《齿轮精度》ppt课件

1、 齿轮是用来传送运动和动力的一种常用机构。根据齿轮的工况可将齿轮分为三种：1、分度齿轮、读数齿轮 该类齿轮主要用于精细机床的分度机构、丈量仪器上的读数机构齿轮，由于其分度要求准确，负荷不大，转速低，所以对齿轮传送运动准确性要求较高，且要求侧隙要小。2、传动齿轮 该类齿轮主要用于高速传动的齿轮，如汽轮机、高速发动机、减速器及高速机床的变速箱中的齿轮传动，传送功率大，圆周速度高，要求任务时振动、冲击和噪声要小，所以这类高速齿轮对以上传动平稳、载荷分布均匀等要求较高。3、传力齿轮 该类齿轮主要用于传送动力的齿轮，如矿山机械、重型机械等中的低速齿轮，任务载荷大，模数和齿宽均较大，转速普通较低，所以这类

2、动力齿轮载荷分布的均匀性要求较高。 凡有齿轮传动的机械产品，其任务性能、承载才干、运用寿命和任务精度等都与齿轮的传动质量亲密相关。而齿轮本身的制造精度及齿轮副的安装精度对齿轮传动质量起着主要作用。 GB/T 10095.1.2 2001及GB/Z 18620.1.2002。这次修订是直接与国际规范接轨，等同采用了国际规范。 方案学时：1.5学时本章要点齿轮误差的综合丈量及其评定目的齿轮副误差的评定目的评定齿轮传动质量的单项丈量目的及丈量方法渐开线圆柱齿轮精度规范 在 GB/T 10095.1中规定了齿距偏向、齿距累积偏向、齿距累积总偏向、齿廓总偏向、齿廓外形偏向、齿廓倾斜偏向、螺旋线总偏向、螺

3、旋线外形偏向和螺旋线倾斜偏向，共9项单项目的。 1、单个齿距偏向 fpt 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，实践齿距与理想齿距的代数差。2、齿距累积偏向Fpk 恣意k个齿距的实践弧长与实际弧长的代数差，除另有规定，Fpk值被限制在不大于1/8的圆周上评定，因此Fpk的允许值适用于齿距数为2到小于z8的弧段内，通常k取z/8。3、齿距累积总偏向Fp齿轮同侧齿面恣意弧段k1至kz内的最大齿距累积偏向。齿廓偏向中涉及以下几个根本概念：可用长度LAF：等于两条端面基圆切线之差。其中一条从基圆到可用齿廓的外界限点，另一条是从基圆到可用齿廓的内界限点。有效长度LAE：可用长度中对应有效

4、齿廓的那部分。齿廓计值范围La：是可用长度的一部分，在La内应遵照规定精度等级的公差。除特殊规定外，其长度等于从E点开场延伸到有效长度LAE的92%。设计齿廓：符合设计规定的齿廓，当无其他限定时，是指端面齿廓。 1、齿廓总偏向F 指在计值范围内，包容实践齿廓迹线的两条设计齿廓迹线间的间隔。 2、齿廓外形偏向ffa 是指在计值范围内，包容实践齿廓迹线的两条与平均齿廓迹线完全一样的曲线间的间隔，且两条曲线与平均齿廓迹线的间隔为常数3、齿廓倾斜偏向fH在计值范围的两端与平均齿廓迹线相交的两条设计齿廓迹线间的间隔螺旋线偏向是在端面基圆切线方向上测得的实践螺旋线偏离设计螺旋线的量。 1、螺旋线总偏向F在

5、计值范围内，包容实践螺旋线迹线的两条设计螺旋线迹线间的间隔。2、螺旋线外形偏向ff在计值范围内，包容实践螺旋线迹线的两条与平均螺旋线迹线完全一样的曲线间的间隔，且两条曲线与平均螺旋线迹线的间隔为常数。3、螺旋线倾斜偏向fH在计值范围的两端与平均螺旋线迹线相交的设计螺旋线迹线间的间隔。Fr是指在齿轮一转范围内，测头在齿槽内(或轮齿上)于齿高中部双面接触，测头相对于齿轮轴心线的最大变动量 齿距、齿廓、螺旋线、径跳丈量可在齿轮丈量中心丈量。 齿轮误差综合丈量是指被测齿轮与理想准确齿轮，两齿轮以单面或双面啮合时，测得沿啮合线方向或直径方向的综合误差。切向综合总偏向Fi是指被测齿轮与理想准确的丈量齿轮单

6、面啮合时，被测齿轮一转内，齿轮分度圆上实践圆周位移与实际圆周位移的最大差值 。一齿切向综合偏向fi是指被测齿轮与理想准确的丈量齿轮单面啮合时，在一个齿距上的切向综合偏向 Fi是指被测齿轮与理想准确的丈量齿轮双面啮合时，在被测齿轮一转内的双啮中心距的最大值和最小值之差，其中双啮中心距是指被测齿轮与准确丈量齿轮严密啮合时的中心距。 fi是指被测齿轮与理想准确的丈量齿轮双面啮合时，对应一个齿距的径向综合偏向值。 9.3.1齿轮副的中心距偏向fa中心距偏向是指在齿轮副的齿宽中间平面内，实践中心距与公称中心距之差。fa主要影响齿轮副侧隙，必需限制在极限偏向范围内。 9.3.2轴线的平行度偏向1、轴线平面

7、内偏向f轴线平面内偏向是在两轴线的公共平面上丈量的，它影响螺旋线啮合偏向。2、轴线垂直上的偏向f轴线垂直上的偏向是在与轴线公共平面垂直的“交错轴平面上丈量的。轴线平面内偏向对螺旋线啮合偏向的影响是任务压力角的正弦函数，而垂直平面上的轴线偏向的影响是任务压力角的余弦函数，对这两种偏向要规定不同的最大引荐值。9.3.3齿轮副的接触斑点 齿轮副的接触斑点是指对安装好的齿轮副，在细微制动下，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。百分比越大，分布均匀性越好。沿齿长方向的接触斑点主要影响齿轮副的承载才干，沿齿高方向的接触斑点主要影响任务平稳性。接触斑点综合反映了齿轮的加

8、工和安装误差。为满足齿轮副齿面载荷分布均匀性要求，齿轮副的接触斑点不小于规定的百分比。9.3.4齿轮副的侧隙齿轮副的侧隙是指两个相配齿轮的任务齿面接触时，在两个非任务齿面之间构成的间隙。圆周侧隙jwt是指安装好的齿轮副，当其中一个齿轮固定时，另一齿轮所能转过的节圆弧长的最大值。法向侧隙jbn是指安装好的齿轮副，当任务齿面接触时，非任务齿面之间的最小间隔径向侧隙 jr是指将两个相配齿轮的中心距减少，直到左侧和右侧齿面都接触时的中心距减少量2、影响齿轮副侧隙的偏向在齿轮的加工误差中，影响齿轮副侧隙的误差主要是齿厚偏向和公法线平均长度偏向。1齿厚偏向与齿厚公差 齿厚偏向是指分度圆柱面上齿厚实践值与公

9、称值之差 为了保证齿轮传动侧隙，齿厚的上、下偏向均应为负值。 齿厚公差是指齿厚偏向的最大允许值。 由于在分度圆柱面上齿厚不便于丈量，所以实践丈量时用齿厚游标卡尺丈量分度圆弦齿厚。丈量弦齿厚有局限性，可改用丈量公法线平均长度偏向的方法。 2公法线平均长度偏向及其平均长度公差公法线平均长度偏向是指在齿轮一周内，公法线长度平均值与公称值之差。当压力角为20时014. 0) 12(476. 1 zkmW公称5 . 09zk1、传送运动准确性2、传动平稳。3、动力齿轮载荷分布的均匀性。4、传动侧隙 加工误差来源及影响1、几何偏心和运动偏心，影响传动准确性2、机床传动链的高频误差，影响传动平稳性3、刀具制

10、造误差，影响传动平稳性4、刀具安装，影响齿轮载荷分布的均匀性 齿轮精度等级国家规范对圆柱齿轮不分直齿与斜齿，精度等级由高至低划分为012共 13 个精度等级。其中 02级目前普通单位尚不能制造，称为有待开展的展望级；35级为高精度等级；68级为中等精度等级，9级为较低精度等级；1012级为低精度等级。偏向的允许值类比法，表9-8由于各种偏向之间存在相关性和可替代性，新规范对单个齿轮规定了三项强迫检查工程：齿距类的偏向齿距累积总偏向Fp，齿距累积偏向Fpk ，齿距偏向包括单个齿距偏向fpt 、齿廓偏向F、螺旋线偏向F，而其它工程都不是必检工程。提高批量消费的齿轮检验效率，可采取双面啮合综合丈量来

11、替代单项丈量；为了进一步分析齿廓总偏向 (Fp)产生的缘由，可检测齿廓外形偏向 (Ff) 和齿廓倾斜偏向 (FH) 根据国内企业多年来贯彻旧规范的阅历和目前齿轮消费的控制程度，建议供需双方根据齿轮功能要求、消费批量和手段，按表引荐的检验组来选取某一个检验组 检验组检验工程偏向代号适用等级1Fp、F、F、Fr392Fp与Fpk、F、F、Fr393Fp、fpt、F、F、Fr394Fi、fi695Fi、fi366Fpt、Fr1012齿轮副侧隙由齿轮任务条件决议，与齿轮的精度等级无关。如汽轮机中的齿轮传动，因任务温度升高，为保证正常光滑，防止因发热而卡死，要求有大的保证侧隙，而对于需求正反转读数机构中

12、的齿轮传动，为防止空程的影响，那么要求有较小的保证侧隙。齿轮副侧隙是在装配后自然构成的，侧隙的大小主要决议于齿厚和中心距。 由于各种要素影响，计算所需法向最小侧隙的是较困难的，为简单起见，对中等模数、节圆速度小于15m/s，齿轮与箱体资料为黑色金属，轴、轴泵都采用商业制造公差的齿轮传动，引荐按下式计算，表9-10)03. 00005. 006. 0(32minnibnmaj最小侧隙jbnmin是由齿厚上偏向 Esns为负值保证的。假设自动轮与被动轮取一样的齿厚上偏向，即 Esns1=Esns2那么有： Esns1Esns2jhnmin/2cosn 1、中心距极限偏向fa中心距偏向不但会影响齿侧

13、间隙，而且对齿轮啮合的重合度也有影响新规范仅仅给出了思索中心距公差的要素，没有给出详细偏向值。设计者可以自创某些成型的老产品来确定中心距偏向，也可以参考旧规范来选择fa值，如表912所示。 3、接触斑点检验产品齿轮在其箱体内啮合所产生的接触斑点可用于评定齿面间的载荷分布情况，这对于低速动力齿轮尤为重要。在GB/Z 18620.4-2002中给出了直齿、斜齿轮装配后接触斑点的推荐值。GB/Z 18620.3-2002中有关规定确定了基准轴线和齿坯公差 1、确定基准轴线的方法 2、齿坯公差：指在齿轮坯上影响齿轮加工和传动质量的外表的精度包括尺寸精度，形位精度和外表粗糙度分别参考各表1假设齿轮的各检

14、验工程为同一精度等级时，可直接标注精度等级和规范号，如齿轮各检验工程同为7级，那么标注为: 7 GB/T10095.l或7 GB/T10095.2 2假设齿轮各检验工程的精度等级不同时，应分别标注，如: 6(F)，7(Fp、F、)，GB/T 1 0095.1 其步骤如下： 1)确定齿轮的精度等级； 2)齿轮检验组的选择及其公差值确实定； 3) 选择侧隙和计算齿厚偏向 4)确定齿坯公差和外表粗糙度； 5)公法线平均长度极限偏向的换算； 6)绘制齿轮零件图。 【例】现有某机床传动箱中传动轴上一对直齿圆柱齿轮，在z126，z256，m2.75，b128，b224， 两轴承中间间隔L90mm，n1=1

15、650r/min,齿轮与箱体资料分别为钢和铸铁，单件小批消费。试设计小齿轮精度，确定检验工程，画出齿轮任务图。 解：1、确定齿轮精度等级 设齿轮既传送运动又传送动力，因此可根据其节圆运动速度确定精度等级： smdnv/2 . 610006016502675. 214. 3100060 参考表9-8，可确定齿轮传动平稳性的偏向工程为8级精度，对传动准确性要求不高，取9级精度，对载荷均匀有要求，取8级精度。2、选择检验工程及公差值该齿轮属中等精度、小批量消费，没有对齿轮部分范围提出更严厉的噪音、振动要求，因此第检验组，并查得：Fpt0.017 Fp0.076F0.022F0.021 Fr0.061

16、 mmzzma75.1122/)5626(75. 22/)21(1133. 03/ )03. 00005. 006. 0(2minnibnmj 3、选择侧隙和计算齿厚偏向齿轮中心距： 代入公式75求出最小侧隙引荐值：由公式得齿厚上偏向：071. 0)20cos2/(133. 0cos2/minbnsnsjE4、确定齿坯精度该齿轮为非连轴齿轮，按 GB/Z 1860.3可求出齿坯形位公差；按GB/Z 18620.4查得外表糙度允许值，将它们标在齿轮任务图上。 4 . 35 . 09265 . 09zkmmzkmW294.1926014. 0132(476. 1 75. 2 1014. 0) 12

17、(476. 1 ）公称5 公法线公称长度：取k3那么：6 绘制齿轮任务图 齿数Z26法向模数mn2.75齿形角20螺旋角0径向变位系数0齿顶高系数Ha*1精度等级7GB10095.12001配对齿轮图号齿数56齿轮副中心距及其偏向a土fa112.75土0.027轴线平行度偏向f0.027f0.054公法线公称长度及平均长度偏向 跨齿数3检验工程代号公差或极限偏向Fp0.038F0.016F0.017 GB/T 10095.1.2 2001及GB/Z 18620.1.2002。这次修订是直接与国际规范接轨，等同采用了国际规范。 方案学时：1.5学时本章要点齿轮误差的综合丈量及其评定目的齿轮副误差

18、的评定目的评定齿轮传动质量的单项丈量目的及丈量方法渐开线圆柱齿轮精度规范 在 GB/T 10095.1中规定了齿距偏向、齿距累积偏向、齿距累积总偏向、齿廓总偏向、齿廓外形偏向、齿廓倾斜偏向、螺旋线总偏向、螺旋线外形偏向和螺旋线倾斜偏向，共9项单项目的。 1、单个齿距偏向 fpt 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，实践齿距与理想齿距的代数差。2、齿距累积偏向Fpk 恣意k个齿距的实践弧长与实际弧长的代数差，除另有规定，Fpk值被限制在不大于1/8的圆周上评定，因此Fpk的允许值适用于齿距数为2到小于z8的弧段内，通常k取z/8。3、齿距累积总偏向Fp齿轮同侧齿面恣意弧段k1至

19、kz内的最大齿距累积偏向。齿廓偏向中涉及以下几个根本概念：可用长度LAF：等于两条端面基圆切线之差。其中一条从基圆到可用齿廓的外界限点，另一条是从基圆到可用齿廓的内界限点。有效长度LAE：可用长度中对应有效齿廓的那部分。齿廓计值范围La：是可用长度的一部分，在La内应遵照规定精度等级的公差。除特殊规定外，其长度等于从E点开场延伸到有效长度LAE的92%。设计齿廓：符合设计规定的齿廓，当无其他限定时，是指端面齿廓。 1、齿廓总偏向F 指在计值范围内，包容实践齿廓迹线的两条设计齿廓迹线间的间隔。 2、齿廓外形偏向ffa 是指在计值范围内，包容实践齿廓迹线的两条与平均齿廓迹线完全一样的曲线间的间隔，

20、且两条曲线与平均齿廓迹线的间隔为常数3、齿廓倾斜偏向fH在计值范围的两端与平均齿廓迹线相交的两条设计齿廓迹线间的间隔螺旋线偏向是在端面基圆切线方向上测得的实践螺旋线偏离设计螺旋线的量。 1、螺旋线总偏向F在计值范围内，包容实践螺旋线迹线的两条设计螺旋线迹线间的间隔。2、螺旋线外形偏向ff在计值范围内，包容实践螺旋线迹线的两条与平均螺旋线迹线完全一样的曲线间的间隔，且两条曲线与平均螺旋线迹线的间隔为常数。3、螺旋线倾斜偏向fH在计值范围的两端与平均螺旋线迹线相交的设计螺旋线迹线间的间隔。Fr是指在齿轮一转范围内，测头在齿槽内(或轮齿上)于齿高中部双面接触，测头相对于齿轮轴心线的最大变动量 齿轮误

21、差综合丈量是指被测齿轮与理想准确齿轮，两齿轮以单面或双面啮合时，测得沿啮合线方向或直径方向的综合误差。切向综合总偏向Fi是指被测齿轮与理想准确的丈量齿轮单面啮合时，被测齿轮一转内，齿轮分度圆上实践圆周位移与实际圆周位移的最大差值 。一齿切向综合偏向fi是指被测齿轮与理想准确的丈量齿轮单面啮合时，在一个齿距上的切向综合偏向 Fi是指被测齿轮与理想准确的丈量齿轮双面啮合时，在被测齿轮一转内的双啮中心距的最大值和最小值之差，其中双啮中心距是指被测齿轮与准确丈量齿轮严密啮合时的中心距。 fi是指被测齿轮与理想准确的丈量齿轮双面啮合时，对应一个齿距的径向综合偏向值。 9.3.1齿轮副的中心距偏向fa中心

22、距偏向是指在齿轮副的齿宽中间平面内，实践中心距与公称中心距之差。fa主要影响齿轮副侧隙，必需限制在极限偏向范围内。 9.3.2轴线的平行度偏向1、轴线平面内偏向f轴线平面内偏向是在两轴线的公共平面上丈量的，它影响螺旋线啮合偏向。2、轴线垂直上的偏向f轴线垂直上的偏向是在与轴线公共平面垂直的“交错轴平面上丈量的。轴线平面内偏向对螺旋线啮合偏向的影响是任务压力角的正弦函数，而垂直平面上的轴线偏向的影响是任务压力角的余弦函数，对这两种偏向要规定不同的最大引荐值。9.3.3齿轮副的接触斑点 齿轮副的接触斑点是指对安装好的齿轮副，在细微制动下，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

23、用百分比计算。百分比越大，分布均匀性越好。沿齿长方向的接触斑点主要影响齿轮副的承载才干，沿齿高方向的接触斑点主要影响任务平稳性。接触斑点综合反映了齿轮的加工和安装误差。为满足齿轮副齿面载荷分布均匀性要求，齿轮副的接触斑点不小于规定的百分比。9.3.4齿轮副的侧隙齿轮副的侧隙是指两个相配齿轮的任务齿面接触时，在两个非任务齿面之间构成的间隙。圆周侧隙jwt是指安装好的齿轮副，当其中一个齿轮固定时，另一齿轮所能转过的节圆弧长的最大值。法向侧隙jbn是指安装好的齿轮副，当任务齿面接触时，非任务齿面之间的最小间隔径向侧隙 jr是指将两个相配齿轮的中心距减少，直到左侧和右侧齿面都接触时的中心距减少量2、影

24、响齿轮副侧隙的偏向在齿轮的加工误差中，影响齿轮副侧隙的误差主要是齿厚偏向和公法线平均长度偏向。1齿厚偏向与齿厚公差 齿厚偏向是指分度圆柱面上齿厚实践值与公称值之差 为了保证齿轮传动侧隙，齿厚的上、下偏向均应为负值。 齿厚公差是指齿厚偏向的最大允许值。 由于在分度圆柱面上齿厚不便于丈量，所以实践丈量时用齿厚游标卡尺丈量分度圆弦齿厚。丈量弦齿厚有局限性，可改用丈量公法线平均长度偏向的方法。 2公法线平均长度偏向及其平均长度公差公法线平均长度偏向是指在齿轮一周内，公法线长度平均值与公称值之差。当压力角为20时014. 0) 12(476. 1 zkmW公称5 . 09zk1、传送运动准确性2、传动平

25、稳。3、动力齿轮载荷分布的均匀性。4、传动侧隙 加工误差来源及影响1、几何偏心和运动偏心，影响传动准确性2、机床传动链的高频误差，影响传动平稳性3、刀具制造误差，影响传动平稳性4、刀具安装，影响齿轮载荷分布的均匀性 齿轮精度等级国家规范对圆柱齿轮不分直齿与斜齿，精度等级由高至低划分为012共 13 个精度等级。其中 02级目前普通单位尚不能制造，称为有待开展的展望级；35级为高精度等级；68级为中等精度等级，9级为较低精度等级；1012级为低精度等级。偏向的允许值类比法，表9-8由于各种偏向之间存在相关性和可替代性，新规范对单个齿轮规定了三项强迫检查工程：齿距类的偏向齿距累积总偏向Fp，齿距累

26、积偏向Fpk ，齿距偏向包括单个齿距偏向fpt 、齿廓偏向F、螺旋线偏向F，而其它工程都不是必检工程。提高批量消费的齿轮检验效率，可采取双面啮合综合丈量来替代单项丈量；为了进一步分析齿廓总偏向 (Fp)产生的缘由，可检测齿廓外形偏向 (Ff) 和齿廓倾斜偏向 (FH) 根据国内企业多年来贯彻旧规范的阅历和目前齿轮消费的控制程度，建议供需双方根据齿轮功能要求、消费批量和手段，按表引荐的检验组来选取某一个检验组 检验组检验工程偏向代号适用等级1Fp、F、F、Fr392Fp与Fpk、F、F、Fr393Fp、fpt、F、F、Fr394Fi、fi695Fi、fi366Fpt、Fr1012齿轮副侧隙由齿轮

27、任务条件决议，与齿轮的精度等级无关。如汽轮机中的齿轮传动，因任务温度升高，为保证正常光滑，防止因发热而卡死，要求有大的保证侧隙，而对于需求正反转读数机构中的齿轮传动，为防止空程的影响，那么要求有较小的保证侧隙。齿轮副侧隙是在装配后自然构成的，侧隙的大小主要决议于齿厚和中心距。 由于各种要素影响，计算所需法向最小侧隙的是较困难的，为简单起见，对中等模数、节圆速度小于15m/s，齿轮与箱体资料为黑色金属，轴、轴泵都采用商业制造公差的齿轮传动，引荐按下式计算，表9-10)03. 00005. 006. 0(32minnibnmaj最小侧隙jbnmin是由齿厚上偏向 Esns为负值保证的。假设自动轮与

28、被动轮取一样的齿厚上偏向，即 Esns1=Esns2那么有： Esns1Esns2jhnmin/2cosn 1、中心距极限偏向fa中心距偏向不但会影响齿侧间隙，而且对齿轮啮合的重合度也有影响新规范仅仅给出了思索中心距公差的要素，没有给出详细偏向值。设计者可以自创某些成型的老产品来确定中心距偏向，也可以参考旧规范来选择fa值，如表912所示。 3、接触斑点检验产品齿轮在其箱体内啮合所产生的接触斑点可用于评定齿面间的载荷分布情况，这对于低速动力齿轮尤为重要。在GB/Z 18620.4-2002中给出了直齿、斜齿轮装配后接触斑点的推荐值。GB/Z 18620.3-2002中有关规定确定了基准轴线和齿坯公差 1、确定基准轴线的方法 2、齿坯公差：指在齿轮坯上影响齿轮加工和传动质量的外表的精度包括尺寸精度，形位精度和外表粗糙度分别参考各表1假设齿轮的各检验工程为同一精度等级时，可直接标注精度等级和规范号，如齿轮各检验工程同为7级，那么标注为: 7 GB/T10095.l或7 GB/T10095.2 2假设齿轮各检验工程的精度等级不同时，应分别标注，如: 6(F)，7(Fp、F、)，GB/T 1 0095.1 其步骤如下： 1)确定齿轮的精度等级； 2)齿轮检验组的选择及其公差值确