齒輪公差知識(shí)點(diǎn)七

1、齒輪公差與檢測(cè)知識(shí)點(diǎn)七、實(shí)踐教學(xué)齒輪有關(guān)誤差項(xiàng)目的檢測(cè)1、齒輪齒厚偏差的測(cè)量2、齒輪公法線長(zhǎng)度偏差的測(cè)量3、齒輪徑向跳動(dòng)的測(cè)量4、齒輪齒距累積總偏差和單個(gè)齒距偏差的測(cè)量5、齒輪徑向綜合總偏差和一齒徑向綜合偏差的測(cè)量知識(shí)點(diǎn)七、齒輪誤差的檢測(cè)由于齒輪檢驗(yàn)項(xiàng)目較多，我們主要根據(jù)實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有條件，對(duì)有關(guān)項(xiàng)目進(jìn)行介紹，以實(shí)際齒輪零件為被測(cè)對(duì)象1、齒輪齒厚偏差的測(cè)量1）實(shí)驗(yàn)設(shè)備及測(cè)量?jī)?nèi)容實(shí)驗(yàn)用齒厚卡尺的主要技術(shù)規(guī)格：刻度值0.02mm；測(cè)量齒輪模數(shù)范圍m為116。a應(yīng)用齒厚卡尺測(cè)量分度圓齒厚；b用游標(biāo)卡尺（或百分尺）測(cè)量齒頂圓直徑，用以修正分度圓齒高。2）儀器及測(cè)量原理說(shuō)明為保證齒輪在傳動(dòng)中形成有側(cè)隙的傳動(dòng)

2、，主要是通過(guò)在加工齒輪時(shí)，將齒條刀具由公稱(chēng)位置向齒輪中心做一定位移，使加工出來(lái)的輪齒的齒厚也隨之減薄，因而可測(cè)量齒厚來(lái)反映齒輪傳動(dòng)時(shí)齒側(cè)間隙大小，通常是測(cè)量分度圓上的弦齒厚。分度圓弦齒厚可用齒輪游標(biāo)卡尺，以齒頂圓作為測(cè)量基準(zhǔn)來(lái)測(cè)量（圖11）。測(cè)量時(shí)，所需數(shù)據(jù)可按公式計(jì)算或查表。圖11齒輪游標(biāo)卡尺測(cè)分度圓齒厚1固定量爪；2高度定位尺；3垂直游標(biāo)尺高度板；4水平游標(biāo)尺；5活動(dòng)量爪；6游標(biāo)框架；7調(diào)整螺母3）實(shí)驗(yàn)步驟根據(jù)被測(cè)齒輪的參數(shù)和對(duì)齒輪的精度要求，按公式計(jì)算、（或從表中查?。┘啊⒌臄?shù)值。用外徑千分尺測(cè)量齒輪齒頂圓實(shí)際直徑da實(shí)際，按修正值，得。按值調(diào)整游標(biāo)測(cè)齒卡尺的垂直游標(biāo)尺高度板3的位置，然

3、后將其游標(biāo)加以固定。將游標(biāo)測(cè)齒卡尺置于被測(cè)輪齒上，使垂直游標(biāo)尺的高度板3與齒輪齒頂可靠地接觸。然后移動(dòng)水平游標(biāo)尺4的量爪，使它和另一量爪分別與輪齒的左、右齒面接觸（齒輪齒頂與垂直游標(biāo)尺的高度板3之間不得出現(xiàn)空隙），從水平游標(biāo)尺4上讀出弦齒厚實(shí)際值實(shí)際。在相對(duì)180°分布的兩個(gè)齒上測(cè)量。測(cè)得的齒厚實(shí)際值實(shí)際與齒厚公稱(chēng)值之差即為齒厚偏差Esn。取其中的最大值和最小值作為測(cè)量結(jié)果。按實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求將測(cè)量結(jié)果填入報(bào)告內(nèi)。按齒輪圖上給定的齒厚上偏差Esns和下偏差Esni（EsniEsnEsns），判斷被測(cè)齒輪的合格性。完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告，做適用性結(jié)論。擦凈量?jī)x及工具，整理現(xiàn)場(chǎng)。2、齒輪公法線長(zhǎng)度偏差

4、的測(cè)量1）實(shí)驗(yàn)儀器實(shí)驗(yàn)用公法線千分尺的主要技術(shù)規(guī)格：刻度值0.01mm，測(cè)量范圍2550mm；2）測(cè)量原理公法線長(zhǎng)度W是指與兩異名齒廓相切的兩平行平面間的距離（圖12），該兩切點(diǎn)的連線切于基圓，因而選擇適當(dāng)?shù)目琮X數(shù)，則可使公法線長(zhǎng)度在齒高中部量得。與測(cè)量齒厚相比較，測(cè)量公法線長(zhǎng)度時(shí)測(cè)量精度不受齒頂圓直徑偏差和齒頂圓柱面對(duì)齒輪基準(zhǔn)軸線的徑向圓跳動(dòng)的影響。圖12公法線千分尺齒輪公法線長(zhǎng)度根據(jù)不同精度的齒輪，可用游標(biāo)卡尺、公法線百分尺、公法線指示卡規(guī)和專(zhuān)用公法線卡規(guī)等任何具有兩平行平面量腳的量具或儀器進(jìn)行測(cè)量，但必須使量腳能插進(jìn)被測(cè)齒輪的齒槽內(nèi)，與齒側(cè)漸開(kāi)線面相切。公法線長(zhǎng)度偏差Ew是指實(shí)際公法線長(zhǎng)

5、度與公稱(chēng)公法線長(zhǎng)度Wk之差，直齒輪的公稱(chēng)公法線長(zhǎng)度按公式計(jì)算或查表。3）實(shí)驗(yàn)步驟1根據(jù)被測(cè)齒輪參數(shù)和精度及齒厚要求計(jì)算W、k、Ews、Ewi的值。2熟悉量具，并調(diào)試（或校對(duì)）零位：用標(biāo)準(zhǔn)校對(duì)棒放入公法線千分尺的兩測(cè)量面之間校對(duì)“零”位，記下校對(duì)格數(shù)。3跨相應(yīng)的齒數(shù)，沿著輪齒三等分的位置測(cè)量公法線長(zhǎng)度，記入實(shí)驗(yàn)報(bào)告。4整理測(cè)量數(shù)據(jù)，并做適用性結(jié)論。5實(shí)驗(yàn)結(jié)束，清洗量具，整理現(xiàn)場(chǎng)。3、齒輪徑向跳動(dòng)的測(cè)量1實(shí)驗(yàn)設(shè)備及測(cè)量?jī)?nèi)容應(yīng)用齒輪徑向跳動(dòng)測(cè)量?jī)x測(cè)量齒輪的徑向跳動(dòng)。齒輪徑向跳動(dòng)測(cè)量?jī)x的主要技術(shù)規(guī)格：被測(cè)齒輪模數(shù)m的范圍為16mm，被測(cè)工件的最大直徑300mm，兩頂尖間最大距離418mm。2儀器及測(cè)量

6、原理說(shuō)明齒輪徑向跳動(dòng)測(cè)量?jī)x的外形如圖13。測(cè)量時(shí)，把盤(pán)形齒輪用心軸安裝在頂尖架的兩個(gè)頂尖之間（該齒輪的基準(zhǔn)孔與心軸成無(wú)間隙配合，用心軸模擬體現(xiàn)該齒輪的基準(zhǔn)軸線），或把齒輪軸直接安裝在兩個(gè)頂尖之間。指示表的位置固定后，使安裝在指示表測(cè)桿上的球形測(cè)頭或錐形測(cè)頭在齒槽內(nèi)于齒高中部雙面接觸。測(cè)頭的尺寸大小應(yīng)與被測(cè)齒輪的模數(shù)協(xié)調(diào)，以保證測(cè)頭在接近齒高中部與齒槽雙面接觸。用測(cè)頭依次逐齒槽地測(cè)量它相對(duì)于齒輪基準(zhǔn)軸線的徑向位移，該徑向位移由指示表的示值反映出來(lái)。指示表的最大示值與最小示值之差即為齒輪徑向跳動(dòng)Fr的數(shù)值。圖13齒圈徑向跳動(dòng)測(cè)量?jī)x1圓柱；2指示表；3指示表測(cè)量扳手；4心軸；5頂尖；6頂尖鎖緊螺釘；

7、7頂尖座；8頂尖座鎖緊螺釘；9滑臺(tái)；10底座；11滑臺(tái)鎖緊螺釘；12滑臺(tái)移動(dòng)手輪；13被測(cè)齒輪；14指示表架鎖緊螺釘；15升降螺母3實(shí)驗(yàn)步驟在量?jī)x上調(diào)整指示表測(cè)頭與被測(cè)齒輪的位置。根據(jù)被測(cè)齒輪的模數(shù)，選擇尺寸合適的測(cè)頭，把它安裝在指示表2的測(cè)桿上（實(shí)驗(yàn)時(shí)已裝好）。把被測(cè)齒輪13安裝在心軸4上（該齒輪的基準(zhǔn)孔與心軸成無(wú)間隙配合），然后把該心軸安裝在兩個(gè)頂尖5之間。注意調(diào)整這兩個(gè)頂尖之間的距離，使心軸無(wú)軸向竄動(dòng)，且能轉(zhuǎn)動(dòng)自如。松開(kāi)滑臺(tái)鎖緊螺釘11，轉(zhuǎn)動(dòng)手輪12使滑臺(tái)9移動(dòng)，從而使測(cè)頭大約位于齒寬中間，然后再將滑臺(tái)鎖緊螺釘11鎖緊。調(diào)整量?jī)x指示表示值零位。放下指示表測(cè)量扳手3，松開(kāi)指示表架鎖緊螺釘1

8、4，轉(zhuǎn)動(dòng)升降螺母15，使測(cè)頭隨表架下降到與某個(gè)齒槽雙面接觸，把指示表2的指針壓縮（正轉(zhuǎn)）l2轉(zhuǎn)，然后將指示表架鎖緊螺釘14緊固。轉(zhuǎn)動(dòng)指示表的表盤(pán)（分度盤(pán)），把表盤(pán)的零刻線對(duì)準(zhǔn)指示表的指針，確定指示表的示值零位。測(cè)量。抬起指示表測(cè)量扳手3，把被測(cè)齒輪13轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)齒槽，然后放下指示表測(cè)量扳手3，使測(cè)頭進(jìn)入齒槽內(nèi)，與該齒槽雙面接觸，并記下指示表的示值。這樣依次測(cè)量其余的齒槽，從各次示值中找出最大示值和最小示值，它們的差值即為齒輪徑向跳動(dòng)Fr的數(shù)值。在回轉(zhuǎn)一圈后，指示表的“原點(diǎn)”應(yīng)不變（如有較大的變化需檢查原因）。根據(jù)齒圈徑向跳動(dòng)公差Fr，判斷被測(cè)齒輪的合格性。清洗量?jī)x、工件，整理現(xiàn)場(chǎng)。4、齒輪齒距累

9、積總偏差和單個(gè)齒距偏差的測(cè)量1）齒距累積總偏差和單個(gè)齒距偏差齒輪的齒距累積總偏差是指在齒輪端平面上，在接近齒高中部的一個(gè)與齒輪基準(zhǔn)軸線同軸的圓上，任意兩個(gè)同側(cè)齒面間的實(shí)際弧長(zhǎng)與理論弧長(zhǎng)的代數(shù)差中的最大絕對(duì)值，如圖14（a）。圖中虛線為輪齒理想位置，粗實(shí)線為輪齒實(shí)際位置，輪齒3與輪齒7之間的實(shí)際弧長(zhǎng)與公稱(chēng)弧長(zhǎng)的差值最大，該值即為。圖14（b）為齒距累積誤差曲線，實(shí)質(zhì)上反映了同一圓周上齒距偏差的最大累積值。（a）齒距在分度圓上的分布 （b）誤差曲線圖14 齒輪齒距累積總偏差L實(shí)際弧長(zhǎng)；L0理論弧長(zhǎng)；D接近齒高中部的圓；Z齒序；輪齒實(shí)際位置對(duì)理想位置的偏差；1，2，8輪齒序號(hào)單個(gè)齒距偏差是指在齒輪端

10、平面上，在接近齒高中部的一個(gè)與齒輪基準(zhǔn)軸線同軸的圓上，實(shí)際齒距與理論齒距的代數(shù)差，如圖20。取其中絕對(duì)值最大的數(shù)值為評(píng)定值。齒距偏差可以用絕對(duì)法或相對(duì)法測(cè)量。2）用齒距檢查儀按相對(duì)法測(cè)量齒輪齒距偏差圖20實(shí)際齒距與理論齒距的代數(shù)差1實(shí)驗(yàn)設(shè)備及測(cè)量?jī)?nèi)容實(shí)驗(yàn)用齒輪齒距檢查儀的主要技術(shù)規(guī)格：刻度值有0.005mm、0.001mm，測(cè)量被測(cè)齒輪模數(shù)m的范圍為315mm、216mm。應(yīng)用齒輪齒距檢查儀以相對(duì)法測(cè)量齒輪的單個(gè)齒距偏差、齒距累積總偏差。2儀器及測(cè)量原理說(shuō)明本實(shí)驗(yàn)是用齒輪齒距檢查儀以單齒相對(duì)測(cè)量法測(cè)量，如圖19-3所示，圖中可調(diào)式固定量爪4按模數(shù)確定，活動(dòng)量爪3通過(guò)杠桿系統(tǒng)在指示表上反映其變化

11、數(shù)值；為了保證在同一個(gè)圓周進(jìn)行測(cè)量，用一對(duì)定位量爪2在齒頂圓上定位。測(cè)量時(shí)以被測(cè)齒輪本身任一實(shí)際齒距為基準(zhǔn)，調(diào)整定位量爪，使固定量爪與活動(dòng)量爪大約在分度圓上兩相鄰?fù)X廓相接觸，并將指示表對(duì)準(zhǔn)零位，隨后逐齒測(cè)量，將測(cè)量結(jié)果進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，即可得到齒距累積總偏差和單個(gè)齒距偏差。3實(shí)驗(yàn)步驟根據(jù)被測(cè)齒輪的參數(shù)、精度要求，查表l，得齒輪齒距累積總公差值，查表2得齒輪單個(gè)齒距極限偏差值。表1 齒輪齒距累積總公差值（摘自GB/T 10095.1-2001） m分度圓直徑法向模數(shù)精度等級(jí)dmmmnmm2345678910111250d1250.5mn26.59.013.018.026.037.052.074.

12、0104.0147.0208.02mn3.56.59.513.019.027.038.053.076.0107.0151.0241.03.5mn67.09.514.019.028.039.055.078.01l0.0156.0220.0圖21 齒距檢查儀測(cè)量齒距偏差1儀器本體；2定位量爪；3活動(dòng)量爪；4固定量爪；5固緊螺釘；6緊固螺釘；7指示表表2 齒輪單個(gè)齒距極限偏差值（摘自GB/T 10095.1-2001） m分度圓直徑法向模數(shù)精度等級(jí)dmmmnmm2345678910111250d1250.5mn21.92.73.85.57.511.015.021.030.043.061.02mn3.

13、52.12.94.16.08.512.017.023.033.047.066.03.5mn62.33.24.66.59.013.018.026.036.052.073.0將儀器安裝在檢驗(yàn)平板上（已裝好）。根據(jù)被測(cè)齒輪模數(shù)，調(diào)整固定量爪4的位置，即松開(kāi)固定量爪的緊固螺釘6，使固定量爪上的刻線對(duì)準(zhǔn)殼體上的刻度（即模數(shù)）。例如，被測(cè)齒輪模數(shù)為5，則將固定量爪的刻線對(duì)準(zhǔn)殼體上的刻線5，對(duì)好后，固緊緊固螺釘6。使固定量爪4和活動(dòng)量爪3大致在被測(cè)齒輪的分度圓上與兩相鄰輪齒接觸，同時(shí)將兩定位桿2都與齒頂圓接觸（圖19-3），且使指示表指針有一定的壓縮量（壓縮一圈左右）。對(duì)好后用四個(gè)螺釘5固緊。手扶齒輪，使定

14、位桿2與齒頂圓緊密接觸，并使固定量爪4和活動(dòng)量爪3與被測(cè)齒面接觸（用力均勻，力的方向一致），使指示表的指針對(duì)準(zhǔn)零位（旋轉(zhuǎn)表盤(pán)殼，使指示表指針與刻度盤(pán)的零位重合），可多次重復(fù)調(diào)整，直至示值穩(wěn)定為止，以此實(shí)際齒距作為測(cè)量基準(zhǔn)。對(duì)齒輪逐齒進(jìn)行測(cè)量，量出各實(shí)際齒距對(duì)測(cè)量基準(zhǔn)的偏差（方法與上述相同，但不可轉(zhuǎn)動(dòng)表殼，應(yīng)直接讀出偏差值），將所測(cè)得的數(shù)據(jù)逐一記入實(shí)驗(yàn)報(bào)告的表格內(nèi)（注：齒輪測(cè)量一周后，回到作為測(cè)量基準(zhǔn)的齒距上時(shí)，指示表讀數(shù)應(yīng)回到“零”，如變化過(guò)大，必須找出原因進(jìn)行分析）。按要求整理測(cè)量數(shù)據(jù)（詳見(jiàn)5，測(cè)量數(shù)據(jù)的處理），完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告，并作出適用性結(jié)論。清潔儀器、用具及工件，整理好現(xiàn)場(chǎng)。4測(cè)量數(shù)據(jù)的處

15、理求齒距累積總偏差和單個(gè)齒距偏差。測(cè)量數(shù)據(jù)的處理方法可用計(jì)算法和作圖法?，F(xiàn)以m4，z12的齒輪為例。（1）計(jì)算法見(jiàn)表19-3，其步驟如下。表19-3 相對(duì)法測(cè)量齒距的數(shù)據(jù)處理按順序?qū)y(cè)出的各齒齒距相對(duì)于測(cè)量基準(zhǔn)的偏差值即讀數(shù)值記在表19-1中。將讀數(shù)值累加（i）求出平均齒距偏差即修正值：。齒距偏差為：是指在分度圓上的實(shí)際齒距與公稱(chēng)齒距之差。用相對(duì)法測(cè)量時(shí)，公稱(chēng)齒距是指所有實(shí)際齒距的平均值。故此例齒距偏差的最大值在第6齒序上，其值為+3.5m（第12齒序?yàn)?.5m）。按齒距累積總偏差的定義，應(yīng)為在分度圓上，任意兩同側(cè)齒面間的實(shí)際弧長(zhǎng)與公稱(chēng)弧長(zhǎng)之差的最大絕對(duì)值。故此例在第511齒序上為：。（2）作

16、圖法見(jiàn)圖22，作圖法順序如下。圖22作圖法以橫坐標(biāo)代表齒序，縱坐標(biāo)為齒距累積誤差；將各齒的（即讀數(shù)值以前一齒為起點(diǎn)）直接標(biāo)在坐標(biāo)圖上。繪出如圖22所示的折線，最后連接首尾兩點(diǎn)，該線便是該齒輪齒距累積總偏差的相對(duì)坐標(biāo)軸線，然后從折線的最高點(diǎn)A和最低點(diǎn)B分別向此斜線作平行于縱坐標(biāo)的直線，和斜線相交于C點(diǎn)和D點(diǎn)，AC和BD兩線段之和即為最大齒距累積總偏差值：。5、 齒輪徑向綜合總偏差和一齒徑向綜合偏差的測(cè)量徑向綜合總偏差是指被測(cè)齒輪與測(cè)量齒輪雙面嚙合時(shí)（前者左、右齒面同時(shí)與后者齒面接觸），在被測(cè)齒輪一轉(zhuǎn)內(nèi)雙嚙中心距的最大值與最小值之差。一齒徑向綜合偏差是指在被測(cè)齒輪一轉(zhuǎn)中對(duì)應(yīng)一個(gè)齒距角（360

17、76;/z，z為被測(cè)齒輪的齒數(shù)）范圍內(nèi)的雙嚙中心距變動(dòng)量，取其中的最大值max作為評(píng)定值。測(cè)量記錄如圖23。圖23雙嚙儀測(cè)量記錄曲線 被測(cè)齒輪的轉(zhuǎn)角；a指示表示值；z被測(cè)齒輪的齒數(shù)1）齒輪雙面嚙合綜合測(cè)量1實(shí)驗(yàn)設(shè)備及測(cè)量?jī)?nèi)容齒輪雙面嚙合檢查儀的主要技術(shù)規(guī)格：齒輪軸心線間距離50300mm，可測(cè)齒輪模數(shù)m為110mm。應(yīng)用齒輪雙面嚙合檢查儀和測(cè)量齒輪，使測(cè)量齒輪與被檢驗(yàn)的齒輪在雙面嚙合情況下，記錄被檢驗(yàn)齒輪回轉(zhuǎn)一周時(shí)嚙合中心距的變化曲線。2儀器及測(cè)量原理說(shuō)明齒輪雙面嚙合綜合測(cè)量是將被檢驗(yàn)的齒輪（稱(chēng)為被測(cè)齒輪）與測(cè)量齒輪（精度比被測(cè)齒輪高二級(jí)以上的高精度齒輪）無(wú)側(cè)隙雙面嚙合，當(dāng)被測(cè)齒輪回轉(zhuǎn)一周時(shí)，

18、通過(guò)兩齒輪雙面嚙合中心距的變動(dòng)數(shù)值來(lái)評(píng)定齒輪的加工精度。它是一種綜合測(cè)量方法，測(cè)量簡(jiǎn)便，效率高，在成批大量生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛。但由于它不能反映運(yùn)動(dòng)偏心的影響，與齒輪實(shí)際工作的情況又不完全符合，故還不能用以全面評(píng)定齒輪的使用質(zhì)量。齒輪雙面嚙合綜合測(cè)量?jī)x的外形見(jiàn)圖24。量?jī)x底座12的導(dǎo)軌上安放著測(cè)量時(shí)位置固定的滑座1和測(cè)量時(shí)可移動(dòng)的滑座2，它們的心軸上分別安裝被測(cè)齒輪9和測(cè)量齒輪8。按齒輪的參數(shù)、精度和齒厚偏差計(jì)算雙面嚙合時(shí)的公稱(chēng)中心距，在儀器的標(biāo)尺上按計(jì)算的中心距調(diào)整，兩齒輪在彈簧力的作用下雙面嚙合。在兩齒輪對(duì)滾時(shí)其中心距由于齒輪的誤差而變化，此變化值可通過(guò)指示表6讀數(shù)或由記錄器7繪出誤差曲線（圖2

19、3），最后按其中心距的變化分析齒輪的加工誤差。在被測(cè)齒輪一轉(zhuǎn)內(nèi)，雙嚙中心距的最大變動(dòng)量稱(chēng)為徑向綜合總偏差，在被測(cè)齒輪齒距角內(nèi)，雙嚙中心距的最大變動(dòng)量稱(chēng)為一齒徑向綜合偏差。圖24 雙嚙儀1固定滑座；2移動(dòng)滑座；3手輪；4銷(xiāo)釘；5螺釘；6指示表；7記錄器；8測(cè)量齒輪；9被測(cè)齒輪；10手柄；11手輪；12底座3實(shí)驗(yàn)步驟根據(jù)被測(cè)齒輪的參數(shù)、精度要求，查表3得齒輪徑向綜合總公差的值，查表4得齒輪一齒徑向綜合公差的值。表3 齒輪徑向綜合總公差值（摘自GBT 10095.2-2001） m分度圓直徑法向模數(shù)精度等級(jí)dmmmnmm45678910111250d1251.5mn2.515223l4361861221732442.5mn4.01825365l721021442042884.0mn6.02231446288124176248351表4 齒輪一齒徑向綜合公差值（摘自GBT 10095.2-2001） m分度圓直徑法向模數(shù)精度等級(jí)dmmmnmm45678910111250d1251.5mn2.54.56.59.51319