12圆柱齿轮传动的互换性

1、 第一节第一节 概概 述述 性质：常用件，齿廓部分结构是标准的，其他部分单独设性质：常用件，齿廓部分结构是标准的，其他部分单独设 计。用于传动，传动效率高。计。用于传动，传动效率高。 传动形式：传动形式： 圆柱齿轮圆柱齿轮 传递两平行轴间运动传递两平行轴间运动 圆锥齿轮圆锥齿轮 传递两相交轴间运动传递两相交轴间运动 蜗轮、蜗杆蜗轮、蜗杆 传递两交叉轴间运动传递两交叉轴间运动 圆柱齿轮圆柱齿轮圆锥齿轮圆锥齿轮蜗轮蜗杆蜗轮蜗杆 要求一对齿轮在啮合时，在非工作齿面 间要有一定的齿侧间隙，用来贮油、承受 变形。 指齿轮在一转范围内，最大转角误差不超过一定的限度。 要求齿轮在转一齿范围内，瞬时传动 比变

2、动不超过一定的限度。 要求一对齿轮啮合时，工作齿面要保证 一定的接触面积，从而避免应力集中，减 少齿面磨损，提高齿面强度和寿命。 传递准确、传动平稳、 承载均匀、侧隙合理 对齿轮的工作要求： 1.齿轮的加工方法齿轮的加工方法 齿轮副通过轮齿啮合实现传动，齿轮的轮齿可用齿轮副通过轮齿啮合实现传动，齿轮的轮齿可用 滚齿滚齿、插齿插齿、剃齿剃齿、磨齿磨齿等切齿工艺获得。等切齿工艺获得。 2.齿轮的加工误差齿轮的加工误差 分析分析 （1）偏心）偏心 1）几何偏心：齿轮齿圈轴线与工作轴线不重合。属于径向误差。）几何偏心：齿轮齿圈轴线与工作轴线不重合。属于径向误差。 齿坯安装偏心齿坯安装偏心 加工的齿轮形

3、状加工的齿轮形状 2）运动偏心：齿轮齿距和公法线长度在局部上变长或变短。属）运动偏心：齿轮齿距和公法线长度在局部上变长或变短。属 于切向误差。于切向误差。 分度蜗轮分度蜗轮6安装偏心安装偏心 加工出的齿轮形状加工出的齿轮形状 （2）机床传动链的误差）机床传动链的误差 当蜗杆有安装误差，会将误差带到被加工的轮齿上， 会产生齿距误差和齿形误差。 （3）滚刀的加工误差）滚刀的加工误差 滚刀本身的齿形等误差，必然会被复映到零件上。 （4）滚刀的安装误差）滚刀的安装误差 使齿轮产生径向误差，滚刀刀架导轨或齿坯轴线相 对于工作台旋转轴线的倾斜及轴向窜动，使滚到的进刀 方向与理论方向不一致，造成齿歪斜，产生

4、齿向误差。 1.齿距累积总偏差齿距累积总偏差Fp 2.齿距累积偏差齿距累积偏差Fpk 齿序1234567 1 2 3 45 6 7 Fp 1.齿距累积总偏差齿距累积总偏差Fp 齿距分布不均匀齿距分布不均匀 2.齿距累积偏差齿距累积偏差Fpk 合格条件：合格条件： Fp Fp -Fpk Fpk+ Fpk 注意：注意： 对于一般齿轮传动，不需要评定对于一般齿轮传动，不需要评定Fpk。 对于齿数较多且精度要求很高的齿轮，要求评定一段对于齿数较多且精度要求很高的齿轮，要求评定一段 齿范围内（齿范围内（k个齿距范围内）的齿距累积偏差个齿距范围内）的齿距累积偏差Fpk。 （1）绝对测量法绝对测量法:把实际

5、把实际 齿距直接与理论齿距比较齿距直接与理论齿距比较 ，以获得齿距偏差的角度，以获得齿距偏差的角度 值或线性值。值或线性值。 3.检测方法：检测方法： 3.检测方法：检测方法： （2）相对测量法：使用双测）相对测量法：使用双测 头式齿距比较仪测量。头式齿距比较仪测量。 缺点：测量基准不是被测齿缺点：测量基准不是被测齿 轮的基准轴线，测量精度受轮的基准轴线，测量精度受 被测齿轮齿顶圆柱面对其基被测齿轮齿顶圆柱面对其基 准轴线的径向圆跳动的影响准轴线的径向圆跳动的影响 。 在分度圆上（允许在齿高中部测量），在分度圆上（允许在齿高中部测量）， 实际齿距与公称齿距之差。公称齿距是指实际齿距与公称齿距之

6、差。公称齿距是指 所有实际齿距的平均值所有实际齿距的平均值 包容实际齿廓工作部分且距 离为最小的两条设计齿廓之 间的法向距离是齿廓总偏差 是指实际齿廓对设计齿廓的 偏离量 （1）fpt 与Fp、 Fpk是用 同一量具测量的，用 所测量得到的各个实 际齿距的平均值作为 理论齿距。 （2）F 通常用渐开线测量仪 来测量。 评定齿轮传动平稳性 的精度时，应在被测 齿轮圆周上测量均匀 分布的三个轮齿或更 多的轮齿左右齿面的 轮廓总偏差，取其中 的最大值作为评定值 。 1.在齿宽方向是螺旋线总偏差在齿宽方向是螺旋线总偏差F 2.在齿高方向是传动平稳性的应检在齿高方向是传动平稳性的应检 指标指标 1.在齿

7、宽方向是螺旋线总偏差在齿宽方向是螺旋线总偏差F 在基圆柱的切在基圆柱的切 平面内，在齿宽工平面内，在齿宽工 作部分范围内包容作部分范围内包容 实际螺旋线且距离实际螺旋线且距离 为最小的两条设计为最小的两条设计 螺旋线之间的法向螺旋线之间的法向 距离为螺旋线总偏距离为螺旋线总偏 差。差。 3.检测方法检测方法 通常使用螺旋线偏通常使用螺旋线偏 差测量仪来测量。差测量仪来测量。 评定轮齿载荷分 布均匀性的精度时， 应在被测齿轮圆周上 测量均匀分布的三个 轮齿或更多的轮齿左 右齿面的螺旋线总偏 差，取其中的最大值 作为评定值。 1.1.齿厚偏差齿厚偏差Esn (Esn (极限偏差极限偏差Esns,E

8、sni) Esns,Esni) 2.2.公法线平均长度偏差公法线平均长度偏差E Ew w ( (极限偏差极限偏差E Ews ws， ，E Ewi wi) ) 1.齿厚偏差齿厚偏差Esn (极限偏差极限偏差Esns,Esni) 指在分度圆柱面上齿厚的实际值与其公称值之差。 （1）使用游标测齿卡尺来测量）使用游标测齿卡尺来测量 （2）测量的参数为弦齿厚）测量的参数为弦齿厚 （3）缺点：）缺点： 以齿顶圆为测量基准以齿顶圆为测量基准 ，因而，测量精度受齿顶，因而，测量精度受齿顶 圆精度影响大。圆精度影响大。 2.2.公法线长度偏差公法线长度偏差E Ew w( (极限偏差极限偏差E Ews ws， ，

9、E Ewi wi) ) W= mcos3.14（k-0.5）+zinv2x msin 式中： k为跨齿数；m 为模数；Z为齿 数；inv为渐开为渐开 线函数，线函数， inv20=0.014904 指实际公法线长度与公称公法线长度W之差。 k = Z / 180 +0.5 与测量齿厚相比，测量公法线长度的测量精度不与测量齿厚相比，测量公法线长度的测量精度不 受齿顶圆直径偏差和齿顶圆柱面对齿轮基准轴线的径受齿顶圆直径偏差和齿顶圆柱面对齿轮基准轴线的径 向圆跳动的影响，因而，应优选测量公法线长度。向圆跳动的影响，因而，应优选测量公法线长度。 注意：注意： 评定齿轮各项精度要求的必检参数是哪些？说

10、明其名称代号？ 答1.传递运动准确性的必检参数 (1)齿距累积总偏差 FP (总公差FP ) （2）齿距累积偏差 FPk(极限偏差FPk) 2.传动平稳性的必检参数 (1)单个齿距偏差 fPt (fPt) (2)齿廓总偏差F (F ) 3. 载荷分布均匀性的必检参数 螺旋线总偏差F(F) 4.齿轮侧隙的必检参数 (1) 齿厚偏差Esn(Esns、Esni)(2) 公法线长度偏差Ebn( Ebns、 Ebni) 用某种切齿方法生产第一批齿轮时，为了掌握用某种切齿方法生产第一批齿轮时，为了掌握 该齿轮加工后的精度是否达到规定的要求，需要按该齿轮加工后的精度是否达到规定的要求，需要按 第三节所述的应

11、检精度指标对齿轮进行检测。合格第三节所述的应检精度指标对齿轮进行检测。合格 后，在工艺条件不变的条件下，用这种切齿方法继后，在工艺条件不变的条件下，用这种切齿方法继 续生产图样的齿轮时，以及作分析研究时，可以用续生产图样的齿轮时，以及作分析研究时，可以用 下列的指标来评定齿轮传递运动准确性和传动平稳下列的指标来评定齿轮传递运动准确性和传动平稳 性的精度。性的精度。 F Fi i是指被测齿轮与理想精确的测量齿轮单面啮合时，是指被测齿轮与理想精确的测量齿轮单面啮合时， 在被测齿轮一转内，实际圆周位移与理论圆周位移之差的总幅度在被测齿轮一转内，实际圆周位移与理论圆周位移之差的总幅度 值。值。 1.1

12、.切向综合总偏差切向综合总偏差F Fi i和一齿切向综合偏差和一齿切向综合偏差fifi fifi指被测齿轮与理想精确的测量齿轮单面啮合指被测齿轮与理想精确的测量齿轮单面啮合 时，在被测齿轮一齿距角内实际圆周位移与理论圆周时，在被测齿轮一齿距角内实际圆周位移与理论圆周 位移之差的最大幅度值，以弧长计。位移之差的最大幅度值，以弧长计。 360 转角误差转角误差 转角转角 Fi fi 在齿轮一周内，测头在齿槽内于齿高中部双面接触，测头 相对于齿轮轴线的最大变动量。 2.齿圈径向圆跳动齿圈径向圆跳动Fr（公差（公差Fr） 3.3.径向综合总偏差径向综合总偏差F Fi i（公差（公差F Fi i）和一齿

13、）和一齿 径向综合偏差径向综合偏差f fi i 是指被测齿轮与理想精确的测量齿轮双面啮合时，在被测齿是指被测齿轮与理想精确的测量齿轮双面啮合时，在被测齿 轮一转内，双啮中心距的最大变动量。轮一转内，双啮中心距的最大变动量。 适用适用 范围范围 本标准适用于渐开线圆柱齿轮 精度精度 等级等级 标准对齿轮规定了13个精度等级，0级最高，12级最低。 精度等级的选择 根据用途、使用条件、经济性确定主要项目的精度等 级。然后再确定其他项目的精度等级。精度等级的选择有 类比法、表格法及计算法，一般采用类比法。 对Fi、 fi分别分别规定了9个精度等级，4、5、6-12级其 中：02级为展望级，35级为高

14、精度级，68级 中等级，9级为较低级，1012级为低精度级。 5级为基础级，58级为常用级。 1.根据使用要求不同，允许三项精度指标选用不同的等级 。但在同一项应检指标内，各项公差与极限偏差应保持相 同的精度等级。 2.齿轮副中两个齿轮的精度等级一般取同级，也允许取成 不同等级。此时按精度较低者确定齿轮副等级。 3.分度、读数齿轮主要要求是传递运动准确性，即控制齿 轮传动比的变化，可根据传动链要求的准确性选择第项 精度等级。而第项的误差是第项误差的组成部分，相 互关联，一般可取同级。分度、读数齿轮对传递功率要求 不高，第项的可低一级。 4.对高速动力齿轮要求控制瞬时传动比的变化，应首先选 择第

15、项的精度级。当速度很高时第项的精度可取同级 ，速度不高时可选稍低等级。为保证一定的接触精度要求 ，故第项精度不宜低于第项。 5.对承载齿轮要求载荷在齿宽上均匀分布，应首先确定第 项的精度等级，第、项的精度可稍低，低速重载时 第项的可稍低于第项，中速轻载时则采用同级精度。 6.三项精度要求选不同精度时以不超过一级为宜。 7GB/T10095.1-2001 7（F）GB/T10095.1-2001 GB/T10095-88 第公差 组等级 第公差 组等级 第公差 组等级 齿厚上偏差Ess 齿厚下偏差Esi 1）7FL GB10095-88 2）7-6-6GM GB10095-88 一、齿轮副中心距

16、极限偏差一、齿轮副中心距极限偏差fa 是指在箱体两侧轴承跨距是指在箱体两侧轴承跨距L的范的范 围内，齿轮副两条轴线之间的实围内，齿轮副两条轴线之间的实 际距离与公称中心距之差。际距离与公称中心距之差。 二、轴线平行度公差二、轴线平行度公差 轴线平面上的平行度误差是指实际被测轴线在轴线轴线平面上的平行度误差是指实际被测轴线在轴线 平面上的投影对基准轴线的平行度误差平面上的投影对基准轴线的平行度误差 三、齿轮副的接触斑点三、齿轮副的接触斑点 是指对安装好的齿轮副，在轻微制动下，运转后齿面 上分布的接触擦亮痕迹。 接触痕迹的大小 在齿面展开图上用百 分比计算 例题解： 1.确定齿轮的精度等级 小齿轮

17、的分度圆直径d1=60.606 大齿轮的分度圆直径d2=239.394 公称中心距a=150 齿轮圆周速度v=1.04m/s. 查表表12-912-9、1010，选取第第1项精度为项精度为8 8级级，确定第第2 2项精度为项精度为 8 8级级，第第 项定为项定为7 7级级。小齿轮精度等级为8-8-7。 2.确定齿轮的应检指标公差 查表12-5，大齿轮的四项应检精度指标的公差为： Fp=0.070 fpt= 0.018 F=0.025 F =0.021. 3.确定公称齿厚及极限偏差确定公称齿厚及极限偏差 齿厚上偏差齿厚上偏差=-0.061 齿厚下偏差齿厚下偏差=-0.174 4.确定公称公法线长度及极限偏差 W= 87.552 EWs=Esns cosn - - 0.72Fr sinn =- -61 cos20