第十章圆柱齿轮精度设计与检测

1第三节渐开线圆柱齿轮精度等级及应用

一、渐开线圆柱齿轮的精度等级二、偏差的计算公式及允许值1、轮齿同侧齿面偏差：0、1-12共13个精度等级2、径向综合偏差：4-12共9个精度等级3、径向跳动：0、1-12共13个精度等级参看10-1到10-8表格2(2)根据使用要求和工作条件(线速度v、功率、工作持续时间和寿命等)。三、齿轮精度等级的选用

1.选用依据

(1)根据齿轮用途(分度、变速、传递转矩等)

通常运动精度不能低过平稳性精度2级和高过1级，接触精度不能低于平稳性精度。

首先确定主要用途方面的精度等级，然后按三项精度之间的关系确定其他使用方面要求的精度等级。运动精度、平稳性精度和接触精度之间的关系为：3(1)计算法

精密传动齿轮：计算

高速齿轮：计算圆周速度或噪音大小重载齿轮：计算强度或计算寿命2.选用方法(2)类比法类比法是按齿轮的用途和工作条件(v)等进行对比选择。从表10.9和表10.10中选出平稳性精度等级（因为平稳性是三项精度中的核心）。然后根据它们之间的关系确定运动精度和接触精度。4四、齿轮检验项目的确定

根据GB/T10095.1—2001的规定，对于单个齿轮的加工精度，应检验单个齿距偏差、齿距累积总偏差、齿廓总偏差、螺旋线总偏差。齿距累积偏差用于高速齿轮的检验。当检验切向综合偏差和时，可不必检验单个齿距和齿距累积总偏差。5五、齿轮精度等级在图样上的标注

7GB/T10095.1—2001或7GB/T10095.2—20016()、7(、)GB/T10095.1—20016f96102h8(-0.054)0f40H7(+0.025)012±0.02143.3+0.20A0.015A0.015A其余6.330－0.103.21.625550.0060.006A0.020.005模数3齿数z32齿形角α20°螺旋角β0变位系数χ0齿厚及其极限偏差精度等级9(Fp)、8(fpt、、Fβ)GB/T10095.1—2001单个齿距极限偏差±0.017齿距累积总公差0.076齿廓总公差0.022螺旋线总公差0.021配对齿轮图号齿数

技术要求1.热处理HRC40～502.未注倒角和未注公差的尺寸按GB/T1804-m3.锐角倒钝4.未注形位公差按GB/T1184-K标题栏7一、基准轴线与工作轴线基准轴线是由基准面中心确定的，是加工或检验人员对单个齿轮确定轮齿几何形状的轴线。齿轮依此轴线来确定各项参数及检测项目，确定齿距、齿廓和螺旋线的偏差更是如此。工作轴线是齿轮在工作时绕其旋转的轴线，它由工作安装面的中心确定的。设计者应力保基准轴线足够清楚和正确，从而满足轮齿相对于工作轴线的技术要求。理想状况是基准轴线与工作轴线相重合。第四节齿轮坯的精度和齿面粗糙度8二、基准轴线的确定1．用两个“短的”圆柱或圆锥形基准面上设定的两个圆的圆心来确定轴线上的两个点。（图10-9）2．用一个“长的”圆柱或圆锥形面来同时确定轴线的方向和位置。（图10-10）3．轴线的位置用一个“短的”圆柱形基准面上的一个圆的圆心来确定,而其方向用垂直于此轴线的一个基准端面来确定。（图10-11）

9（图10-9）10（图10-10）（图10-11）11（图10-12）齿轮轴的情况：12三、齿轮坯精度1．基准面与安装面的形状公差

132．工作安装面的跳动公差143．齿顶圆柱面的尺寸和跳动公差

选择直径的公差应考虑保证最小限度的设计重合度，同时还应考虑齿轮副具有足够的顶隙。如果把齿顶圆柱面作为齿坯安装的找正基准或齿厚检验的测量基准，其形位公差不应大于教材表10-12的适当数值，其尺寸公差可参照教材表10-13选取。15四．轮齿齿面及其它表面的表面粗糙度齿面的表面粗糙度对齿轮的传动精度(噪声和振动)、表面承载能力(点蚀、胶合和磨损)和弯曲强度(齿根过渡曲面状况)等都会产生很大的影响，应规定相应的表面粗糙度。齿面的表面粗糙度推荐值见教材表10－14。教材表10－15给出了齿轮坯其它表面的表面粗糙度推荐值。16第五节渐开线圆柱齿轮副精度

一、中心距偏差二、轴线平行度偏差图10.11轴线平行度偏差垂直平面上的平行度偏差轴线平面上的轴线平行度偏差17轴线平行度偏差允许值为：①轴线平面上的平行度最大推荐值见式（10.10）②垂直平面上的平行度最大推荐值

见式（10.11）式中b—齿宽，L—箱体上的轴承跨距，Fβ—螺旋线总公差。18三、侧隙和齿厚的确定1.侧隙的确定(1)经验法参照同类产品中齿轮副的侧隙值确定。

(2)查表法表10-17列出了工业传动装置推荐的最小侧隙。

(3)计算法根据齿轮副的工作条件，如工作速度、温度、负载、润滑等条件计算齿轮副最小法向侧隙

2.齿厚公差(1)齿厚上偏差Esns的计算

(2)法向齿厚公差Tsn的选择法向齿厚公差Tsn的选择基本上与齿轮精度无关，一般不应选用太小的值。

(3)齿厚下偏差Esni。19图10-14法向侧隙20四、接触斑点2008）21第六节齿轮精度设计示例

已知某机床主轴箱传动轴上的一对直齿齿轮，z1=26,z2=56,m=2.75,b1=28,b2=24,内孔D=Φ30,n1=1650r/min，L=90,齿轮、箱体材料为黑色金属，单件小批生产。并将设计的各项技术要求要求标注在齿轮工作图上。要求设计小齿轮精度，22解:

(1)确定齿轮精度等级

由题意可知，该齿轮为机床传动转速用，由表10.4精度等级为3～8级。计算齿轮的圆周速度：23根据v=6.2m/s,直齿齿轮，查表10.5得平稳性精度等级为

由于该齿轮的运动精度要求不高，传递动力不大，故三项精度要求均取7级。在图样上标注为：

7级。7GB/T10095.124(2)确定齿轮的必检参数及其允许值

0.038±0.0120.016由d1=mz=2.75×26=

71.5和7级精度，查表10.1得运动精度：FP=(一般不需检验FPK)平稳性精度：fpt=Fα=0.017（见下页）载荷分布均匀性：Fβ=2008）单个齿距偏差齿距累积总偏差FP齿廓总偏250.017由d1=mz=2.75×26=

71.5、b1=28和精度等级为7级，查表10.2得载荷分布均匀性：Fβ=2008)总偏差26(3)确定最小法向侧隙和齿厚的上、下偏差由式（10.2）：①计算最小法向侧隙27②Esns的计算由

式（10.4）得

=0.036由表10.8得

0.027

fa=2829③Esni的计算由表10.1得Fr=由表10.7得br=由式（10.7）=0.074(表3.2)

IT90.0330(4)计算公法线的公称长度及其上、下偏差①WK计算由式（10.17）由式（10.16）31②计算Ebns、Ebni由

式（10.8～10.9）

则在图样上标注为-0.101-0.14232(5)确定齿坯精度①内孔尺寸公差由

表10.10得

IT7在图上的标注为Φ30H7E33由式(10.12～13)（取下面两式中小值）得内孔的圆柱度公差34尺寸公差由表10.10得da=m(z1+2)=2.75(26+2)=77②顶圆若顶圆为加工和测量基准时在图上标注为

Φ77h8

IT835由式（10.15）得也不需规定圆跳动和圆柱度公差。顶圆的圆柱度公差（同内孔）0.3×0.038=0.011顶圆径向圆跳动公差t=0.3FP=t=0.002若顶圆不作基准时其尺寸公差应取IT11(见表10.10)，但不得大于0.1mn。36③径向基准面Sr

由于齿顶圆作为加工和测量基准，因此，不必另规定径向基准面。④轴向基准面Si

由式（10.14）得轴向跳动公差37由表10.11得齿面表面粗糙度轮廓Ra的上限值为⑤表面粗糙度1.25μm。或Rz的上限值为

8.0

μm。2008）38(6)未注尺寸公差为f级，未注几何公差为K级(7)上述各项公差要求的标注（见下页图10.15）内孔表面粗糙度轮廓Ra的上限值为顶圆为端面为其余为12.5μm。1.25μm，2.5μm，3.2μm，由表10.12得392.未注几何公差按GB/T1184-K40图10.15参数-0.101-0.142螺旋线总偏差偏差偏差偏差41本章重点:1.齿轮传动的四个使用要求及其概念；2.评定齿轮精度、侧隙的必检参数及其的概念；3.齿轮和齿轮副的精度等级及其偏差值；4.齿轮精度设计的内容及其基本方法；5.齿轮精度等级和侧隙在图样上的标注方法。42作业题解释

1.某减速器中一对圆柱齿轮，m=5，z1=20，z2=60，α=20°，x=0，b1=50，n1=960r／min，两轴承孔距L=100，齿轮为钢制，箱体为铸铁，单件生产，试确定：（1）齿轮