圓柱齒輪公差及檢測(cè)

1、目的：了解圓柱齒輪的公差標(biāo)準(zhǔn)目的：了解圓柱齒輪的公差標(biāo)準(zhǔn)初步掌握：初步掌握： 1. 1.應(yīng)用要求、加工誤差應(yīng)用要求、加工誤差 2. 2.評(píng)定指標(biāo)評(píng)定指標(biāo) 3. 3.圖樣標(biāo)注圖樣標(biāo)注 4. 4.齒輪精度設(shè)計(jì)齒輪精度設(shè)計(jì)操作技能：評(píng)定指標(biāo)的檢驗(yàn)操作技能：評(píng)定指標(biāo)的檢驗(yàn) 特點(diǎn)特點(diǎn)1 1 結(jié)構(gòu)緊湊結(jié)構(gòu)緊湊2 2 恒定的傳動(dòng)比恒定的傳動(dòng)比3 3 傳動(dòng)效率高傳動(dòng)效率高4 4 可實(shí)現(xiàn)平行軸、相可實(shí)現(xiàn)平行軸、相交軸和交錯(cuò)軸之間的交軸和交錯(cuò)軸之間的傳動(dòng)傳動(dòng)5 5 使用壽命長(zhǎng)使用壽命長(zhǎng)6 6 維護(hù)保養(yǎng)簡(jiǎn)單維護(hù)保養(yǎng)簡(jiǎn)單作用：傳遞空間任意兩軸（平行、相交、交錯(cuò)）的旋作用：傳遞空間任意兩軸（平行、相交、交錯(cuò)）的旋 轉(zhuǎn)運(yùn)

2、動(dòng)，或?qū)⑥D(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為移動(dòng)。轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，或?qū)⑥D(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為移動(dòng)。缺點(diǎn)：要求較高的制造和安裝精度，加工成本缺點(diǎn)：要求較高的制造和安裝精度，加工成本 高、不適宜遠(yuǎn)距離傳動(dòng)。高、不適宜遠(yuǎn)距離傳動(dòng)。傳動(dòng)齒輪傳動(dòng)齒輪：轉(zhuǎn)速較高，功率較大轉(zhuǎn)速較高，功率較大 （汽車（汽車 飛機(jī)等變速裝置）飛機(jī)等變速裝置）動(dòng)力齒輪動(dòng)力齒輪：轉(zhuǎn)速不高，傳遞扭矩轉(zhuǎn)速不高，傳遞扭矩 （礦山機(jī)械（礦山機(jī)械 起重機(jī)械）起重機(jī)械）分度齒輪分度齒輪：精確回轉(zhuǎn)精確回轉(zhuǎn) （精密機(jī)床（精密機(jī)床 儀表中的分度裝置）儀表中的分度裝置） 齒輪副、軸、齒輪副、軸、軸承、箱體軸承、箱體失效形式失效形式輪齒折斷輪齒折斷1.由于多次重復(fù)的彎曲應(yīng)力和應(yīng)力集中造成的疲勞折斷

3、；2.由于突然嚴(yán)重過(guò)載或沖擊載荷作用引起的過(guò)載折斷。直齒輪：齒寬較小的往往發(fā)生全齒折斷，齒寬較大的直齒輪或斜齒輪則容易發(fā)生局部折斷。一、一、 輪齒的失效形式輪齒的失效形式失效形式失效形式齒面點(diǎn)蝕齒面點(diǎn)蝕原因原因：由于在齒面嚙合處脈動(dòng)循環(huán)變接觸應(yīng)力長(zhǎng)期作用下，當(dāng)應(yīng)力峰值超過(guò)材料的接觸疲勞極限，經(jīng)過(guò)一定應(yīng)力循環(huán)次數(shù)后，先在節(jié)線附近的齒廓表面產(chǎn)生細(xì)微的疲勞裂紋。隨著裂紋的擴(kuò)展，將導(dǎo)致小塊金屬剝落，產(chǎn)生齒面點(diǎn)蝕。點(diǎn)蝕不良影響點(diǎn)蝕不良影響：影響輪齒正常嚙合，引起沖擊和噪聲，造成傳動(dòng)的不平穩(wěn)。一、一、 輪齒的失效形式輪齒的失效形式失效形式失效形式齒面膠合齒面膠合 高速重載傳動(dòng)中，常因嚙合區(qū)溫度升高而引起潤(rùn)

4、滑失效，致使齒面金屬直接接觸而相互粘連。當(dāng)齒面向?qū)瑒?dòng)時(shí)，較軟的齒面沿滑動(dòng)方向被撕下而形成溝紋。 傳動(dòng)精度傳動(dòng)精度 齒側(cè)間隙齒側(cè)間隙-齒輪副合理性齒輪副合理性傳遞運(yùn)動(dòng)的準(zhǔn)確性傳遞運(yùn)動(dòng)的準(zhǔn)確性傳遞運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性傳遞運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性載荷分布的均勻性載荷分布的均勻性 要求從動(dòng)輪與主動(dòng)輪運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)，應(yīng)限要求從動(dòng)輪與主動(dòng)輪運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)，應(yīng)限制齒輪制齒輪一轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)內(nèi)傳動(dòng)比的不均勻性。內(nèi)傳動(dòng)比的不均勻性。要求:齒輪在轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)齒距角的范圍內(nèi)，其最大轉(zhuǎn)角誤差應(yīng)限制在一定的范圍內(nèi)。一個(gè)齒距角內(nèi)瞬時(shí)傳動(dòng)比沖擊、振動(dòng)和噪聲 輪齒嚙合過(guò)程中，工作齒面沿全齒高和全齒長(zhǎng)上保持均勻接觸，并且接觸面積盡可能的大。 引起應(yīng)力集中，造成局部磨損

5、，引起應(yīng)力集中，造成局部磨損，輪齒折斷，影響齒輪的使用壽命輪齒折斷，影響齒輪的使用壽命 齒輪傳動(dòng)過(guò)程中，非齒輪傳動(dòng)過(guò)程中，非接觸面之間一定要有合接觸面之間一定要有合理的間隙。理的間隙。1. 1.貯存潤(rùn)滑油貯存潤(rùn)滑油2. 2.補(bǔ)償齒輪的變形補(bǔ)償齒輪的變形3.3.制造和安裝誤差所制造和安裝誤差所引起的尺寸變動(dòng)引起的尺寸變動(dòng)傳動(dòng)齒輪傳遞運(yùn)動(dòng)的準(zhǔn)確性傳動(dòng)的平穩(wěn)性載荷分布的均勻性動(dòng)力齒輪載荷分布的均勻性齒輪副側(cè)隙的合理性分度齒輪傳遞運(yùn)動(dòng)的準(zhǔn)確性齒輪副側(cè)隙為零加工方法：加工方法：按齒廓形成原理按齒廓形成原理 仿形法仿形法 展成法展成法滾刀滾刀進(jìn)給進(jìn)給0 0范成運(yùn)動(dòng)范成運(yùn)動(dòng)齒輪滾刀齒輪滾刀被加工齒輪被加工齒

6、輪工藝系統(tǒng)：機(jī)床、夾具工藝系統(tǒng)：機(jī)床、夾具、刀具刀具、齒坯本身齒坯本身安裝、調(diào)整安裝、調(diào)整齒坯ej o o o o齒圈孔的同心圓o oej1分度蝸輪 2 蝸桿 3 滾刀 4 齒坯 34e ej je ed do o 機(jī)床工作臺(tái)回轉(zhuǎn)軸線機(jī)床工作臺(tái)回轉(zhuǎn)軸線o o工件孔軸線工件孔軸線o o 分度蝸輪幾何軸線分度蝸輪幾何軸線o o o o” 12e ek kewo” o 原因：分度蝸桿的安裝偏心和軸向躥動(dòng) 導(dǎo)致蝸輪（齒坯）轉(zhuǎn)速不均勻， 結(jié)果：加工出的齒輪有齒距偏差和齒形偏差 34e ej je ed do o 機(jī)床工作臺(tái)回轉(zhuǎn)軸線機(jī)床工作臺(tái)回轉(zhuǎn)軸線o o工件孔軸線工件孔軸線o o 分度蝸輪幾何軸線分度蝸

7、輪幾何軸線o o o o” 12e ek kewo” o滾刀偏心 按表現(xiàn)特征可分為4類：齒廓誤差齒廓誤差 齒距誤差齒距誤差齒向誤差齒向誤差 齒厚偏差齒厚偏差齒廓相對(duì)于工件的旋轉(zhuǎn)中心分布不均勻齒廓不是理論的漸開(kāi)線齒面沿齒輪軸線方向的形狀和位置誤差齒厚相對(duì)于理論值在整個(gè)齒圈上不一致徑向誤差 切向誤差 軸向誤差齒高方向 齒厚方向 齒向方向 傳遞運(yùn)動(dòng)的準(zhǔn)確性工作平穩(wěn)性以齒輪一轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)為周期以齒輪一齒一齒為周期第第公差公差組組傳遞運(yùn)動(dòng)的準(zhǔn)確性傳遞運(yùn)動(dòng)的準(zhǔn)確性 第第公差公差組組傳動(dòng)的平穩(wěn)性傳動(dòng)的平穩(wěn)性 第第公差公差組組載荷分布的均勻性載荷分布的均勻性 傳遞運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確性的評(píng)定指標(biāo) 傳遞運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性的評(píng)定指標(biāo) 載荷

8、分布均勻性的評(píng)定指標(biāo) 1. 影響側(cè)隙的單個(gè)齒輪因素7.3 7.3 單個(gè)齒輪的評(píng)定指標(biāo)單個(gè)齒輪的評(píng)定指標(biāo) 切向綜合總偏差（切向綜合總偏差（F i） 齒距累積總偏差（齒距累積總偏差（Fp） 徑向跳動(dòng)（徑向跳動(dòng)（F Fr r） 徑向綜合總偏差（徑向綜合總偏差（Fi） 公法線長(zhǎng)度變動(dòng)（公法線長(zhǎng)度變動(dòng)（F Fw w） 齒輪一轉(zhuǎn)范圍內(nèi)，測(cè)頭在齒槽內(nèi)與齒輪一轉(zhuǎn)范圍內(nèi)，測(cè)頭在齒槽內(nèi)與齒高中部雙面接觸，測(cè)頭相對(duì)于齒輪軸齒高中部雙面接觸，測(cè)頭相對(duì)于齒輪軸線的最大變動(dòng)量稱齒圈徑向跳動(dòng)。線的最大變動(dòng)量稱齒圈徑向跳動(dòng)。 一齒切向綜合偏差 f i 一齒徑向綜合偏差 f i 齒廓偏差 基圓齒距偏差基圓齒距偏差 f fpbp

9、b 單個(gè)齒距偏差 fpt 螺旋線偏差：螺旋線偏差：在端面基圓切線方向上測(cè)得的實(shí)際螺旋線偏離設(shè)計(jì)螺旋線的量 （1 1） 螺旋線總偏差螺旋線總偏差F F 在計(jì)值范圍內(nèi)，包容實(shí)際螺旋線跡線的兩條設(shè)計(jì)螺旋線跡線間的距離 （2 2） 螺旋線形狀偏差螺旋線形狀偏差 f ff f 在計(jì)值范圍內(nèi)，包容實(shí)際螺旋線跡線的兩條與平均螺旋線跡線完全相同曲線間的距離 （3 3） 螺旋線傾斜偏差螺旋線傾斜偏差f fhh 在計(jì)值范圍的兩端與平均螺旋跡線相交的設(shè)計(jì)螺旋線跡線間的距離一般都為負(fù)值一般都為負(fù)值2 公法線長(zhǎng)度偏差1 1 軸線的平行度誤差軸線的平行度誤差2 2 中心距偏差中心距偏差3 3 接觸斑點(diǎn)接觸斑點(diǎn)4 4 齒輪

10、副的側(cè)隙齒輪副的側(cè)隙由于軸線平行度偏差的影響與其向量的方向有關(guān)。由于軸線平行度偏差的影響與其向量的方向有關(guān)。標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)“軸線平面內(nèi)的偏差軸線平面內(nèi)的偏差”f f和和“垂直平垂直平面上的偏差面上的偏差”f f作了不同的規(guī)定。作了不同的規(guī)定。3 齒輪副的接觸斑點(diǎn) 裝配好的齒輪副在輕微制裝配好的齒輪副在輕微制動(dòng)下運(yùn)轉(zhuǎn)后齒面的動(dòng)下運(yùn)轉(zhuǎn)后齒面的接觸擦亮痕接觸擦亮痕跡跡，可以用沿齒高方向和沿齒，可以用沿齒高方向和沿齒長(zhǎng)方向的百分?jǐn)?shù)來(lái)表示。長(zhǎng)方向的百分?jǐn)?shù)來(lái)表示。沿齒長(zhǎng)方向沿齒長(zhǎng)方向 影響承載能力影響承載能力沿齒高方向沿齒高方向 影響工作的平穩(wěn)影響工作的平穩(wěn)性性接觸斑點(diǎn)接觸斑點(diǎn)精度等級(jí)精度等級(jí)56789

11、按高度不小于按高度不小于55%50%45%40%30%按長(zhǎng)度不小于按長(zhǎng)度不小于80%70%60%50%40%摘自摘自GB/T10095-1988 齒輪副的最小極齒輪副的最小極限側(cè)隙應(yīng)根據(jù)齒輪工限側(cè)隙應(yīng)根據(jù)齒輪工作時(shí)的溫度和潤(rùn)滑條作時(shí)的溫度和潤(rùn)滑條件確定，與齒輪的精件確定，與齒輪的精度等級(jí)無(wú)關(guān)。度等級(jí)無(wú)關(guān)。 高溫工作的傳動(dòng)齒輪，為保證正常潤(rùn)滑，高溫工作的傳動(dòng)齒輪，為保證正常潤(rùn)滑，避免發(fā)熱卡死，要求有較大的側(cè)隙；避免發(fā)熱卡死，要求有較大的側(cè)隙； 而需正反轉(zhuǎn)或讀數(shù)機(jī)構(gòu)的齒輪，為避免空而需正反轉(zhuǎn)或讀數(shù)機(jī)構(gòu)的齒輪，為避免空程，則要求較小的側(cè)隙。程，則要求較小的側(cè)隙。指裝配好的齒輪副，當(dāng)工作指裝配好的齒輪

12、副，當(dāng)工作齒面接觸時(shí)，非工作齒面之齒面接觸時(shí)，非工作齒面之間的最小距離。間的最小距離。用塞尺測(cè)量用塞尺測(cè)量指裝配好的齒輪副，當(dāng)一個(gè)齒輪固定時(shí)，指裝配好的齒輪副，當(dāng)一個(gè)齒輪固定時(shí)，另一個(gè)齒輪的圓周晃動(dòng)量，以分度圓弧另一個(gè)齒輪的圓周晃動(dòng)量，以分度圓弧長(zhǎng)計(jì)值。長(zhǎng)計(jì)值。 用指示表測(cè)量。用指示表測(cè)量。1.1.基齒厚制基齒厚制: :即固定齒厚的極限偏差，通過(guò)改即固定齒厚的極限偏差，通過(guò)改變中心距的基本偏差來(lái)獲得不同的最小極變中心距的基本偏差來(lái)獲得不同的最小極限側(cè)隙，此方法用于中心距可調(diào)的機(jī)構(gòu)。限側(cè)隙，此方法用于中心距可調(diào)的機(jī)構(gòu)。2.2.基中心距制基中心距制: :即固定中心距的極限偏差，即固定中心距的極限偏

13、差，通過(guò)改變齒厚的上下偏差來(lái)得到不同的最通過(guò)改變齒厚的上下偏差來(lái)得到不同的最小極限側(cè)隙，國(guó)標(biāo)采用后一種小極限側(cè)隙，國(guó)標(biāo)采用后一種. . = + 工作溫度工作溫度 潤(rùn)滑方式潤(rùn)滑方式 圓周速度圓周速度補(bǔ)償溫升補(bǔ)償溫升引起的變形引起的變形保證齒輪工保證齒輪工作面的正常作面的正常潤(rùn)滑潤(rùn)滑bn11122nja(tt )2sin1212na : mm.:1t . t :20: 中心距齒輪和箱體材料的線膨脹系數(shù)，（ /） 齒輪和箱體在正常工作下對(duì)標(biāo)準(zhǔn)溫度 （）的溫差，法向壓力角，（）潤(rùn)滑方式圓周速度 V m/sV1010V2525V60V60噴油潤(rùn)滑0.01mn0.02mn0.03mn0.030.05mn油

14、池潤(rùn)滑0.0050.01mn 注：mn為法向模數(shù)mm 齒輪精度等級(jí)的確定齒輪精度等級(jí)的確定 齒輪副側(cè)隙、齒厚極限偏差的齒輪副側(cè)隙、齒厚極限偏差的確定確定 齒坯精度和齒輪表面粗糙度齒坯精度和齒輪表面粗糙度 圖樣標(biāo)注圖樣標(biāo)注 GB/T 10095.1-2001 漸開(kāi)線圓柱齒輪漸開(kāi)線圓柱齒輪 精度第精度第1部分部分 輪齒同側(cè)齒面偏差的定義輪齒同側(cè)齒面偏差的定義 和允許值和允許值 GB/T 10095.2-2001 漸開(kāi)線圓柱齒輪漸開(kāi)線圓柱齒輪 精度第精度第2部分部分 徑向綜合偏差與徑向跳動(dòng)徑向綜合偏差與徑向跳動(dòng) 的定義和允許值的定義和允許值 GB/Z 18620.14 指導(dǎo)性技術(shù)文件指導(dǎo)性技術(shù)文件分

15、度圓直徑：510000mm法向模數(shù)：0.570mm齒寬：41000mm標(biāo)準(zhǔn)適用范圍1313個(gè)精度等級(jí)個(gè)精度等級(jí)0 0 、1 1 、2 2 3 3 5 5 6 6 8 8 9 9 1212待用待用高精度等級(jí)高精度等級(jí)中等精度中等精度等級(jí)等級(jí)最低最低精度精度等級(jí)等級(jí)7 7 GB/T10095.2GB/T10095.2（1 1）20012001 根據(jù)用途、使用要求、傳遞功率、圓周速度及其它技術(shù)要求而定，同時(shí)考慮切齒工藝及經(jīng)濟(jì)性。1 1）計(jì)算法）計(jì)算法 依據(jù)齒輪傳動(dòng)用途的主要要求，計(jì)算確定出其中一種使用要求的精度等級(jí)，再按其他方面要求，作適當(dāng)協(xié)調(diào)，來(lái)確定其它使用要求的精度等級(jí). 當(dāng)對(duì)傳遞運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確性沒(méi)有

16、特別要求時(shí)，第公差組的精度常比第公差組低一個(gè)等級(jí)。 當(dāng)所傳遞的功率不特別大時(shí)，第公差組一般采用和第公差組相同的精度等級(jí)。 齒輪副中兩齒輪對(duì)應(yīng)公差組的精度采用同級(jí)，也允許不同級(jí)。齒輪圓周線速度第公差組的精度等級(jí)2 2）類比法）類比法 依據(jù)以往產(chǎn)品設(shè)計(jì)、性能試驗(yàn)以及使用過(guò)程中所積累的經(jīng)驗(yàn)、可靠的技術(shù)資料，經(jīng)過(guò)與所設(shè)計(jì)的齒輪在用途、工作條件及技術(shù)性能上作對(duì)比后，選定其精度等級(jí)。應(yīng)用范圍應(yīng)用范圍精度等級(jí)精度等級(jí)應(yīng)用范圍應(yīng)用范圍精度等級(jí)精度等級(jí)測(cè)量齒輪測(cè)量齒輪3 35 5拖拉機(jī)拖拉機(jī)6 61010汽輪減速器汽輪減速器3 36 6一般用途的一般用途的減速器減速器6 69 9精密切削機(jī)床精密切削機(jī)床3 37

17、 7軋鋼設(shè)備的軋鋼設(shè)備的小齒輪小齒輪6 61010一般金屬切削一般金屬切削機(jī)床機(jī)床5 58 8礦用絞車礦用絞車8 81010輕型汽車輕型汽車5 58 8起重機(jī)械起重機(jī)械7 71010重型汽車重型汽車6 69 9農(nóng)業(yè)機(jī)械農(nóng)業(yè)機(jī)械8 81111航空發(fā)動(dòng)機(jī)航空發(fā)動(dòng)機(jī)4 48 8精度等級(jí)456789圓周速度(m/s)直齒輪35斜齒輪70直齒輪20斜齒輪40直齒輪至15斜齒輪至30直齒輪至10斜齒輪至15直齒輪至6斜齒輪至10直齒輪至2斜齒輪至4工作條件與適用范圍特別精密分度機(jī)構(gòu)中或在最平穩(wěn)、且無(wú)噪聲的極高速情況下工作的齒輪；特別精密分度機(jī)構(gòu)中的齒輪；高速汽輪機(jī)齒輪；檢測(cè)67級(jí)齒輪用的測(cè)量齒輪精密分度機(jī)

18、中或要求極平穩(wěn)且無(wú)噪聲的高速工作的齒輪；精密分度機(jī)構(gòu)用齒輪；高速汽輪機(jī)齒輪；檢測(cè)89級(jí)齒輪用測(cè)量齒輪要求最高效率且無(wú)噪聲的高速平穩(wěn)工作的齒輪；分度機(jī)構(gòu)的齒輪；特別重要的航空、汽車齒輪；讀數(shù)裝置中特別精密傳動(dòng)的齒輪增速和減速用齒輪傳動(dòng)；金屬切削機(jī)床進(jìn)刀機(jī)構(gòu)用齒輪；高速減速器用齒輪；航空、汽車用齒輪；讀數(shù)裝置用齒輪無(wú)需特別精密的一般機(jī)械制造用齒輪；分度鏈以外的機(jī)床傳動(dòng)齒輪；航空、汽車制造業(yè)中不重要齒輪；起重機(jī)構(gòu)用齒輪；農(nóng)業(yè)機(jī)械中的小齒輪；通用減速器齒輪用于粗糙工作的齒輪精度標(biāo)注精度標(biāo)注精度等級(jí)精度等級(jí)側(cè)隙代號(hào)側(cè)隙代號(hào)齒厚極限偏差齒厚極限偏差標(biāo)準(zhǔn)代號(hào)標(biāo)準(zhǔn)代號(hào) -0.330 -0.330 -0.495

19、-0.495（ ）GB/T10095.22001GB/T10095.22001例：7 7-6-6-6-6 G MG M GB/T10095.22001 GB/T10095.220017 F L GB/T10095.22001表示齒輪第表示齒輪第、公差組的精度分別公差組的精度分別為為7級(jí)、級(jí)、6級(jí)、級(jí)、6級(jí)。級(jí)。齒厚上、下偏差代號(hào)齒厚上、下偏差代號(hào)分別為、。分別為、。齒厚極限偏差的數(shù)值=齒距極限偏差（fpt）的倍數(shù) 國(guó)標(biāo)規(guī)定國(guó)標(biāo)規(guī)定:14種齒厚極限偏種齒厚極限偏差的數(shù)值，大差的數(shù)值，大寫(xiě)的英文字母寫(xiě)的英文字母表示。表示。最小側(cè)隙jbn min 齒厚上偏差Esns 齒厚公差Tsn齒厚下偏差Esni切齒徑向進(jìn)刀公差br齒圈徑向跳動(dòng)公差Fr種類種類項(xiàng)目名稱項(xiàng)目名稱尺寸尺寸公差公差齒頂圓直徑的極限偏差齒頂圓直徑的極限偏差軸孔或齒輪軸軸頸的公差軸孔或齒輪軸軸頸的公差鍵槽寬度鍵槽寬度b的極限偏差和尺寸的極限偏差和尺寸 d-t的極限的極限偏差偏差形位形位公差公差齒頂圓的徑向跳動(dòng)公差齒頂圓的徑向跳動(dòng)公差齒輪端面的跳動(dòng)公差齒輪端面的跳動(dòng)公差齒輪孔軸的圓柱度公差（齒輪孔軸的圓柱度公差（0.3倍尺寸公差）倍尺寸公差）鍵槽的對(duì)稱