渐开线圆柱齿轮

1、 一、概述一、概述 l传递运动的准确性（运动精度） l传动平稳性 使齿轮在一齿范围内瞬时传动比（瞬时转角）变 化尽量小 l要求从动齿轮在一转范围内的最大转角误差不 超过规定的数值 ,以使齿轮在一转范围内传动比 的变化尽量小。 1.圆柱齿轮传动的使用要求圆柱齿轮传动的使用要求 1.圆柱齿轮传动的使用要求圆柱齿轮传动的使用要求 l载荷分布的均匀性 必须保证啮合齿面沿齿宽和齿高方向的实际接触 面积，以满足承载的均匀性要求。 l齿侧间隙 齿轮副啮合传动时，非工作齿面间应留有一定 的间隙 一、概述一、概述 不同工作条件和不同用途的齿轮对上述四项使用要求 的侧重点会有所不同。 l精密机床、控制系统的分度齿

2、轮和测量仪器的读数齿轮 l汽车、拖拉机和机床的变速齿轮 l起重机械、矿山机械等重型机械中的低速重载齿轮 l汽轮机和涡轮机中的高速重载齿轮 1.圆柱齿轮传动的使用要求圆柱齿轮传动的使用要求 一、概述一、概述 产生齿轮加工误差的原因很多，其主要来源于齿轮加 工系统中的机床、刀具、夹具和齿坯的加工误差及安装、 调整误差。 2. 2. 齿轮加工误差的主要来源及其特性齿轮加工误差的主要来源及其特性 l按误差产生的方向 切向误差 径向误差 轴向误差 l按误差在齿轮一转中出现的次数 长周期误差 短周期误差 一、概述一、概述 l几何偏心 齿坯定位孔与 机床心轴之间的间 隙等原因，会造成 齿坯孔基准轴线与 机床

3、工作台回转轴 线不重合，产生几 何偏心，引起了齿 轮径向误差。 2. 2. 齿轮加工误差的主要来源及其特性齿轮加工误差的主要来源及其特性 一、概述一、概述 l运动偏心 滚齿加工时机床 分度蜗轮与工作台中心 线有安装偏心时，就会 使齿轮在加工过程中出 现蜗轮蜗杆中心距周期 性的变化，产生运动偏 心，引起了齿轮切向误 差。 2. 2. 齿轮加工误差的主要来源及其特性齿轮加工误差的主要来源及其特性 几何偏心和运动偏心 产生的误差在齿轮一转 中只出现一次，属于长 周期误差，其主要影响 齿轮传递运动的准确性。 2. 2. 齿轮加工误差的主要来源及其特性齿轮加工误差的主要来源及其特性 一、概述一、概述 l

4、滚刀误差 滚刀安装误差破坏了 滚刀和齿坯之间的相对运 动关系，从而使被加工齿 轮产生基圆误差，导致基 节偏差和齿廓偏差。 2. 2. 齿轮加工误差的主要来源及其特性齿轮加工误差的主要来源及其特性 制造误差 安装误差 由于滚刀的转速比齿坯的 转速高得多，滚刀误差在齿 轮一转中重复出现，所以是 短周期误差，主要影响齿轮 传动的平稳性和载荷分布的 均匀性。 l滚刀误差 对齿轮传动的影响 一、概述一、概述 l机床传动链误差 当机床的分度蜗杆 存在安装误差和轴向窜动 时，蜗轮转速发生周期性 的变化，使被加工齿轮出 现齿距偏差和齿廓偏差， 产生切向误差。 2. 2. 齿轮加工误差的主要来源及其特性齿轮加工

5、误差的主要来源及其特性 机床分度蜗杆造成的误差在齿轮一转中重复 出现，是短周期误差。 二、齿轮的评定指标及其测量二、齿轮的评定指标及其测量 GB/T 10095.12001轮齿同侧齿面偏差的定义和允许 值 GB/T 10095.22001径向综合偏差和径向跳动的定义 和允许值 GB/Z 18620.142002圆柱齿轮检验实施规范 给出了齿轮评定项目的允许值及规定了检测齿轮精 度的实施规范。 二、齿轮的评定指标及其测量二、齿轮的评定指标及其测量 1.1.影响传递运动准确性的误差及测量影响传递运动准确性的误差及测量 被测齿轮与理想精确的测量齿轮作单面啮合时，在被 测齿轮一转范围内，分度圆上实际圆

6、周位移与理论圆周位 移的最大差值，以分度圆弧长计值。 l切向综合总偏差Fi 齿轮的切向综合总偏差是在接近齿轮的工作状态下测 量出来的，是几何偏心、运动偏心和基节偏差、齿廓偏差 的综合测量结果，是评定齿轮传动准确性最为完善的指标。 二、齿轮的评定指标及其测量二、齿轮的评定指标及其测量 1.1.影响传递运动准确性的误差及测量影响传递运动准确性的误差及测量 Fp是指齿轮同侧齿面任意圆弧段（k=1至k=z）内实际 弧长与理论弧长的最大差值。它等于齿距累积偏差的最大 偏差与最小偏差的代数差 l齿距累积总偏差Fp和齿距累积偏差Fpk Fpk是指k个齿距间的实际弧长与理论弧长的最大差值， 国标GBT 100

7、95.12001中规定k的取值范围一般为 2z /8，对特殊应用（高速齿轮）可取更小的k值。 二、齿轮的评定指标及其测量二、齿轮的评定指标及其测量 1.1.影响传递运动准确性的误差及测量影响传递运动准确性的误差及测量 l齿距累积总偏差Fp和齿距累积偏差Fpk 齿距累积总偏差因可以反映几何偏心和运动偏 心造成的综合误差，所以能较全面的评定齿轮传动的准 确性。 二、齿轮的评定指标及其测量二、齿轮的评定指标及其测量 1.1.影响传递运动准确性的误差及测量影响传递运动准确性的误差及测量 l齿距累积总偏差Fp和齿距累积偏差Fpk 齿距累积总偏差Fp和齿 距累积偏差Fpk通常在万能测 齿仪、齿距仪和光学分

8、度头 上测量。测量的方法有绝对 法和相对法两种 。 二、齿轮的评定指标及其测量二、齿轮的评定指标及其测量 1.1.影响传递运动准确性的误差及测量影响传递运动准确性的误差及测量 l径向跳动Fr Fr是指在齿轮一转范围内，将测头（球形、圆柱形、 砧形）逐个放置在被测齿轮的齿槽内，在齿高中部双面接 触，测头相对于齿轮轴线的最大和最小径向距离之差。 齿圈的径 向跳动 主要反映 几何偏心 引起的齿 轮径向长 周期误差 二、齿轮的评定指标及其测量二、齿轮的评定指标及其测量 1.1.影响传递运动准确性的误差及测量影响传递运动准确性的误差及测量 l径向综合总偏差Fi Fi是指被测齿轮与理想精确的测量齿轮双面啮

9、 合时，在被测齿轮一转范围内双啮中心距的最大变动 量。 径向综合总偏差Fi主要反映几何偏心造成的径向 长周期误差和齿廓偏差、基节偏差等短周期误差。 二、齿轮的评定指标及其测量二、齿轮的评定指标及其测量 2. 2. 影响传动平稳性的误差及测量影响传动平稳性的误差及测量 影响传递运动平稳性的误差主要是 由刀具误差和机床传动链误差造成的短 周期误差 。 二、齿轮的评定指标及其测量二、齿轮的评定指标及其测量 1.1.影响传递运动准确性的误差及测量影响传递运动准确性的误差及测量 影响传递运动准确性的误差主要是几何偏心和 运动偏心造成的长周期误差 二、齿轮的评定指标及其测量二、齿轮的评定指标及其测量 2.

10、 2. 影响传动平稳性的误差及测量影响传动平稳性的误差及测量 l一齿切向综合偏差fi fi是指被测齿轮与理想精确的测 量齿轮作单面啮合时，在被测齿轮转 过一个齿距角内的切向综合偏差，以 分度圆弧长计值。 一齿切向综合偏差fi 主要反映滚刀和机床分 度传动链的制造和安装 误差所引起的齿廓偏差、 齿距误差，是切向短周 期误差和径向短周期误 差的综合结果，是评定 运动平稳性较为完善的 指标。 2. 2. 影响传动平稳性的误差及测量影响传动平稳性的误差及测量 二、齿轮的评定指标及其测量二、齿轮的评定指标及其测量 2. 2. 影响传动平稳性的误差及测量影响传动平稳性的误差及测量 l一齿径向综合偏差fi

11、fi是指被测齿轮与理想精确的测量齿轮作双面 啮合时，在被测齿轮转过一个齿距角内，双啮中心距 的最大变动量。 一齿径向综合偏差fi主要反映 了短周期径向误差（基节偏差和齿 廓偏差）的综合结果，但评定传动 平稳性不如一齿切向综合偏差fi 精确。 l一齿径向综合偏差fi 二、齿轮的评定指标及其测量二、齿轮的评定指标及其测量 2. 2. 影响传动平稳性的误差及测量影响传动平稳性的误差及测量 l齿廓偏差 齿廓偏差是指实际齿廓偏离设计齿廓的量值，其在端 平面内且垂直于渐开线齿廓的方向计值。 二、齿轮的评定指标及其测量二、齿轮的评定指标及其测量 2. 2. 影响传动平稳性的误差及测量影响传动平稳性的误差及测

12、量 l齿廓偏差 1）齿廓总偏差 F F是指在计值 范围内，包容实际齿 廓迹线的两条设计齿 廓迹线间的距离。 二、齿轮的评定指标及其测量二、齿轮的评定指标及其测量 2. 2. 影响传动平稳性的误差及测量影响传动平稳性的误差及测量 l齿廓偏差 2）齿廓形状偏差ff 在计值范围内，包 容实际齿廓迹线的两条与 平均齿廓迹线完全相同的 曲线间的距离，且两条曲 线与平均齿廓迹线的距离 为常数。 二、齿轮的评定指标及其测量二、齿轮的评定指标及其测量 2. 2. 影响传动平稳性的误差及测量影响传动平稳性的误差及测量 l齿廓偏差 3）齿廓倾斜偏差 fH 在计值范围内， 两端与平均齿廓迹线相 交的两条设计齿廓迹线

13、 间的距离 二、齿轮的评定指标及其测量二、齿轮的评定指标及其测量 2. 2. 影响传动平稳性的误差及测量影响传动平稳性的误差及测量 l齿廓偏差 齿廓偏差主要是由刀具的齿形误差、安装误差以及 机床分度链误差造成的。 存在齿廓偏差的齿轮啮合时， 齿廓的接触点会偏离啮合线， 引起瞬时传动比的变化，从而 破坏了传动平稳性。 二、齿轮的评定指标及其测量二、齿轮的评定指标及其测量 2. 2. 影响传动平稳性的误差及测影响传动平稳性的误差及测 量量 一般情况被测齿轮 只需检测齿廓总偏差F即 可。 F通常用万能渐开 线检查仪或单圆盘渐开线 检查仪进行测量。 二、齿轮的评定指标及其测量二、齿轮的评定指标及其测量

14、 2. 2. 影响传动平稳性的误差及测量影响传动平稳性的误差及测量 l单个齿距偏差fpt fpt是指在端平面上接近齿高中部的一个与齿轮轴 线同心的圆上，实际齿距与理论齿距的代数差。 机床传动链误差会造 成单个齿距偏差。 齿距偏差与基节偏差和齿形 角误差有关，是基节偏差和齿 廓偏差的综合反映。 二、齿轮的评定指标及其测量二、齿轮的评定指标及其测量 3.3.影响载荷分布均匀性的误差及测量影响载荷分布均匀性的误差及测量 螺旋线偏差是指在端面基圆切线方向上，实际螺 旋线对设计螺旋线的偏离量。 由于齿轮的制造和安装误差，一对齿轮在啮合 过程中沿齿长方向和齿高方向都不是全齿接触，实际 接触线只是理论接触线

15、的一部分，影响了载荷分布的 均匀性。 国标规定用螺旋线偏差来评定载荷分布均匀 性。 二、齿轮的评定指标及其测量二、齿轮的评定指标及其测量 3.3.影响载荷分布均匀性的误差及测量影响载荷分布均匀性的误差及测量 l螺旋线总偏差F 在计值范围内，包容实际 螺旋线迹线的两条设计螺旋线 迹线的距离。 一般情况被测齿轮只 需检测螺旋线总偏差F即可 -基准面 -非基准面 b-齿宽或两端倒角之间的距离 L-螺旋线计值范围 二、齿轮的评定指标及其测量二、齿轮的评定指标及其测量 3.3.影响载荷分布均匀性的误差及测量影响载荷分布均匀性的误差及测量 l螺旋线形状偏差ff 在计值范围内，包容实际 螺旋线迹线的两条与平

16、均螺旋 线迹线完全相同的曲线间的距 离，且两条曲线与平均螺旋线 迹线的距离为常数 -基准面 -非基准面 b-齿宽或两端倒角之间的距离 L-螺旋线计值范围 二、齿轮的评定指标及其测量二、齿轮的评定指标及其测量 3.3.影响载荷分布均匀性的误差及测量影响载荷分布均匀性的误差及测量 l螺旋线倾斜偏差fH 在计值范围内，两端 与平均螺旋线迹线相交的 设计螺旋线迹线间的距离 。 -基准面 -非基准面 b-齿宽或两端倒角之间的距离 L-螺旋线计值范围 二、齿轮的评定指标及其测量二、齿轮的评定指标及其测量 4.4.影响齿轮副侧隙的偏差及测量影响齿轮副侧隙的偏差及测量 为了保证齿轮副的齿侧间隙，就必须 控制轮

17、齿的齿厚，齿轮轮齿的减薄量可由 齿厚偏差和公法线长度偏差来控制。 二、齿轮的评定指标及其测量二、齿轮的评定指标及其测量 4.4.影响齿轮副侧隙的偏差及测量影响齿轮副侧隙的偏差及测量 l齿厚偏差 齿厚偏差是指在 分度圆柱上，齿厚的 实际值与公称值之差 （对于斜齿轮齿厚是 指法向齿厚）。 齿齿 厚厚 下下 偏偏 差差 代代 号号 为为 E Esni sni。 齿齿 厚厚 上上 偏偏 差差 代代 号号 为为 E Esns sns 二、齿轮的评定指标及其测量二、齿轮的评定指标及其测量 4.4.影响齿轮副侧隙的偏差及测量影响齿轮副侧隙的偏差及测量 l齿厚偏差的测量 齿厚偏差可以用齿厚游标卡 尺来测量。由于分度圆柱面上的 弧齿厚不便测量， 所以通常都是测量分度圆弦齿厚。 标准圆柱齿轮分度圆公称弦齿厚 分度圆公称弦齿高 分度圆弦齿厚 二、齿轮的评定指标及其测量二、齿轮的评定指标及其测量 4.4.影响齿轮副侧隙的偏差及测量影响齿轮副侧隙的偏差及测量 l公法线长度偏差 公法线长度偏差是指齿轮一圈内，实际公法线长度 Wka与公称公法线长度Wk之差。 公法线长度上偏差代号为Ebns，下偏差代号为Ebni。 三、齿轮副的评定指标三、齿轮副的评定指标 齿轮副的安装误差也会影响齿轮 副的啮合精度，也必须加以限制。 评定齿轮副的精度指标有接触斑 点、轴线平行