互换性与技术测量基础

1、互换性与技术测量基础 第九章第九章 圆柱齿轮传动的互换性圆柱齿轮传动的互换性 u齿轮是传动零件，在机器中它的作用是把一根轴齿轮是传动零件，在机器中它的作用是把一根轴 上的旋转运动传到另一轴上，以传递动力、改变上的旋转运动传到另一轴上，以传递动力、改变 转速或运动方向。转速或运动方向。 u圆柱齿轮：用于平行轴之间的传动。圆柱齿轮：用于平行轴之间的传动。 互换性与技术测量基础 第九章第九章 圆柱齿轮传动的互换性圆柱齿轮传动的互换性 9.1 评定齿轮传动质量的单项测量指标评定齿轮传动质量的单项测量指标 9.2 齿轮误差的综合测量及其评定指标齿轮误差的综合测量及其评定指标 9.3 齿轮副误差的评定指标

2、齿轮副误差的评定指标 9.4 齿轮加工误差及其对传动、载荷等的影响齿轮加工误差及其对传动、载荷等的影响 9.5 渐开线圆柱齿轮精度标准渐开线圆柱齿轮精度标准 互换性与技术测量基础 在左图中，当直线在左图中，当直线xx沿半径为沿半径为rb的圆的圆 作纯滚动时，该直线上任一点作纯滚动时，该直线上任一点K的轨迹称为该圆的轨迹称为该圆 的渐开线。的渐开线。 互换性与技术测量基础 u齿轮各部分的名称和符号齿轮各部分的名称和符号 图示为直齿外齿轮的一部分。齿轮上每个凸起的部分称为齿，图示为直齿外齿轮的一部分。齿轮上每个凸起的部分称为齿， 相邻两齿之间的空间称为齿槽。齿轮各部分的名称及符号规定相邻两齿之间的

3、空间称为齿槽。齿轮各部分的名称及符号规定 如下：如下： 齿顶圆：过齿轮各齿顶所作的圆。齿顶圆：过齿轮各齿顶所作的圆。 齿根圆：过齿轮各齿槽底部的圆。齿根圆：过齿轮各齿槽底部的圆。 分度圆：齿顶圆和齿根圆之间分度圆：齿顶圆和齿根圆之间 的圆，是计算齿轮几何尺寸的基准圆。的圆，是计算齿轮几何尺寸的基准圆。 基圆：形成渐开线的圆。基圆：形成渐开线的圆。 齿距齿距= s+e 互换性与技术测量基础 9.1 评定齿轮传动质量的单项测量指标评定齿轮传动质量的单项测量指标 u齿轮误差的测量方法：单项测量和综合测量齿轮误差的测量方法：单项测量和综合测量 u单项测量应用于：中、小批量生产单项测量应用于：中、小批量

4、生产 u评定渐开线圆柱齿轮传动质量的单项测量指标有：评定渐开线圆柱齿轮传动质量的单项测量指标有： 齿距偏差、齿廓偏差、螺旋线偏差、径向圆跳动齿距偏差、齿廓偏差、螺旋线偏差、径向圆跳动 和齿厚偏差。和齿厚偏差。 互换性与技术测量基础 9.1.1 齿距偏差齿距偏差 1.单个齿距偏差（单个齿距偏差（fpt） u定义：指在端平面上，在接近齿高中部的一个与定义：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齿轮轴线同心的圆上，实际齿距与理论齿距的代 数差。数差。 u特点：特点：fpt应在对应的极限偏差范围内。应在对应的极限偏差范围内。 互换性与技术测量基础 9.1.1

5、齿距偏差齿距偏差 2.齿距累积偏差（齿距累积偏差（Fpk） u定义：指任意定义：指任意k个齿距的实际弧长与理论弧长的代个齿距的实际弧长与理论弧长的代 数差。理论上等于数差。理论上等于k个齿距的各个单个齿距偏差的个齿距的各个单个齿距偏差的 代数和。代数和。 u特点：特点：Fpk的允许值适用于齿距数的允许值适用于齿距数k为为2到小于到小于z/8 的弧段内。它应在对应的极限偏差范围内。的弧段内。它应在对应的极限偏差范围内。 互换性与技术测量基础 9.1.1 齿距偏差齿距偏差 3.齿距累积总偏差（齿距累积总偏差（Fp） u定义：指齿轮同侧齿面任意弧段（定义：指齿轮同侧齿面任意弧段（k=1至至k=z）内

6、）内 的最大齿距累积偏差。的最大齿距累积偏差。 u特点：特点：Fp应小于或等于其对应的公差值。应小于或等于其对应的公差值。 互换性与技术测量基础 9.1.1 齿距偏差齿距偏差 4. 测量方法测量方法 u测量齿距偏差常用的测量仪器有：齿距仪和万能测量齿距偏差常用的测量仪器有：齿距仪和万能 测距仪。测距仪。 uFpk和和Fp的测量方法：相对法和绝对法的测量方法：相对法和绝对法 u通常采用相对法，即首先以被测齿轮上任一实际通常采用相对法，即首先以被测齿轮上任一实际 齿距（齿距（k个齿距）作为基准，将仪器指示表调零，个齿距）作为基准，将仪器指示表调零， 然后沿整个齿圈依次测出其他实际齿距与作为基然后沿

7、整个齿圈依次测出其他实际齿距与作为基 准的齿距的差值（称为相对齿距偏差），经数据准的齿距的差值（称为相对齿距偏差），经数据 处理求出，同时也可求得单个齿距偏差。处理求出，同时也可求得单个齿距偏差。 互换性与技术测量基础 9.1.2 齿廓偏差齿廓偏差 1.基本概念基本概念 指实际齿廓偏离设计齿廓的量，该量在端平面内且垂直于指实际齿廓偏离设计齿廓的量，该量在端平面内且垂直于 渐开线齿廓的方向计值。渐开线齿廓的方向计值。 u可用长度（可用长度（LAF）：等于两条端面基圆切线之差。其中一）：等于两条端面基圆切线之差。其中一 条是从基圆到可用齿廓的外界限点，另一条是从基圆到可条是从基圆到可用齿廓的外界限

8、点，另一条是从基圆到可 用齿廓的内界限点。用齿廓的内界限点。 u有效长度（有效长度（LAE）：为可用长度中对应于有效齿廓的那部）：为可用长度中对应于有效齿廓的那部 分。分。 u齿廓计值范围（齿廓计值范围（La）：为可用长度中）：为可用长度中 的一部分，在的一部分，在La内应遵守规定的精度内应遵守规定的精度 等级公差。除特殊规定外，其长度等等级公差。除特殊规定外，其长度等 于从于从E点开始延伸到有效长度点开始延伸到有效长度LAE的的 92%。 互换性与技术测量基础 互换性与技术测量基础 9.1.2 齿廓偏差齿廓偏差 1.基本概念基本概念 u设计齿廓：符合设计规定的齿廓，当无其他限定设计齿廓：符合

9、设计规定的齿廓，当无其他限定 时，是指端面齿廓。时，是指端面齿廓。 u被测齿面的平均齿廓：为设计齿廓迹线的纵坐标被测齿面的平均齿廓：为设计齿廓迹线的纵坐标 减去一条斜直线的纵坐标后得到的一条迹线。减去一条斜直线的纵坐标后得到的一条迹线。 互换性与技术测量基础 9.1.2 齿廓偏差齿廓偏差 2.齿廓总偏差（齿廓总偏差（Fa） u定义：指在计值范围内，定义：指在计值范围内，包容包容实际齿廓迹线的两实际齿廓迹线的两 条设计齿廓迹线间的距离（见图条设计齿廓迹线间的距离（见图9-2(a)）。应小）。应小 于或等于其对应的公差值。于或等于其对应的公差值。 互换性与技术测量基础 9.1.2 齿廓偏差齿廓偏差

10、 3.齿廓形状偏差（齿廓形状偏差（ffa） u定义：指在计值范围内，包容实际齿廓迹线的两定义：指在计值范围内，包容实际齿廓迹线的两 条与平均齿廓迹线完全相同的曲线间的距离，且条与平均齿廓迹线完全相同的曲线间的距离，且 两条曲线与平均齿廓迹线的距离为常数（见图两条曲线与平均齿廓迹线的距离为常数（见图9- 2(b)）。应小于或等于其对应的公差值。）。应小于或等于其对应的公差值。 互换性与技术测量基础 9.1.2 齿廓偏差齿廓偏差 4.齿廓倾斜偏差（齿廓倾斜偏差（fHa） u定义：指在计值范围的两端与平均齿廓迹线相交定义：指在计值范围的两端与平均齿廓迹线相交 的两条设计齿廓迹线间的距离（见图的两条设

11、计齿廓迹线间的距离（见图9-2(c)）。）。 应在对应的极限偏差范围内。应在对应的极限偏差范围内。 5.测量仪器：渐开线检查仪测量仪器：渐开线检查仪 互换性与技术测量基础 9.1.3 螺旋线偏差螺旋线偏差 指在端面基圆切线方向上测得的实际螺旋线偏离指在端面基圆切线方向上测得的实际螺旋线偏离 设计螺旋线的量。设计螺旋线的量。 1.螺旋线总偏差（螺旋线总偏差（F）：指在计值范围内，包容实）：指在计值范围内，包容实 际螺旋线迹线的两条设计螺旋线迹线间距离（见际螺旋线迹线的两条设计螺旋线迹线间距离（见 图图9-3(a)）。应小于或等于其对应的公差值。）。应小于或等于其对应的公差值。 互换性与技术测量基

12、础 9.1.3 螺旋线偏差螺旋线偏差 2.螺旋线形状偏差（螺旋线形状偏差（ff）：指在计值范围内，包）：指在计值范围内，包 容实际螺旋线迹线的两条与平均螺旋线迹线完容实际螺旋线迹线的两条与平均螺旋线迹线完 全相同的曲线间的距离，且两条曲线与平均螺全相同的曲线间的距离，且两条曲线与平均螺 旋线迹线的距离为常数。应在对应的极限偏差旋线迹线的距离为常数。应在对应的极限偏差 范围内。范围内。 互换性与技术测量基础 9.1.3 螺旋线偏差螺旋线偏差 3.螺旋线倾斜偏差（螺旋线倾斜偏差（fH）：指在计值范围内，两端与平均螺）：指在计值范围内，两端与平均螺 旋线迹线相交的设计螺旋线迹线间的距离。应在对应的极

13、旋线迹线相交的设计螺旋线迹线间的距离。应在对应的极 限偏差范围内。限偏差范围内。 4.测量方法：展成法和坐标法测量方法：展成法和坐标法 u展成法常用测量仪器有：渐开线螺旋检查仪和导程仪。展成法常用测量仪器有：渐开线螺旋检查仪和导程仪。 u坐标法常用测量仪器有：螺旋线样板检查仪、齿轮测量中坐标法常用测量仪器有：螺旋线样板检查仪、齿轮测量中 心和三坐标测量机等。心和三坐标测量机等。 互换性与技术测量基础 9.1.4 径向圆跳动（径向圆跳动（Fr） u定义：指测头（球形、圆柱形）相继置于每个齿槽内时，定义：指测头（球形、圆柱形）相继置于每个齿槽内时， 从它到齿轮轴线的最大和最小径向距离之差。应小于或

14、等从它到齿轮轴线的最大和最小径向距离之差。应小于或等 于其对应的公差值。于其对应的公差值。 u测量仪器：专用齿轮跳动检查仪、万能测齿仪、普通顶尖测量仪器：专用齿轮跳动检查仪、万能测齿仪、普通顶尖 座和千分表、圆棒、表架组合。座和千分表、圆棒、表架组合。 互换性与技术测量基础 9.2 齿轮误差的综合测量及其评定指标齿轮误差的综合测量及其评定指标 u综合测量：是将被测齿轮与另一高精度的理想精综合测量：是将被测齿轮与另一高精度的理想精 确齿轮，两齿轮齿面以单面或双面啮合转动，测确齿轮，两齿轮齿面以单面或双面啮合转动，测 得沿啮合线方向或直径方向齿轮的综合误差。得沿啮合线方向或直径方向齿轮的综合误差。

15、 u综合测量应用于：大批量生产综合测量应用于：大批量生产 u综合测量指标综合测量指标 ：切向综合偏差和径向综合误差：切向综合偏差和径向综合误差 互换性与技术测量基础 9.2.1 切向综合偏差切向综合偏差 1.切向综合总偏差（切向综合总偏差（Fi）：指被测齿轮与测量齿轮）：指被测齿轮与测量齿轮 单面啮合检验时，被测齿轮一转内，齿轮分度圆单面啮合检验时，被测齿轮一转内，齿轮分度圆 (计算齿轮几何尺寸的基准圆计算齿轮几何尺寸的基准圆 )上实际圆周位移上实际圆周位移 与理论圆周位移的最大差值。应小于或等于其对与理论圆周位移的最大差值。应小于或等于其对 应的公差值。应的公差值。 2.一齿切向综合总偏差（

16、一齿切向综合总偏差（fi）：指被测齿轮与测量）：指被测齿轮与测量 齿轮单面啮合检验时，被测齿轮在一个齿距内的齿轮单面啮合检验时，被测齿轮在一个齿距内的 切向综合偏差。应小于或等于其对应的公差值。切向综合偏差。应小于或等于其对应的公差值。 3.测量仪器：单面啮合综合检查仪测量仪器：单面啮合综合检查仪 互换性与技术测量基础 互换性与技术测量基础 9.2.2 径向综合偏差径向综合偏差 1.径向综合总偏差（径向综合总偏差（Fi ）：指在径向（双面）综合检）：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

17、值和最小值。其中双转过一整圈时出现的中心距最大值和最小值。其中双 啮中心距是指被测齿轮与测量齿轮紧密啮合时的中心啮中心距是指被测齿轮与测量齿轮紧密啮合时的中心 距。应小于或等于其对应的公差值。距。应小于或等于其对应的公差值。 2.一齿径向综合总偏差（一齿径向综合总偏差（fi）：指被测齿轮与测量齿轮）：指被测齿轮与测量齿轮 双面啮合一整圈时，对应一个齿距（双面啮合一整圈时，对应一个齿距（3600/z）的径向）的径向 综合偏差值综合偏差值 。应小于或等于其对应的公差值。应小于或等于其对应的公差值。 3.测量仪器：双面啮合综合检查仪测量仪器：双面啮合综合检查仪 互换性与技术测量基础 9.3 齿轮副误

18、差的评定指标齿轮副误差的评定指标 u齿轮副是两个或两个以上的齿轮组成的传递运动齿轮副是两个或两个以上的齿轮组成的传递运动 和动力的一种装置。和动力的一种装置。 9.3.1 中心距偏差中心距偏差 9.3.2 轴线平行度偏差轴线平行度偏差 9.3.3 齿轮的接触斑点齿轮的接触斑点 9.3.4 齿轮副的侧隙齿轮副的侧隙 互换性与技术测量基础 9.3.1 中心距偏差中心距偏差fa u定义：是指在齿轮副的齿宽中间平面内，齿轮副定义：是指在齿轮副的齿宽中间平面内，齿轮副 的实际中心距与公称中心距之差。的实际中心距与公称中心距之差。fa直接影响齿直接影响齿 轮副侧隙的大小。轮副侧隙的大小。 互换性与技术测量

19、基础 9.3.2 轴线平行度偏差轴线平行度偏差 1.轴线平面内的偏差（轴线平面内的偏差（f）：是在两轴线的公共平）：是在两轴线的公共平 面上测量的，它影响螺旋线啮合偏差。其对螺旋面上测量的，它影响螺旋线啮合偏差。其对螺旋 线啮合偏差的影响是工作压力角的正弦函数。线啮合偏差的影响是工作压力角的正弦函数。 2.轴线垂直平面上的偏差（轴线垂直平面上的偏差（f）：在与轴线公共平）：在与轴线公共平 面垂直的面垂直的“交错轴平面交错轴平面”上测量的。其对螺旋线上测量的。其对螺旋线 啮合偏差的影响是工作压力角的余弦函数。啮合偏差的影响是工作压力角的余弦函数。 互换性与技术测量基础 9.3.3 齿轮的接触斑点

20、齿轮的接触斑点 u定义：指安装好的齿轮副，在轻微制动下，运转定义：指安装好的齿轮副，在轻微制动下，运转 后齿面上分布的接触痕迹。后齿面上分布的接触痕迹。 u接触痕迹的大小在齿面展开图上用百分比计算。接触痕迹的大小在齿面展开图上用百分比计算。 百分比越大，分布均匀性越好，一般不小于规定百分比越大，分布均匀性越好，一般不小于规定 的百分比。的百分比。 u沿齿长方向，影响齿轮副的承载能力；沿齿高方沿齿长方向，影响齿轮副的承载能力；沿齿高方 向，影响工作平稳性。向，影响工作平稳性。 u接触斑点的综合反映了齿轮的加工和安装误差。接触斑点的综合反映了齿轮的加工和安装误差。 互换性与技术测量基础 互换性与技

21、术测量基础 9.3.4 齿轮副的侧隙齿轮副的侧隙 u定义：指两个相配齿轮的工作齿面相接触时，在定义：指两个相配齿轮的工作齿面相接触时，在 两个非工作齿面之间形成的间隙。两个非工作齿面之间形成的间隙。 互换性与技术测量基础 9.3.4 齿轮副的侧隙齿轮副的侧隙 1.齿轮副的侧隙齿轮副的侧隙 u圆周侧隙（圆周侧隙（jwt）：指当固定两相啮合齿轮中的一）：指当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。个，另一个齿轮所能转过的节圆弧长的最大值。 u法向侧隙（法向侧隙（jbn）：指当两个齿轮的工作齿面相接）：指当两个齿轮的工作齿面相接 触时，其非工作齿面之间的最小距离。触时，其非

22、工作齿面之间的最小距离。 jbn与与jwt之之 间的关系为：间的关系为： jbn = jwt cosbcosn 式中：式中：b基圆的螺旋角。基圆的螺旋角。 n分度圆法向压力角。分度圆法向压力角。 互换性与技术测量基础 u节点：齿轮副中，两齿轮基圆的公切线与两齿轮节点：齿轮副中，两齿轮基圆的公切线与两齿轮 中心连线的交点。中心连线的交点。 u节圆：以圆心到节点距离为半径的圆。节圆：以圆心到节点距离为半径的圆。 返回返回 互换性与技术测量基础 9.3.4 齿轮副的侧隙齿轮副的侧隙 1.齿轮副的侧隙齿轮副的侧隙 u径向侧隙（径向侧隙（jr）：指将两个相配齿轮的中心距缩小，）：指将两个相配齿轮的中心距

23、缩小， 直到左侧和右侧齿面都接触时的中心距缩小量。直到左侧和右侧齿面都接触时的中心距缩小量。jr 与与jwt之间的关系为：之间的关系为： jr = jwt /2tann 互换性与技术测量基础 9.3.4 齿轮副的侧隙齿轮副的侧隙 2.影响齿轮副侧隙的偏差影响齿轮副侧隙的偏差 1）齿厚偏差与齿厚公差（）齿厚偏差与齿厚公差（Ts） u齿厚偏差：指分度圆柱面上，齿厚实际值与公称齿厚偏差：指分度圆柱面上，齿厚实际值与公称 值之差。值之差。上偏差上偏差Esns和下偏差和下偏差Esni均为负值。均为负值。 u齿厚公差：指齿厚偏差的最大允许值。齿厚公差：指齿厚偏差的最大允许值。 互换性与技术测量基础 9.3

24、.4 齿轮副的侧隙齿轮副的侧隙 2.影响齿轮副侧隙的偏差影响齿轮副侧隙的偏差 2）公法线平均长度偏差及其平均长度公差）公法线平均长度偏差及其平均长度公差 u公法线平均长度偏差：是指在齿轮一周范围内各条实际公公法线平均长度偏差：是指在齿轮一周范围内各条实际公 法线长度的平均值与公法线长度公称值之差。法线长度的平均值与公法线长度公称值之差。 u平均长度公差平均长度公差(Twm)：指公法线平均长度偏差的最大允许：指公法线平均长度偏差的最大允许 值。值。 u上偏差上偏差Ebns和下偏差和下偏差Ebni 渐开线齿轮的公法线长度是指与渐开线齿轮的公法线长度是指与 两个异侧齿面相切的两个平行平两个异侧齿面相

25、切的两个平行平 面间的距离。两切点面间的距离。两切点a、c的连线的连线 是两齿面共同的法线，又是齿轮是两齿面共同的法线，又是齿轮 基圆的切线。基圆的切线。 互换性与技术测量基础 9.4 齿轮加工误差齿轮加工误差 及其对传动、载荷等的影响及其对传动、载荷等的影响 9.4.1 对齿轮传动的使用要求对齿轮传动的使用要求 9.4.2 齿轮加工误差及其对传动、载荷的影响齿轮加工误差及其对传动、载荷的影响 互换性与技术测量基础 9.4.1 对齿轮传动的使用要求对齿轮传动的使用要求 1.传递运动的准确性：要求齿轮传动比偏差量尽量传递运动的准确性：要求齿轮传动比偏差量尽量 小，最大转角误差限制在一定范围内，以

26、保证从小，最大转角误差限制在一定范围内，以保证从 动齿轮与主动齿轮的运动协调。也就是说传动角动齿轮与主动齿轮的运动协调。也就是说传动角 度偏差不大。度偏差不大。 2.传动的平稳性：要求齿轮在一转范围内的瞬时传传动的平稳性：要求齿轮在一转范围内的瞬时传 动比的变化尽量小，以减小齿轮传动中的冲击、动比的变化尽量小，以减小齿轮传动中的冲击、 振动、和噪声。振动、和噪声。 互换性与技术测量基础 9.4.1 对齿轮传动的使用要求对齿轮传动的使用要求 3.载荷分布均匀性：要求啮合齿面能较全面接触，载荷分布均匀性：要求啮合齿面能较全面接触， 以免引起应力集中，造成齿面局部磨损，影响齿以免引起应力集中，造成齿

27、面局部磨损，影响齿 轮的使用寿命。轮的使用寿命。 4.齿侧间隙：即保证齿轮啮合时，非工作齿面间应齿侧间隙：即保证齿轮啮合时，非工作齿面间应 留有一定的间隙。它对贮藏润滑油、补偿齿轮传留有一定的间隙。它对贮藏润滑油、补偿齿轮传 动受力后的弹性变形、热膨胀以及齿轮传动装置动受力后的弹性变形、热膨胀以及齿轮传动装置 制造误差和装配误差等都是必需的。否则，齿轮制造误差和装配误差等都是必需的。否则，齿轮 在传动过程中可能卡死或烧伤。在传动过程中可能卡死或烧伤。 返回返回 互换性与技术测量基础 9.4.2 齿轮加工误差及其对传动、载荷的影响齿轮加工误差及其对传动、载荷的影响 1.齿轮加工误差的来源齿轮加工

28、误差的来源 产生齿轮加工误差的原因很多，其主要来源于齿轮加工系产生齿轮加工误差的原因很多，其主要来源于齿轮加工系 统中的机床、刀具、夹具和齿坯的加工误差及安装、调整统中的机床、刀具、夹具和齿坯的加工误差及安装、调整 误差。误差。 u按误差产生的方向按误差产生的方向 切向误差切向误差 径向误差径向误差 轴向误差轴向误差 u按误差在齿轮一转中出现的次数按误差在齿轮一转中出现的次数 长周期误差：齿轮一转为周期长周期误差：齿轮一转为周期 短周期误差：齿轮一齿为周期短周期误差：齿轮一齿为周期 互换性与技术测量基础 9.4.2 齿轮加工误差及其对传动、载荷的影响齿轮加工误差及其对传动、载荷的影响 1.齿轮

29、加工误差的来源齿轮加工误差的来源 1）偏心）偏心 u几何偏心：齿坯定位孔与机床心几何偏心：齿坯定位孔与机床心 轴之间的间隙等原因，轴之间的间隙等原因， 会造成齿坯孔基准轴线与会造成齿坯孔基准轴线与 机床工作台回转轴线不重合，机床工作台回转轴线不重合， 产生几何偏心，产生几何偏心， 引起了齿轮径向误差。引起了齿轮径向误差。 互换性与技术测量基础 9.4.2 齿轮加工误差及其对传动、载荷的影响齿轮加工误差及其对传动、载荷的影响 1.齿轮加工误差的来源齿轮加工误差的来源 1）偏心）偏心 u运动偏心：滚齿加工时机床分度蜗轮与机床工作台回转轴运动偏心：滚齿加工时机床分度蜗轮与机床工作台回转轴 线有安装偏

30、心时，就会使齿轮在加工过程中出现蜗轮蜗杆线有安装偏心时，就会使齿轮在加工过程中出现蜗轮蜗杆 中心距周期性的变化，产生运动偏心，引起了齿轮切向误中心距周期性的变化，产生运动偏心，引起了齿轮切向误 差。差。 u几何偏心和运动偏心产生的误差在齿轮一转中只出现一次，几何偏心和运动偏心产生的误差在齿轮一转中只出现一次， 属于长周期误差。属于长周期误差。 互换性与技术测量基础 9.4.2 齿轮加工误差及其对传动、载荷的影响齿轮加工误差及其对传动、载荷的影响 1.齿轮加工误差的来源齿轮加工误差的来源 2）机床传动链的高频误差）机床传动链的高频误差 u当机床的分度蜗杆存在安装误差和轴向窜动时，蜗轮转速当机床的

31、分度蜗杆存在安装误差和轴向窜动时，蜗轮转速 发生周期性的变化，使被加工齿轮出现齿距偏差和齿廓偏发生周期性的变化，使被加工齿轮出现齿距偏差和齿廓偏 差，产生切向误差。差，产生切向误差。 u机床分度蜗杆造成的误差在齿轮一转中重复出现，是短周机床分度蜗杆造成的误差在齿轮一转中重复出现，是短周 期误差。期误差。 互换性与技术测量基础 9.4.2 齿轮加工误差及其对传动、载荷的影响齿轮加工误差及其对传动、载荷的影响 1.齿轮加工误差的来源齿轮加工误差的来源 3）滚刀误差）滚刀误差 由于滚刀的转速比齿坯的转速高得多，滚刀误差在齿轮一由于滚刀的转速比齿坯的转速高得多，滚刀误差在齿轮一 转中重复出现，所以是短

32、周期误差。转中重复出现，所以是短周期误差。 制造误差制造误差 安装误差安装误差 互换性与技术测量基础 9.4.2 齿轮加工误差及其对传动、载荷的影响齿轮加工误差及其对传动、载荷的影响 2.影响传递运动准确性的因素影响传递运动准确性的因素 几何偏心和运动偏心：齿距累积总偏差、切向综几何偏心和运动偏心：齿距累积总偏差、切向综 合总偏差、径向综合总偏差和径向圆跳动。合总偏差、径向综合总偏差和径向圆跳动。 互换性与技术测量基础 9.4.2 齿轮加工误差及其对传动、载荷的影响齿轮加工误差及其对传动、载荷的影响 3.影响齿轮传动平稳性的主要因素影响齿轮传动平稳性的主要因素 机床传动链误差和滚刀的加工误差：

33、单个齿距偏机床传动链误差和滚刀的加工误差：单个齿距偏 差、齿廓偏差、一齿切向综合偏差、一齿径向综差、齿廓偏差、一齿切向综合偏差、一齿径向综 合偏差等合偏差等。 4.影响载荷分布均匀性的主要因素影响载荷分布均匀性的主要因素 滚刀存在的安装误差：螺旋线偏差、单个齿距偏滚刀存在的安装误差：螺旋线偏差、单个齿距偏 差、齿廓偏差。差、齿廓偏差。 5.齿轮侧隙齿轮侧隙 齿厚偏差、公法线长度偏差。齿厚偏差、公法线长度偏差。 互换性与技术测量基础 9.5 渐开线圆柱齿轮精度标准渐开线圆柱齿轮精度标准 9.5.1 齿轮精度等级和公差值齿轮精度等级和公差值 9.5.2 齿轮精度等级的选择齿轮精度等级的选择 9.5

34、.3 齿轮检验项目齿轮检验项目 9.5.4 齿轮副侧隙齿轮副侧隙 9.5.5 齿轮副精度齿轮副精度 9.5.6 齿轮坯的精度齿轮坯的精度 9.5.7 齿轮精度的标注齿轮精度的标注 9.5.8 齿轮精度设计齿轮精度设计 互换性与技术测量基础 9.5.1 齿轮精度等级和公差值齿轮精度等级和公差值 1.精度等级精度等级 u国标规定了国标规定了13个精度等级，由高至低为个精度等级，由高至低为0、1、2、 3、4、12。 u02级称为展望级级称为展望级 u35级称为高精度等级级称为高精度等级 u68级称为中等精度等级级称为中等精度等级 u9级称为较低精度等级级称为较低精度等级 u1012级称为低精度等级

35、。级称为低精度等级。 互换性与技术测量基础 9.5.1 齿轮精度等级和公差值齿轮精度等级和公差值 2.偏差的允许值（公差）偏差的允许值（公差） 详细见表详细见表9-17。 互换性与技术测量基础 9.5.2 齿轮精度等级的选择齿轮精度等级的选择 选用齿轮精度等级的方法：选用齿轮精度等级的方法： u计算法：根据机构最终达到的精度要求，应用传计算法：根据机构最终达到的精度要求，应用传 动尺寸链的方法计算和分配各级齿轮副的传动精动尺寸链的方法计算和分配各级齿轮副的传动精 度，确定齿轮的精度等级。度，确定齿轮的精度等级。 u类比法：是查阅类似机构的设计方案，根据经过类比法：是查阅类似机构的设计方案，根据

36、经过 实际验证的已有经验结果来确定齿轮的精度。实际验证的已有经验结果来确定齿轮的精度。 互换性与技术测量基础 9.5.7 齿轮精度的标注齿轮精度的标注 1.齿轮精度等级的标注齿轮精度等级的标注 u若齿轮各检验项目为同一精度等级，可直接标注若齿轮各检验项目为同一精度等级，可直接标注 精度等级和标准号。例如，齿轮某个检验项目精精度等级和标准号。例如，齿轮某个检验项目精 度同为度同为7级，则标注为级，则标注为 7GB/T10095.12001或或7GB/T10095.22001 u若齿轮各检验项目的精度等级不同，应分别标注。若齿轮各检验项目的精度等级不同，应分别标注。 例如，齿廓总偏差为例如，齿廓总

37、偏差为6级，齿距累积总偏差和螺旋级，齿距累积总偏差和螺旋 线总偏差为线总偏差为7级，则标注为级，则标注为 6(F )、 、7(Fp p、F ) GB/T10095.1 2001 互换性与技术测量基础 9.5.3 齿轮检验项目齿轮检验项目 国标规定：国标规定： u切向综合偏差（切向综合偏差（Fi，fi ）：是检验项目，但不是）：是检验项目，但不是 必检项目。必检项目。 u齿廓和螺旋线的形状偏差和倾斜极限偏差（齿廓和螺旋线的形状偏差和倾斜极限偏差（ffa、 fHa、ff 、 、fH ）：有时作为有用的参数和评定值， ）：有时作为有用的参数和评定值， 但不是必检项目。但不是必检项目。 u评定单个齿轮

38、的加工精度应检查项目：齿距偏差评定单个齿轮的加工精度应检查项目：齿距偏差 (Fp、Fpk、fPt)、齿廓总偏差、齿廓总偏差(F )、螺旋线总偏差 、螺旋线总偏差 (F )及齿厚偏差。 及齿厚偏差。 互换性与技术测量基础 9.5.4 齿轮副侧隙齿轮副侧隙 齿轮副侧隙由齿轮工作条件决定，与齿轮的精度齿轮副侧隙由齿轮工作条件决定，与齿轮的精度 无关。齿轮副侧隙是在装配后自然形成的，侧隙无关。齿轮副侧隙是在装配后自然形成的，侧隙 的大小主要取决于齿厚和中心距。的大小主要取决于齿厚和中心距。 1.最小法向侧隙最小法向侧隙 表表9-10列出了对工业传动装置推荐的最小侧隙。列出了对工业传动装置推荐的最小侧隙

39、。 表表9-10中的数值，可用下式进行计算，即中的数值，可用下式进行计算，即 jbnmin=2/3(0.06+0.0005ai+0.03mn) 式中：式中：ai最小中心距，必须是一个绝对值。最小中心距，必须是一个绝对值。 互换性与技术测量基础 9.5.4 齿轮副侧隙齿轮副侧隙 2.齿厚偏差齿厚偏差 u基中心距制：即在中心距一定的情况下，采用控基中心距制：即在中心距一定的情况下，采用控 制轮齿齿厚或公法线长度及测球制轮齿齿厚或公法线长度及测球(圆柱圆柱)尺寸的极尺寸的极 限偏差来控制齿侧间隙。限偏差来控制齿侧间隙。 uJbnmin是由齿厚上偏差是由齿厚上偏差Esns(为负值为负值)保证的。保证的

40、。 当当Esns1= Esns2时，则有时，则有 Esns1= Esns2=- Jbnmin/2cosn 互换性与技术测量基础 9.5.4 齿轮副侧隙齿轮副侧隙 2.齿厚偏差齿厚偏差 u最大侧隙由齿厚下偏差最大侧隙由齿厚下偏差Esni控制。控制。 先确定先确定 式中：式中：Fr齿轮径向跳动公差；齿轮径向跳动公差； br切齿径向进刀公差，见表切齿径向进刀公差，见表9-11 Esni= Esns- Tsn nrrsn bFTtan2 22 互换性与技术测量基础 9.5.4 齿轮副侧隙齿轮副侧隙 3.公法线平均长度偏差的换算公法线平均长度偏差的换算 u在实际测量齿轮时，常用公法线平均长度偏差取在实际

41、测量齿轮时，常用公法线平均长度偏差取 代齿厚偏差，它们之间的关系为：代齿厚偏差，它们之间的关系为： 公法线长度上偏差公法线长度上偏差 Ebns= Esnscosn 公法线长度下偏差公法线长度下偏差 Ebni= Esnicosn 互换性与技术测量基础 9.5.5 齿轮副精度齿轮副精度 1.中心距极限偏差中心距极限偏差 u中心距极限偏差不但会影响齿侧间隙，而且对齿中心距极限偏差不但会影响齿侧间隙，而且对齿 轮啮合的重要度也有影响，必须加以控制。可参轮啮合的重要度也有影响，必须加以控制。可参 考表考表9-12选取。选取。 2.轴线平行度偏差轴线平行度偏差 u垂直平面内的轴线平行度偏差垂直平面内的轴线

42、平行度偏差 式中：式中：L轴承中间距离；轴承中间距离； b齿宽；齿宽； F 螺旋线总偏差 螺旋线总偏差(对直齿轮为齿向公差对直齿轮为齿向公差) FbLf)/(5 .0 互换性与技术测量基础 9.5.5 齿轮副精度齿轮副精度 2.轴线平行度偏差轴线平行度偏差 u轴线平面内的平行度偏差轴线平面内的平行度偏差 3.接触斑点接触斑点 uGB/Z18620.42002中给出了直齿、斜齿轮装配中给出了直齿、斜齿轮装配 后接触斑点的推荐值。后接触斑点的推荐值。 ff2 互换性与技术测量基础 9.5.6 齿轮坯的精度齿轮坯的精度 1.确定基准轴线的方法确定基准轴线的方法 u齿轮的基准轴线是制造者或检测者用来对单个零齿轮的基准轴线是制造者或检测者用来对单个零 件确定轮齿几何形位的轴线。件确定轮齿几何形位的轴线。 u设计时应使基准轴线和工作轴线重合，即安装面设计时应使基准轴线和工作轴线重合，即安装面 作为确定基准轴线的基准面。作为确定基准轴线的基准面。 互换性与技术测量基础 9.5.6 齿轮坯的精度齿轮坯的精度 1