第11章-渐开线圆柱齿轮的公差与配合

互换性与技术测量

InterchangeabilityandTechnicalMeasurement互换性与技术测量2第11章渐开线圆柱齿轮的公差与配合第11章渐开线圆柱齿轮的公差与配合互换性与技术测量第11章渐开线圆柱齿轮的公差与配合11.1

齿轮传动的使用要求及加工误差分析

11.2单个齿轮的评定指标及其检测

11.3

齿轮副的评定指标及其检测

11.4

渐开线圆柱齿轮精度标准及其应用3第11章渐开线圆柱齿轮的公差与配合互换性与技术测量4一.该章节的基本内容齿轮传动使用要求及互换性特点，齿轮加工误差概述。齿轮公差组与各误差(公差)项目分析，齿轮副误差项目的分析。渐开线圆柱齿轮公差适用范围，精度等级(公差等级)，检验组、齿侧间隙计算，齿坯公差及图样标注。齿轮公差标注应用。第11章渐开线圆柱齿轮的公差与配合互换性与技术测量5二.教学重点难点

重点：齿轮误差项目的含义和作用；齿轮检验组的选用。难点：误差项目的选择。三.教学基本要求1．了解齿轮公差标注的特点。2．掌握齿轮公差标准中基本误差项目的意义和作用3．掌握齿轮公差标准的结构，选用及标注。第11章渐开线圆柱齿轮的公差与配合互换性与技术测量6

齿轮精度标准GB/T10095.1—2008《圆柱齿轮精度制第1部分：轮齿同侧齿面偏差的定义和允许值》，GB/T10095.2—2008《圆柱齿轮精度制第2部分：径向综合偏差和径向跳动的定义和允许值》，GB/Z18620.1～4—2008《圆柱齿轮检验实施规范》等。第11章渐开线圆柱齿轮的公差与配合互换性与技术测量711.1齿轮传动的使用要求及加工误差分析齿轮传动?第11章渐开线圆柱齿轮的公差与配合互换性与技术测量8第11章渐开线圆柱齿轮的公差与配合互换性与技术测量9

1.传递运动准确性（运动精度）------11.1.1齿轮传动的使用要求：

四项传动精度的要求齿轮作为传动零件，首要的要求是传递运动的准确性，即使传动比i

恒定，或者说变化不大，即i→C

△i∑↓→0。第11章渐开线圆柱齿轮的公差与配合互换性与技术测量10齿轮传动中要求振动，噪音，冲击尽可能的小。要控制的实际上是使齿轮的瞬时速比(传动比)△i

↓→0。

△i∑△i2.传动的平稳性-------第11章渐开线圆柱齿轮的公差与配合互换性与技术测量113.载荷分布的均匀性------齿轮要传动力和扭矩，所以，在啮合时，齿面接触要好，也就是要求在啮合传动中，齿轮的接触面积要大。第11章渐开线圆柱齿轮的公差与配合互换性与技术测量124.适当的齿侧间隙-------由于齿轮是成对使用，在啮合时，非工作面应留有一定的间隙以便补偿制造误差，以及传动时产生的弹力和热变形，并可贮存润滑油，从而避免传动时发生卡死，干涉的现象。第11章渐开线圆柱齿轮的公差与配合互换性与技术测量13齿轮在加工过程中于机床，毛坯件和工具的误差。加工误差主要表现在：1.径向误差：被加工齿轮的几何中心相对于滚刀刀刃的距离的变化。-----几何偏心2.切向误差：刀具和工件间的滚切运动的破坏转速不匀或分度的不准确。-----运动偏心3.创成面误差：切齿刀具齿廓误差，刀具本身的误差。4.轴向误差：刀具沿工件轴向位移误差。

11.1.2齿轮的加工误差及其分类第11章渐开线圆柱齿轮的公差与配合互换性与技术测量切向误差和径向误差14第11章渐开线圆柱齿轮的公差与配合互换性与技术测量15

第11章渐开线圆柱齿轮的公差与配合互换性与技术测量16齿轮加工原因:几何偏心及运动偏心第11章渐开线圆柱齿轮的公差与配合互换性与技术测量17导致的结果:齿轮的速比变化第11章渐开线圆柱齿轮的公差与配合互换性与技术测量18偏心的大齿轮和精确的小齿轮啮合的四种特殊位置第11章渐开线圆柱齿轮的公差与配合互换性与技术测量1911.2.1传递运动准确性的检测项目

传递运动准确性是指：齿轮在一转范围内传动比变化尽量小，以保证从动齿轮与主动齿轮的运动协调。1.切向综合误差△Fi′〈公差Fi′〉2.齿距累积误差△FP(公差为FP)

任意K个齿距累积误差△FPK(公差为FPK)3.齿轮径向跳动△Fr(公差Fr)4.齿径向综合误差Δfi″（公差fi″）第11章渐开线圆柱齿轮的公差与配合互换性与技术测量11.2单个齿轮的评定指标及其检测2023/1/1120切向综合误差△Fi′〈公差Fi′〉1.定义：2.特点：齿轮的转角误差的变化呈周期性，并接近于正弦规律；齿轮一转中，最大误差出现一次，且在大约180°处。3.测量：在单啮仪上进行检测1.切向综合总偏差20第11章渐开线圆柱齿轮的公差与配合互换性与技术测量2023/1/1121单啮仪检测3.测量：齿距仪21第11章渐开线圆柱齿轮的公差与配合互换性与技术测量222.齿距累积误差△FP〈公差为FP〉1.定义：在分度圆上，任意两个同侧齿面间实际弧长与公称弧长的最大差值的绝对值。齿距（周节）：齿轮分度圆上的齿距。2.特点：由于沿圆周齿测量的结果，故误差曲线为一折线，所以，只能反映有限点的转角误差，有可能测量圆周不会恰好是在最大误差位置上，测量受主观因素的影响3.检测：齿距仪测量合格：△FP

＜FP，

-FP≤△FPK≤+FPK，第11章渐开线圆柱齿轮的公差与配合互换性与技术测量23齿距累积误差△FP△FPK第11章渐开线圆柱齿轮的公差与配合互换性与技术测量241.基体2.固定螺钉3.量脚4.活动量脚5.支脚固定螺钉6.支脚（3个）齿距仪第11章渐开线圆柱齿轮的公差与配合互换性与技术测量253.齿轮径向跳动△Fr(公差Fr)定义:测头相对于齿轮轴心线的最大和最小径向距离之差（即最大变动量）特点:只反映径向误差,检测:万能测齿仪上进行25第11章渐开线圆柱齿轮的公差与配合互换性与技术测量4.径向综合总偏差Fi″定义:是指被测齿轮与理想精确的测量齿轮双面啮合时，在被测齿轮一转范围内双啮中心距的最大变动量.特点:包含了右侧和左侧齿面综合偏差的成分检测:双啮仪26第11章渐开线圆柱齿轮的公差与配合互换性与技术测量2023/1/1127双啮仪27第11章渐开线圆柱齿轮的公差与配合互换性与技术测量a:中心距---28第11章渐开线圆柱齿轮的公差与配合互换性与技术测量2911.2.2传动工作平稳性的检测项目工作平稳性的含义：指运转平稳，没有冲击，振动，且噪音小。1.一齿切向综合误差Δfi′（公差fi′）2.一齿径向综合误差Δfi″（公差fi″）3.齿廓总偏差ΔFα——公差Fα

；4.单个齿距偏差Δfpt——公差fpt

；第11章渐开线圆柱齿轮的公差与配合互换性与技术测量301.一齿切向综合偏差Δfi′（公差fi′）定义：切向综合误差记录曲线上，水波纹的最大幅度值。特点：以一齿为检测对象，即齿轮转过一齿时的传动比变化，是短周期误差。它反映了基节偏差和齿形误差的综合结果。检测：单啮仪30第11章渐开线圆柱齿轮的公差与配合互换性与技术测量2023/1/11312.一齿径向综合偏差Δfi

″（公差fi

″）定义：切向综合误差记录曲线上，水波纹的最大幅度值。特点：也反映了基节偏差与齿形误差的综合结果，但其受左右两齿面的影响，不如Δfi′评定精确。检测：双啮仪31第11章渐开线圆柱齿轮的公差与配合互换性与技术测量323.齿廓总偏差ΔFα（公差Fα）

定义：实际齿廓对设计齿廓的偏离量。产生齿廓偏差的原因：分度蜗杆的径向跳动.刀具齿型的误差。特点：影响齿轮啮合过程中的工作平稳性。测量：需在单盘式齿形检查仪上进行。第11章渐开线圆柱齿轮的公差与配合互换性与技术测量33齿廓总偏差第11章渐开线圆柱齿轮的公差与配合互换性与技术测量总偏差形状偏差倾斜偏差34第11章渐开线圆柱齿轮的公差与配合互换性与技术测量354.单个齿距偏差Δfpt

（公差±fpt）

1.定义：在分度圆上，实际齿距与理论齿距的代数差.取最大值Δfptmax2.特点：在分度圆附近的圆周上测量。

Pb=PtCOSα

；Δfpb=ΔfptCOSα

-PtSIN(α)Δα－fpt

≤Δfpt

≤＋fpt第11章渐开线圆柱齿轮的公差与配合互换性与技术测量361.基体2.固定螺钉3.量脚4.活动量脚5.支脚固定螺钉6.支脚（3个）齿距仪36第11章渐开线圆柱齿轮的公差与配合互换性与技术测量3711.2.3载荷分布均匀性的检查测项目

齿面接触精度的含义：啮合齿面沿齿宽和齿高的实际接触程度。评定指标：1.螺旋线总偏差2.轮齿的接触斑点

第11章渐开线圆柱齿轮的公差与配合互换性与技术测量38螺旋线总偏差ΔFβ

（公差Fβ）1.定义：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。

2.测量：螺旋线偏差测量仪第11章渐开线圆柱齿轮的公差与配合互换性与技术测量39

总偏差形状偏差倾斜偏差第11章渐开线圆柱齿轮的公差与配合互换性与技术测量40螺旋线误差第11章渐开线圆柱齿轮的公差与配合互换性与技术测量2.轮齿接触斑点41第11章渐开线圆柱齿轮的公差与配合互换性与技术测量11.2.4影响侧隙的单个齿轮因素及其检测1.齿厚偏差fsn2.公法线长度偏差Wk3.侧隙—圆周和法向42第11章渐开线圆柱齿轮的公差与配合互换性与技术测量431.齿厚偏差：定义：分度圆柱面上，齿厚实际值与公称值之差.特点:直接反映齿厚的减薄量.3.检测:齿厚游标卡尺第11章渐开线圆柱齿轮的公差与配合互换性与技术测量齿厚偏差检测—齿厚游标卡尺44第11章渐开线圆柱齿轮的公差与配合互换性与技术测量452.公法线长度偏差：定义：实际公法线长度与公法线公称值之差.公法线长度：是基圆切线，其长度是以切线在齿轮上几个齿的异侧齿形的距离.WKa=（W1+W2+…+Wn）/n第11章渐开线圆柱齿轮的公差与配合互换性与技术测量46

齿轮的齿厚偏差与公法线长度偏差公法线长度上偏差

Ebns＝Esns×cosαn

公法线长度下偏差

Ebni＝Esns×cosαn

合格判定:EWi≤△EW≤EWS

Wk＋Ebni≤Wka≤Wk＋Ebns

第11章渐开线圆柱齿轮的公差与配合互换性与技术测量公法线千分尺测量公法线47第11章渐开线圆柱齿轮的公差与配合互换性与技术测量圆周侧隙jwt和法向侧隙jbn48第11章渐开线圆柱齿轮的公差与配合互换性与技术测量49齿轮副的圆周侧隙jwt和法向侧隙jbn圆周侧隙jwt：齿轮副中一个齿轮固定时，另一个齿轮的圆周的晃动量.以分度圆上弧长计.用百分表测量。法向侧隙jbn：齿轮副工作齿面接触时，非工作齿面之间的最小距离.用塞尺测量。两者的关系：jbn=jwtCOSαnCOSβ影响侧隙的大小的因素有：中心距偏差.齿厚偏差.公法线.长度偏差.第11章渐开线圆柱齿轮的公差与配合互换性与技术测量11.3齿轮副发评定指标及其检测1.中心距偏差fa2.轴线平行度偏差--轴线平面内的平行度偏差f∑δ和垂直平面内的平行度偏差f∑β

50第11章渐开线圆柱齿轮的公差与配合互换性与技术测量1.齿轮副中心距偏差fa---

影响齿轮侧隙

51522.轴线的平行度误差，影响齿面载荷分布均匀性.

第11章渐开线圆柱齿轮的公差与配合互换性与技术测量5311.4渐开线圆柱齿轮精度标准及应用11.4.1精度等级及其选择：1.精度等级齿轮的精度等级分为：0、1、2、3、4…12其中0级最高；12级最低。一第11章渐开线圆柱齿轮的公差与配合互换性与技术测量2.精度等级选择精度等级的选择方法有计算法和类比法。选择：1.圆周速度V（m/s）确定精度等级–工作平稳性2.传递运动的准确性：如果是机床分度系统或仪表读数系统的齿轮.对第Ⅰ公差组的评定项目的精度应规定的较高一些，或与工作平稳性精度等级相同。3.承载均匀性：与工作平稳性精度等级相同4.精度等级确定以后，确定检验指标。

54第11章渐开线圆柱齿轮的公差与配合互换性与技术测量3.评定参数的公差值与极限偏差的确定GB/T10095—2008规定，各评定参数允许值