渐开线圆柱齿轮精度及检测1渐开线圆柱齿轮精度及检测 齿轮传动是机械传动中最主要的传动形式之一，它在现代机械中应用极为广泛。本章主要研究影响齿轮传动精度的齿轮或齿轮副的偏差项目。渐开线圆柱齿轮精度及检测渐开线圆柱齿轮精度及检测11.1 概概 述述 1、适用范、适用范围广；广；2、效率高；、效率高；3、传动平平稳、结构构紧凑；凑； 4、工作可靠、寿命、工作可靠、寿命长。一、齿轮传动的主要特点：一、齿轮传动的主要特点：二、齿轮传递运动要求二、齿轮传递运动要求：（用途）：（用途）1.1.传递运运动的准确性：的准确性：齿轮转一圈，最大的一圈，最大的转角角误差差在在2.2. 一定范一定范围内。内。对于于传动比：比：。转角角误差差实际转角与公称角与公称转角之差。角之差。i0渐开线圆柱齿轮精度及检测齿轮传递运动要求齿轮传递运动要求2.传递运运动的平的平稳性：性：要求要求齿轮的的瞬瞬间传动比比变化化不大（在一定范不大（在一定范围内）。内）。i03.载荷分布的均匀性：荷分布的均匀性：要求要求齿轮啮合合时，齿面接触良好。面接触良好。渐开线圆柱齿轮精度及检测齿轮传递运动要求齿轮传递运动要求4.传动侧隙合理：隙合理：侧隙的作用？隙的作用？侧隙太大或太小会有什么影响？隙太大或太小会有什么影响？针对不同的使用不同的使用场合，合，对使用要求的使用要求的侧重点不同。重点不同。测量量齿轮、高速高速齿轮、重重载齿轮需要限定哪些使用要求？需要限定哪些使用要求？渐开线圆柱齿轮精度及检测11.2 齿轮加工误差及其检测齿轮加工误差及其检测一、影响运动准确性的误差一、影响运动准确性的误差：（：（4个）个）(GB/T 10095.2-2001)1.切向切向综合合总偏差偏差Fi(Fi)：被被测齿轮与理想精确与理想精确齿轮单面面啮合合时，在被，在被测齿轮转一圈一圈内，内，实际转角与公称角与公称转角之角之差的差的总幅度幅度值。Fifi渐开线圆柱齿轮精度及检测影响运动准确性的误差影响运动准确性的误差2.齿距距累累积总偏差偏差F Fp( (F Fp)：在在分度分度圆上，任意两同上，任意两同侧齿面面间的的实际弧弧长与公称弧与公称弧长的最大差的最大差值。Fi是以分度是以分度圆弧弧长计算的，原理算的，原理图见图11-5。7渐开线圆柱齿轮精度及检测齿距累距累积偏差偏差Fpk （Fpk）：在在分度分度圆上，上，k个个齿距距间的的实际弧弧长与公称弧与公称弧长的最大差的最大差值。影响运动准确性的误差影响运动准确性的误差第第26个个齿的的齿距累距累积偏差是多少？偏差是多少？3. 径向跳径向跳动Fr （Fr）：齿轮一一转范范围内，内，测头与与齿高中部高中部双面接触，双面接触，测头相相对于于齿轮轴线的的最大最大变动量。量。渐开线圆柱齿轮精度及检测影响运动准确性的误差影响运动准确性的误差4.径向径向综合合总偏差偏差Fi”（Fi）：被被测齿轮与理想精确与理想精确测量量齿轮双面双面啮合合时，在被，在被测齿轮转一圈一圈内，双内，双啮中中心距心距的最大的最大变动量。量。渐开线圆柱齿轮精度及检测二、影响传动平稳性的误差二、影响传动平稳性的误差：（：（4个）个）1.一一齿切向切向综合偏差合偏差fi（fi）：被被测齿轮与理想精确与理想精确齿轮单面面啮合合时，在被，在被测齿轮转一一齿距角距角内，内，实际转角与公角与公称称转角之差的角之差的最大幅度最大幅度值。影响传动平稳性的误差影响传动平稳性的误差fi 是以分度是以分度圆弧弧长计算的，算的，用用单面面啮合合仪测量。量。fi 是和哪个指是和哪个指标同同时测出来的？出来的？渐开线圆柱齿轮精度及检测影响传动平稳性的误差影响传动平稳性的误差2.一一齿径向径向综合偏差合偏差fi （fi ）：被被测齿轮与理想与理想精确精确测量量齿轮双面双面啮合合时，在被，在被测齿轮转一一齿距角距角内，双内，双啮中心距中心距的最大的最大变动量。（双量。（双啮仪）fi 是和哪个指是和哪个指标同同时测出来的？出来的？渐开线圆柱齿轮精度及检测影响传动平稳性的误差影响传动平稳性的误差3.齿廓廓总偏差偏差（齿形形误差差ff）：齿轮端截面上，端截面上，齿形形工作部分工作部分内包容内包容实际齿廓廓（齿形）形）线的两条的两条设计齿廓廓线间的距离。的距离。齿廓形状偏差廓形状偏差齿廓廓倾斜偏差斜偏差渐开线圆柱齿轮精度及检测4.单个个齿距偏差距偏差fpt ( (齿距偏差距偏差fpt ） ：在分度在分度圆上，上，实际齿距距与公称与公称齿距之差。距之差。影响传动平稳性的误差影响传动平稳性的误差前面哪个参数前面哪个参数还用到用到齿距距？有何区？有何区别？7渐开线圆柱齿轮精度及检测p基基节偏差偏差fpb：实际基基节与公称基与公称基节之差。之差。基基节：基基圆切切线所截两相所截两相邻同同侧齿廓廓的交点沿的交点沿切切线方方向的距离。向的距离。渐开线圆柱齿轮精度及检测基基节偏差不可偏差不可过大或大或过小，小，规定：定：fpb fpb fpb 。相互啮合的一对齿轮基节应当是什么关系？相互啮合的一对齿轮基节应当是什么关系？fpb 的符号？的符号？渐开线圆柱齿轮精度及检测p公法公法线长度度变动Fw：齿轮转一圈一圈内，内，实际公法公法线长度度最大最大值与最小与最小值之差。之差。测量量公公法法线长度度当当用用公公法法线千千分分尺尺在在齿轮上上跨跨过k个个齿时，两两卡卡脚脚与与齿廓廓相相切切于于AB两两点点，两两切切点点间的的距距离离公公法法线长度度，用用W表示。表示。跨跨齿数数k为：渐开线圆柱齿轮精度及检测影响载荷分布均匀性的误差影响载荷分布均匀性的误差三、影响载荷分布均匀性的误差三、影响载荷分布均匀性的误差：（直齿：（直齿1个）个）（齿向向误差差：）bFDbF螺旋螺旋线总偏差偏差（齿形形误差差：ff）齿廓廓总偏差偏差渐开线圆柱齿轮精度及检测影响载荷分布均匀性的误差影响载荷分布均匀性的误差在在分度分度圆柱柱面上，面上，齿宽有效部分范有效部分范围内，包内，包容容实际螺旋螺旋线（齿向向线）的两条的两条设计螺旋螺旋线间的距离。的距离。bF螺旋螺旋线总偏差偏差螺旋螺旋线形状偏差形状偏差螺旋螺旋线倾斜偏差斜偏差渐开线圆柱齿轮精度及检测 评定指标评定指标 评定指标评定指标 对传动性能的对传动性能的 主要影响主要影响轮轮齿齿同同侧侧齿齿面面偏偏差差齿距齿距偏差偏差单个齿距偏差单个齿距偏差径径向向综综合合偏偏差差与与径径向向跳跳动动径径向向综综合合偏偏差差径向径向综合综合总偏总偏差差齿距累积偏差齿距累积偏差齿距累积总偏差齿距累积总偏差齿廓齿廓偏差偏差齿廓总偏差齿廓总偏差齿廓形状偏差齿廓形状偏差一齿一齿径向径向综合综合偏差偏差齿廓倾斜偏差齿廓倾斜偏差切向综切向综合偏差合偏差切向综合总偏差切向综合总偏差一齿切向综合偏差一齿切向综合偏差螺旋线螺旋线偏差偏差螺旋线总偏差螺旋线总偏差螺旋线形状偏差螺旋线形状偏差径向跳动径向跳动螺旋线倾斜偏差螺旋线倾斜偏差齿轮传动使用要求的使用要求的评定指定指标（单个个齿轮）渐开线圆柱齿轮精度及检测11.3 齿轮副误差及其评定指标齿轮副误差及其评定指标应当避免产生哪种情况（哪种应当避免产生哪种情况（哪种情况最危险）？为什么？情况最危险）？为什么？齿轮副的安装副的安装误差差2.齿轮副的中心距偏差副的中心距偏差fa：1.轴线的平行度偏差的平行度偏差f 、f （两两轴线公共平面内的、垂直平面内的）公共平面内的、垂直平面内的）新国新国标中未中未给出中心距的允出中心距的允许偏偏差，可参照年国差，可参照年国标渐开线圆柱齿轮精度及检测齿轮副精度指标齿轮副精度指标齿轮副的精度指副的精度指标 齿长方向：方向：接触痕迹的接触痕迹的长度度b（扣除断开部分的（扣除断开部分的长度度c）与）与工作工作长度度b（扣除倒角）之比的（扣除倒角）之比的百分比。即：百分比。即： 齿高方向：高方向：接触痕迹的平均高度接触痕迹的平均高度h 与与工作高度工作高度h 之比的之比的百分比。即：百分比。即：百分比越大越好还是越小越好？百分比越大越好还是越小越好？1.接触斑点：接触斑点：装配好的装配好的齿轮，在在轻微微制制动下，运下，运转后后齿面上面上分布的分布的接触擦亮痕迹接触擦亮痕迹。渐开线圆柱齿轮精度及检测2. 齿轮副副侧隙：隙：分分为法向法向侧隙隙jn和和圆周周侧隙隙jt。 法向法向侧隙隙jn ：装配好的：装配好的齿轮副，当工作面接触副，当工作面接触时非工作非工作面面间的的最小距离最小距离。 圆周周侧隙隙jt ：装装配配好好的的齿轮副副，当当一一个个齿轮固固定定时，另另一一个个齿轮的的圆周周晃晃动量量，以以分分度度圆上弧上弧长计。侧隙隙关系关系：主主要要限限制制法法向向侧隙隙，法法向向侧隙隙在在实际应用中是用用中是用塞尺塞尺来来测量。量。齿轮副精度指标齿轮副精度指标渐开线圆柱齿轮精度及检测11.4渐开线圆柱齿轮精度标准渐开线圆柱齿轮精度标准尺寸公差、形位公差和尺寸公差、形位公差和轴承精度等承精度等级分分别有多少有多少级？一、一、齿轮精度等精度等级：GB/T10095.1-2001和和GB/T10095.2-2001规定定轮齿同同侧齿面偏差：面偏差：0、112共共13级，0级最高。最高。径向径向综合偏差：合偏差：4、512共共9级，4级最高。最高。径向跳径向跳动：0、112共共13级，0级最高。最高。选择精度等精度等级时，应综合考合考虑齿轮的使用要求，工作的使用要求，工作条件、及技条件、及技术要求确定。要求确定。渐开线圆柱齿轮精度及检测圆柱齿轮精度圆柱齿轮精度二、二、齿轮检验项目的确定目的确定GB/T10095.1-2001规定定对单个个齿轮的加工精度：的加工精度：高速高速齿轮的的检验，增加，增加当当检验切向切向综合偏差合偏差时，可不，可不检验新国新国标中没有中没有规定的定的检验项目的公差目的公差值，推，推荐荐暂时采用年国采用年国标中的有关中的有关规定定渐开线圆柱齿轮精度及检测新GB中齿轮检验项目齿距偏差：距偏差： F Fp F Fpk fpt 螺旋螺旋线偏差：偏差：Fb切向切向综合偏差：合偏差： fi Fi径向径向综合偏差：合偏差： fi” Fi”径向跳径向跳动：Fr建建议的的齿轮检验组33fi” Fi”44fpt Fr （10-12级）55fi Fi（有有协议要求要求时）轮廓偏差：廓偏差：1 1 fpt F Fp Fb Fr22fpt F FP Fb Fr F FPK渐开线圆柱齿轮精度及检测齿轮精度标注（新国标）齿轮精度标注（新国标）1 1、若、若齿轮的各的各检验项目目为同一精度等同一精度等级，可直，可直接接标注精度等注精度等级和和标准号。准号。77GB/T 10095.1-20012 2、若、若齿轮的各的各检验项目精度等目精度等级不同，不同，应分分别标注。注。6 6（）、）、7 7（、 ） GB/T 10095.1-2001渐开线圆柱齿轮精度及检测11.4.2 齿轮副侧隙齿轮副侧隙侧隙的作用侧隙的作用（3个）？个）？获得得侧隙途径：隙途径： 当具有标准齿厚的当具有标准齿厚的两个齿轮在标准中心两个齿轮在标准中心距下安装时，有没有距下安装时，有没有侧隙？侧隙？S加大中心距。加大中心距。中心距不变，减薄齿厚。中心距不变，减薄齿厚。减薄一个齿轮的还是两个都减薄？减薄一个齿轮的还是两个都减薄？齿厚偏差符号？齿厚偏差符号？渐开线圆柱齿轮精度及检测S齿轮副侧隙齿轮副侧隙为获得最小侧隙，计算齿厚为获得最小侧隙，计算齿厚最小、最大减薄量最小、最大减薄量。齿厚上、下偏差齿厚上、下偏差Esns、EsniEsnsEsniTsn为什么要规定齿厚的最大为什么要规定齿厚的最大减薄量？减薄量？ 计算算齿厚最小减薄量厚最小减薄量：（：（P216）1. 补偿补偿温升热变形温升热变形和和正常润滑正常润滑所需的最小侧隙量：所需的最小侧隙量：（P216式式11-3、11-4）渐开线圆柱齿轮精度及检测齿轮副侧隙齿轮副侧隙2. 补偿安装和制造误差引起的侧隙减薄量补偿安装和制造误差引起的侧隙减薄量Jn：P217 式式11-5 、式式11-5a3. 有时需要考虑中心距偏差有时需要考虑中心距偏差fa0时会使侧隙减小，最时会使侧隙减小，最后综合考虑各个因素得到后综合考虑各个因素得到式式11-7。SEsnsEsniTsn齿厚上偏差齿厚上偏差Esns齿厚下偏差齿厚下偏差EsniTsn Tsn的求法的求法见式式11-8 Esni=EsnsTsnSEsniEsns 国家国家标准准规定定齿厚上、下偏差用厚上、下偏差用代号代号表示（表示（14种，种，P218）渐开线圆柱齿轮精度及检测齿轮副侧隙齿轮副侧隙根据齿厚的计算值如何反查代号呢根据齿厚的计算值如何反查代号呢（P229表表11-20） 例如例如 或或-3， 或或-18，齿厚的上、下偏差厚的上、下偏差代号分代号分别是多少？是多少？为什么？什么？新国新国标没有没有规定定齿厚极限偏差代号，厚极限偏差代号，也未推荐也未推荐齿厚极限偏差的数厚极限偏差的数值渐开线圆柱齿轮精度及检测齿坯精度齿坯精度 加工加工时是以是以齿坯的坯的内孔、内孔、顶圆和端面和端面作作为基准的，基准的，齿坯公差及精度坯公差及精度见P229表表11-21。基准面与安装面的形状公差基准面与安装面的形状公差工作安装面的跳工作安装面的跳动公差公差齿顶圆柱面的尺寸和跳柱面的尺寸和跳动公差公差渐开线圆柱齿轮精度及检测例题例题 例例1：P218 例例2：P220 粗糙度粗糙度查表表 11-220 倒角倒角C1渐开线圆柱齿轮精度及检测模数模数齿数齿数齿形角齿形角公法线长度及其极限偏差公法线长度及其极限偏差精度等级精度等级 8 GB/T 1095.1-2001单个齿距极限偏差单个齿距极限偏差齿距累积总偏差齿距累积总偏差齿廓总偏差齿廓总偏差螺旋线总偏差螺旋线总偏差配对齿轮配对齿轮图号图号齿数齿数齿轮零件零件图参数表参数表渐开线圆柱齿轮精度及检测