速回轉(zhuǎn)，帶動分度蝸輪使其繞工作臺回轉(zhuǎn)中心轉(zhuǎn)動，由于蝸輪的分度圓中心與蝸輪基準(zhǔn)孔中心不一致，使得分度蝸輪的節(jié)圓半徑在最小值(re2)至最大值(r+e2)的范圍內(nèi)變化。若不考慮其他因素的影響，則分度蝸輪的角速度在最大值(+)至最小值()范圍內(nèi)變化。即由于分度齒距分布不均勻的誤差按一定比例復(fù)映到被切齒輪上，這稱為齒輪運動偏心。國家精品資源共享課國家精品資源共享課圖10-6 分度渦輪幾何偏心與齒輪運動偏心國家精品資源共享課國家精品資源共享課圖10-

9、7 具有運動偏心的齒輪國家精品資源共享課國家精品資源共享課 不難看出，運動偏心沒有使齒輪坯相對于滾刀產(chǎn)生徑向位移，但使被切齒輪沿其分度圓切線方向產(chǎn)生額外的切向位移，因而使所切各個輪齒的齒距在分度圓上分布不均勻(各個齒距的大小呈正弦規(guī)律變化)，產(chǎn)生切向誤差。 齒輪幾何偏心和運動偏心同時存在。兩者皆造成以齒輪基準(zhǔn)孔中心為圓心的圓周上各個齒距分布不均勻，且以齒輪一轉(zhuǎn)為周期。它們可能疊加，也可能抵消。在評定齒輪傳遞運動準(zhǔn)確性精度時，應(yīng)以兩者的綜合結(jié)果來評定。國家精品資源共享課國家精品資源共享課 影響齒輪傳動平穩(wěn)性的誤差，是齒輪同側(cè)相鄰齒廓間的齒距偏差和各個齒廓的形狀誤差，主要來源于上一小節(jié)所述引起被切

10、齒輪齒距分布不均勻的加工誤差及齒輪刀具和機床分度蝸桿的制造誤差和安裝誤差。1齒輪同側(cè)相鄰齒廓間的齒距偏差齒輪同側(cè)相鄰齒廓間的齒距偏差 齒輪同側(cè)相鄰齒廓間的齒距偏差稱為單個齒距偏差單個齒距偏差，它是指同側(cè)相鄰齒廓間的實際齒距與理論齒距的代數(shù)差。由于齒輪各個實際齒距存在不同程度的齒距偏差，在齒輪每轉(zhuǎn)一個齒距角的過程中都會出現(xiàn)不同程度的轉(zhuǎn)角誤差，因而引起瞬時傳動比不斷變化，影響齒輪傳動平穩(wěn)性。二、影響齒輪傳動平穩(wěn)性的主要誤二、影響齒輪傳動平穩(wěn)性的主要誤差差國家精品資源共享課國家精品資源共享課2齒輪各齒廓的形狀誤差齒輪各齒廓的形狀誤差 齒輪齒廓的形狀誤差稱為齒廓偏差齒廓偏差，它是指在齒輪端平面內(nèi)實際齒

11、廓形狀對漸開線的形狀誤差。它將導(dǎo)致齒輪工作時，瞬時傳動比不斷變化，影響齒輪傳動平穩(wěn)性。 齒輪每轉(zhuǎn)過一齒時單個齒距偏差和齒廓偏差是同時存在的，因此，在評定齒輪傳動平穩(wěn)性精度時，應(yīng)聯(lián)合采用兩者來評定。 國家精品資源共享課國家精品資源共享課 一對齒輪嚙合過程中，輪齒從齒根到齒頂或從齒頂?shù)烬X根，在齒高上依次接觸，每一瞬間相互嚙合的兩個齒輪在齒寬方向的接觸為直線接觸。直齒輪的接觸線平行于齒輪基準(zhǔn)軸線(輪齒方向平行于齒輪基準(zhǔn)軸線)，斜齒輪的接觸線相對于齒輪基準(zhǔn)軸線傾斜一個角度基圓螺旋角。兩個齒輪在齒高方向的接觸線為齒廓曲線。國家精品資源共享課國家精品資源共享課 齒輪嚙合時，齒面接觸不良會影響輪齒載荷分布均

12、勻性。影響齒寬方向載荷分布均勻性的主要誤差是實際螺旋線對理想螺旋線的偏離量，它稱為螺旋線偏差螺旋線偏差；影響齒高方向載荷分布均勻性的主要誤差是齒廓偏差。三、影響輪齒載荷分布均勻性的主要誤差三、影響輪齒載荷分布均勻性的主要誤差 滾切直齒輪時，刀架導(dǎo)軌相對于工作臺回轉(zhuǎn)軸線的平行度誤差、心軸軸線相對于工作臺回轉(zhuǎn)軸線傾斜、齒輪坯的切齒定位端面對其基準(zhǔn)孔軸線的垂直度誤差等，都會使被切齒輪在齒寬方向產(chǎn)生螺旋線偏差。而滾切斜齒輪時，除了上述因素使被切齒輪產(chǎn)生螺旋線偏差以外，還有機床差動傳動鏈的誤差也會使被切齒輪產(chǎn)生螺旋線偏差。 國家精品資源共享課國家精品資源共享課圖10-8 刀架導(dǎo)軌徑向傾斜的影響圖10-9

13、 刀架導(dǎo)軌切向傾斜的影響 齒輪每個輪齒的螺旋線偏差和齒廓偏差是同時存在的，因此，輪齒載荷分布均勻性精度時應(yīng)聯(lián)合采用兩者來評定。而在確定齒輪公差時，后者由齒輪傳動平穩(wěn)性的公差項目加以控制。國家精品資源共享課國家精品資源共享課圖10-10 切齒時齒輪坯端面的軸向圓跳動產(chǎn)生的螺旋線國家精品資源共享課國家精品資源共享課四、影響側(cè)隙的主要誤差四、影響側(cè)隙的主要誤差 齒輪上影響側(cè)隙大小和側(cè)隙不均勻的主要誤差是齒厚偏差及其變動量。齒厚偏差齒厚偏差是指實際齒厚與公稱齒厚之差。為保證必要的最小側(cè)隙，必須規(guī)定齒厚最小減薄量，即齒厚上偏差齒厚上偏差；為保證側(cè)隙不致過大，須規(guī)定齒厚公差齒厚公差。國家精品資源共享課國家

14、精品資源共享課 為了評定齒輪的三項精度，GB/T 10095.12008規(guī)定了必檢指標(biāo)：齒距偏差齒距偏差(單個齒距偏差、齒距累積偏差、齒距累積總偏差)、齒廓總偏差齒廓總偏差和螺旋線總偏差螺旋線總偏差。為了評定齒輪的齒厚減薄量，常用的指標(biāo)是其齒厚偏差或公法線長度偏差。國家精品資源共享課國家精品資源共享課 評定齒輪傳遞運動準(zhǔn)確性的精度時的必檢指標(biāo)是齒距累積總偏差Fp，有時要增加齒距累積偏差Fpk。 齒距累積總偏差齒距累積總偏差 Fp是指在齒輪端平面上，接近齒高中部的一個與齒輪基準(zhǔn)軸線同心的圓上，任意兩個同側(cè)齒面間的實際弧長與理論弧長代數(shù)差中最大絕對值。一、齒輪傳遞一、齒輪傳遞運動準(zhǔn)確性運動準(zhǔn)確性的

15、強制性檢測精度指標(biāo)及其的強制性檢測精度指標(biāo)及其檢測檢測國家精品資源共享課國家精品資源共享課 對于齒數(shù)較多，且精度要求很高的齒輪、非圓整齒輪或高速齒輪，要求評定一段齒范圍內(nèi)(k個齒距范圍內(nèi))的齒距累積偏差Fpk。 Fpk是指在齒輪端平面上，接近齒高中部的一個與齒輪基準(zhǔn)軸線同心的圓上，任意k個齒距的實際弧長與理論弧長的代數(shù)差，如圖。取其中絕對值最大的Fpk值作為評定值。因此，k為從2到z/8整數(shù)，通常取k=z/8就即可。齒輪單個齒距偏差 與齒距累積偏差ptfpkF國家精品資源共享課國家精品資源共享課 測量一個齒輪的齒距累積總偏差Fp和齒距累積偏差Fpk時的合格條件合格條件是： Fp Fp(齒距累積

16、總公差)；所有Fpk都在齒距累積齒距累積極限極限偏差偏差Fpk的范圍內(nèi)，即|Fpk| Fpk。 齒距偏差可以用絕對法測量。測量時，把實際齒距直接與理論齒距比較，以獲得齒距偏差的角度值或線值。 齒距偏差還可以用相對法測量。一般使用雙測頭式齒距比較儀或萬能測齒儀。由于齒距比較儀所使用的測量基準(zhǔn)不是被測齒輪的基準(zhǔn)軸線，因此測量精度受到被測齒輪的齒頂圓柱面對其基準(zhǔn)軸線的徑向圓跳動的影響。國家精品資源共享課國家精品資源共享課圖10-13圖10-141.被測齒輪，2測量杠桿，3指示表， 4分度裝置，5心軸1.4定位支腳，2固定量爪，3活動量爪國家精品資源共享課國家精品資源共享課二、二、齒輪傳動平穩(wěn)性齒輪傳

17、動平穩(wěn)性的強制性檢測精度指標(biāo)及其檢測的強制性檢測精度指標(biāo)及其檢測 評定齒輪傳動平穩(wěn)性的精度時的必檢指標(biāo)是其單個齒距偏差fpt和齒廓總偏差F。1單個齒距偏差單個齒距偏差 單個齒距偏差單個齒距偏差 fpt是指在齒輪端平面上，在接近齒高中部的一個與齒輪基準(zhǔn)軸線同心的圓上，實際齒距與理論齒距的代數(shù)差，取絕對值最大的fpt值作為評定值。 fpt和Fp、Fpk是用同一量儀同時測出的。國家精品資源共享課國家精品資源共享課 測量齒輪的齒距偏差時，單個齒距偏差的合格條件是：所有的單個齒距偏差fpt都在單個齒距極限偏差單個齒距極限偏差fpt的范圍內(nèi)，即|fpt| fpt。2齒廓總偏差齒廓總偏差 實際齒廓對設(shè)計齒廓

18、的偏離量叫做齒廓偏差齒廓偏差 F ，它是在齒輪端平面內(nèi)且在垂直于漸開線齒廓的方向上計值的。國家精品資源共享課國家精品資源共享課齒廓偏差通常用漸開線測量儀來測量，如圖10-17所示。 圖10-17設(shè)計齒廓包括漸開線以及以漸開線為基礎(chǔ)的修形齒廓(為了補償輪齒受載后的彈性變形)。 包容實際齒廓工作部分且距離為最小的兩條設(shè)計齒廓之間的法向距離為齒廓總偏差齒廓總偏差 F 。國家精品資源共享課國家精品資源共享課 評定齒輪傳動平穩(wěn)性精度時，應(yīng)在被測齒輪圓周上測量均勻分布的三個輪齒或更多的輪齒左、右齒面的齒廓總偏差，取其中的最大值F作為評定值。若F F (齒廓總公差齒廓總公差)，則表示合格。國家精品資源共享課

19、國家精品資源共享課三、三、輪齒載荷分布均勻性輪齒載荷分布均勻性的必檢指標(biāo)及其檢測的必檢指標(biāo)及其檢測 評定輪齒載荷分布均勻性的精度時的必檢指標(biāo)，在齒寬方向是其螺旋線總偏差F，在齒高方向是其傳動平穩(wěn)性的必檢指標(biāo)。 在端面基圓切線方向上測得的實際螺旋線對設(shè)計螺旋線的偏離量叫做螺旋線偏差螺旋線偏差。 螺旋線總偏差螺旋線總偏差 F 是指在計值范圍內(nèi)，包容實際螺旋線跡線的兩條設(shè)計螺旋線跡線間的距離。國家精品資源共享課國家精品資源共享課如下圖。螺旋線偏差通常用螺旋線偏差測量儀來測量，如圖。輪齒兩端面 b齒寬 L 螺旋線計值范圍 1實際螺旋跡線1設(shè)計螺旋跡線國家精品資源共享課國家精品資源共享課國家精品資源共享

20、課國家精品資源共享課 評定輪齒載荷分布均勻性精度時，應(yīng)在被測齒輪圓周上測量均勻分布的三個輪齒或更多的輪齒左、右齒面的螺旋線總偏差，取其最大值F作為評定值。若FF (螺旋線總公差螺旋線總公差)，則表示合格。國家精品資源共享課國家精品資源共享課四、四、評定齒輪齒厚減薄量評定齒輪齒厚減薄量用的側(cè)隙指標(biāo)及其檢測用的側(cè)隙指標(biāo)及其檢測 齒輪副側(cè)隙的大小與齒輪齒厚減薄量密切相關(guān)。齒輪齒厚減薄量可以用齒厚偏差、公法線長度偏差來評定。1 1齒厚偏差齒厚偏差 齒厚偏差齒厚偏差 E Esnsn，對于直齒輪，是指在分度圓柱面上實際齒厚與公稱齒厚(齒厚理論值)之差(如圖)；對于斜齒輪，指法向?qū)嶋H齒厚與公稱齒厚之差。 由

21、于齒厚國家精品資源共享課國家精品資源共享課 由于齒厚以分度圓弧長計值(弧齒厚)，不便于測量。因此，實際上是按分度圓上的弦齒高來測量弦齒厚。然后按照計算公式進行轉(zhuǎn)換。 齒厚偏差Esn的合格條件：Esni Esn Esns。國家精品資源共享課國家精品資源共享課 直齒輪分度圓上的公稱弦齒厚直齒輪分度圓上的公稱弦齒厚s sncnc與公稱弦齒高與公稱弦齒高h hc c的計算公的計算公式：式： snc=mz sin hc=ra0.5mz cos式中， 為分度圓弦齒厚之半所對應(yīng)的的中心角，2=t a n2xzz國家精品資源共享課國家精品資源共享課2 2公法線長度偏差公法線長度偏差 公法線長度是指齒輪上幾個輪

22、齒的兩端異向齒廓間所包含的一段基圓圓弧，即該兩端異向齒廓間基圓切線線段的長度。公法線長度偏差公法線長度偏差 E Ew w是指實際公法線長度與公稱公法線長度之差。 公法線長度偏差Ew的合格條件合格條件： Ewi Ew Ews。國家精品資源共享課國家精品資源共享課直齒輪的公稱公法線長度W和跨齒數(shù)k的計算公式： 對于標(biāo)準(zhǔn)齒輪 x=0，=20 k=z/9+0.5 W=m cos（k-0.5）+zinv斜齒輪的公稱公法線長度Wn和跨齒數(shù)k以及端面 壓力角t和假想齒數(shù) z 的計算公式： 在法向測量，斜齒標(biāo)準(zhǔn)齒輪 x n=0，n=20 tant =tann /cos z =zinvt /invn k= z

23、/9+0.5 W n=m n cosn（k-0.5）+zinvt國家精品資源共享課國家精品資源共享課小結(jié)：小結(jié)：進行圓柱齒輪精度設(shè)計時，為了其三項精度和適當(dāng)?shù)膫?cè)隙需要，一般標(biāo)注下列的公差和極限偏差： 齒輪齒距累積總偏差 FP的允許值FP 齒輪單個齒距偏差fPt的允許值（極限偏差）fPt 齒輪齒廓總偏差F的允許值F 齒輪螺旋旋線總偏差F的允許值F 齒輪跨齒數(shù)k ，公稱公法線長度及其上、下偏差 齒輪公稱弦齒高hc和公稱弦齒厚snc及其上、下偏差 國家精品資源共享課國家精品資源共享課第四節(jié)第四節(jié) 評定齒輪精度時可采用的非強評定齒輪精度時可采用的非強制性檢測精度指標(biāo)及其檢測制性檢測精度指標(biāo)及其檢測 用

24、某種切齒方法生產(chǎn)第一批齒輪時，為了掌握該齒輪加工后的精度是否達到規(guī)定的要求，需要按必檢精度指標(biāo)對齒輪進行檢測。按必檢精度指標(biāo)檢測合格后，在工藝條件不變的條件下，用這種切齒方法繼續(xù)生產(chǎn)同樣的齒輪時，以及作分析研究時，可以用下列的指標(biāo)來評定齒輪傳遞運動準(zhǔn)確性和齒輪傳動平穩(wěn)性的精度。國家精品資源共享課國家精品資源共享課一、切向綜合總偏差和一齒切向綜合偏差及它們的檢測一、切向綜合總偏差和一齒切向綜合偏差及它們的檢測 切向綜合總偏差切向綜合總偏差 F F i i是指被測齒輪與測量齒輪單面嚙合檢測時(兩者回轉(zhuǎn)軸線間的距離為公稱中心距)，在被測齒輪一轉(zhuǎn)內(nèi)，被測齒輪分度圓上實際圓周位移與理論圓周位移的最大差值

25、。 一齒切向綜合偏差一齒切向綜合偏差 f f i i是指被測齒輪一轉(zhuǎn)中對應(yīng)一個齒距范圍內(nèi)實際圓周位移與理論圓周位移之差的最大值。國家精品資源共享課國家精品資源共享課 切向綜合總偏差Fi反映齒距累積總偏差Fp和單齒誤差的綜合結(jié)果；fi反映單個齒距偏差和齒廓偏差等單齒誤差的綜合結(jié)果。 切向綜合偏差用齒輪單面嚙合綜合測量儀(單嚙儀)來測量，圖10-25為單嚙儀測量原理圖。 Fi和fi可分別用來評定齒輪傳遞運動準(zhǔn)確性和齒輪傳動平穩(wěn)性的精度。被測齒輪Fi和fi的合格條件是：Fi F F i i ( (切向綜合總公差切向綜合總公差) )，fimax f f i i ( (一齒切向綜合公一齒切向綜合公差差)

26、 )。國家精品資源共享課國家精品資源共享課二、齒輪徑向跳動及其檢測二、齒輪徑向跳動及其檢測 齒輪徑向跳動齒輪徑向跳動 F Fr r是指將測頭相繼放人被測齒輪每個齒槽內(nèi)，在接近齒高中部的位置與左、右齒面接觸時，從該測頭到該齒輪基準(zhǔn)軸線的最大距離與最小距離之差，如圖測量時可使用球形測頭或圓錐角為兩倍標(biāo)準(zhǔn)壓力角的圓錐形測頭，測頭尺寸應(yīng)與被測齒輪模數(shù)大小相適應(yīng)。 齒輪徑向跳動Fr可用齒輪徑向跳動測量儀來測量。 被測齒輪徑向跳動Fr的合格條件：FrFrFr( (齒輪徑齒輪徑向跳動公差向跳動公差) )。國家精品資源共享課國家精品資源共享課圖10-27國家精品資源共享課國家精品資源共享課三、徑向綜合總偏差和

27、一齒徑向綜合偏差及其檢測三、徑向綜合總偏差和一齒徑向綜合偏差及其檢測 徑向綜合總偏差徑向綜合總偏差 F F i i是指被測齒輪與測量齒輪雙面嚙合檢測時(前者左、右齒面同時與后者齒面接觸)，在被測齒輪一轉(zhuǎn)內(nèi)雙嚙中心距的最大值與最小值之差。 一齒徑向綜合偏差一齒徑向綜合偏差 f f i i是指在被測齒輪一轉(zhuǎn)中對應(yīng)一個齒距角(360/z)范圍內(nèi)的雙嚙中心距變動量，取其中的最大值fimax作為評定值。測量記錄如下圖。國家精品資源共享課國家精品資源共享課 徑向綜合偏差用齒輪雙面嚙合綜合測量儀(雙嚙儀)來測量。下圖為雙嚙儀測量原理圖。 徑向綜合總偏差Fi的測量效果相當(dāng)于齒輪徑向跳動齒輪徑向跳動 F Fr

28、r 。 被測齒輪Fi和fi的合格條件：Fi F F i i( (徑向綜合公徑向綜合公差差) )，fi f f i i ( (一齒徑向綜合公差一齒徑向綜合公差) )。國家精品資源共享課國家精品資源共享課GB/T 10095.1、22008 規(guī)定了單個漸開線圓柱齒輪的精度。適用于齒輪基本齒廓符合GB/T 13562001通用機械和重型機械用圓柱齒輪 標(biāo)準(zhǔn)基本齒條齒廓規(guī)定的外齒輪、內(nèi)齒輪、直齒輪、斜齒輪（人字齒輪）。一、齒輪必檢精度指標(biāo)的公差及其精度等級一、齒輪必檢精度指標(biāo)的公差及其精度等級 GB對齒距累積總公差Fp、齒距累積極限偏差Fpk、單個齒距極限偏差fpt、齒廓總公差F，螺旋線總公差F分別規(guī)

29、定了13個精度等級，它們分別用阿拉伯?dāng)?shù)字0、1、2、國家精品資源共享課國家精品資源共享課二、齒輪可采用精度指標(biāo)的公差及其精度等級二、齒輪可采用精度指標(biāo)的公差及其精度等級 GB對一齒切向綜合公差fi、切向綜合總公差Fi和齒輪徑向跳動公差Fr分別規(guī)定了13個精度等級(0、1、2、12)，其中0級最高，以后各級精度依次遞降，12級最低。 GB對徑向綜合總公差Fi、一齒徑向綜合公差fi各規(guī)定了9個精度等級(412)，其中4級最高，12級最低。12表示。其中0級精度最高，以后各級精度依次降低，12級精度最低，5級精度是各級精度的基礎(chǔ)級。 對公差數(shù)值的確定，可查閱國家標(biāo)準(zhǔn)中的數(shù)據(jù)或計算公式。國家精品資源共

30、享課國家精品資源共享課三、齒輪精度等級的選擇三、齒輪精度等級的選擇 GB規(guī)定的13個精度等級中，0-2級精度齒輪的精度要求非常高，目前我國只有極少數(shù)單位能夠制造和測量2級精度齒輪，因此0-2級屬于有待發(fā)展的精度等級；而35級為高精度等級，69級為中等精度等級，1012級為低精度等級。 同一齒輪三項精度要求，可取為相同精度等級，也可為不同的精度等級相組合。設(shè)計者應(yīng)根據(jù)所設(shè)計的齒輪傳動在工作中的具體使用條件，對齒輪的加工精度規(guī)定最合適的技術(shù)要求。 精度等級的選擇恰當(dāng)與否，不僅影響齒輪傳動質(zhì)量，且影響制造成本。選擇精度等級的主要依據(jù)是齒輪的用途和工作條件，應(yīng)考慮齒輪的圓周速度、傳遞的功率、工作持續(xù)時

31、間、傳遞運動準(zhǔn)確性的要求、振動和噪聲、承載能力、壽命等。國家精品資源共享課國家精品資源共享課 類比法按齒輪的用途和工作條件等進行對比選擇。表10-4列出齒輪某些精度等級的應(yīng)用范圍。表10-5列出某些機器中的齒輪所采用的精度等級，可查閱相關(guān)設(shè)計手冊。 計算法主要用于精密齒輪傳動系統(tǒng)。當(dāng)精度要求很高時，可按使用要求計算出所允許的回轉(zhuǎn)角誤差，以確定齒輪傳遞運動準(zhǔn)確性的精度等級，例如：對于讀數(shù)齒輪傳動鏈就應(yīng)該進行這方面的分析和計算。選擇精度等級的方法有（1） 類比法（2）計算法。對于高速動力齒輪，可按其工作時最高轉(zhuǎn)速計算出的圓周速度，或按允許的噪聲大小，來確定齒輪傳動平穩(wěn)性精度等級。對于重載齒輪，可在

32、強度計算或壽命計算的基礎(chǔ)上確定輪齒載荷分布均勻性的精度等級。國家精品資源共享課國家精品資源共享課四、圖樣上齒輪精度等級的標(biāo)注四、圖樣上齒輪精度等級的標(biāo)注 當(dāng)齒輪所有精度指標(biāo)的公差同為某一精度等級時，圖樣上可標(biāo)注該精度等級和標(biāo)準(zhǔn)號。例如，同為7級時，可標(biāo)注為： 7 GB/T 10095.12008 當(dāng)齒輪各個精度指標(biāo)的公差的精度等級不同時，圖樣上可按齒輪傳遞運動準(zhǔn)確性、齒輪傳動平穩(wěn)性和輪齒載荷分布均勻性的順序分別標(biāo)注它們的精度等級及帶括號的對應(yīng)公差符號和標(biāo)準(zhǔn)號，或分別標(biāo)注它們的精度等級和標(biāo)準(zhǔn)號。如：8(Fp、fpt、F )、7(F ) GB/T 10095.12008或標(biāo)注為： 8-8-7 GB

33、/T 10095.12008國家精品資源共享課國家精品資源共享課五、齒輪坯公差五、齒輪坯公差1. 盤形齒輪的齒輪坯公差盤形齒輪的齒輪坯公差（附表10-5齒輪坯公差（甘永利）基準(zhǔn)孔：直徑尺寸公差基準(zhǔn)端面：軸向圓跳動公差 tt=0.2（Dd /b）F齒頂圓柱面：直徑尺寸公差，徑向圓跳動公差tr=0.3Fp該基準(zhǔn)端面直徑國家精品資源共享課國家精品資源共享課2. 齒輪軸的齒輪坯公差（附表10-5（甘永利） ）兩個軸頸： 直徑尺寸公差，通常按相配滾動軸承的要求確定。分別對齒輪基準(zhǔn)軸線的徑向圓跳動公差： tr=0.3Fp 。齒頂圓柱面： 直徑尺寸公差。 作為測量齒厚的基準(zhǔn)時，對齒輪基準(zhǔn)軸線的徑向圓跳動公差

34、： tr=0.3Fp。國家精品資源共享課國家精品資源共享課 一、齒輪副中心距極限偏差一、齒輪副中心距極限偏差fa（圖（圖10-32） fa 是指齒輪副的兩條軸線之是指齒輪副的兩條軸線之間的實際距離（實際中心距）與間的實際距離（實際中心距）與公稱中心距公稱中心距a 之差。之差。 fa 影響側(cè)隙的大小。影響側(cè)隙的大小。 圖樣上標(biāo)注：圖樣上標(biāo)注： afa 合格條件：合格條件： fa fa + fa國家精品資源共享課國家精品資源共享課 二、齒輪副軸線平行度公差二、齒輪副軸線平行度公差（圖（圖10-33）軸線平面軸線平面H 包含基準(zhǔn)軸線并通過被測軸線與一個軸包含基準(zhǔn)軸線并通過被測軸線與一個軸 承中承中間

35、平面的交點的平面。間平面的交點的平面。垂直平面垂直平面V 通過上述通過上述交點的垂直于交點的垂直于H且平行且平行于基準(zhǔn)軸線的平面。于基準(zhǔn)軸線的平面。H和和V上的被測軸線上的被測軸線對基準(zhǔn)軸線的平行度誤差對基準(zhǔn)軸線的平行度誤差 f和和f都影響輪齒載荷都影響輪齒載荷分布均勻性的精度。分布均勻性的精度。 國家精品資源共享課國家精品資源共享課軸線平面H上的平行度誤差f是指實際被測軸線2在H平面上的投影對基準(zhǔn)軸線1的平行度誤差。垂直平面V上的平行度誤差f是指實際被測軸線2在V平面上的投影對基準(zhǔn)軸線1的平行度誤差。f的公差f和f的公差f推薦按輪齒載荷分布均勻性的公差值分別用下列兩含公式計算確定： f =(

36、L/b)F ，f = 0.5(L/b) F = 0.5 f。L、b和F分別為箱體軸承孔跨距、齒輪齒寬和輪齒螺旋線總公差。 齒輪副軸線平行度誤差的合格條件是：f f，且f f。國家精品資源共享課國家精品資源共享課國家精品資源共享課國家精品資源共享課 一、齒厚極限偏差的確定一、齒厚極限偏差的確定 相互嚙合齒輪的相鄰非工作齒面間的側(cè)隙是齒輪副裝配后自然形成的。適當(dāng)?shù)膫?cè)隙可以用改變齒輪副中心距的大小或(和)把齒輪輪齒切薄來獲得。當(dāng)齒輪副中心距不能調(diào)整時，就必須在加工齒輪時按規(guī)定的齒厚極限偏差將輪齒切薄。 齒厚上偏差可以根據(jù)齒輪副所需要的最小側(cè)隙通過計算或用類比法確定。齒厚下偏差則按齒輪精度等級和加工齒

37、輪時的徑向進刀公差和幾何偏心確定。國家精品資源共享課國家精品資源共享課1齒輪副所需的最小側(cè)隙齒輪副所需的最小側(cè)隙 側(cè)隙通常在相互嚙合齒輪齒面的法向平面上或沿嚙合線測量，如圖所示，它稱為法向側(cè)隙jbn，可用塞尺測量。國家精品資源共享課國家精品資源共享課 為了保證齒輪轉(zhuǎn)動的靈活性，根據(jù)潤滑和補償熱變形的需要，齒輪副必須具有一定的最小側(cè)隙。最小法向側(cè)隙可以按經(jīng)驗公式計算或按照工作條件(溫度引起的熱變形的補償，保證正常潤滑所需的最小間隙等)確定。（1）補償傳動時溫度升高使齒輪和箱體產(chǎn)生的熱變形所需的發(fā)向側(cè)隙1bnj11122() 2sin()bnnjatt （2）保證正常潤滑條件所需的法向側(cè)隙2bnj

38、國家精品資源共享課國家精品資源共享課2齒厚上偏差的確定齒厚上偏差的確定 齒厚上偏差Esns，即齒厚的最小減薄量。其作用是保證齒輪副所需的最小法向側(cè)隙jbn min，補償箱體制造及安裝誤差影響側(cè)隙的減小量Jbn。 取決與潤滑方法和齒輪的圓周速度，可查閱相應(yīng)資料（如教材表11-6）。齒輪的最小法向側(cè)隙為：2bnjmin12bnbnbnjjj國家精品資源共享課國家精品資源共享課 根據(jù)箱體制造和安裝誤差的影響因素，得出了齒厚上偏差的計算公式(P209,211（甘永立）、P241（韓進宏）)。3齒厚下偏差的確定齒厚下偏差的確定 齒厚下偏差Esni由齒厚上偏差Esns和齒厚公差Tsn求得： Esni =

39、Esns Tsn 齒厚公差Tsn的大小主要取決于切齒時的徑向進刀公差br和齒輪徑向跳動公差Fr(考慮切齒時幾何偏心的影響，它使被切齒輪的各個輪齒的齒厚不相同)。222tansnnrrTbF其中，國家精品資源共享課國家精品資源共享課二、公法線長度極限偏差的確定二、公法線長度極限偏差的確定 公法線長度的上、下偏差(Ews、Ewi)分別由齒厚上、下偏差(Esns、Esni)換算得到。內(nèi)外齒輪的換算公式見課本式10-14和10-15（甘永立P211,212），（11-511-9 韓進宏P(guān)242）。國家精品資源共享課國家精品資源共享課 圓柱齒輪精度設(shè)計一般包括下列內(nèi)容：1)確定齒輪的精度等級；2)確定齒

40、輪的必檢精度指標(biāo)的公差或極限偏差；3)確定齒輪的側(cè)隙指標(biāo)及其極限偏差；4)確定齒面的表面粗糙度輪廓幅度參數(shù)及允許值；5)確定齒輪坯公差。 此外，還應(yīng)包括確定齒輪副中心距的極限偏差和兩軸線的平行度公差。具體參考課本例題。國家精品資源共享課國家精品資源共享課圓柱齒輪精度設(shè)計示例圓柱齒輪精度設(shè)計示例 例例 斜齒圓柱齒輪減速器從動齒輪精度設(shè)計。斜齒圓柱齒輪減速器從動齒輪精度設(shè)計。 功率：功率：5kW，齒輪軸轉(zhuǎn)速，齒輪軸轉(zhuǎn)速n1 =327r/min，=8634， 油池潤滑。油池潤滑。mn=3mm，n=20， z1=20，z2=79， b2=60mm，齒輪基準(zhǔn)孔：，齒輪基準(zhǔn)孔：58mm。 設(shè)齒輪材料為鋼，

41、線膨脹系數(shù)設(shè)齒輪材料為鋼，線膨脹系數(shù)1=11.510-6-1；箱體材；箱體材料為鑄鐵，線膨脹系數(shù)料為鑄鐵，線膨脹系數(shù)2=10.510-6-1。減速器工作時，。減速器工作時，齒輪溫度增至齒輪溫度增至t1=45，箱體溫度增至，箱體溫度增至t2=30。 對大齒輪進行精度設(shè)計和確定齒輪副中心距的極限偏對大齒輪進行精度設(shè)計和確定齒輪副中心距的極限偏差和兩軸線的平行度公差，并將設(shè)計所確定的各項技術(shù)要差和兩軸線的平行度公差，并將設(shè)計所確定的各項技術(shù)要求標(biāo)注在齒輪零件圖上和箱體零件圖上求標(biāo)注在齒輪零件圖上和箱體零件圖上 國家精品資源共享課國家精品資源共享課解解 （1）確定精度等級）確定精度等級 小齒輪的分度圓

42、直徑：小齒輪的分度圓直徑： d1=mnz1/cos=320/cos8 0634=60.606mm 大齒輪的分度圓直徑：大齒輪的分度圓直徑：d2=mnz2/cos=379/cos80634=239.394mm 公稱中心距：公稱中心距：a=d1+d2/2=(60.606+239.394)/2=150mm 齒輪圓周速度：齒輪圓周速度：v=d1 n1 =62.23m/min=1.04m/s 參考普通圓柱齒輪減速器的有關(guān)資料（表參考普通圓柱齒輪減速器的有關(guān)資料（表10-5、表、表10-6），確定齒輪精度等級為：），確定齒輪精度等級為： 8級、級、8級、級、7級級 。國家精品資源共享課國家精品資源共享課（2）確定強制性檢測精度指標(biāo)的公差（偏差）確定強制性檢測精度指標(biāo)的公差（偏差允許值）允許值） 按按887 及齒輪有關(guān)參數(shù)、尺寸，由齒及齒輪有關(guān)參數(shù)、尺寸，由齒輪公差表輪公差表10-1得得 齒距累計總偏差允許值：齒距累計總偏差允許值：Fp =70m 單個齒距偏差允許值單個齒距偏差允許值 fpt =25 m 齒廓總偏差允許值齒廓總偏差允許值 F=25 m 螺旋線總偏差允許值螺旋線總偏差允許值 F =21 m國家精品資源共享課國家精品資源共享課(3)確定公稱齒厚及其極限偏差確定公稱齒厚及其極限偏差 分度圓上的公稱弦齒高分度圓上的公稱弦齒高hc=3.02mm， 齒厚齒