第七章 漸開線 齒輪傳動(dòng)的互換性

第七章漸開線齒輪傳動(dòng)的互換性第一頁(yè)，共二十六頁(yè)，編輯于2023年，星期四基本要求了解漸開線圓柱齒輪傳動(dòng)的精度要求。了解齒輪誤差產(chǎn)生的原因及誤差特性。了解圓柱齒輪傳動(dòng)精度的評(píng)定指標(biāo)。掌握漸開線圓柱齒輪傳動(dòng)精度的設(shè)計(jì)的基本方法。第二頁(yè)，共二十六頁(yè)，編輯于2023年，星期四漸開線圓柱齒輪傳動(dòng)精度要求

運(yùn)動(dòng)精度（準(zhǔn)確性）：是指?jìng)鬟f運(yùn)動(dòng)的準(zhǔn)確性。為了保證齒輪傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)精度，應(yīng)限制齒輪一轉(zhuǎn)中最大轉(zhuǎn)角誤差△φ∑。運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性精度：要求齒輪運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，沒有沖擊、振動(dòng)和噪聲。要限制一齒距角范圍內(nèi)轉(zhuǎn)角誤差的最大值△φ。載荷分布均勻性（接觸精度）：要求齒輪在接觸過程中，載荷分布要均勻，接觸良好，以免引起應(yīng)力集中，造成局部磨損，影響齒輪的使用壽命。傳動(dòng)側(cè)隙：在齒輪傳動(dòng)過程中，非接觸面一定要有合理的間隙。一方面為了貯存潤(rùn)滑油，一方面為了補(bǔ)償齒輪的制造和變形誤差。齒輪傳動(dòng)的使用要求：第三頁(yè)，共二十六頁(yè)，編輯于2023年，星期四不同圓柱齒輪的傳動(dòng)精度要求

上述4項(xiàng)要求，對(duì)于不同用途、不同工作條件的齒輪其側(cè)重點(diǎn)也應(yīng)有所不同。如：對(duì)于分度機(jī)構(gòu)，儀器儀表中讀數(shù)機(jī)構(gòu)的齒輪，齒輪一轉(zhuǎn)中的轉(zhuǎn)角誤差不超過1′～2′，甚至是幾秒，此時(shí)，傳遞運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確性是主要的；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；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，故齒輪接觸精度要求較高，齒側(cè)間隙也應(yīng)足夠大，而對(duì)其運(yùn)動(dòng)精度則要求不高。

HOME第四頁(yè)，共二十六頁(yè)，編輯于2023年，星期四漸開線圓柱齒輪的加工誤差影響上述4項(xiàng)要求的誤差因素，主要是由于工藝系統(tǒng)中齒輪坯、齒輪機(jī)床、刀具三個(gè)方面的工藝因素決定的。為了便于分析齒輪的各種制造誤差對(duì)齒輪傳動(dòng)質(zhì)量的影響，按誤差相對(duì)于齒輪的方向特征，可分為：徑向誤差、切向誤差、軸向誤差齒輪刀具鏟形面誤差；第五頁(yè)，共二十六頁(yè)，編輯于2023年，星期四徑向誤差。刀具與被切齒輪之間徑向距離的偏差。它是由齒坯在機(jī)床上的定位誤差、刀具的徑向跳動(dòng)、齒坯軸或刀具軸的周期變動(dòng)引起的切向加工誤差。刀具與工件展成運(yùn)動(dòng)遭到破壞或分度不準(zhǔn)確而產(chǎn)生的加工誤差。漸開線圓柱齒輪的加工誤差第六頁(yè)，共二十六頁(yè)，編輯于2023年，星期四軸向誤差刀具與工件的展成運(yùn)動(dòng)遭到破壞或分度不準(zhǔn)確而產(chǎn)生的誤差齒輪刀具鏟形面誤差由于刀具鏟形面的近似造形，或由于其制造和刃磨誤差而產(chǎn)生的誤差漸開線圓柱齒輪的加工誤差第七頁(yè)，共二十六頁(yè)，編輯于2023年，星期四7.2圓柱齒輪傳動(dòng)精度的評(píng)定指標(biāo)及檢測(cè)根據(jù)齒輪精度要求，把齒輪的誤差分成影響運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確性誤差、影響運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性誤差、影響載荷分布均勻性誤差和影響側(cè)隙的誤差。并相應(yīng)提出精度評(píng)定指標(biāo)。運(yùn)動(dòng)精度的評(píng)定指標(biāo)平穩(wěn)性的評(píng)定指標(biāo)接觸精度的評(píng)定指標(biāo)側(cè)隙的評(píng)定指標(biāo)齒輪副精度的評(píng)定指標(biāo)HOME第八頁(yè)，共二十六頁(yè)，編輯于2023年，星期四1、齒距偏差單個(gè)齒距偏差（fpt）在端平面上接近齒高中部的一個(gè)與齒輪軸線同心的圓上，實(shí)際齒距與理論齒距的代數(shù)差。影響齒輪傳動(dòng)的平穩(wěn)性。齒距累積偏差ΔFpk任意k個(gè)齒距的實(shí)際弧長(zhǎng)與理論弧長(zhǎng)的代數(shù)差。K個(gè)齒距累積誤差是指K個(gè)齒距間的實(shí)際弧長(zhǎng)與公稱弧長(zhǎng)之差的代數(shù)和，K為2到小于Z／8的整數(shù)規(guī)定ΔFpk是為了限制齒距累積誤差集中在局部圓周上，如果此項(xiàng)偏差過大，影響平穩(wěn)行精度。7.2.1輪齒同側(cè)齒面偏差第九頁(yè)，共二十六頁(yè)，編輯于2023年，星期四齒距累積總偏差（ΔFp）齒距累積偏差反映了一轉(zhuǎn)內(nèi)任意個(gè)齒距的最大變化，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。因而可以較為全面地反映齒輪的傳遞運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確性，是一項(xiàng)綜合性的評(píng)定項(xiàng)目。但因?yàn)橹辉诜侄葓A上測(cè)量，故不如切向綜合誤差反映的全面。見表7－17.2.1輪齒同側(cè)齒面偏差第十頁(yè)，共二十六頁(yè)，編輯于2023年，星期四2、齒廓偏差

實(shí)際齒廓偏離設(shè)計(jì)齒廓的量，在端平面內(nèi)切垂直于漸開線齒廓的方向計(jì)值。（1）齒廓總偏差(Fa)包容實(shí)際齒廓跡線的兩條設(shè)計(jì)齒廓跡線間的距離。主要影響平穩(wěn)性精度（2）齒廓形狀偏差（ffa）包容實(shí)際齒廓跡線的兩條與平均跡線完全相同的曲線間的距離，且兩曲線與平均齒廓跡線的距離為常數(shù)。（3）齒廓傾斜偏差（fHa）在計(jì)值范圍的兩端與平均齒廓跡線相交的兩條設(shè)計(jì)齒廓跡線間的距離圖7-7實(shí)例7.2.1輪齒同側(cè)齒面偏差第十一頁(yè)，共二十六頁(yè)，編輯于2023年，星期四3、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)螺旋線總偏差（Fβ）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)螺旋線形狀偏差(ffβ)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完全相同的曲線間的距離7.2.1輪齒同側(cè)齒面偏差第十二頁(yè)，共二十六頁(yè)，編輯于2023年，星期四(3)螺旋線傾斜偏差(fHβ)在計(jì)值范圍內(nèi),兩端與平均螺旋線跡線相交的設(shè)計(jì)螺旋線跡線間的距離這三種螺旋線取值方法適用于非修形螺旋線,當(dāng)設(shè)計(jì)成修形螺旋線時(shí),設(shè)計(jì)螺紋線跡線不再是直線。7.2.1輪齒同側(cè)齒面偏差第十三頁(yè)，共二十六頁(yè)，編輯于2023年，星期四

切向綜合偏差

切向綜合總偏差（Fi′）指被測(cè)齒輪與理想精確的測(cè)量齒輪單面嚙合時(shí)，在被測(cè)齒輪一轉(zhuǎn)內(nèi)，齒輪分度圓上實(shí)際圓周位移與理論圓周位移的最大差值。是評(píng)定齒輪傳遞運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確性的最佳綜合評(píng)定指標(biāo)。一齒綜合偏差（fi′）在一個(gè)齒距角內(nèi)，過偏差曲線的最高最低點(diǎn)作與橫坐標(biāo)平行的兩條直線，此平行線間的距離為fi′。是檢查平穩(wěn)行精度。但因切向綜合誤差是在單面嚙合綜合檢查儀（簡(jiǎn)稱單嚙儀）上進(jìn)行測(cè)量的，單嚙儀結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價(jià)格昂貴，在生產(chǎn)車間很少使用。7.2.1輪齒同側(cè)齒面偏差第十四頁(yè)，共二十六頁(yè)，編輯于2023年，星期四（1）徑向綜合總偏差(Fi〞)是在徑向綜合檢驗(yàn)時(shí)，被測(cè)齒輪的左右齒面同時(shí)與測(cè)量齒輪接觸,并轉(zhuǎn)過一圈時(shí)中心距最大最小值之差。反映齒輪運(yùn)動(dòng)精度的項(xiàng)目（2）一齒徑向綜合總偏差(fi〞)是指被測(cè)齒輪與測(cè)量齒輪嚙合一整圈時(shí)，對(duì)應(yīng)一個(gè)齒距角的徑向綜合偏差值。反映齒輪工作平穩(wěn)性。被測(cè)齒輪由于雙面嚙合綜合測(cè)量時(shí)的嚙合情況與切齒時(shí)的嚙合情況相似，能夠反映齒輪坯和刀具安裝調(diào)整誤差，測(cè)量所用儀器遠(yuǎn)比單嚙儀簡(jiǎn)單，操作方便，測(cè)量效率高，故在大批量生產(chǎn)中應(yīng)用很普通。但它只能反映徑向誤差，且測(cè)量狀況與齒輪實(shí)際工作狀況不完全相符。7.2.2徑向綜合偏差與徑向跳動(dòng)第十五頁(yè)，共二十六頁(yè)，編輯于2023年，星期四7.2.2徑向綜合偏差與徑向跳動(dòng)（3）徑向跳動(dòng)（Fr）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)于齒輪軸線的最大變動(dòng)量稱齒圈徑向跳動(dòng)。Fr主要反映由于齒坯偏心引起的齒輪徑向誤差?？捎谬X圈徑向跳動(dòng)檢查儀測(cè)量，測(cè)頭可以用球形或錐形。反映齒輪運(yùn)動(dòng)精度。

第十六頁(yè)，共二十六頁(yè)，編輯于2023年，星期四7.2.3齒厚偏差及齒側(cè)間隙齒厚偏差是指在齒輪分度圓柱面上，齒厚的實(shí)際值與公稱值之差。對(duì)于斜齒輪，指法向齒厚。為了保證一定的齒側(cè)間隙，齒厚的上偏差（ESS），下偏差（ESi）一般都為負(fù)值。1、齒厚偏差(Esn)2、公法線長(zhǎng)度偏差（Ebn）公法線長(zhǎng)度偏差指公法線長(zhǎng)度的實(shí)際值與公稱值之差第十七頁(yè)，共二十六頁(yè)，編輯于2023年，星期四齒側(cè)間隙的表示方法：法向側(cè)隙（jbn）圓周側(cè)隙（jwt

）為控制齒厚減薄量，以獲得必要的側(cè)隙，可以采用齒厚偏差（ESn），公法線平均長(zhǎng)度偏差（Ebn）最小側(cè)隙的確定（jbnmin

）

jbnmin=2/3(0.06+0.0005a+0.03mn)其余公式見課本162頁(yè)自習(xí)7.2.3齒厚偏差及齒側(cè)間隙3齒側(cè)間隙第十八頁(yè)，共二十六頁(yè)，編輯于2023年，星期四7.4漸開線圓柱齒輪傳動(dòng)精度的設(shè)計(jì)

齒輪精度等級(jí)的確定齒輪誤差檢驗(yàn)組的選擇齒輪副側(cè)隙的確定圖樣標(biāo)注

HOME第十九頁(yè)，共二十六頁(yè)，編輯于2023年，星期四7.4.1精度標(biāo)準(zhǔn)齒輪及齒輪副共規(guī)定有13個(gè)精度等級(jí)，用0，1，2，…，12表示。其中1級(jí)精度最高，12級(jí)精度最低。0~2,3~5高,6~8中,9較低,10~12低齒輪和齒輪副的誤差項(xiàng)目都規(guī)定了相應(yīng)的公差或極限偏差；各公差組中的公差項(xiàng)目、代號(hào)、所用公差值符號(hào)、公差值計(jì)算公式及齒輪副的有關(guān)公差列于表。GB/T10095.1-2001或GB/T10095.2-20017.4漸開線圓柱齒輪傳動(dòng)精度的設(shè)計(jì)第二十頁(yè)，共二十六頁(yè)，編輯于2023年，星期四7.4.2各偏差允許值計(jì)算公式和標(biāo)準(zhǔn)值表7.9中數(shù)值是用對(duì)5級(jí)精度規(guī)定的公差值乘以公比計(jì)算出來(lái)的.7.4.3齒輪的檢驗(yàn)組(推薦)

一般劃分齒輪質(zhì)量等級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)包括:齒距偏差Fp、fpt、Fpk齒廓總偏差Fa，螺旋線總偏差Fβ，齒厚偏差Esn。另外在根據(jù)特殊要求進(jìn)行偏差控制。7.4.4應(yīng)用:1齒輪精度等級(jí)的確定,2最小側(cè)隙和齒厚偏差的確定,3檢驗(yàn)組的確定,4齒坯及箱體精度的確定.例題7.17.4漸開線圓柱齒輪傳動(dòng)精度的設(shè)計(jì)第二十一頁(yè)，共二十六頁(yè)，編輯于2023年，星期四齒輪誤差檢驗(yàn)組的選擇按照表確定每一公差組的誤差檢驗(yàn)組時(shí)，應(yīng)綜合考慮檢測(cè)的目的、齒輪的精度等級(jí)、生產(chǎn)規(guī)模及現(xiàn)有測(cè)量器具等因素。檢測(cè)目的。當(dāng)齒輪的檢測(cè)是為了驗(yàn)收產(chǎn)品，判斷產(chǎn)品是否合格時(shí)，宜選用綜合性項(xiàng)目。若測(cè)量的目的是為了進(jìn)行工藝分析，查找誤差原因時(shí)，宜選擇單項(xiàng)檢測(cè)項(xiàng)目。精度等級(jí)。高精度的齒輪用于重要場(chǎng)合，因此應(yīng)選擇反映誤差較為全面的綜合性項(xiàng)目或較為重要的單項(xiàng)檢測(cè)項(xiàng)目。第二十二頁(yè)，共二十六頁(yè)，編輯于2023年，星期四圖樣標(biāo)注齒輪的結(jié)構(gòu)尺寸及形式根據(jù)設(shè)計(jì)需要并參考有關(guān)手冊(cè)而定。齒坯公差直接標(biāo)注在工作圖上，齒輪的主要參數(shù)（如模數(shù)mn、齒數(shù)z、齒形角α、螺旋角β、變位系數(shù)x等）、精度等級(jí)及齒厚極限偏差代號(hào)、所選用的公差（或極限偏差）均應(yīng)列表標(biāo)注。齒輪精度等級(jí)及齒厚極限偏差代號(hào)的標(biāo)注見以下示例。第二十三頁(yè)，共二十六頁(yè)，編輯于2023年，星期四標(biāo)注示例例：7—6—6GMGB10095—88表示齒輪第Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ公差組的精度分別為7級(jí)、6級(jí)、6級(jí)，齒厚上、下偏差代號(hào)分別為Ｇ、Ｍ。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：例：7FＬＧＢ10095—88表示齒輪第Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ公差組的精度同為7級(jí)，齒厚上、下偏差代號(hào)分別為F、L。例：7GB/T10095.1-2001表示各項(xiàng)偏差均為7級(jí)，且符合國(guó)標(biāo)GB/T10095.1-2001要求7Fp6(FaFβ)GB/T10095.1-2001:表示Fp為7級(jí)精度,FaFβ均為6級(jí)精度,其余齒輪個(gè)性偏差項(xiàng)目均符合GB/T10095.1-2001要求第二十四頁(yè)，共二十六頁(yè)，編輯于2023年，星期四小齒輪工作圖及標(biāo)注模數(shù)m4基節(jié)極限偏差土fpb

土0.018齒數(shù)z30齒向公差Fβ0.011齒形角a20°公法線平均長(zhǎng)度極限偏差129.37mm精度等級(jí)7GB/