哈工大互換性及測(cè)量性基礎(chǔ)課件7-劉星斯維提整理

第7章漸開線圓柱齒輪(involute

cylindricalgears)傳動(dòng)的精度設(shè)計(jì)

§7-1齒輪傳動(dòng)的使用要求傳遞運(yùn)動(dòng)的準(zhǔn)確性載荷分布的均勻性傳動(dòng)的平穩(wěn)性傳動(dòng)側(cè)隙（backlash）

單個(gè)齒輪偏差徑向偏差徑向跳動(dòng)齒距偏差齒廓偏差切向綜合偏差螺旋線偏差§11-2

漸開線圓柱齒輪偏差

（deviationsrelevanttocorrespondingflanksofgearteeth）1）單個(gè)齒距偏差（fpt）

在端平面上接近齒高中部與齒輪軸線同心的圓上，實(shí)際齒距與理論齒距的代數(shù)差稱為單個(gè)齒距偏差，虛線代表理論輪廓，實(shí)線代表實(shí)際輪廓。1.

齒距偏差單個(gè)齒輪偏差2）齒距累積偏差（Fpk）

齒距累積偏差（Fpk）是任意k個(gè)齒距的實(shí)際弧長(zhǎng)與理論弧長(zhǎng)的代數(shù)差。理論上它等于這k個(gè)齒距的單個(gè)齒距偏差的代數(shù)和。

另規(guī)定，F(xiàn)pk值被限定在不大于1/8的圓周上評(píng)定。因此，F(xiàn)pk的允許值（allowablevalues）適用于齒距數(shù)k為2到小于z／8的圓弧內(nèi)。3）齒距累積總偏差（Fp）齒距累積總偏差（Fp）是指齒輪同側(cè)齒面任意圓弧段（k=1至k=z）內(nèi)的最大齒距累積偏差。4）基圓齒距偏差*（fpb）基圓齒距偏差fpb（基節(jié)偏差）是指實(shí)際基節(jié)與公稱基節(jié)的代數(shù)差。

GB/T10095.1中沒(méi)有給出基圓齒距偏差這個(gè)評(píng)定參數(shù)，而GB/T18620.1中給出了這個(gè)檢驗(yàn)參數(shù)?；鶊A齒距偏差與單個(gè)齒距偏差之間有如下關(guān)系：式中，fpb、fpt分別是基圓齒距偏差、單個(gè)齒距偏差，Pt是單個(gè)齒距理論值，?α是壓力角誤差。

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。

1)

齒廓總偏差（F

）在計(jì)值范圍內(nèi)，包容實(shí)際齒廓跡線的兩條設(shè)計(jì)齒廓跡線間的距離2)

齒廓形狀偏差（ff

）包容實(shí)際齒廓跡線的兩條與平均齒廓跡線完全相同的曲線間的距離，且兩條曲線與平均齒廓跡線的距離為常數(shù)。

2.

齒廓偏差3)齒廓傾斜偏差（fH

）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3.切向綜合偏差1)

一齒切向綜合偏差（f′i）

被測(cè)齒輪與測(cè)量齒輪單面嚙合檢查時(shí)，在被測(cè)齒輪一個(gè)齒距角內(nèi)，實(shí)際轉(zhuǎn)角與公稱轉(zhuǎn)角之差的最大幅度值以分度圓弧長(zhǎng)計(jì)值。2)切向綜合總偏差（F′i）切向綜合總偏差是指被測(cè)齒輪與測(cè)量齒輪單面嚙合檢查時(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。它以分度圓弧長(zhǎng)計(jì)值。4.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。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1)螺旋線總偏差

(2)螺旋線形狀偏差在計(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的曲線間的距離，且兩條曲線與平均螺旋線跡線的距離為常數(shù)

(3)螺旋線傾斜偏差在計(jì)值范圍的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徑向綜合總偏差（F''i

）——radialcompositedeviations螺旋線偏差用于評(píng)定軸向重合度＞l.25的寬斜齒輪及人字齒輪，它適用于傳遞功率大、速度高的高精度寬斜齒輪的傳動(dòng)要求。被測(cè)齒輪與理想精確的測(cè)量齒輪雙面嚙合時(shí)，在被測(cè)齒輪一轉(zhuǎn)內(nèi)，雙嚙中心距的最大變動(dòng)量稱為徑向綜合偏差F''i

。一齒徑向綜合偏差（f''i）被測(cè)齒輪與理想精確的測(cè)量齒輪雙面嚙合時(shí)，在被測(cè)齒輪一個(gè)齒距角內(nèi)，雙嚙中心距的最大變動(dòng)量徑向跳動(dòng)（Fr）輪齒的徑向跳動(dòng)Fr是指一個(gè)適當(dāng)?shù)臏y(cè)頭在齒輪旋轉(zhuǎn)時(shí)逐齒地放置于每個(gè)齒槽中，相對(duì)于齒輪的基準(zhǔn)軸線的最大和最小徑向位置之差?！?-3

漸開線圓柱齒輪精度標(biāo)準(zhǔn)精度等級(jí)1.

單個(gè)齒輪的精度等級(jí)對(duì)于分度圓直徑從5至10000mm、模數(shù)（法向模數(shù)）從0.5至70mm、齒寬從4至1000mm的單個(gè)漸開線圓柱齒輪的11項(xiàng)同側(cè)齒面偏差，GB/T10095.1規(guī)定了0、1、2、…12共13個(gè)精度等級(jí)，其中，0級(jí)最高，12級(jí)最低。2.徑向綜合偏差對(duì)于分度圓直徑從5到1000mm、模數(shù)（法向模數(shù)）從0.2到10mm的漸開線圓柱齒輪的徑向綜合偏差F

i和一齒徑向綜合偏差fi

，GB／T10095.2規(guī)定了4、5…12共9個(gè)精度等級(jí)。其中，4級(jí)最高，12級(jí)最低。3.徑向跳動(dòng)對(duì)于分度圓直徑從5到10000mm、模數(shù)（法向模數(shù)）從0.5到70mm的漸開線圓柱齒輪的徑向跳動(dòng)，GB／T10095.2在附錄B中推薦了0、1、…12共13個(gè)精度等級(jí)。其中0級(jí)最高，12級(jí)最低。徑向綜合偏差的公差僅適用于產(chǎn)品齒輪與測(cè)量齒輪的嚙合檢驗(yàn)，而不適用于兩個(gè)產(chǎn)品齒輪的檢驗(yàn)?！?-4

漸開線圓柱齒輪精度設(shè)計(jì)齒輪精度設(shè)計(jì)的內(nèi)容：齒輪精度等級(jí)；齒厚偏差；檢測(cè)項(xiàng)目；中心距偏差、軸心線平行度偏差齒坯偏差圖紙標(biāo)注計(jì)算法一、精度等級(jí)的確定

F"i、f"i和Fr

不一定與GB/T10095.1中的要素偏差（如齒距、齒廓、螺旋線等）選用相同的等級(jí)。經(jīng)驗(yàn)法(表格法)表7-11~120、1、2：超精度級(jí)3、4、5：高精度級(jí)6、7、8：常用精度級(jí)9、10、11、12：低精度級(jí)(1)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(2)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)設(shè)計(jì)計(jì)算齒輪副最小側(cè)隙。二、齒厚（tooththickness）極限偏差的確定圖7-18最小法向側(cè)隙和齒厚jbnmin=jbnmin1+jbnmin2(3)查表法GB/T18620.2-20021.

齒厚上偏差的確定Esns1+Esns2=表7-14jbnmin2:

潤(rùn)滑需要jbnmin1=1000a(

1-

2)2sin

n

表7-13P198fa——中心距偏差，在設(shè)計(jì)者經(jīng)驗(yàn)不足時(shí)，建議可以從GB/T10095-88的相關(guān)表格中查??；=0.5（L/b）

=2

f

∑β2.

齒厚下偏差的確定Esni=Esns-

Tsnbr:表7-15Fr:表7-10三、選擇檢驗(yàn)項(xiàng)目：為評(píng)定單個(gè)齒輪的加工精度，應(yīng)檢驗(yàn)：齒距偏差齒廓總偏差螺旋線總偏差齒厚偏差

(、)

不是必檢項(xiàng)目

（ff

，fH

，ff，fH

）不是必檢項(xiàng)目

必須強(qiáng)調(diào)的是，對(duì)于質(zhì)量控制測(cè)量項(xiàng)目的減少須由采購(gòu)方和供貨方協(xié)商確定。

1.

單項(xiàng)檢驗(yàn)齒距偏差（fpt，F(xiàn)pk，F(xiàn)p）齒廓總偏差（F

）螺旋線總偏差（Fβ

）齒厚偏差（Esns、Esni）結(jié)合企業(yè)貫徹舊標(biāo)準(zhǔn)的經(jīng)驗(yàn)和我國(guó)齒輪生產(chǎn)的現(xiàn)狀，建議在單項(xiàng)檢驗(yàn)中增加徑向跳動(dòng)的檢驗(yàn)。四、齒輪副精度1.中心距極限偏差±fa2.

綜合檢驗(yàn)雙面嚙合綜合檢驗(yàn)項(xiàng)目有：F''i

和f''i單面嚙合綜合檢驗(yàn)項(xiàng)目有：Fi′和f'i

在齒輪只是單向承載運(yùn)轉(zhuǎn)而不經(jīng)常反轉(zhuǎn)的情況下，中心距偏差主要取決于重合度的考慮。

在控制運(yùn)動(dòng)用的齒輪中，其側(cè)隙必須控制；軸、箱體和軸承的偏斜；由于箱體的偏差和軸承的間隙導(dǎo)致齒輪軸線的不一致；當(dāng)齒輪上的負(fù)載常常反向時(shí)，對(duì)中心距的公差必須很仔細(xì)地考慮下列因素：由于箱體的偏差和軸承的間隙導(dǎo)致齒輪軸線的傾斜；安裝誤差；軸承跳動(dòng)；溫度的影響（隨箱體和齒輪零件間的溫差，中心距和材料不同而變化）；旋轉(zhuǎn)件的離心伸脹；其他因素。例如潤(rùn)滑劑污染的允許程度及非金屬齒輪材料的溶脹。精度等級(jí)設(shè)計(jì)者經(jīng)驗(yàn)不足時(shí)(供參考)±fa5~69~107~8IT7/2IT8/2IT9/22.軸線平行度偏差=0.5（L/b）

=2

L

內(nèi)孔尺寸偏差（供參考）：五、齒坯技術(shù)要求齒輪精度等級(jí)5TDTd67~89~1011~12IT5IT6IT5IT7IT6IT8IT7IT9IT8

齒頂圓直徑偏差（供參考）：±0.05mn

基準(zhǔn)面的形狀公差（供參考）：表7-16P198齒輪端面、徑向圓跳動(dòng)公差（供參考）：齒坯徑向和端面圓跳動(dòng)圖5齒坯表面粗糙度Ra

：

精度等級(jí)：

6

7

8

9齒面加工方法磨或衍齒剃或衍齒精滾精插滾或插滾銑Ra基準(zhǔn)孔

1.25

1.25~2.5

5

基準(zhǔn)軸徑

0.63

1.25

2.5

基準(zhǔn)端面

2.5~5

5

頂圓

5

工作齒面：表7-18表7-16表