互換性與測量技術基礎案例教程（第3版） 課件 -第8章-齒輪精度

互換性與測量技術基礎課程機械精度設計多媒體系列CAI課件哈工大第8章圓柱齒輪精度設計與檢測齒輪精度設計

(最復雜)單個齒輪精度齒輪副精度齒坯精度8.1

對齒輪傳動的使用要求

根據(jù)齒輪傳動的要求：傳遞運動傳遞動力

(3)載荷分布均勻(4)側隙合理

(1)準確

(2)平穩(wěn)2一.傳遞運動的準確性（運動精度）準確性:指齒輪在一轉范圍內(nèi)的傳動比的大小，保證主、從動齒輪的運動協(xié)調一致。

齒距累積偏差曲線齒距偏差3二.傳動的平穩(wěn)性（平穩(wěn)性精度）

平穩(wěn)性是指齒輪在轉動中瞬時傳動比的大小。Δφ

=|(φa–φ)|max/齒距齒距累積偏差曲線4三.載荷分布的均勻性（接觸精度）

載荷分布的均勻性:是指齒輪嚙合時，工作齒面上接觸面的大小。齒寬方向齒高方向5四.齒輪側隙的合理性(圖8.3)側隙:是指齒輪嚙合時，非工作齒面之間的間隙。側隙一般用法向側隙jbn或圓周側隙jwt評定。jbn=jwtcosα非工作齒面68.2

評定齒輪精度的偏差項目及其允許值

一.

評定齒輪精度和側隙的必檢偏差項目評定齒輪精度的必檢偏差項目為(1)齒距偏差

(2)齒廓偏差

(3)螺旋線偏差

評定齒側間隙的必檢偏差項目為或公法線長度偏差（中小模數(shù)m齒輪）齒厚偏差（大模數(shù)m齒輪）7(1)齒距累積總偏差ΔFP

(公差FP

)齒輪同側齒面任意弧段（k=1～z）內(nèi)的實際弧長與理論弧長的最大齒距累積偏差ΔFP

1.傳遞運動準確性的必檢參數(shù)

傳遞運動準確性主要是控制齒距偏差。8(2)齒距累積偏差ΔFPk

(累積偏差±FPk)

ΔFPk

實際上稱k個齒距累積偏差較確切。定義：齒輪同側齒面任意k個齒距的弧長Lka與Lk的代數(shù)差。

式中k=2～z/8;一般取k=z/8。LkΔFPkLka9應用場合(1)z多的大齒輪(2)轉速很高的較高精度的齒輪(3)扇形齒輪控制齒輪圓周上局部的齒距累積偏差，同ΔFP一樣是反映運動精度。ΔFPk作用：在測量中，取齒輪的|ΔFPk|中最大的那個ΔFPk作為評定值。若–FPk≤

ΔFPk

≤+FPk

則為合格。102.傳動平穩(wěn)性的必檢參數(shù)

(1)單個齒距偏差

ΔfPt

(±fPt)

在齒輪端平面上，接近齒高中部的一個與齒輪同心的圓上（分度圓），實際齒距與公稱齒距的代數(shù)差。ΔfPt

→沖撞→振動→噪音→平穩(wěn)性

若

-fPt≤

ΔfPt≤+

fPtΔfPt=Pta

–Pt則合格Pt接近齒高中部與齒輪同心的圓11(2)齒廓總偏差ΔFα(公差Fα)定義：包容實際齒廓工作部分且距離為最小的兩條設計齒廓之間的法向距離。GEE~G

為實際齒廓的工作部分db其中ΔFαmax≤Fα為合格。123.載荷分布均勻性的必檢參數(shù)載荷分布均勻性應在齒寬和齒高方向上檢測。齒高方向的檢驗參數(shù)同平穩(wěn)性(ΔfPt和ΔFα)。齒寬方向的檢驗參數(shù)是螺旋線總偏差ΔFβ

。ΔfPt和ΔFα齒寬方向齒高方向13Lβ

計值范圍為：齒寬兩端各減去b×5%

和1×mn兩者中較小的數(shù)值。圖10.6螺旋線偏差展開圖ΔFβ是指在計值范圍Lβ內(nèi)，端面基圓切線方向上的實際螺旋線對設計螺旋線的偏離量

螺旋線總偏差ΔFβ(Fβ)：設計螺旋線實際螺旋線ΔFβdbb14

4.齒輪側隙的必檢參數(shù)

(1)齒厚偏差ΔEsn(Esns、Esni)－大模數(shù)m若Esni≤ΔEsn≤Esns

ΔEsn

應用于大模數(shù)齒輪側隙的評定。ΔEsn=Sna–SnEsns=Sns–SnEsni=Sni–Sn則側隙合格15(2)公法線長度偏差ΔEbn(Ebns、Ebni)ΔEbn=Wka–Wk若Ebni≤ΔEbn≤EbnsΔEbn

應用于中小模數(shù)齒輪的側隙評定。公法線長度：單個齒輪基圓切線截得異面齒廓長度（齒數(shù)可選）式中

k=z/9+0.5（取整數(shù)）則側隙合格。一般均布測6次即可。Wka1617小結評定齒輪精度的必檢參數(shù)傳遞運動準確性：傳動平穩(wěn)性：載荷分布均勻性：齒輪側隙：學會查表8-2~8-4

求取各個參數(shù)的GB/T數(shù)值要求：掌握齒輪精度必檢參數(shù)的名稱代號及其含義172008）18二.評定齒輪精度的可選用偏差項目及參數(shù)用某種加工方法生產(chǎn)的齒輪，用上述必檢參數(shù)檢驗合格后，如果：標準規(guī)定還可用下列參數(shù)來評定齒輪傳遞運動準確性和齒輪傳動平穩(wěn)性的精度：（1）在生產(chǎn)工藝條件不變（尤其是切削機床的精度得到保證）的情況下，繼續(xù)生產(chǎn)同樣的齒輪時；（2）或作誤差分析用的齒輪時。19(1)切向綜合總偏差定義：被測齒輪與測量齒輪單面嚙合檢測時，被測齒輪一轉內(nèi)，被測齒輪分度圓上實際圓周位移和理論圓周位移的最大差值。

1.傳遞運動準確性的可選用參數(shù)反映了齒距累積總偏差ΔFP和單個齒偏差的綜合結果。圖8-7

切向綜合偏差曲線20(2)徑向綜合總偏差

是指被測齒輪與測量齒輪雙面嚙合檢測時，在被測齒輪一轉內(nèi)雙嚙中心距的最大值與最小值之差。21反映齒坯安裝偏心（幾何偏心）產(chǎn)生的齒距偏差。22(3)徑向跳動(圖10.16)徑向跳動測量儀被測齒輪指示表球形測頭測頭相繼置于每個齒槽內(nèi)，從測頭到齒輪基準軸線的最大和最小徑向距離之差23圖8-9徑向跳動偏差曲線

反映幾何偏心和齒距與齒廓偏差的影響。徑向跳動偏差曲線(圖8-9)24(4)公法線長度變動跨齒數(shù)：k=z／9+0.5（取整數(shù)）一般均布測6次圖10.22公法線千分尺測量公法線長度25圖8-6

切向綜合偏差曲線2.傳動平穩(wěn)性的可選用參數(shù)(1)一齒切向綜合偏差26(2)一齒徑向綜合偏差同樣在測量時同時可測出

圖8-7徑向綜合偏差曲線27

可選用評定參數(shù)傳遞運動準確性切向綜合總偏差徑向綜合總偏差徑向跳動公法線長度變動傳動平穩(wěn)性一齒切向綜合偏差一齒徑向綜合偏差28課堂練習

有一漸開線直齒齒輪，精度為8GB/T10095.1~.2,m=3,z=30，b=40查表確定：齒距累積總偏差FP=螺旋線總偏差Fβ=徑向跳動公差Fr=單個齒距偏差

fpt29三.齒輪精度等級及其圖樣標注

1.精度等級其中：0～2級為展望級，5級為基礎級，GB/T10095.1～.2規(guī)定13個等級:4、5、…、12，精度依次降低。0、1、2、…

、12。只有規(guī)定了9個等級：精度依次降低。10～12級為低精度級。

9級為較低級，6～8級中等級，3～5級為高精度等級，5～8級為常用級。302.圖樣標注

(1)齒輪精度等級的標注:

當所有精度等級相同時，只標等級和標準號：如7GB/T10095.1～.2按準確性、平穩(wěn)性和載荷分布均勻性的順序標注:①精度等級②偏差代號③標準代號當各個精度等級不同時，精度等級、偏差代號和標準號。準確性平穩(wěn)性載荷分布均勻性31(2)側隙的標注對大模數(shù)齒輪一般標注公稱齒厚及其上、下偏差。

對中小模數(shù)齒輪一般標注公稱公法線長度及其上、下偏差。即即328.3

圓柱齒輪精度設計

設計內(nèi)容(1)

精度等級及其評定參數(shù)(2)

jbnmin及其控制(3)

齒坯精度(4)

齒輪副精度33一.齒輪精度等級的選用根據(jù)齒輪用途(分度、變速、傳遞轉矩等)353536二.最小法向側隙jbnmin的計算及其控制

1.

jbnmin的計算公式2008)表36372.齒厚上、下偏差的計算(1)的計算式（10.5）-假設大小齒輪齒厚上極限偏差相等法向側隙：jbn37382.齒厚上、下偏差的計算(1)的計算式（10.5）-假設大小齒輪齒厚上極限偏差相等br

—為切齒徑向進刀公差（表8-11）。(2)的計算式中表8-23839表8-11表2-23.公法線長度上、下偏差的計算對外齒輪表8-2式中

k=z/9+0.5（取整數(shù)）39三.齒輪副和齒坯精度

1.齒輪副的精度

(1)中心距偏差(2)軸線平行度偏差圖8-9軸線平行度偏差垂直平面上的平行度偏差軸線平面上的軸線平行度偏差4041軸線平行度偏差允許值為：①軸線平面上的平行度最大推薦值見式（8-2）②垂直平面上的平行度最大推薦值見式（8-3）式中b—齒寬，L—箱體上的軸承跨距，F(xiàn)β

—螺旋線總偏差。4142三.齒輪副精度(3)齒輪副的接觸斑點(P145)齒輪副的接觸斑點是指安裝好的齒輪副，在輕微制動下，運轉后齒面上分布的接觸擦亮痕跡；圖8-10接觸斑點沿齒長方向的接觸斑點主要影響齒輪副的承載能力，沿齒高方向的接觸斑點主要影響齒輪工作平穩(wěn)性。齒輪副的接觸斑點綜合反映了齒輪副的加工誤差和安裝誤差，是一個特殊的非幾何量的檢驗項目。GB/Z18620.4-2008給出了裝配后齒輪副接觸斑點的推薦值，4243三.齒輪副精度(3)齒輪副的接觸斑點圖8-10接觸斑點43(1)孔和頂圓；(2)徑向Sr基準面(徑向圓跳動)(3)軸向Si基準面(軸向圓跳動)圖8-13帶孔齒輪的齒坯公差2.齒坯精度(圖8-13圖8-14)齒輪坯（簡稱齒坯）:是指在輪齒加工前供制造齒輪的工件。

tr

=0.3FP44齒輪軸的齒坯精度是指（圖8-14）：(1)軸頸和頂圓；(2)徑向Sr基準面；（3）軸向Si基準面。SrS