齒輪精度設(shè)計(jì)自我總結(jié)

1、漸開線圓柱齒輪傳動(dòng)的精度設(shè)計(jì)漸開線圓柱齒輪傳動(dòng)的精度設(shè)計(jì) 一 齒輪傳動(dòng)的使用要求齒輪傳動(dòng)的使用要求 1. 傳遞運(yùn)動(dòng)的準(zhǔn)確性傳遞運(yùn)動(dòng)的準(zhǔn)確性2. 傳動(dòng)的平穩(wěn)性傳動(dòng)的平穩(wěn)性 3. 載荷分布的均勻性載荷分布的均勻性 4. 傳動(dòng)側(cè)隙傳動(dòng)側(cè)隙1. 齒輪傳遞運(yùn)動(dòng)的準(zhǔn)確性齒輪傳遞運(yùn)動(dòng)的準(zhǔn)確性（運(yùn)動(dòng)精度運(yùn)動(dòng)精度）n要求齒輪在一轉(zhuǎn)范圍內(nèi)傳動(dòng)比要恒定。即最大轉(zhuǎn)角誤要求齒輪在一轉(zhuǎn)范圍內(nèi)傳動(dòng)比要恒定。即最大轉(zhuǎn)角誤差限制在一定范圍內(nèi)，以保證傳遞運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確。差限制在一定范圍內(nèi)，以保證傳遞運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確。這要求齒輪在一轉(zhuǎn)范圍內(nèi)傳動(dòng)比變化盡量小，以保證主、從動(dòng)齒輪的運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)。在齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)一周過程中，它的轉(zhuǎn)角誤差的最大值（絕對(duì)值）不得超

2、過一定的限度。齒輪轉(zhuǎn)角誤差曲線形狀的變化一般呈正弦變化規(guī)律，即齒輪一轉(zhuǎn)中最大的轉(zhuǎn)角誤差只出現(xiàn)一次，且出現(xiàn)轉(zhuǎn)角誤差正、負(fù)極值的兩個(gè)輪齒相隔約180度。 2.齒輪傳動(dòng)平穩(wěn)性齒輪傳動(dòng)平穩(wěn)性（工作平穩(wěn)性工作平穩(wěn)性）n傳遞運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性（工作平穩(wěn)性）：要求齒輪一齒距或瞬時(shí)傳遞運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性（工作平穩(wěn)性）：要求齒輪一齒距或瞬時(shí)內(nèi)傳動(dòng)比的變化限制在一定范圍內(nèi)，以減少齒輪傳動(dòng)中的沖內(nèi)傳動(dòng)比的變化限制在一定范圍內(nèi)，以減少齒輪傳動(dòng)中的沖擊、振動(dòng)和噪聲擊、振動(dòng)和噪聲。齒輪傳遞運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性是指要求齒輪在回轉(zhuǎn)過程中齒輪傳遞運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性是指要求齒輪在回轉(zhuǎn)過程中瞬時(shí)傳動(dòng)比變化盡量瞬時(shí)傳動(dòng)比變化盡量小小，也就是要求齒輪在一個(gè)，也

3、就是要求齒輪在一個(gè)較小角度范圍較小角度范圍內(nèi)（如一個(gè)齒距角范圍內(nèi)）轉(zhuǎn)內(nèi)（如一個(gè)齒距角范圍內(nèi)）轉(zhuǎn)角誤差的變化不得超過一定限度。角誤差的變化不得超過一定限度。齒輪回轉(zhuǎn)過程中，特別是高速傳動(dòng)的齒輪，瞬時(shí)傳動(dòng)比頻繁變化，產(chǎn)生齒輪回轉(zhuǎn)過程中，特別是高速傳動(dòng)的齒輪，瞬時(shí)傳動(dòng)比頻繁變化，產(chǎn)生撞擊、振動(dòng)和噪聲，因而影響其傳動(dòng)平穩(wěn)性。撞擊、振動(dòng)和噪聲，因而影響其傳動(dòng)平穩(wěn)性。引起傳遞運(yùn)動(dòng)不準(zhǔn)確的傳動(dòng)比最大變化量以齒輪引起傳遞運(yùn)動(dòng)不準(zhǔn)確的傳動(dòng)比最大變化量以齒輪一轉(zhuǎn)為周期一轉(zhuǎn)為周期，且波幅大；，且波幅大；而瞬時(shí)傳動(dòng)比的變化是由齒輪而瞬時(shí)傳動(dòng)比的變化是由齒輪每個(gè)齒距角范圍內(nèi)的單齒誤差引起每個(gè)齒距角范圍內(nèi)的單齒誤差引起的

4、，在的，在齒輪一轉(zhuǎn)內(nèi)單齒誤差頻繁出現(xiàn)，且波幅小，影響齒輪傳動(dòng)平穩(wěn)性。一般齒輪一轉(zhuǎn)內(nèi)單齒誤差頻繁出現(xiàn)，且波幅小，影響齒輪傳動(dòng)平穩(wěn)性。一般情況下，情況下，兩者同時(shí)存在。兩者同時(shí)存在。 3.齒輪載荷分布的均勻性齒輪載荷分布的均勻性（接觸精度）： 。齒輪載荷分布的均勻性要求齒輪嚙合時(shí)，工齒輪載荷分布的均勻性要求齒輪嚙合時(shí)，工作齒面接觸良好，載荷分布均勻，避免載荷作齒面接觸良好，載荷分布均勻，避免載荷集中于局部齒面造成齒面磨損或折斷，以保集中于局部齒面造成齒面磨損或折斷，以保證齒輪傳動(dòng)有較大的證齒輪傳動(dòng)有較大的承載能力承載能力和較長(zhǎng)的和較長(zhǎng)的使用使用壽命壽命。 4. 側(cè)隙側(cè)隙側(cè)隙即齒側(cè)間隙，是指兩個(gè)相互

5、嚙合齒輪工作側(cè)隙即齒側(cè)間隙，是指兩個(gè)相互嚙合齒輪工作齒面接觸時(shí)，相鄰兩個(gè)非工作齒面之間形成的齒面接觸時(shí)，相鄰兩個(gè)非工作齒面之間形成的間隙。間隙。側(cè)隙是在齒輪、軸、軸承、箱體和其他零部件側(cè)隙是在齒輪、軸、軸承、箱體和其他零部件裝配成減速器、變速箱或其他傳動(dòng)裝置后自然裝配成減速器、變速箱或其他傳動(dòng)裝置后自然形成的。形成的。 齒輪副有適當(dāng)間隙，用來(lái)儲(chǔ)存潤(rùn)滑油、補(bǔ)齒輪副有適當(dāng)間隙，用來(lái)儲(chǔ)存潤(rùn)滑油、補(bǔ)償熱變形和彈性變形，防止齒輪在工作中發(fā)生償熱變形和彈性變形，防止齒輪在工作中發(fā)生齒面燒蝕或卡死，以保證齒輪副正常工作。齒面燒蝕或卡死，以保證齒輪副正常工作。 小小 結(jié)結(jié)前三項(xiàng)使用要求是對(duì)齒輪的精度要求。前三

6、項(xiàng)使用要求是對(duì)齒輪的精度要求。u 不同用途、不同工作條件的齒輪其側(cè)重點(diǎn)也應(yīng)有所不同。不同用途、不同工作條件的齒輪其側(cè)重點(diǎn)也應(yīng)有所不同。側(cè)隙是獨(dú)立與前三項(xiàng)精度要求外的另一類要求側(cè)隙是獨(dú)立與前三項(xiàng)精度要求外的另一類要求。u重載、高速齒輪傳動(dòng)，由于受力、受熱變形大，側(cè)隙應(yīng)大重載、高速齒輪傳動(dòng)，由于受力、受熱變形大，側(cè)隙應(yīng)大些，以補(bǔ)償大的變形和保證潤(rùn)滑通暢。些，以補(bǔ)償大的變形和保證潤(rùn)滑通暢。u經(jīng)常正轉(zhuǎn)、逆轉(zhuǎn)的齒輪，為減少回程誤差，側(cè)隙應(yīng)小些。經(jīng)常正轉(zhuǎn)、逆轉(zhuǎn)的齒輪，為減少回程誤差，側(cè)隙應(yīng)小些。 齒輪傳動(dòng)的使用要求舉例齒輪傳動(dòng)的使用要求舉例n對(duì)于分度機(jī)構(gòu)，儀器儀表中讀數(shù)機(jī)構(gòu)的齒輪，齒輪一對(duì)于分度機(jī)構(gòu)，儀器

7、儀表中讀數(shù)機(jī)構(gòu)的齒輪，齒輪一轉(zhuǎn)中的轉(zhuǎn)角誤差不超過轉(zhuǎn)中的轉(zhuǎn)角誤差不超過1122，甚至是幾秒，此時(shí)，甚至是幾秒，此時(shí)，傳遞運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確性是主要的傳遞運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確性是主要的；n機(jī)床，汽車變速箱，要求傳動(dòng)平穩(wěn)性和載荷分布均勻機(jī)床，汽車變速箱，要求傳動(dòng)平穩(wěn)性和載荷分布均勻性，降低振動(dòng)和噪音，保證承載能力。性，降低振動(dòng)和噪音，保證承載能力。n對(duì)于軋鋼機(jī)、起重機(jī)、運(yùn)輸機(jī)、透平機(jī)等低速重載機(jī)對(duì)于軋鋼機(jī)、起重機(jī)、運(yùn)輸機(jī)、透平機(jī)等低速重載機(jī)械，傳遞動(dòng)力大，但圓周速度不高，主要考慮載荷分械，傳遞動(dòng)力大，但圓周速度不高，主要考慮載荷分布均勻性，保證承載能力。布均勻性，保證承載能力。n對(duì)于高速、大功率傳動(dòng)裝置中用的齒輪，如汽輪

8、機(jī)減對(duì)于高速、大功率傳動(dòng)裝置中用的齒輪，如汽輪機(jī)減速器上的齒輪，圓周速度高，傳遞功率大，其運(yùn)動(dòng)精速器上的齒輪，圓周速度高，傳遞功率大，其運(yùn)動(dòng)精度、工作平穩(wěn)性精度及接觸精度要求都很高，特別是度、工作平穩(wěn)性精度及接觸精度要求都很高，特別是瞬時(shí)傳動(dòng)比的變化要求小，以減少振動(dòng)和噪聲。瞬時(shí)傳動(dòng)比的變化要求小，以減少振動(dòng)和噪聲。二 漸開線圓柱齒輪偏差漸開線圓柱齒輪偏差u 單個(gè)齒輪偏差單個(gè)齒輪偏差齒距偏差齒距偏差齒廓偏差齒廓偏差切向綜合偏差切向綜合偏差螺旋線偏差螺旋線偏差u 徑向偏差徑向偏差 u徑向跳動(dòng)徑向跳動(dòng) .單個(gè)齒輪偏差包括單個(gè)齒輪偏差包括 1. 齒距偏差齒距偏差 單個(gè)齒距偏差（單個(gè)齒距偏差（fpt）

9、 ； 齒距累積偏差齒距累積偏差（Fpk）；）； 齒距累積總偏差（齒距累積總偏差（Fp）；）； 基圓齒距偏差基圓齒距偏差*（fpb）。）。基圓齒距偏差與單個(gè)齒距偏差之間有如下關(guān)系：基圓齒距偏差與單個(gè)齒距偏差之間有如下關(guān)系：齒距偏差反映了一個(gè)齒距和一轉(zhuǎn)內(nèi)任意個(gè)齒距的最大變化，齒距偏差反映了一個(gè)齒距和一轉(zhuǎn)內(nèi)任意個(gè)齒距的最大變化，它直接反映它直接反映齒輪的轉(zhuǎn)角誤差，是幾何偏心和運(yùn)動(dòng)偏心的綜合結(jié)果。齒輪的轉(zhuǎn)角誤差，是幾何偏心和運(yùn)動(dòng)偏心的綜合結(jié)果。 sincostptpbpff.單個(gè)齒輪偏差包括單個(gè)齒輪偏差包括2. 齒廓偏差齒廓偏差齒齒廓總偏差（廓總偏差（F ）； 齒廓形狀偏差齒廓形狀偏差（ff ）；）；

10、 齒廓傾斜偏差齒廓傾斜偏差（fH ）。）。 3.切向綜合偏差切向綜合偏差 一齒切向綜合偏差一齒切向綜合偏差（f i）；）； 切向綜合總偏差切向綜合總偏差（F i）；）；4.螺旋線偏差螺旋線偏差 螺旋線總偏差螺旋線總偏差（F） 螺旋線形狀偏差螺旋線形狀偏差（ff） 螺旋線傾斜偏差螺旋線傾斜偏差（fH）徑向偏差與徑向跳動(dòng)徑向偏差與徑向跳動(dòng). 徑向偏差徑向偏差徑向綜合總偏差徑向綜合總偏差（Fi ） 一齒徑向綜合偏差一齒徑向綜合偏差（f i） . 徑向跳動(dòng)徑向跳動(dòng)（Fr）1輪齒同側(cè)齒面偏差輪齒同側(cè)齒面偏差規(guī)定了規(guī)定了0、112共共13個(gè)精度等個(gè)精度等級(jí)，其中級(jí)，其中0級(jí)最高，級(jí)最高，13級(jí)最低。級(jí)最低

11、。標(biāo)準(zhǔn)適用范圍為：分度圓直徑為510000mm，法向模數(shù)為0.570mm，齒寬為41000mm的漸開線圓柱齒輪。2徑向綜合偏差徑向綜合偏差規(guī)定了規(guī)定了4、512共共9個(gè)精度等級(jí)，其個(gè)精度等級(jí)，其中中4級(jí)最高，級(jí)最高，12級(jí)最低。級(jí)最低。標(biāo)準(zhǔn)適用范圍為：分度圓直徑為51000mm，法向模數(shù)為0.210mm的漸開線圓柱齒輪。3徑向跳動(dòng)徑向跳動(dòng) GB/ T10095.22001在附錄B中推薦了推薦了0、112共共13個(gè)精度等級(jí)個(gè)精度等級(jí)，其中0級(jí)最高，級(jí)最高，13級(jí)最低。級(jí)最低。適用于分度圓直徑為510000mm，法向模數(shù)為0.570mm，齒寬為41000mm的漸開線圓柱齒輪。齒輪精度等級(jí)的確定設(shè)計(jì)

12、時(shí)，徑向綜合偏差和徑向跳動(dòng)不一定與設(shè)計(jì)時(shí)，徑向綜合偏差和徑向跳動(dòng)不一定與GB/T 10095.1中的要素偏差（如齒距、齒廓、螺旋線等）選用相同的等級(jí)。中的要素偏差（如齒距、齒廓、螺旋線等）選用相同的等級(jí)。當(dāng)文件需敘述齒輪精度要求時(shí)，應(yīng)注明當(dāng)文件需敘述齒輪精度要求時(shí)，應(yīng)注明GB/T 10095.1或或GB/T 10095.2。 可以用計(jì)算法或經(jīng)驗(yàn)法可以用計(jì)算法或經(jīng)驗(yàn)法(表格法表格法)確定齒輪的精度等級(jí)確定齒輪的精度等級(jí)。齒輪精度等級(jí)的選擇齒輪精度等級(jí)的選擇n0 02 2級(jí)要求非常高，有待發(fā)展級(jí)要求非常高，有待發(fā)展n3 35 5級(jí)為高精度級(jí)為高精度n6 69 9級(jí)為中等精度級(jí)為中等精度n10101

13、212級(jí)為低進(jìn)度級(jí)為低進(jìn)度齒輪精度等級(jí)的選擇齒輪精度等級(jí)的選擇最小法向側(cè)隙和齒厚極限偏差的最小法向側(cè)隙和齒厚極限偏差的確定確定(1)(1)經(jīng)驗(yàn)法經(jīng)驗(yàn)法 參考國(guó)內(nèi)外同類產(chǎn)品中齒輪副的側(cè)隙值來(lái)確定最小側(cè)隙參考國(guó)內(nèi)外同類產(chǎn)品中齒輪副的側(cè)隙值來(lái)確定最小側(cè)隙(2)(2)計(jì)算法計(jì)算法 根據(jù)齒輪副的工作條件，如工作速度、溫度、負(fù)載、潤(rùn)滑等條件來(lái)根據(jù)齒輪副的工作條件，如工作速度、溫度、負(fù)載、潤(rùn)滑等條件來(lái)設(shè)計(jì)計(jì)算齒輪副最小側(cè)隙設(shè)計(jì)計(jì)算齒輪副最小側(cè)隙j bnmin側(cè)隙。側(cè)隙。jbnmin1=1000a( 1 t1 - 2 t2 )2sin n溫度需要，溫度需要， jbnmin2: 潤(rùn)滑潤(rùn)滑需要。需要。jbnmin

14、= jbnmin1+ jbnmin2 實(shí)際應(yīng)用時(shí)用下面的公式（出處）實(shí)際應(yīng)用時(shí)用下面的公式（出處）機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)第第3卷卷 14-120bnmin2(0.060.00050.03)3njam注意：注意：a必須是一個(gè)絕對(duì)值。必須是一個(gè)絕對(duì)值。齒厚偏差與基中心距制齒厚偏差與基中心距制 (H)。n齒輪傳動(dòng)同孔、軸配合一樣，也有基準(zhǔn)制問題，即基齒厚制(h) 和基中心距制基中心距制 (H)。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定采用后者，即改變齒厚改變齒厚達(dá)到所需側(cè)隙。 n齒厚上偏差取決于分度圓直徑和允許差，其選擇與齒輪精度無(wú)關(guān)。n齒厚上偏差Esns與實(shí)際法向最小側(cè)隙Jbn的關(guān)系是nJbn=|（ Esns1+Esns2 ）

15、|cosnn計(jì)算齒厚下偏Esni Esni = Esns+Tsn Tsn = Tstcos Esns的計(jì)算 tgfJjEa)2cos-(bnbnminsns222ptbn)/(34. 0276. 1FbLfJn Esni 的計(jì)算snsnssniTEEtan2 .22snrrbFT為齒輪徑向跳動(dòng)公差，rFbr 為切齒徑向進(jìn)刀公差（表10.7）。齒輪副中心距極限偏差和軸線平行度公差齒輪副中心距極限偏差和軸線平行度公差齒輪副中心距極限偏差齒輪副中心距極限偏差fa fa fa軸線平行度公差軸線平行度公差ffff公法線長(zhǎng)度極限偏差的確定公法線長(zhǎng)度極限偏差的確定sin72.0cossin72.0cosrs

16、nsWSrsnsWSFEEFEEFbLf)(軸線平行度偏差允許值為： 軸線平面上的平行度最大推薦值軸線平面上的平行度最大推薦值 見式（見式（10.1010.10） 垂直平面上的平行度最大推薦值垂直平面上的平行度最大推薦值 見式（見式（10.11）FbLff)(5 .05 .0式中 b 齒寬，L 箱體上的軸承跨距， F 螺旋線總公差。標(biāo)注示例標(biāo)注示例n例：例：7 7 GB/T10095.1 GB/T10095.1 表示齒輪的精度分別同為表示齒輪的精度分別同為7 7級(jí)級(jí)n如果三個(gè)公差組的精度等級(jí)相同，則只需標(biāo)注的一個(gè)數(shù)字：如果三個(gè)公差組的精度等級(jí)相同，則只需標(biāo)注的一個(gè)數(shù)字：n例：例：7 7 F F

17、10095881009588n表示齒輪的精度同為表示齒輪的精度同為7 7級(jí)，齒厚上、下偏差代號(hào)分別為級(jí)，齒厚上、下偏差代號(hào)分別為F F、L L。 n例：（例：（ ）10095881009588n表示齒輪的精度同為表示齒輪的精度同為4 4級(jí)，齒厚上、下偏差值分別為級(jí)，齒厚上、下偏差值分別為- -.330.330mmmm、-0.495mm-0.495mm。n8 8（FpFp、FptFpt、FaFa）7 7（F FB B） GB/T10095.1GB/T10095.1 或或 8 8 7 GB/T10095.20018 8 7 GB/T10095.2001-0.330-0.495n國(guó)標(biāo)規(guī)定了14種齒厚極限偏差的數(shù)值，并用14個(gè)大寫的英文字母表示。分別是C、D、E、F、G、H、J、K、L、M、N、P、R、S級(jí)，C級(jí)間隙最大，S級(jí)間隙最小。共14級(jí)。每一種代號(hào)代表的齒厚極限偏差的數(shù)值均是齒距極限偏差（fpt）的倍數(shù)。齒厚偏差等級(jí)齒厚偏差等級(jí)齒坯精度FbDtdt)/(2.0(1) 孔和頂圓； (2) 徑向Sr基準(zhǔn)面； （3）軸向Si基準(zhǔn)面。圖10.13 帶孔齒輪的齒坯公差prFt3.0齒輪軸的齒坯精度FbDtdt)(2.0(1) 軸頸和頂圓； (2) 徑向Sr基準(zhǔn)面（3）軸向Si基準(zhǔn)面。prFt3 . 0齒坯技術(shù)要求齒坯技術(shù)要求1.內(nèi)孔尺寸偏差內(nèi)孔尺寸偏差2.齒頂圓直徑偏差齒