互换性与技术测量第八章齿轮课件.ppt

1、 齿轮广泛应用于各种机电产品中，其制造经济性和工作性齿轮广泛应用于各种机电产品中，其制造经济性和工作性能、寿命和齿轮设计和制造精度有密切关系。当前齿轮精能、寿命和齿轮设计和制造精度有密切关系。当前齿轮精度国家标准体系的构成如下度国家标准体系的构成如下:GB/T10095.1圆柱齿轮圆柱齿轮 精度制精度制 第一部分：轮齿同侧齿面偏差的定义和允许值第一部分：轮齿同侧齿面偏差的定义和允许值。GB/T10095.2圆柱齿轮圆柱齿轮 精度制精度制 第二部分：径向综合偏差与径向跳动的定义和允许第二部分：径向综合偏差与径向跳动的定义和允许值值。GB/Z 18620.1圆柱齿轮圆柱齿轮 检验实施规范检验实施规

2、范 第第1部分：轮齿同侧齿面的检验部分：轮齿同侧齿面的检验。GB/Z 18620.2圆柱齿轮圆柱齿轮 检验实施规范检验实施规范 第第2部分：径向综合偏差、径向跳动、齿厚和部分：径向综合偏差、径向跳动、齿厚和侧隙的检验侧隙的检验。GB/Z 18620.3圆柱齿轮圆柱齿轮 检验实施规范检验实施规范 第第3部分：齿轮坯、轴中心距和轴线平行度部分：齿轮坯、轴中心距和轴线平行度。GB/Z 18620.4圆柱齿轮圆柱齿轮 检验实施规范检验实施规范 第第4部分：表面结构和轮齿接触斑点的检验部分：表面结构和轮齿接触斑点的检验。主要内容主要内容齿轮传动的使用要求齿轮传动的使用要求齿轮加工的主要工艺误差齿轮加工的

3、主要工艺误差齿轮精度和齿轮副侧隙评定指标以及偏差（误差）检测齿轮精度和齿轮副侧隙评定指标以及偏差（误差）检测齿轮坯精度和齿轮箱体精度齿轮坯精度和齿轮箱体精度齿轮精度设计齿轮精度设计8.1 8.1 齿轮传动使用要求和齿轮加工工艺误差齿轮传动使用要求和齿轮加工工艺误差齿轮传动的使用要求齿轮传动的使用要求传递运动传递运动的准确性的准确性传动的传动的平稳性平稳性载荷分布载荷分布的均匀性的均匀性合适的合适的传动侧隙传动侧隙2.2.影响齿轮使用要求的主要工艺误差影响齿轮使用要求的主要工艺误差 1)1)影响齿轮传递运动准确性的主要工艺误差影响齿轮传递运动准确性的主要工艺误差 影响齿轮传递运动准确性的主要工艺

4、误差，就齿轮特征来影响齿轮传递运动准确性的主要工艺误差，就齿轮特征来说是齿轮轮齿分布不均匀。而影响齿轮轮齿分布的主要工说是齿轮轮齿分布不均匀。而影响齿轮轮齿分布的主要工艺误差是几何偏心和运动偏心。艺误差是几何偏心和运动偏心。下面以滚齿为例来分析这两种工艺误差：下面以滚齿为例来分析这两种工艺误差：(1)(1)几何偏心几何偏心:齿轮坯在机床工作台心轴上的安装偏心。齿轮坯在机床工作台心轴上的安装偏心。齿廓偏差（齿廓倾斜偏差）和齿高不都相等齿廓偏差（齿廓倾斜偏差）和齿高不都相等2 2 e e1 1。图8-1 滚齿机切齿示意图1-心轴；2-齿轮坯；3-工作台；4-分度蜗轮；5-分度蜗杆；6-滚刀图8-2

5、 几何偏心e1-几何偏心；O-滚齿机工作台回转中心；O -齿轮坯基准孔中心(2)(2)运动偏心运动偏心:指机床分齿传动链传动误差。指机床分齿传动链传动误差。图8-3 运动偏心分度蜗轮角速度改变O-分度蜗轮的分度圆中心；O-滚齿机工作台回转中心在以齿轮坯安装孔中心在以齿轮坯安装孔中心O（也是工作台回转中心）为圆心的圆周上，轮齿分布不均（也是工作台回转中心）为圆心的圆周上，轮齿分布不均匀，齿轮坯转速慢处齿距角小。实际上，在任何圆周上，轮齿分布都不均匀；匀，齿轮坯转速慢处齿距角小。实际上，在任何圆周上，轮齿分布都不均匀；不存在理想基圆，齿廓非理想渐开线，因为加工中基圆半径是变化的；不存在理想基圆，齿

6、廓非理想渐开线，因为加工中基圆半径是变化的；各齿的齿高相等，因为加工过程中齿轮坯安装孔中心各齿的齿高相等，因为加工过程中齿轮坯安装孔中心O至滚刀轴线至滚刀轴线O1O1的距离没有的距离没有改变；改变；齿顶圆、齿根圆和齿轮坯安装孔三者同心（假设齿轮坯无误差及齿高相等）；齿顶圆、齿根圆和齿轮坯安装孔三者同心（假设齿轮坯无误差及齿高相等）；在以齿轮坯安装孔中心在以齿轮坯安装孔中心O（也是工作台回转中心）为圆心的圆周上，齿厚不等，齿（也是工作台回转中心）为圆心的圆周上，齿厚不等，齿轮坯转速慢处齿厚较大。实际上，在任何圆周上，齿厚都不相等。轮坯转速慢处齿厚较大。实际上，在任何圆周上，齿厚都不相等。2 2）

7、影响齿轮传动平稳性的主要工艺误差影响齿轮传动平稳性的主要工艺误差 影响齿轮传动平稳性的主要工艺误差，就齿轮特征来说，影响齿轮传动平稳性的主要工艺误差，就齿轮特征来说，是齿轮齿距偏差（特别直接的是基圆齿距偏差）和齿廓偏是齿轮齿距偏差（特别直接的是基圆齿距偏差）和齿廓偏差（包括齿廓渐开线形状偏差和渐开线压力角偏差）。差（包括齿廓渐开线形状偏差和渐开线压力角偏差）。（1 1）滚刀齿形角偏差的影响。）滚刀齿形角偏差的影响。（2 2）滚刀轴向齿距偏差的影响。）滚刀轴向齿距偏差的影响。（3 3）滚刀安装误差的影响。）滚刀安装误差的影响。（4 4）机床小周期误差的影响。）机床小周期误差的影响。3 3）影响载

8、荷分布均匀性的主要工艺误差影响载荷分布均匀性的主要工艺误差齿轮螺旋线偏差（主要影响齿长方向的接触精度）齿轮螺旋线偏差（主要影响齿长方向的接触精度）基圆齿距偏差和齿廓偏差（主要影响齿高方向的接触精度）基圆齿距偏差和齿廓偏差（主要影响齿高方向的接触精度）齿轮副安装轴线的平行度偏差（箱体孔轴线的平行度偏差）。齿轮副安装轴线的平行度偏差（箱体孔轴线的平行度偏差）。（1 1）机床导轨相对于工作台回转轴线的平行度误差的影响）机床导轨相对于工作台回转轴线的平行度误差的影响（2 2）齿轮坯安装误差和自身制造误差的影响。）齿轮坯安装误差和自身制造误差的影响。4 4）影响齿侧间隙的主要工艺原因影响齿侧间隙的主要工

9、艺原因就齿轮特征来说，影响齿侧间隙的主要因素是齿轮齿厚就齿轮特征来说，影响齿侧间隙的主要因素是齿轮齿厚偏差。就齿轮副特征来说，主要因素是齿轮副中心距偏偏差。就齿轮副特征来说，主要因素是齿轮副中心距偏差。显然，它们的影响方向是：齿厚增大侧隙减小，中差。显然，它们的影响方向是：齿厚增大侧隙减小，中心距增大侧隙增大。造成齿轮副中心距偏差的主要原因心距增大侧隙增大。造成齿轮副中心距偏差的主要原因是箱体孔的中心距偏差。造成齿厚变动的工艺原因主要是箱体孔的中心距偏差。造成齿厚变动的工艺原因主要是切齿时刀具的进刀位置：刀具离工作台回转轴线近一是切齿时刀具的进刀位置：刀具离工作台回转轴线近一点，齿厚小一点；反

10、之，齿厚大一点。点，齿厚小一点；反之，齿厚大一点。8.2 8.2 齿轮精度的评定指标及检测齿轮精度的评定指标及检测 1.1.齿轮精度的评定指标齿轮精度的评定指标 1 1）单个齿距偏差）单个齿距偏差f fptpt(single pitch deviation)(single pitch deviation)单个齿距偏差是指在端平面上，在接近齿高中部的一个与单个齿距偏差是指在端平面上，在接近齿高中部的一个与齿轮轴线同心的圆上，实际齿距与理论齿距的代数差，如齿轮轴线同心的圆上，实际齿距与理论齿距的代数差，如图图8-78-7所示。图中，实线表示齿廓的实际位置，虚线表示所示。图中，实线表示齿廓的实际位置

11、，虚线表示齿廓的理想位置，齿廓的理想位置，D D为接近齿高中部的圆。为接近齿高中部的圆。图8-7 单个齿距偏差fpt和齿距累积偏差Fpk2 2）齿距累积偏差）齿距累积偏差F Fpkpk齿距累积偏差齿距累积偏差(cumulative pitch deviation)(cumulative pitch deviation)是指任意是指任意k k个齿距的实个齿距的实际弧长与理论弧长的代数差（如图际弧长与理论弧长的代数差（如图8-78-7所示）。理论上它等于度量范所示）。理论上它等于度量范围各单个齿距偏差的代数和。一般，围各单个齿距偏差的代数和。一般，F Fpkpk被限定在不大于被限定在不大于1/81

12、/8的圆周上的圆周上评定，即评定，即k k为为2 2到到z z/8/8的整数（的整数（z z为被评定齿轮的齿数）。为被评定齿轮的齿数）。3 3）齿距累积总偏差）齿距累积总偏差(total cumulative pitch deviation)(total cumulative pitch deviation)F Fp p齿距累积总偏差齿距累积总偏差(total cumulative pitch deviation)(total cumulative pitch deviation)是指齿轮同侧是指齿轮同侧齿面任意弧段内的最大齿距累计偏差。它表现为齿距累计偏差曲线的齿面任意弧段内的最大齿距累计偏

13、差。它表现为齿距累计偏差曲线的总幅值，如图总幅值，如图8-88-8所示。所示。图8-8 齿距累积总偏差Fp 4 4）齿廓总偏差）齿廓总偏差F F 齿廓总偏差齿廓总偏差(total profiler deviation)(total profiler deviation)是指在计值范围是指在计值范围内，包容实际齿廓迹线的两条设计齿廓迹线间的距离，如内，包容实际齿廓迹线的两条设计齿廓迹线间的距离，如图图8-98-9所示。它在端平面内垂直于渐开线齿廓的方向计值。所示。它在端平面内垂直于渐开线齿廓的方向计值。LAF称为可用长度，LAE有效长度 5 5）螺旋线总偏差）螺旋线总偏差F F 螺旋线总偏差螺旋

14、线总偏差(total helix deviation)(total helix deviation)是指在齿廓计值是指在齿廓计值范围范围L La a(profiler evaluation range)(profiler evaluation range)内，包容实际螺旋内，包容实际螺旋线迹线的两条设计螺旋线间的距离，如图线迹线的两条设计螺旋线间的距离，如图8-108-10所示。它在所示。它在端面基圆切线方向上计值。计值范围是不包括齿端倒角或端面基圆切线方向上计值。计值范围是不包括齿端倒角或修圆在内的部分。倒角或修圆部分的数值，取以下两个数修圆在内的部分。倒角或修圆部分的数值，取以下两个数值中

15、较小的一个：值中较小的一个：5%5%的齿宽或一个模数。的齿宽或一个模数。6 6）切向综合总偏差）切向综合总偏差 切向综合总偏差切向综合总偏差(total tangential composite (total tangential composite deviation)deviation)是指被测齿轮与测量齿轮单面啮合检验时，是指被测齿轮与测量齿轮单面啮合检验时，被测齿轮一转内，齿轮分度圆上实际圆周位移与理论圆周被测齿轮一转内，齿轮分度圆上实际圆周位移与理论圆周位移的最大差值，以分度圆弧长计。位移的最大差值，以分度圆弧长计。图8-11 切向综合偏差曲线 7 7）一齿切向综合偏差）一齿切向综合

16、偏差 一齿切向综合偏差一齿切向综合偏差(tooth-to-tooth total tangential(tooth-to-tooth total tangential composite deviation)composite deviation)是指切向综合偏差记录曲线上小波是指切向综合偏差记录曲线上小波纹的幅度值，以分度圆弧长计。即一个齿距内的切向综合纹的幅度值，以分度圆弧长计。即一个齿距内的切向综合偏差，如图偏差，如图8-118-11所示。所示。8 8）径向综合总偏差）径向综合总偏差 径向综合总偏差径向综合总偏差(total radial composite deviation)(tot

17、al radial composite deviation)是指在径向（双面）是指在径向（双面）综合检验时，被测齿轮的左右齿面同时与测量齿轮接触并转过一整圈时出现综合检验时，被测齿轮的左右齿面同时与测量齿轮接触并转过一整圈时出现的中心距最大值与最小值之差。其仪器记录曲线及评定如图的中心距最大值与最小值之差。其仪器记录曲线及评定如图8-128-12所示。所示。9 9）一齿径向综合偏差）一齿径向综合偏差 一齿径向综合偏差一齿径向综合偏差(tooth-to-tooth total radial(tooth-to-tooth total radial composite deviation)compo

18、site deviation)是指径向综合偏差记录曲线上小波是指径向综合偏差记录曲线上小波纹的幅度值。即一个齿距内的径向综合偏差，如图纹的幅度值。即一个齿距内的径向综合偏差，如图8-128-12所所示。示。1010）径向跳动）径向跳动F Fr r径向跳动径向跳动(run-out)(run-out)是指测头在每个齿槽内近似齿高中部与左右齿面接触，测头到齿轮是指测头在每个齿槽内近似齿高中部与左右齿面接触，测头到齿轮轴线的最大和最小距离之差，如图轴线的最大和最小距离之差，如图8-138-13所示。所示。表表8-1 8-1 齿轮指标的分组齿轮指标的分组组别偏差项目主要特性对齿轮传动的影响1Fp，Fpk

19、，Fr长周期误差，除Fpk外，都是在齿轮一转范围内度量传递运动的准确性2fpt，F，ff，fH，小周期误差，在一个齿上或一个齿距内度量传动的平稳性3F，ff，fH在齿轮轴线方向上的误差载荷分布的均匀性iFiFifif2.2.齿轮精度的结构齿轮精度的结构3.3.齿轮精度的检验齿轮精度的检验 1 1）单个齿距和齿距累积偏差的检验单个齿距和齿距累积偏差的检验 2 2）齿廓偏差的检验齿廓偏差的检验 齿廓偏差通常用渐开线测量仪测量。齿廓偏差通常用渐开线测量仪测量。3 3）径向综合偏差的检验径向综合偏差的检验 径向综合偏差用齿轮双面啮合测量仪（双啮仪）测量。径向综合偏差用齿轮双面啮合测量仪（双啮仪）测量。

20、图8-17 双啮仪测量原理1-固定滑座；2-被测齿轮；3-测量齿轮；4-可移动滑座；5-记录器；6-弹簧；7-指示表8.3 8.3 齿轮副精度的评定及检测齿轮副精度的评定及检测 1.1.齿轮副的切向综合误差及检测齿轮副的切向综合误差及检测 齿轮副的切向综合误差齿轮副的切向综合误差 是指安装好的齿轮副，在啮合转动足够多的转数内是指安装好的齿轮副，在啮合转动足够多的转数内，一个齿轮（齿数为，一个齿轮（齿数为z z2 2的大齿轮）相对另一个齿轮（齿数为的大齿轮）相对另一个齿轮（齿数为z z1 1的小齿轮）的实际的小齿轮）的实际转角与公称转角之差的总幅度值，仪器记录曲线及评定如图转角与公称转角之差的总

21、幅度值，仪器记录曲线及评定如图8-188-18所示。所示。以分度以分度圆弧长计值，用来评定齿轮副传递运动的准确性。圆弧长计值，用来评定齿轮副传递运动的准确性。图8-18 齿轮副切向综合误差曲线-大齿轮的转角；-大齿轮的转角误差；2-显示误差变化全周期的大齿轮转角 2.2.齿轮副的一齿切向综合误差及检测齿轮副的一齿切向综合误差及检测 齿轮副的一齿切向综合误差齿轮副的一齿切向综合误差 是指安装好的齿轮副，在是指安装好的齿轮副，在啮合转动足够多的转数内，一个齿轮（齿数为啮合转动足够多的转数内，一个齿轮（齿数为z z2 2的大齿轮的大齿轮）相对另一个齿轮（齿数为）相对另一个齿轮（齿数为z z1 1的小

22、齿轮）在一个齿距内的的小齿轮）在一个齿距内的实际转角与公称转角之差的最大幅度值，如图实际转角与公称转角之差的最大幅度值，如图8-188-18所示。所示。以分度圆弧长计值，用来评定齿轮副传动的平稳性。以分度圆弧长计值，用来评定齿轮副传动的平稳性。icficfJLR系列齿轮测量中心-哈尔滨量具厂3.3.齿轮副的接触斑点齿轮副的接触斑点1 1）接触斑点及其与齿轮精度等级的一般关系接触斑点及其与齿轮精度等级的一般关系接触斑点是指装配（在箱体内或啮合实验台上）好的齿轮副，在轻微制动下接触斑点是指装配（在箱体内或啮合实验台上）好的齿轮副，在轻微制动下运转后齿面的接触痕迹。接触斑点用接触痕迹占齿宽运转后齿面

23、的接触痕迹。接触斑点用接触痕迹占齿宽b b和有效齿面高度和有效齿面高度h h的百的百分比表示，如图分比表示，如图8-198-19所示。所示。表表8-5 8-5 斜齿轮装配后的接触斑点斜齿轮装配后的接触斑点精度等级（按GB/T10095）bc1占齿宽的百分比/%hc1占有效齿面高度的百分比/%bc2占齿宽的百分比/%hc2占有效齿面高度的百分比/%4级及更高5和6级7和8级9至12级50453525504040404035352530202020表表8-6 8-6 直齿轮装配后的接触斑点直齿轮装配后的接触斑点精度等级（按GB/T10095）bc1占齿宽的百分比/%hc1占有效齿面高度的百分比/%

24、bc2占齿宽的百分比/%hc2占有效齿面高度的百分比/%4级及更高5和6级7和8级9至12级504535257050505040353525503030302 2）齿轮副轴线平行度偏差齿轮副轴线平行度偏差 轴线平行度偏差对载荷分布的影响与方向有关，标准分别规定了轴线平面内的偏差轴线平行度偏差对载荷分布的影响与方向有关，标准分别规定了轴线平面内的偏差f f和垂直平面内的偏差和垂直平面内的偏差f f，如图，如图8-208-20所示所示轴线平行度偏差影响螺旋线啮合偏差，轴线平面内偏差的影响是工作压力角的正弦函数，而垂轴线平行度偏差影响螺旋线啮合偏差，轴线平面内偏差的影响是工作压力角的正弦函数，而垂直

25、平面上偏差的影响则是工作压力角的余弦函数。可见一定量的垂直平面上偏差导致的啮合偏直平面上偏差的影响则是工作压力角的余弦函数。可见一定量的垂直平面上偏差导致的啮合偏差将比同样大小的轴线平面内偏差导致的啮合偏差要大差将比同样大小的轴线平面内偏差导致的啮合偏差要大2323倍。因此，对这两种偏差要规定不倍。因此，对这两种偏差要规定不同的最大允许值，现行标准推荐同的最大允许值，现行标准推荐垂直平面内偏差垂直平面内偏差f f的最大允许值为的最大允许值为 f f=0.5=0.5（L L/b b）F F （8-18-1）轴线平面内偏差轴线平面内偏差f f的最大允许值为的最大允许值为 f f=2=2 f f （

26、8-28-2）式中，式中，L L为较大的轴承跨距；为较大的轴承跨距；b b为齿宽；为齿宽；F F 为螺旋线总偏差。为螺旋线总偏差。齿轮副轴线平行度偏差不仅影响载荷分布的均匀性，也影响齿轮副的侧隙。齿轮副轴线平行度偏差不仅影响载荷分布的均匀性，也影响齿轮副的侧隙。必须注意，现行标准齿轮副轴线平行度偏差定义在轴承跨距上，旧标准则定义在齿宽上。在同必须注意，现行标准齿轮副轴线平行度偏差定义在轴承跨距上，旧标准则定义在齿宽上。在同样要求下，现行标准的公差值是旧标准的样要求下，现行标准的公差值是旧标准的L L/b b倍。倍。4.4.齿轮副的侧隙齿轮副的侧隙1 1）齿轮副侧隙和侧隙配合体制齿轮副侧隙和侧隙

27、配合体制齿轮副的侧隙是指在两个相配齿轮的工作齿面接触时，在两个非工作齿面之齿轮副的侧隙是指在两个相配齿轮的工作齿面接触时，在两个非工作齿面之间所形成的间隙。按照度量方向的不同，侧隙可分为以下三种间所形成的间隙。按照度量方向的不同，侧隙可分为以下三种圆周侧隙圆周侧隙j jwtwt：固定两相啮合齿轮中的一个，另一个齿轮所能转过的节圆弧长：固定两相啮合齿轮中的一个，另一个齿轮所能转过的节圆弧长的最大值，如图的最大值，如图8-218-21所示。图中，测头位移方向为节圆切线方向。所示。图中，测头位移方向为节圆切线方向。法向侧隙法向侧隙j jbnbn：两个齿轮的工作齿面接触时，在非工作齿面之间的最短距离。

28、：两个齿轮的工作齿面接触时，在非工作齿面之间的最短距离。可用测片或塞片测量，也可如图可用测片或塞片测量，也可如图8-228-22所示使用指示表测量，图中测头位移方所示使用指示表测量，图中测头位移方向为齿面法向。向为齿面法向。径向侧隙径向侧隙j jr r：从两个齿轮的装配位置开始，缩小它们的中心距，直到左、右齿面都相：从两个齿轮的装配位置开始，缩小它们的中心距，直到左、右齿面都相接触为止，这个缩小的量为径向侧隙。接触为止，这个缩小的量为径向侧隙。三者之间的关系为：三者之间的关系为：（8-38-3）（8-48-4）式中，式中，wtwt为端面压力角；为端面压力角；b b为基圆螺旋角。为基圆螺旋角。b

29、wtwtbnjjcoscoswtwtrjjtan2显然，齿轮副的侧隙是多因素影响的结果。从设计角度来看，侧隙状显然，齿轮副的侧隙是多因素影响的结果。从设计角度来看，侧隙状态称为侧隙配合，构成侧隙配合的因素有两齿轮的齿厚和它们的安装态称为侧隙配合，构成侧隙配合的因素有两齿轮的齿厚和它们的安装中心距：齿厚越大，侧隙越小；中心距越大，侧隙越大。在侧隙配合中心距：齿厚越大，侧隙越小；中心距越大，侧隙越大。在侧隙配合体制上，采用基中心距制：固定中心距的公差带，通过改变齿厚公差体制上，采用基中心距制：固定中心距的公差带，通过改变齿厚公差带，得到不同的侧隙配合。带，得到不同的侧隙配合。就像孔、轴的形位误差影

30、响孔轴配合一样，齿轮的齿距、齿廓、螺旋就像孔、轴的形位误差影响孔轴配合一样，齿轮的齿距、齿廓、螺旋线偏差和齿轮副轴线的平行度偏差影响齿轮副的侧隙配合。线偏差和齿轮副轴线的平行度偏差影响齿轮副的侧隙配合。2 2）齿轮副中心距偏差齿轮副中心距偏差齿轮副的中心距偏差齿轮副的中心距偏差f fa a（中心距极限偏差（中心距极限偏差f fa a）是指在箱体两侧轴承孔跨距）是指在箱体两侧轴承孔跨距L L的范围内，实际中心距与公称中心距之差。的范围内，实际中心距与公称中心距之差。附表8 齿轮副中心距极限偏差fa之fa值（摘自GB10095-88）单位：m第公差组精度等级123456789101112faIT4

31、IT6IT7IT8IT9IT11齿轮副的中心距a/mm61010181830305050808012012018018025025031531540022.533.54567894.55.56.589.51112.514.516187.5910.512.51517.520232628.51113.516.519.5232731.53640.544.51821.526313743.55057.5657045556580951101251451601802121212121213 3）齿厚偏差及检测齿厚偏差及检测齿厚偏差本是单个齿轮的指标，因其主要与侧隙有关，故在本节介绍。齿厚偏差本是单个齿轮的指

32、标，因其主要与侧隙有关，故在本节介绍。（1 1）有关齿厚的术语解释）有关齿厚的术语解释关于单个齿的齿厚有下面关于单个齿的齿厚有下面6 6个重要术语，它们的意义在新、旧标准中是一样的，如图个重要术语，它们的意义在新、旧标准中是一样的，如图8-8-2323所示。所示。公称齿厚公称齿厚s sn n：齿厚理论值。具有理论齿厚的相配齿轮在基本中心距下无侧隙啮合。它：齿厚理论值。具有理论齿厚的相配齿轮在基本中心距下无侧隙啮合。它 定义在分度圆或分度圆柱面上，为法向弧齿厚。定义在分度圆或分度圆柱面上，为法向弧齿厚。实际齿厚实际齿厚s snactualnactual：通过测量得到的齿厚。测量位置在公称齿厚的定

33、义位置上。：通过测量得到的齿厚。测量位置在公称齿厚的定义位置上。齿厚偏差：实际齿厚与公称齿厚之差。齿厚偏差：实际齿厚与公称齿厚之差。极限齿厚：允许实际齿厚变化的两个界限值。其中，较大的一个称为最大极限齿厚，极限齿厚：允许实际齿厚变化的两个界限值。其中，较大的一个称为最大极限齿厚，代号代号s snsns；较小的一个称为最小极限齿厚，代号；较小的一个称为最小极限齿厚，代号s snini。齿厚公差齿厚公差T Tsnsn：极限齿厚差值的绝对值。：极限齿厚差值的绝对值。齿厚极限偏差：极限齿厚与公称齿厚之差。其中，最大极限齿厚与公称齿厚之差称为齿厚极限偏差：极限齿厚与公称齿厚之差。其中，最大极限齿厚与公称

34、齿厚之差称为齿厚上偏差齿厚上偏差E Esnssns，最小极限齿厚与公称齿厚之差称为齿厚下偏差，最小极限齿厚与公称齿厚之差称为齿厚下偏差E Esnisni。（2 2）实际齿厚测量）实际齿厚测量按照定义，齿厚以分度圆弧长计值（弧齿厚）。由于弧长不便于测量，实际上是按分按照定义，齿厚以分度圆弧长计值（弧齿厚）。由于弧长不便于测量，实际上是按分度圆上的弦齿高来测量弦齿厚的，如图度圆上的弦齿高来测量弦齿厚的，如图8-248-24所示。直齿轮分度圆上的公称弦齿厚所示。直齿轮分度圆上的公称弦齿厚s sncnc与与公称弦齿高公称弦齿高h hc c的计算公式分别为的计算公式分别为:式中，式中，为分度圆弦齿厚之半

35、所对应的中心角，为分度圆弦齿厚之半所对应的中心角，；r ra a为齿轮齿顶圆半径；为齿轮齿顶圆半径；m m、z z、x x分别为齿轮的模数、齿数、压力角、变位系数。分别为齿轮的模数、齿数、压力角、变位系数。cos2sinmzrhmzsacnctan22zxz8.4 8.4 齿轮坯和箱体孔的精度齿轮坯和箱体孔的精度 齿轮坯的尺寸偏差和齿轮箱体的尺寸偏差对于齿轮副的接触条件齿轮坯的尺寸偏差和齿轮箱体的尺寸偏差对于齿轮副的接触条件和运行状况有着极大的影响。加工较高精度的齿轮坯和箱体，比加工和运行状况有着极大的影响。加工较高精度的齿轮坯和箱体，比加工较高精度的齿轮要容易实现并经济得多。同时，齿轮坯精度

36、也是保证较高精度的齿轮要容易实现并经济得多。同时，齿轮坯精度也是保证齿轮加工精度的重要条件。应根据制造设备和条件，使齿轮坯和箱体齿轮加工精度的重要条件。应根据制造设备和条件，使齿轮坯和箱体的制造公差保持在可能的最小值上，这样就能给齿轮以较松的公差，的制造公差保持在可能的最小值上，这样就能给齿轮以较松的公差，从而获得更为经济的整体设计方案。从而获得更为经济的整体设计方案。1.1.齿轮坯精度齿轮坯精度齿轮精度等级56789101112孔尺寸公差IT5IT6IT7IT8IT9轴尺寸公差IT5IT6IT7IT8顶圈直径偏差0.05mn表8-8 基准面与安装面的形状公差确定轴线的基准面公 差 项 目圆

37、度圆 柱 度平 面 度两个“短的”圆柱或圆锥形基准面0.04（L/b）F 或0.1 FP，两者中之小值一个“长的”圆柱或圆锥形基准面0.04（L/b）F 或0.1 FP，两者中之小值一个短的圆柱面和一个端面0.06 FP0.06（Dd/b）F工作安装面跳 动 量（总的指示幅度）径 向轴 向仅指圆柱或圆锥形安装面0.15（L/b）F 或0.3 FP，两者中之大值一个圆柱安装面和一个端面安装面0.3 FP0.2（Dd/b）F工作安装面的跳动公差2.2.中心距和轴线的平行度（箱体公差）中心距和轴线的平行度（箱体公差）H H和和V V上的被测轴线对基准轴线的平行度误差上的被测轴线对基准轴线的平行度误差

38、 f f和和f f都影响轮齿传递分布均匀性的精度。都影响轮齿传递分布均匀性的精度。合格条件：合格条件：f f f f （公差）（公差）f f f f （公差）（公差）f f=（L L/b b）F F f f=0.5=0.5 f f8.5 8.5 渐开线圆柱齿轮精度设计渐开线圆柱齿轮精度设计1.1.精度等级的选择精度等级的选择齿轮精度等级应根据齿轮用途、使用要求、传动功率、圆周速度等技术要求来决定，齿轮精度等级应根据齿轮用途、使用要求、传动功率、圆周速度等技术要求来决定，一般有下述两种方法。一般有下述两种方法。1 1）计算法计算法如果已知传动链末端元件传动精度要求，可按传动链误差传递规律，分配各

39、级齿轮副如果已知传动链末端元件传动精度要求，可按传动链误差传递规律，分配各级齿轮副的传动精度要求，确定齿轮的精度等级。的传动精度要求，确定齿轮的精度等级。根据传动装置允许的机械振动，用机械动力学和机械振动学理论在确定装置动态特性根据传动装置允许的机械振动，用机械动力学和机械振动学理论在确定装置动态特性的基础上确定齿轮精度要求。的基础上确定齿轮精度要求。一般，并不需要同时做以上两项计算。应根据齿轮使用要求的主要方面，确定主要影一般，并不需要同时做以上两项计算。应根据齿轮使用要求的主要方面，确定主要影响传递运动准确性指标的精度等级或主要影响传动平稳性指标的精度等级，以此为基响传递运动准确性指标的精

40、度等级或主要影响传动平稳性指标的精度等级，以此为基础，考虑其他使用要求并兼顾工艺协调原则，确定其他指标的精度等级。础，考虑其他使用要求并兼顾工艺协调原则，确定其他指标的精度等级。2 2）经验法经验法 已有齿轮传动装置的设计经验可以作为新设计的参考。表已有齿轮传动装置的设计经验可以作为新设计的参考。表8-108-10所示为常用精度等级齿轮的一般加工方法，表所示为常用精度等级齿轮的一般加工方法，表8-118-11所所示为齿轮传动常用精度等级在机床上的大致应用，表示为齿轮传动常用精度等级在机床上的大致应用，表8-128-12所示为齿轮传动常用精度等级在交通和工程机械上的大致所示为齿轮传动常用精度等级

41、在交通和工程机械上的大致应用。应用。表8-10 常用精度等级齿轮的一般加工方法项目精 度 等 级456789切齿方法周期误差很小的精密机床上范成法加工周期误差小的精密机床上范成法加工精密机床上范成法加工较精密机床上范成法加工范成法机床加工范成法机床加工或分度法精细加工齿面最后加工精密磨齿；软和中硬齿面的大齿轮研齿或剃齿磨齿、精密滚齿或剃齿较高精度滚齿和插齿，渗碳淬火齿轮需后续加工滚齿和插齿，必要时剃齿一般滚、插齿齿面粗糙度齿面硬化调质硬化调质硬化调质硬化调质硬化调质硬化调质Ra值0.40.81.60.81.63.26.33.26.3表8-11 齿轮传动常用精度等级在机床上的应用精 度 等 级4

42、56789工作条件及应用范围高 精 度 和精密的分度链末端齿轮圆周速度高于/s的直齿轮和高于/s的斜齿轮一般精度的分度链末端齿轮，高精度和精密的分度链中间齿轮圆周速度在15/s之间的直齿轮，圆周速度在30/s之间的斜齿轮一般精度的分度链中间齿轮级和级以上精度等级机床的进给齿轮油泵齿轮圆周速度在10/s之间的直齿轮，圆周速度在15/s之间的斜齿轮 级 和级以下精度等级机床的进给齿轮圆周速度在6/s之间的直齿轮，圆周速度在8/s之间的斜齿轮圆周速度低于/s的直齿轮和低于/s的斜齿轮没有传动精度要求的手动齿轮表8-12 齿轮传动常用精度等级在交通和工程机械上的应用精 度 等 级456789工作条件及

43、应用范围需 要 很 高的平稳性、低噪声的船用和航空齿轮；圆周速度高于/s的直齿轮和高于/s的斜齿轮需要高的平稳性、低噪声的船用和航空齿轮；圆周速度在20/s之间的直齿轮，圆周速度在35/s之间的斜齿轮高速传动、平稳和低噪声要求的机车、飞机、船舶和轿车的齿轮；圆 周 速 度 在15/s之间的直齿轮，圆周速度在25/s之间的斜齿轮有平稳和低噪声要求的飞机、船舶和轿车的齿轮；圆周速度在10/s之间的直齿轮，圆周速度在15/s之间的斜齿轮中等速度、较平稳传动的载重汽车和拖拉机的齿轮；圆周速度在4/s的直齿轮，圆周速度在8/s之间的斜齿轮较低速和噪声要求不高的载重汽车第1档和倒档齿轮，拖拉机和联合收割机

44、齿轮；圆周速度低于/s的直齿轮和低于/s的斜齿轮2.2.齿厚要求的确定齿厚要求的确定1）最大极限齿厚的确定方法(1)根据温度补偿和润滑的需要确定在标准温度下无载荷时所需要的最小法向侧隙jnmin。补偿热变形所需的法向侧隙jn1为 （8-6）式中 a为齿轮副的公称中心距；1和2为齿轮和箱体材料的线膨胀系数（1/）；t1和t2为齿轮温度t1和箱体温度t2对标准温度20的偏差；n为齿轮的标准压力角。润滑需要的法向侧隙jn2考虑润滑方法和齿轮圆周速度，参考表8-13选取。nnttajsin2)(22111表8-13 保证正常润滑条件所需的法向侧隙jn2润滑方式齿轮的圆周速度v/m/s101025256

45、060喷油润滑0.01mn0.02mn0.03mn（0.030.05）mn油池润滑（0.0050.01）mn则最小法向侧隙jnmin为 jnmin=jn1+jn2 （8-7）(2)计算齿轮和齿轮副各相关偏差所造成的侧隙减少量。用侧隙减少量与jnmin之和计算齿厚上偏差，就得到了最大极限齿厚。相应的计算公式为式（8-8）（8-10）nnnannssJfjEcos2sin2minnnnannssnssJfjEEcossin2min212222122221)cos(cos)(nnptptnfLbFFffJ注意到f=5（L/b）F（式8-1），n=20；为简单起见，这里将小齿轮的螺旋线总公差设为与大齿

46、轮的螺旋线总公差相同，式8-10简化为 （8-11）以上式中：Esns、Esni为两齿轮单一齿厚上、下偏差；fa为中心距极限偏差的界限值；fpt1、fpt2分别为两齿轮齿距极限偏差的界限值；b为齿轮宽度；L为轴承跨距；F1、F2分别为大、小齿轮螺旋线总偏差；f为垂直平面内的轴线平行度公差。2122221221.2cos)(FffJnptptn 2）齿厚公差的确定方法齿厚公差的确定方法是：根据径向切深公差和径向跳动公差计算齿厚公差，用最大极限齿厚（或齿厚上偏差）减去齿厚公差，就得到最小极限齿厚（或齿厚下偏差）。径向切深公差参考表8-14选取。主要影响传递运动准确性指标的精度等级4级5级6级7级8

47、级9级br1.26IT7IT81.26IT8IT91.26IT9IT10齿厚公差的计算式为 （8-12）齿厚下偏差的计算式为 （8-13）式（8-12）-（8-13）中：Tsn为单一齿厚公差；Fr为径向跳动公差；br为径向切深公差。22tan2rrnnsbFTnssnssniTEE3.3.齿轮精度的标注齿轮精度的标注齿轮精度新标准没有就精度标注做出明确规定，只是要求在说明齿轮精度要求时，应齿轮精度新标准没有就精度标注做出明确规定，只是要求在说明齿轮精度要求时，应注明注明GB/T10095.1GB/T10095.1或或GB/T10095.2GB/T10095.2。对此，有关文献。对此，有关文献6

48、666提出如下建议提出如下建议(1)(1)当齿轮的检验项目同为某一精度等级时，可标注精度等级和标准号。如齿轮检验项当齿轮的检验项目同为某一精度等级时，可标注精度等级和标准号。如齿轮检验项目同为目同为7 7级，则标注为级，则标注为 7 GB/T10095.1 7 GB/T10095.1 或或 7 GB/T10095.2 7 GB/T10095.2(2)(2)当齿轮检验项目的精度等级不同时，如齿廓总偏差当齿轮检验项目的精度等级不同时，如齿廓总偏差F F为为6 6级、齿距累计总偏差级、齿距累计总偏差F Fp p和和螺旋线总偏差螺旋线总偏差F F 为为7 7级时，则标注为级时，则标注为 6 6（F F

49、）、）、7 7（F Fp p、F F）GB/T10095.1 GB/T10095.1(3)(3)有关文献建议，按照有关文献建议，按照GB/T6443-1986GB/T6443-1986渐开线圆柱齿轮图样上应注明的尺寸数据渐开线圆柱齿轮图样上应注明的尺寸数据的规定，将齿厚（公法线长度，跨球（圆柱）尺寸）的极限偏差数值，注在图样右上的规定，将齿厚（公法线长度，跨球（圆柱）尺寸）的极限偏差数值，注在图样右上角参数表中。角参数表中。例例1 1 传递功率为传递功率为5kw5kw的圆柱齿轮减速器输入轴的圆柱齿轮减速器输入轴 转速转速n n1 1=327r/min=327r/min；齿轮法向模数齿轮法向模数

50、m mn n=3mm=3mm，压力角压力角n n=20=20，螺旋角螺旋角=8=86 63434；齿数齿数z z1 1=20=20，z z2 2=79=79。稳定工作时齿轮温度稳定工作时齿轮温度t t1 1=45=45，箱体温度，箱体温度t t2 2=30(=30(采用油池润滑采用油池润滑)齿轮材料的线膨胀系数齿轮材料的线膨胀系数a a1 1=11.5=11.51010-6-6/，箱体材料的线膨胀系数箱体材料的线膨胀系数a a2 2=10.5=10.51010-6-6/。确定齿轮精度的检验指标及其精度等级，确定齿厚极限偏差。确定齿轮精度的检验指标及其精度等级，确定齿厚极限偏差。(1）计算所需参