互换性与技术测量第14次课

1、第第1414次课任务次课任务一.齿轮及齿轮加工误差。二.齿轮的应检精度指标、侧隙指标及检测。三.评定齿轮精度时可采用的指标及检测。四.齿轮精度指标的公差及精度等级。五.齿轮副的误差及公差。六.齿轮侧隙指标的公差和齿轮坯公差。七.圆柱齿轮精度设计及应用。对齿轮传动的要求：传递运动的准确性传动的平稳性载荷分布的均匀性传动侧隙 任务一任务一 ：齿轮及齿轮加工误差：齿轮及齿轮加工误差 不同用途齿轮的不同使用要求： 用于精密机床的分度机构、测量仪器上的读数分度齿轮传递运动的准确性、传动侧隙。 用于传递动力的齿轮载荷分布的均匀性、传动侧隙。 用于高速传动的齿轮传动的平稳性、载荷分布的均匀性、传动侧隙。任务

2、一任务一 ：齿轮及齿轮加工误差：齿轮及齿轮加工误差2.齿轮加工方法仿形法展成法任务一任务一 ：齿轮及齿轮加工误差：齿轮及齿轮加工误差1 1蜗杆蜗杆3 32 2e ej je eK Ke ed de eo o1 1o oo o2 2o oo o1 1o o2 2o oo o机床工作台回转轴线机床工作台回转轴线o o1 1o o 1 1 工件孔轴线工件孔轴线 o o2 2o o2 2分度蜗轮几何轴线分度蜗轮几何轴线 偏心几何偏心ej：加工时齿坯基准孔轴线O1与滚齿机工作台旋转轴线O不重合。3.齿轮加工误差来源任务一任务一 ：齿轮及齿轮加工误差：齿轮及齿轮加工误差oo1齿坯ejoo1齿圈孔的同心圆o

3、 oej切出的齿一边短而肥，一边瘦而长。齿圈径向圆跳动误差，齿距和齿厚也产生周期性变化。任务一任务一 ：齿轮及齿轮加工误差：齿轮及齿轮加工误差 运动偏心ey：滚齿机分度蜗轮加工误差和分度蜗轮轴线O2与工作台旋转轴线O有安装偏心eK所致。 使齿坯相对于滚刀的转速不均匀而使被加工齿轮各齿廓产生切向错移。 被加工齿轮带来切向周期性变化的切向误差。任务一任务一 ：齿轮及齿轮加工误差：齿轮及齿轮加工误差 机床传动链的高频误差 分度传动链的传动误差(主要是分度蜗杆的径向跳动和轴向窜动)蜗轮(齿坯)在一周范围内转速发生多次变化齿距偏差、齿形误差。任务一任务一 ：齿轮及齿轮加工误差：齿轮及齿轮加工误差 滚刀的

4、加工误差 滚刀的径向跳动、轴向窜动和齿型角误差基节偏差、齿形误差。任务一任务一 ：齿轮及齿轮加工误差：齿轮及齿轮加工误差 滚刀的安装误差安装偏心ed 径向误差。滚刀刀架导轨或齿坯轴线相对于工作台旋转轴线的倾斜及轴向窜动齿面沿轴向方向歪斜，产生齿向误差。任务一任务一 ：齿轮及齿轮加工误差：齿轮及齿轮加工误差4.齿轮误差的分类 按其周期或频率特征可分为以下长周期误差(低频误差) 短周期误差(高频误差)任务一任务一 ：齿轮及齿轮加工误差：齿轮及齿轮加工误差 按其表现特征可分： 齿廓误差：齿廓不是理论的渐开线。原因:刀具切削刃轮廓误差及齿形角偏差、轴向窜动、径向跳动；齿坯的径向跳动、转速不均。 齿距误

5、差：齿廓相对于工件的旋转中心分布不均匀。原因：齿坯安装偏心、机床分度蜗轮齿廓本身分布不均匀及其安装偏心。 齿向误差：齿面沿齿轮轴线方向的形状和位置误差。原因：刀具进给运动的方向偏斜、齿坯安装偏斜。 齿厚误差：轮齿厚度相对于理论值在整个齿圈上不一致。原因：刀具的铲形面相对于被加工齿轮中心的位置误差、刀具齿廓的分布不均匀。任务一任务一 ：齿轮及齿轮加工误差：齿轮及齿轮加工误差 按其方向特征可分： 径向误差：沿被加工齿轮直径方向(齿高方向)的误差。由切齿刀具与被加工齿轮之间径向距离的变化引起。 切向误差：沿被加工齿轮圆周方向(齿厚方向)的误差。由切齿刀具与被加工齿轮之间分齿滚切运动误差引起。 轴向误

6、差：沿被加工齿轮轴线方向(齿向方向)的误差。由切齿刀具沿被加工齿轮轴线移动的误差引起。任务一任务一 ：齿轮及齿轮加工误差：齿轮及齿轮加工误差应检指标： 齿距累积总偏差 FP， 有时还要增加齿距累积偏差FPK任务二：齿轮的应检精度指标、侧隙指标及检测任务二：齿轮的应检精度指标、侧隙指标及检测1.齿轮传递运动准确性的应检指标及其检测 齿距累积总偏差FP 是指在齿轮端平面上，在接近齿高中部的一个与齿轮基准轴线同心的圆上，任意两个同侧齿面间(K=1z)的实际弧长与理论弧长的代数差中的最大绝对值。任务二：齿轮的应检精度指标、侧隙指标及检测任务二：齿轮的应检精度指标、侧隙指标及检测 齿距累积偏差FPK 是

7、指在端平面上，在接近齿高中部的与齿轮轴线同心的圆上，任意k个齿距的实际弧长与理论弧长的代数差，如图所示。理论上，它等于这k 个齿距的各单个齿距偏差的代数和。 FPK的允许值适用于齿距数k为2 到小于z/8 的弧段内。对齿数较多且精度要求很高的齿轮、非圆整齿轮、高速齿轮。任务二：齿轮的应检精度指标、侧隙指标及检测任务二：齿轮的应检精度指标、侧隙指标及检测合格条件：齿距累积总偏差FP齿距累积总公差FP 齿距累积偏差FPK在齿距累积极限偏差FPK的范围内。即（FPK FPK FPK）pkpkFFmax任务二：齿轮的应检精度指标、侧隙指标及检测任务二：齿轮的应检精度指标、侧隙指标及检测FP和FPK的测

8、量可分：绝对测量、相对测量。1被测齿轮 2测量杠杆 3指示表 4分度装置 5心轴用绝对法在分度装置上测量齿距偏差时的示意图任务二：齿轮的应检精度指标、侧隙指标及检测任务二：齿轮的应检精度指标、侧隙指标及检测相对测量 这种齿距比较仪所使用的测量基准不是被测齿轮的基准轴线，因此测量精度受到被测齿轮的齿顶圆柱面对其基准轴线的径向圆跳动的影响。用相对法并使用双测头式齿距比较仪测量齿距偏差时的示意图1、4定位支脚 2固定量爪3活动量爪任务二：齿轮的应检精度指标、侧隙指标及检测任务二：齿轮的应检精度指标、侧隙指标及检测应检指标：单个齿距偏差：fPt齿廓总偏差：Fa2.齿轮传动平稳性的应检指标及其检测任务二

9、：齿轮的应检精度指标、侧隙指标及检测任务二：齿轮的应检精度指标、侧隙指标及检测 单个齿距偏差fPt:实际齿距与理论齿距的代数差, fPt max作为评定值。 fPt 、FP 、FPk:用同一量仪同时测出的。 相对法测量时，理论齿距是指各齿测量得到的所有实际齿距的平均值。合格条件： fPt在单个齿距极限偏差 fPt的范围内： f Pt f pt f Ptptptffmax任务二：齿轮的应检精度指标、侧隙指标及检测任务二：齿轮的应检精度指标、侧隙指标及检测举例：举例： 按图所示的绝对测量方法，测量一个齿数z为8的从动直齿轮左齿面的齿距偏差。测量时指示表的起始读数为零，分度头每旋转了360/z，就用

10、指示表测量一次，并读数一次，由指示表依次测得的数据（m）如下：+12，+24，+18，+6，-12，-18，-6，0。根据这些数据，求解该齿轮左齿面的齿距累积总偏差FP和2个齿距累积偏差FP2、单个齿距偏差fPt的评定值。轮齿序号轮齿序号1 121 131 141 151 161 171 181 11齿距序号齿距序号P1P1P2P2P3P3P4P4P5P5P6P6P7P7P8P8表示值表示值m+12+12+24+24+18+18+6+6-12-12-18-18-6-60 0pipip1+1实实际齿距与理际齿距与理论齿距的代论齿距的代数差数差+12+12+12+12-6-6-12-12-18-1

11、8-6-6+12+12+6+6解：数据处理过程及结果见表： 齿距累积总偏差等于指示表所有示值中的正、负极值之差的绝对值（本例为第3齿至第7齿之间），即：FFP P= =（+24+24）- -（-18-18）=42m=42m 2 2个齿距累积偏差个齿距累积偏差FP2等于连续两个齿距的单个齿距偏差的代数和。等于连续两个齿距的单个齿距偏差的代数和。FFP2maxP2max= =（-12-12）- -（-18-18）=-30m=-30m 单个齿距偏差fPt的评定值为P5P5的齿距偏差：的齿距偏差：ffPtmaxPtmax=-18m=-18m举例：举例：举例：举例： 按图所示的相对测量方法，测量齿数z为

12、12的直齿轮右齿面的齿距偏差。测量时以第一个实际齿距p1作为基准齿距，调整量仪指示表零位，然后依次测出其余测距对基准齿距的偏差。由指示表依次测得的数据如下：0，+5，+5，+10，-20，-10，-20，-18，-10，-10，+15，+5。根据这些数据，求解该齿轮右齿面的齿距累积总偏差FP和3个齿距累积偏差FP3、单个齿距偏差fPt的评定值。举例：举例：轮齿序号轮齿序号1 122 233 344 455 566 677 788 899 91010101111111212121齿距序号齿距序号P1P1P2P2P3P3P4P4P5P5P6P6P7P7P8P8P9P9P10P10P11P11P12

13、P12表示值表示值m0 0+5+5+5+5+10+10-20-20-10-10-20-20-18-18-10-10-10-10+15+15+5+5表示值平均表示值平均值值-4-4实际齿距与实际齿距与理论齿距的理论齿距的代数差代数差+4+4+9+9+9+9+14+14-16-16-6-6-16-16-14-14-6-6-6-6+19+19+9+9齿距偏差逐齿距偏差逐齿累积值齿累积值+4+4+13+13+22+22+36+36+20+20+14+14-2-2-16-16-22-22-28-28-9-90 0解：数据处理过程及结果见表： 齿距累积总偏差FP为所有齿距偏差逐齿累计值中的正、负极值之差的

14、绝对值，即FFP P= =（+36+36）- -（-28-28）=64m=64m 3个齿距累积偏差FP3等于连续3个齿距的单个齿距偏差的代数和。FFP2maxP2max= =（-16-16）+ +（-6-6）+ +（-16-16）=-38m=-38m 单个齿距偏差fPt的评定值为P11的齿距偏差：ffPtmaxPtmax=+19m=+19m齿廓总偏差1齿顶圆 2齿顶修缘起始圆3实际齿廓 4设计齿廓5齿根圆 AC齿廓有效长度AB倒棱部分 BC工作部分齿廓偏差：实际齿廓对设计齿廓的偏离量叫做齿廓偏差，它在齿轮端平面内且在垂直于渐开线齿廓的方向上计值。齿廓总偏差：包容实际齿廓工作部分且距离为最小的两

15、条设计齿廓之间的法向距离为齿廓总偏差Fa。任务二：齿轮的应检精度指标、侧隙指标及检测任务二：齿轮的应检精度指标、侧隙指标及检测基圆盘式渐开线测量仪的原理图1直尺 2基圆盘3被测齿轮 4杠杆齿廓总偏差Fa的测量任务二：齿轮的应检精度指标、侧隙指标及检测任务二：齿轮的应检精度指标、侧隙指标及检测 评定齿轮传动平稳性的精度时，应在被测齿轮圆周上测量均匀分布的三个轮齿或更多的轮齿左、右齿面的齿廓总偏差，取其中的最大值 F Famaxamax作为评定值。如果不大于齿廓总公差F Fa a（ F FamaxamaxF Fa a），），则表示合格。任务二：齿轮的应检精度指标、侧隙指标及检测任务二：齿轮的应检精

16、度指标、侧隙指标及检测应检指标：螺旋线总偏差f，3.轮齿载荷分布均匀性的应检指标及其检测任务二：齿轮的应检精度指标、侧隙指标及检测任务二：齿轮的应检精度指标、侧隙指标及检测直齿轮轮齿的螺旋线总偏差1实际螺旋线2设计螺旋线b齿宽 在端面基圆切线方向上测得的实际螺旋线对设计螺旋线的偏离量叫做螺旋线偏差。 直齿轮的轮齿螺旋角为0，因此直齿轮的设计螺旋线为一条直线，它平行于齿轮基准轴线。在基圆柱的切平面内，在齿宽工作部分（轮齿两端的倒角或修圆部分除外）范围内包容实际螺旋线且距离为最小的两条设计螺旋线之间的法向距离为螺旋线总偏差 f f 。任务二：齿轮的应检精度指标、侧隙指标及检测任务二：齿轮的应检精度

17、指标、侧隙指标及检测齿轮螺旋线偏差测量仪的原理图1被测齿轮 2主轴滚轮 3横向滑台 5带倒槽的分度盘 6传感器 7测头 8记录器任务二：齿轮的应检精度指标、侧隙指标及检测任务二：齿轮的应检精度指标、侧隙指标及检测 评定轮齿载荷分布的均匀性的精度时，应在被测齿轮圆周上测量均匀分布的三个轮齿或更多的轮齿左、右齿面的螺旋线总偏差，取其中的最大值FFmaxmax作为评定值。如果不大于齿廓总公差F F（FFmaxmaxF F），），则表示合格。任务二：齿轮的应检精度指标、侧隙指标及检测任务二：齿轮的应检精度指标、侧隙指标及检测 齿轮副侧隙的大小与齿轮齿厚减薄量有着密切的关系。齿轮齿厚减薄量可以用齿厚偏差

18、齿厚偏差E Esnsn或公法线公法线长度偏差长度偏差E Ew w来评定。4.评定齿轮齿厚减薄量用的侧隙指标及其检测任务二：齿轮的应检精度指标、侧隙指标及检测任务二：齿轮的应检精度指标、侧隙指标及检测齿厚偏差和齿厚极限偏差sn公称齿厚 sna实际齿厚Esn齿厚偏差 Esns齿厚上偏差Esni齿厚下偏差 Tsn齿厚公差 对于直齿轮，齿厚偏差Esn是指在分度圆柱面上，实际齿厚与公称齿厚（齿厚理论值）之差。 对于斜齿轮，则是指法向实际齿厚与公称齿厚之差。任务二：齿轮的应检精度指标、侧隙指标及检测任务二：齿轮的应检精度指标、侧隙指标及检测 直齿轮分度圆上的公称弦齿厚Snc与公称弦齿高hc的计算式子为：游

19、游标标测测齿齿卡卡尺尺任务二：齿轮的应检精度指标、侧隙指标及检测任务二：齿轮的应检精度指标、侧隙指标及检测E EsnisniE EsnsnE Esnssns 齿厚偏差E Esnsn的合格条件是它在齿厚极限偏差范围内，即： 弦齿厚通常用游标测厚卡尺或光学测齿卡尺以弦齿高为依据来测量。由于测量弦齿厚以齿轮齿顶圆柱面作为测量基准，因此齿顶圆直径的实际偏差和齿顶圆柱面对基准轴线的径向圆跳动都对齿厚测量精度产生较大的影响。齿顶圆半径的实测值齿顶圆半径的实测值任务二：齿轮的应检精度指标、侧隙指标及检测任务二：齿轮的应检精度指标、侧隙指标及检测 公法线长度是指齿轮上几个轮齿的两端异向齿廓间所包含的一段基圆圆

20、弧，即该两端异向齿廓间基圆切线线段的长度。 公法线长度偏差公法线长度偏差E Ew w是指实际公法线长度W WK K与公称公法线长度之差。任务二：齿轮的应检精度指标、侧隙指标及检测任务二：齿轮的应检精度指标、侧隙指标及检测任务二：齿轮的应检精度指标、侧隙指标及检测任务二：齿轮的应检精度指标、侧隙指标及检测 用某种切齿方法生产第一批齿轮时，为了掌握该齿轮加工后的精度是否达到了规定的要求，需要按前述的齿轮应检精度指标进行检测。按应检精度指标检测合格后，在工艺条件不变（尤其是切齿机床精度得到保证）的条件下，用这种切齿方法继续生产同样的齿轮时，以及作分析研究时，可以用下列指标来评定齿轮传递运动的准确性和

21、齿轮传动平稳性的精度。任务三：评定齿轮精度时可采用的指标及检测任务三：评定齿轮精度时可采用的指标及检测 切向综合总偏差切向综合总偏差F Fi i是指被测齿轮与测量齿轮单面啮合时，被测齿轮一转内，齿轮分度圆上实际圆周位移与理论圆周位移的最大差值。一齿切向综合偏差一齿切向综合偏差f fi i是指齿轮在一个齿距角内的切向综合总偏差，即在切向综合总偏差记录曲线上小波纹的最大幅度值。齿轮每转过一个齿距角，都会引起转角误差，即出现许多小的峰谷。在这些短周期误差中，峰谷的最大幅度值即为一齿切向综合偏差f fi i 。一齿切向综合偏差f fi i 是在单面啮合综合检查仪上，测量切向综合总偏差的同时测出的。1.

22、切向综合总偏差和一齿切向综合偏差及它们的检测任务三：评定齿轮精度时可采用的指标及检测任务三：评定齿轮精度时可采用的指标及检测 切向综合总偏差F Fi i反映齿距累积总偏差F Fp p和单齿误差的综合结果。 f fi i反映单个齿距偏差和齿廓偏差等单齿误差的综合结果。任务三：评定齿轮精度时可采用的指标及检测任务三：评定齿轮精度时可采用的指标及检测 测量切向综合总偏差，可在单啮仪上进行。被测齿轮在公称中心距与测量齿轮单面啮合。 根据比较装置的不同，单啮仪可分为机械式、光栅式、磁分度式和地震仪式等等。单啮仪测量原理图1被测齿轮 2测量齿轮3被测齿轮分度圆摩擦盘4测量齿轮分度圆摩擦盘合格条件：FiFi

23、fimaxfi任务三：评定齿轮精度时可采用的指标及检测任务三：评定齿轮精度时可采用的指标及检测 齿轮径向圆跳动齿轮径向圆跳动F Fr r:指侧头（球形、圆柱形、砧形）相继置于被测齿轮的每个齿槽内时，于接近齿高中部的位置与左、右齿面接触时，从该测头到该齿轮基准轴线的最大距离与最小距离之差。齿轮径向圆跳动测量O切齿时回转中心 O齿轮基准孔中心 r齿槽与测头的接触点所在圆周的半径 e1几何偏心2.齿轮径向圆跳动及其检测任务三：评定齿轮精度时可采用的指标及检测任务三：评定齿轮精度时可采用的指标及检测 齿轮径向圆跳动可用齿轮径向跳动测量仪齿轮径向跳动测量仪测量，测头做成球形或圆锥形插入齿槽中，也可做成V

24、形测头卡在轮齿上，与齿高中部双面接触，被测齿轮一转所测得的相对于轴线径向距离的总变动幅度值，即是齿轮的径向跳动。径向综合总偏差和一齿径向综合偏径向综合总偏差和一齿径向综合偏差及它们的检测差及它们的检测 大体等于大体等于2 2倍几何偏心量加上单个齿距偏差和齿廓偏差的影响。倍几何偏心量加上单个齿距偏差和齿廓偏差的影响。合格条件：合格条件：F Fr rF Fr r3.3.径向综合总偏差和一齿径向综合偏差及它们的检测径向综合总偏差和一齿径向综合偏差及它们的检测任务三：评定齿轮精度时可采用的指标及检测任务三：评定齿轮精度时可采用的指标及检测 径向综合总偏差径向综合总偏差F Fr r是在齿轮双面啮合综合检

25、查仪上进行测量的。将被测齿轮与基准齿轮分别安装在双面啮合检查仪的两平行心轴上，在弹簧作用下，两齿轮作紧密无侧隙的双面啮合。使被测齿轮回转一周，被测齿轮一转中指示表的最大读数差值(即双啮中心距的总变动量)即为被测齿轮的径向综合总偏差F Fr r 。 一齿径向综合偏差一齿径向综合偏差f fr r是指当被测齿轮与测量齿轮啮合一整圈时，对应一个齿距(360 /z)的径向综合偏差值。即在径向综合总偏差记录曲线上小波纹的最大幅度值。双啮仪测量原理图双啮仪测量原理图11固定滑座固定滑座 22被测齿轮被测齿轮 33测量齿轮测量齿轮44可移动滑座可移动滑座 55记录器记录器 66弹簧弹簧 77指示表指示表任务三

26、：评定齿轮精度时可采用的指标及检测任务三：评定齿轮精度时可采用的指标及检测任务三：评定齿轮精度时可采用的指标及检测任务三：评定齿轮精度时可采用的指标及检测 径向综合总偏差F Fr r的测量效果相当于测量齿轮径向圆跳动F Fr r 。 f fr r可用来评定齿轮传递运动准确性的精度。可用来评定齿轮传动平稳性的精度。合格条件：合格条件：F Fi iF Fi if fimaximaxf fi i任务三：评定齿轮精度时可采用的指标及检测任务三：评定齿轮精度时可采用的指标及检测 齿轮精度等级 GB/T 10095.12-2001对应和可采用精度指标的公差（双啮精度指标的公差Fi、fi除外）分别规定了13

27、个精度等级，它们分别用阿拉伯数字0、1、2、12表示。其中，0级精度最高，12级精度最低。对Fi、fi分别规定了9个精度等级（4、5、6、12）。5级精度是各级精度中的基础级。齿轮精度指标的公差的精度等级和计算公式齿轮精度指标的公差的精度等级和计算公式任务四：齿轮精度指标的公差及精度等级任务四：齿轮精度指标的公差及精度等级 齿轮精度指标各级精度的公差的计算公式 令mn、d、b和k分别表示齿轮的法向模数、分度圆直径、齿宽（单位均为mm）和测量Fpk时的齿距数。应检和可采用精度指标5级精度的公差应该分别按下表所列公式计算确定。任务四：齿轮精度指标的公差及精度等级任务四：齿轮精度指标的公差及精度等级

28、任务四：齿轮精度指标的公差及精度等级任务四：齿轮精度指标的公差及精度等级 两相邻精度等级的分级公比等于 ，本级公差数值乘以（或除以） 即可得到相邻较低（或较高）等级的公差数值。22)5(5 . 052QQTTQ Q级精度的公级精度的公差计算值差计算值5 5级精度的公级精度的公差计算值差计算值表示表示Q Q级的阿拉伯数字级的阿拉伯数字 计算值圆整规则：若计算值大于计算值圆整规则：若计算值大于10m10m，圆整到最接近的整数；如果计算，圆整到最接近的整数；如果计算值小于值小于10m10m，圆整到最接近的尾数为，圆整到最接近的尾数为0.5m0.5m的小数或整数；如果计算值小于的小数或整数；如果计算值

29、小于5m5m，圆整到最接近的尾数为，圆整到最接近的尾数为0.1m0.1m的倍数的小数或整数。的倍数的小数或整数。任务四：齿轮精度指标的公差及精度等级任务四：齿轮精度指标的公差及精度等级 齿轮参数数值的分段 与按孔、轴基本尺寸分段的几何平均值计算孔、轴尺寸公差值类似，用上表所列的公式计算齿轮公差值或者极限偏差值时，应按齿轮的法向模数mn、分度圆直径d、齿宽b分段界限值的几何平均值代入公式，并将计算值加以圆整。而Fr、Fi、fi的计算公式中则使用mn和d 的实际值代入，并将计算值加以圆整。任务四：齿轮精度指标的公差及精度等级任务四：齿轮精度指标的公差及精度等级 GB/T 10095.122001

30、规定的13个精度等级中，0 02 2级级精度齿轮的精度要求非常高，目前我国只有极少数单位能够制造和测量2 2级级精度齿轮，因此0 02 2级级属于有待发展的精度等级；而3 35 5级级为高精度等级，6 69 9级级为中等精度等级，10101212级级为低精度等级。 同一齿轮的三项精度要求，可以取成相同的精度等级，也可以以不同的精度等级相结合。2.2.齿轮精度等级的选择齿轮精度等级的选择任务四：齿轮精度指标的公差及精度等级任务四：齿轮精度指标的公差及精度等级任务四：齿轮精度指标的公差及精度等级任务四：齿轮精度指标的公差及精度等级任务四：齿轮精度指标的公差及精度等级任务四：齿轮精度指标的公差及精度

31、等级 选择精度的方法有类比法和计算法。 类比法按齿轮的用途和工作条件等进行对比选择。 计算法主要用于精密齿轮传动系统。当精度要求很高时，可按使用要求计算出所允许的回转角误差，以确定齿轮传递运动准确性的精度等级，例如对于齿轮传动链就应该进行这方面的分析和计算。 对于高速动力齿轮，可按其工作时最高转速计算出的圆周速度，或按允许的噪声大小，来确定齿轮传动平稳性的精度等级。 对于重载齿轮，可在强度计算或寿命计算的基础上确定任务四：齿轮精度指标的公差及精度等级任务四：齿轮精度指标的公差及精度等级 当齿轮所有精度指标的公差同为某一精度等级所有精度指标的公差同为某一精度等级时，图样上可标注该精度等级和标准号

32、。 例如，同为7级时，可标注为：7 GB/T 10095.1-20017 GB/T 10095.1-2001 当齿轮各个精度指标的公差的精度等级不同时各个精度指标的公差的精度等级不同时，图样上可按齿轮传递运动准确性、齿轮传动平稳性和轮齿载荷分布的均匀性的顺序分别标注它们的精度等级及带括号的对应公差、极限偏差符号和标准号，或分别标注它们的精度等级和标准号。3.3.图样上齿轮精度等级的标注图样上齿轮精度等级的标注任务四：齿轮精度指标的公差及精度等级任务四：齿轮精度指标的公差及精度等级 例如：齿距累积总公差Fp和单个齿距极限偏差fpt、齿廓总公差Fa皆为8级，而螺旋线总公差F为7级时，可标注为：8

33、8（FpFp、fptfpt、FF）、）、7 7（FF）GB/T 10095.1GB/T 10095.120012001或者 8 88 87 GB/T 10095.17 GB/T 10095.120012001任务四：齿轮精度指标的公差及精度等级任务四：齿轮精度指标的公差及精度等级按照国标GB/T 100951998规定，标注示例如下：7 F L GB/T100951988第第公公差差组组的的精精度度等等级级齿齿厚厚上上偏偏差差代代号号齿齿厚厚下下偏偏差差代代号号精精度度标标准准代代号号7 6 6 G M GB/T100951988第第公公差差组组的的精精度度等等级级第第公公差差组组的的精精度度

34、等等级级第第公公差差组组的的精精度度等等级级齿齿厚厚上上偏偏差差代代号号齿齿厚厚下下偏偏差差代代号号精精度度标标准准代代号号任务四：齿轮精度指标的公差及精度等级任务四：齿轮精度指标的公差及精度等级 圆柱齿轮减速器的箱体上有两对轴承孔，这两对轴承孔分别用来支承与两个相互啮合齿轮各自连成一体的两根轴。这两对轴承孔的公共轴线应平行，它们之间的距离称为齿轮副中齿轮副中心距心距a a，箱体上支承同一根轴的两个轴承各自中间平面之间的距离称为轴承跨距轴承跨距L L，它相当于被支承轴的两个轴颈各自中间平面之间的距离。中心距偏差中心距偏差和轴线平行度误差轴线平行度误差对齿轮传动的使用要求都有影响。前者影响侧隙的

35、大小，后者影响轮齿载荷分布的均匀性。任务五：齿轮副的误差及公差任务五：齿轮副的误差及公差 齿轮副中心距偏差fafa是指在箱体两侧轴承跨距L的范围内，齿轮副两条轴线之间的实际距离（实际中心距）与公称中心距a之差。图样上标注公称中心距及其上、下偏差（fa）：afa。fa的数值按齿轮精度等级可查表选用。中心距偏差的合格条件是它在中心距极限偏差范围内（fa fa fa ）。1.1.齿轮副中心距极限偏差齿轮副中心距极限偏差任务五：齿轮副的误差及公差任务五：齿轮副的误差及公差 测量齿轮副两条轴线之间的平行度误差时，应根据两对轴承的跨距L，选取跨距较大的那条轴线作为基准轴线；如果两对轴承的跨距相同，则可取其

36、中任何一条轴线作为基准轴线。 被测轴线对基准轴线的平行度误差应在相互垂直的轴线平面【H】和垂直平面【V】上测量。【H】上的平行度误差【V】上的平行度误差2.2.齿轮副轴线平行度公差齿轮副轴线平行度公差任务五：齿轮副的误差及公差任务五：齿轮副的误差及公差 f的公差f和f的公差f推荐按轮齿载荷分布均匀性的精度等级分别用下列两个公式计算确定。即：fFbLfFbLf5 . 0)/(5 . 0)/(L L：箱体上轴承跨距：箱体上轴承跨距 b b：齿轮齿宽：齿轮齿宽 F F：齿轮螺旋线总公差：齿轮螺旋线总公差 齿轮副轴线平行度误差合格条件合格条件：ffff任务五：齿轮副的误差及公差任务五：齿轮副的误差及公

37、差 齿轮副的接触斑点接触斑点是指对安装好的齿轮副，在轻微制动下，运转后齿面上分布的接触擦亮痕迹。 接触痕迹的大小在齿面展开图上用百分比计算。 沿齿长方向沿齿长方向，接触痕迹的长度b（扣除超过模数值的断开部分c）与工作长度b之比的百分数，即:%100 bcb 沿齿高方向沿齿高方向，接触痕迹的平均高度h与工作高度h之比的百分数，即：%100 hh3.3.齿轮副的接触斑点齿轮副的接触斑点任务五：齿轮副的误差及公差任务五：齿轮副的误差及公差 所谓轻微制动，是指既不使轮齿脱离，又不使轮齿和传动装置发生较大变形的制动状态。 沿齿长方向的接触斑点主要影响齿轮副的承载能力，沿齿高方向的接触斑点主要影响工作平稳

38、性。齿轮副的接触斑点综合反映了齿轮副的加工误差和安装误差，是一个特殊的非几何量的检验项目。任务五：齿轮副的误差及公差任务五：齿轮副的误差及公差 相互啮合齿轮的相邻非工作齿面间的侧隙是齿轮副装配后自然形成的。适当的侧隙可以用改变齿轮副中心距的大小或（和）把齿轮轮齿切薄来活得。当齿轮副中心距不能调整时，就必须在加工齿轮时按规定的齿厚极限偏差将轮齿切薄。 齿厚上偏差齿厚上偏差可以根据齿轮副所需要的最小侧隙通过计算或用类比法确定。齿厚下偏差齿厚下偏差则按齿轮精度等级和加工齿轮时的径向进刀公差和几何偏心确定。齿轮精度等级和齿厚极限偏差确定后，齿轮副的最大侧隙就自然形成，一版不必验算。1.1.齿厚极限偏差

39、的确定齿厚极限偏差的确定任务六：齿轮侧隙指标的公差和齿轮坯公差任务六：齿轮侧隙指标的公差和齿轮坯公差 齿轮副所需的最小侧隙 侧隙通常在相互啮合齿轮齿面的法法向平面上向平面上或沿啮合线沿啮合线测量。如图所示为法向侧隙jbn，可用塞尺测量。 为了保证齿轮传动的灵活性，根据润滑和补偿热变形的需要，齿轮副必须具有一定的最小间隙。 在标准温度（20）下齿轮副无负荷时所需最小限度的法向侧隙jbnmin。它与齿轮精度等级无关。 最小法向侧隙jbnmin可以根据传动时允许的工作温度、润滑方法及齿轮的圆周速度等工作条件确定，由下列两部分组成。任务六：齿轮侧隙指标的公差和齿轮坯公差任务六：齿轮侧隙指标的公差和齿轮

40、坯公差 补偿传动时温度升高使齿轮和箱体产生的热变形所需的法向侧隙jbn1，jbn1按下式确定：nbnttjsin2)(22111 保证正常润滑条件所需的法向侧隙jbn2，jbn2取决于润滑方法和齿轮的圆周速度，可参考下表选取。 齿轮副的最小法向侧隙为：21minbnbnbnjjj任务六：齿轮侧隙指标的公差和齿轮坯公差任务六：齿轮侧隙指标的公差和齿轮坯公差 齿厚上偏差的确定齿厚上偏差的确定 齿厚上偏差Esns即齿厚的最小减薄量。它除了要保证齿轮副所需的最小法向侧隙jbnmin以外，还要补偿齿轮和齿轮箱体的制造误差和安装误差所引起的侧隙减小量Jbn。其中，制造误差主要考虑相互啮合的两个齿轮的基圆齿

41、距偏差fpb和螺旋线总偏差F，安装误差主要考虑齿轮箱体上两对轴承孔的公共轴线在轴线平面上的平行度误差f。计算Jbn时，考虑到基圆齿距偏差和螺旋线总偏差的计值方向皆与法向侧隙方向不一致，应分别乘以sinn和cosn后换算到法向侧隙方向，并且大、小齿轮的基圆齿距偏差用其极限偏差fpb1和fpb2代替，大、小齿轮的螺旋线总偏差F1和F2分别用其公差F1和F2代替， f和f分别用其公差f和f代替；此外，鉴于基圆齿距与分度圆齿距的关系，得：任务六：齿轮侧隙指标的公差和齿轮坯公差任务六：齿轮侧隙指标的公差和齿轮坯公差nptpbaffcos11nptpbaffcos22 在按独立随机变量合成。计算公式如下：

42、22222122221)sin()sin(cos)(nnnptptbnafafFFajjJ 考虑到同一齿轮副的大、小齿轮的单个齿距极限偏差的差值和螺旋线总公差的差值皆很有限（差值对公差值的百分比很小），为了计算简便，可将大、小齿轮的单个齿距极限偏差和螺旋线总公差分别取成相等，且以数值相对较大的大齿轮单个齿距极限偏差fpt和螺旋线总公差F代入上式：222)/(34. 0276. 1FbLfJptbn任务六：齿轮侧隙指标的公差和齿轮坯公差任务六：齿轮侧隙指标的公差和齿轮坯公差 考虑到实际中心距为最小极限尺寸，即中心距实际偏差为下偏差（fa）时，会使法向侧隙减小2fasinan，同时将齿厚偏差的计算

43、值换算到法向侧隙方向（乘以cosan），则最小法向侧隙jbnmin与齿轮副中两个齿轮齿厚上偏差（Esns1、Esns2）、中心距下偏差（fa）及Jbn的关系为：bnnansnssnsbnJafaEEjsin2cos)(21min 通常，为了方便设计和计算，令Esns1Esns2Esns，于是由上式求得的齿厚上偏差为：nanbnbnsnsafajjEtancos2min任务六：齿轮侧隙指标的公差和齿轮坯公差任务六：齿轮侧隙指标的公差和齿轮坯公差 齿厚下偏差的确定齿厚下偏差的确定 齿厚下偏差Esni由齿厚上偏差Esns和齿厚公差Tsn求得。snsnssniTEE 齿厚公差的大小取决于切齿时的径向进

44、刀公差br和齿轮径向圆跳动公差Fr（考虑切齿时几何偏心的影响，它使被切齿轮的各个轮齿的齿厚不相同）。br和Fr按独立随机变量合成，并把它们从径向计值换算到齿厚偏差方向（乘以2tanan），则得：22tan2rrnsnFbaT br的数值按下表选取，Fr的数值按齿轮传递运动准确性的精度等级、分度圆直径和法向模数确定。任务六：齿轮侧隙指标的公差和齿轮坯公差任务六：齿轮侧隙指标的公差和齿轮坯公差任务六：齿轮侧隙指标的公差和齿轮坯公差任务六：齿轮侧隙指标的公差和齿轮坯公差 公法线长度的上、下偏差（Ews、EWi）分别由齿厚的上、下偏差（Esns、Esni）换算得到。由于几何偏心使同一齿轮各齿的实际齿厚大小不相同，而几何偏心对实际公法线长度没有影响，因此在换算时应该从齿厚的上、下偏差中扣除几何偏心的影响。aFaEEaFaEErsniwirsnswssin72. 0cossin72. 0cosaFaEEaFaEErsnswirsniwssin72. 0cossin72. 0cos对外齿轮对外齿轮：对内齿轮：对内齿轮：2.2.公法线长度极限偏差的确定公法线长度极限偏差的确定任务六：齿轮侧隙指标的公差和齿轮坯公差任务六：齿轮侧隙指标的公差和齿轮坯公差 切齿