第十第十 章章 圆柱齿轮公差与检测圆柱齿轮公差与检测第一节第一节 圆柱齿轮传动的要求圆柱齿轮传动的要求第二节第二节 齿轮加工误差的主要来源及其特性齿轮加工误差的主要来源及其特性第三节第三节 影响传动平稳性的误差及测量影响传动平稳性的误差及测量第四节第四节 影响载荷分布均匀性的误差及测量影响载荷分布均匀性的误差及测量第五节第五节 影响齿轮副侧隙的偏差及其测量影响齿轮副侧隙的偏差及其测量第六节第六节 齿轮副的安装及传动齿轮副的安装及传动第七节第七节 渐开线圆柱齿轮精度渐开线圆柱齿轮精度 齿轮公差标注的符号约定F-大写的代表是长周期的；f-小写的代表是短周期的；F-不加代表是齿轮公差；F-加代表是齿轮误差；- 右上角码为单撇号代表用单拟仪检测；“-右上角码为双撇号代表用双拟仪检测；i-综合的p-圆周方向b-基圆上t-切向方向-齿廓方向-齿长方向f-齿面误差基本符号上角标下角标符号标注示例：Fi-用单啮仪检测的长周期综合误差第一节第一节 对齿轮传动的使用要求对齿轮传动的使用要求一、圆柱齿轮传动的要求一、圆柱齿轮传动的要求 1、齿轮传递运动的准确性 一转范围内准确传递角位移 2、齿轮的传动平稳性 瞬时速比变化小，没有冲击、振动、噪声小。 3、轮齿载荷分布的均匀性 啮合齿面接触良好，受力分布均匀 4、侧隙（齿侧间隙） 对齿轮副的要求，非工作面间隙，补偿变形及齿轮安装，加工误差。第二节第二节 齿轮上影响四项使用要求的主要误差齿轮上影响四项使用要求的主要误差一、影响齿轮传递运动准确性的主要误差一、影响齿轮传递运动准确性的主要误差1、齿轮几何偏心e1 e1导致的是径向误差2、齿轮运动偏心e2 e2导致的是周向误差第二节第二节 齿轮上影响四项使用要求的主要误差齿轮上影响四项使用要求的主要误差一、齿轮加工误差的来源一、齿轮加工误差的来源 1、齿坯安装偏心e1：齿坯内孔轴线与心轴轴线不重合。 2、机床分度蜗轮安装偏心ek，机床分度蜗轮轴线与心轴 轴线不重合。 3、机床分度蜗杆的径向跳动及轴向窜动。 4、滚刀的安装误差，径向跳动，轴向窜动 5、滚刀的制造误差：齿形误差，基节偏差 6、滚刀沿齿轮轴线移动的不平行二、齿轮加工误差的特性二、齿轮加工误差的特性 1、齿轮加工误差的周期性、长周期误差：以齿轮一转为周期的低频误差。长周期误 差主要由齿坯安装偏心和分度蜗轮安装偏心引起。有安装偏心e时，该齿轮以内孔中心0旋转时，将产生转角误差，这种转角误差以齿轮旋转一周为周期，称长周期误差，有安装偏心ek时，蜗杆线速度不变化，蜗轮转角发生变化，引起齿坯转速不均匀，该齿轮以内孔中心0旋转时，将产生转角误差，同为长周期误差。长周期误差主要影响传递运动准确性。、短周期误差：在齿轮一转中多次重复出现的高频误差，在齿轮加工中，分度蜗杆及滚刀的 都比齿坯的转速高得多，它们的径向跳动和轴向窜动，以及滚刀的制造误差所引起的齿轮加工误差，在齿轮一转内多次重复出现，具有这种特性的误差称短周期误差。 短周期误差主要影响齿轮传动平稳性。 2、齿轮加工误差的方向性（1）径向误差 齿坯安装偏心和滚刀径向跳动引起齿坯与滚刀间径向 位置的周期性变动，使加工出的齿轮产生径向误差。（2）切向误差 分度蜗轮安装偏心，滚刀的轴向窜动，使齿坯在加工过 程中转动不均匀，引起被加工出的左右齿面在分度圆周 上分布不均匀，产生切向误差。（3）轴向误差： 滚刀沿齿坯轴线方向移动的不平行，引起轴向误差。第三节第三节 影响传动平稳性的误差及测量影响传动平稳性的误差及测量一、一齿切向综合误差一、一齿切向综合误差fi 1、定义：被测齿轮与理想精确的测量齿轮作单面啮合时， 在被测齿轮一个齿距角内，它的实际转角与理论转角 之差的最大幅度值。 2、特点：接近齿轮实际工作状态，故是评定传动平稳性 较为完善的综合误差项目，（包括了径向、切向误差） 3、测量：单啮仪测量二、二、一齿径向综合误差一齿径向综合误差fi“ 1、定义：被测齿轮与理想精确的测量齿轮作双面啮合传动时， 在被测齿轮一个齿距角内双啮中心距的最大变动量。 2、特点：反映所有啮合点的径向误差，为综合误差项目。 3、测量：双啮仪测量。三、齿形误差三、齿形误差ff 1、定义：在齿形的工作部分，包容实际齿形且距离最 小的两条设计齿形之间的法向距离。齿形误差影响 传动平稳性。 2、测量: 低精度的齿轮，其齿形误差可以由工艺系统保证； 高精度的齿轮，其齿形误差可用渐开线检查仪测量四、基节偏差四、基节偏差fPb 1、定义：切于基圆柱的平面与相邻同侧齿面交线间的距离 基节偏差：实际基节与 公称基节的偏差。 基节偏差对齿轮传动 平稳性的影响。 2、特点：为单项误差项目 3、测量：基节仪测量五、齿距偏差五、齿距偏差fPt 1、定义：分度圆上实际齿距与公称齿距的差值。 2、特点：为单项误差项目 3、测量：齿距仪测量六、螺旋线波度误差六、螺旋线波度误差ff 1、定义：在宽斜齿轮齿高中部，实际齿向线波纹的最大波幅。 2、特点：仅反映螺旋线的形状误差。七、第七、第公差组中的检验组公差组中的检验组fi、切向一齿综合误差，全面反映一齿内转角误差。 单独使用。 fi 、径向齿综合误差，该项不能反映齿形误差， 故必须保证齿形前提下。 基节偏差fpb与齿形误差ff ；与齿形误差ff ；齿距偏差fpt与基节偏差fpb；齿距偏差fpt或基节偏差fpb；第四节第四节 影响载荷分布均匀性的误差及测量影响载荷分布均匀性的误差及测量一、齿向误差一、齿向误差 1、定义：分度圆柱面上，齿宽有效部分范围包容实 际齿向线的两条设计齿线之间的端面距离。 2、特点：反映齿向误差 3、测量：d=1.68m的量棒放入齿槽中，表头在 水平位置读出a、c两点的读数， 、 将两点的读数差再乘以 相隔180 的两个测量数取平均值。二、轴向齿距偏差二、轴向齿距偏差F 1、定义：沿平行于轴线通过齿高中部的一条直线上，任 意两同侧齿面的实际距离与公称距离之差，沿齿面法向度量. 2、特点：反映齿向误差 3、测量：齿向测量仪四、第四、第公差组的检验组公差组的检验组 齿向公差F：直齿轮 接触线公差Fb 用于窄斜齿轮。 轴向齿距偏差FPx和接触线公差Fb：宽斜齿轮 同时接触的两对齿以上，故用FPx第五节第五节 影响齿轮副侧隙的偏差及其测量影响齿轮副侧隙的偏差及其测量一、齿厚偏差一、齿厚偏差Es1、Es：分度圆柱面上，齿厚实际值与公称值之差。 通常用分度圆弦齿厚代替。2、测量： 计算： 计算后可用齿厚游标卡尺测量3、特点：齿厚测量以齿顶圆为基准，受齿顶圆偏差影响 较大，故精度低。二、二、公法平均长度偏差公法平均长度偏差Ewm 1、定义：在齿轮一圈内，公法线长度平均值与公称值之差 2、测量： 计算：W公称=m1.476（2k-1）+0.014Z k：测量跨齿数 k=Z/9+0.5 计算后用公法线千分尺测量。 3、特点：测量受其它因素影响较小，精度较高。第六节第六节 齿轮副的安装及传动齿轮副的安装及传动一、齿轮副的切向综合误差一、齿轮副的切向综合误差 按设计中心距安装好的齿轮副，啮合传动足够的精度。 一个齿轮相对另一齿轮的实际转角与公称转角之差总副 值。 影响运动精度 二、齿轮副的一齿切向齿综合误差二、齿轮副的一齿切向齿综合误差三、齿轮副的接触斑点三、齿轮副的接触斑点 安装好的齿轮在轻微转动下，运转后齿面上分布的接触檫亮 痕迹。（用百分比计算）沿齿长方向： 沿齿高方向： 接触斑点的分布位置，应趋近齿面中部，齿顶和两端部棱 角处最好不接触。若齿轮副接触斑点检验合格，则此齿轮副中单个齿轮的第三公差项目可不予考虑。四、齿轮副的侧隙四、齿轮副的侧隙 1、圆周侧隙jn 2、法向侧隙jc五、齿轮副的中心距偏差五、齿轮副的中心距偏差 齿轮副齿宽中间平面内，实际中心距与理论中心距之差 主要影响侧隙。六、轴线的平行度误差六、轴线的平行度误差 影响侧隙及接触精度。 第七节第七节 渐开线圆柱齿轮精度渐开线圆柱齿轮精度一、精度等级及其选择一、精度等级及其选择 1、精度等级：12级，1、2、312 35高精度 68中等精度 912低精度。 2、精度等级的选择： 首先：根据用途确定主要公差组的等级，然后其它。 根据使用要求不同，各公差组可选不同的等级， 但同一公差组内各项公差精度应相同。 例如:（1）对读数，分度齿轮：准确性，根据转角误差 选第公差组精度，第公差组与 相同，第 公差组精度可稍低。（2）高速齿轮，平稳性：根据圆周速度或噪声强度选择第公差 组精度， 与 同级或低，不低于。 （3）承载齿轮：载荷分布均匀，根据强度寿命选择第公差， 、 可稍低。三、齿轮副的侧隙三、齿轮副的侧隙 1、最小侧隙的确定 依据：最小法向侧隙jnmin应保证齿轮正常运转，润滑和补偿 各种变形。 润滑jn1min 温度jn2min jnmin=jn1min+jn2min2、齿厚上偏差的确定 由齿厚上偏差决定的间隙必须保证： jnmin 安装及加工误差k 中心距偏差fa换算成齿厚减薄。 通常：Es1=Es2=Ess齿厚极限偏差Ess共有CS14种代号，用fpt的倍数表示。3、齿厚公差 br、Fr查表4、齿厚下偏差：Esi=Ess+Ts5、公法线平均长度极限偏差上偏差：Ews=EssCOS -0.72Frsin 下偏差：Ewi=EsiCOS +0.72Frsin 公差： TW=Ews-Ewi一般大模数齿轮，测量齿厚偏差中小模数测量公法线长度偏差