圆柱齿轮公差与检测

圆柱齿轮公差与检测1第一页，共四十八页，编辑于2023年，星期二11.1齿轮的使用要求及加工误差分类一、齿轮传动的使用要求

1．传递运动的准确性 2．传动的平稳性 3．载荷分布的均匀性 4．齿轮副侧隙的合理性一般情况下，齿轮传动的使用要求可分为以下四个方面：2第二页，共四十八页，编辑于2023年，星期二二、齿轮加工误差的来源与分类

（1）几何偏心

（2）运动偏心

（3）机床传动链的高频误差

（4）滚刀的安装误差和加工误差1.齿轮加工误差的来源3第三页，共四十八页，编辑于2023年，星期二

2.齿轮加工误差的分类（1）按其表现特征可分为四类①齿廓误差②齿距误差③齿向误差④齿厚误差4第四页，共四十八页，编辑于2023年，星期二

（2）按其方向特征可分为三类①径向误差②切向误差③轴向误差

（3）按其周期或频率特征可分为两类①长周期误差②短周期误差

5第五页，共四十八页，编辑于2023年，星期二11.2单个齿轮的评定指标及其检测一、传递运动准确性的检测项目

切向综合总偏差是指被测齿轮与测量齿轮单面啮合时，被测齿轮一转内，齿轮分度圆上实际圆周位移与理论圆周位移的最大差值。1．切向综合总偏差（Tangentialcompositedeviation）6第六页，共四十八页，编辑于2023年，星期二图11-4切向综合偏差7第七页，共四十八页，编辑于2023年，星期二图11-6齿距偏差与齿距累积偏差8第八页，共四十八页，编辑于2023年，星期二

齿距累积偏差是指在端平面上，在接近齿高中部的与齿轮轴线同心的圆上，任意k个齿距的实际弧长与理论弧长的代数差（图11-6）。齿距累积总偏差是指齿轮同侧齿面任意弧段（K=1～z）内的最大齿距累积偏差。它表现为齿距累积偏差曲线的总幅值，如图11-7所示。2.齿距累积总偏差（TotalaccumulativePitchdeviation）9第九页，共四十八页，编辑于2023年，星期二图11-7齿距累积总偏差10第十页，共四十八页，编辑于2023年，星期二

径向跳动是指测头（球形、圆柱形、砧形）相继置于被测齿轮的每个齿槽内时，从它到齿轮轴线的最大和最小径向距离之差。3.径向跳动（Teethradialrun-out）11第十一页，共四十八页，编辑于2023年，星期二

图11-12一个齿轮的径向跳动12第十二页，共四十八页，编辑于2023年，星期二

径向综合总偏差是指在径向（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的中心距最大值和最小值之差。4.径向综合总偏差（Radialcomposiledeviation）13第十三页，共四十八页，编辑于2023年，星期二图11-13径向综合总偏差14第十四页，共四十八页，编辑于2023年，星期二

公法线长度变动是指在齿轮一周范围内，实际公法线长度最大值与最小值之差，如下图所示。5.公法线长度变动（Basetangentlengthvariation）15第十五页，共四十八页，编辑于2023年，星期二二、传动工作平稳性的检测项目

一齿切向综合偏差是指齿轮在一个齿距角内的切向综合总偏差，即在切向综合总偏差记录曲线上小波纹的最大幅度值。1．一齿切向综合偏差（Tangentialtooth-to-toothcompositedeviation）16第十六页，共四十八页，编辑于2023年，星期二

一齿径向综合偏差是指当被测齿轮与测量齿轮啮合一整圈时，对应一个齿距（360°/z）的径向综合偏差值。即在径向综合总偏差记录曲线上小波纹的最大幅度值（图11-13），其波长常常为齿距角。2．一齿径向综合偏差（Radialtooth－to－toothcompositeerror）17第十七页，共四十八页，编辑于2023年，星期二

齿廓偏差是指实际齿廓对设计齿廓的偏离量，它在端平面内且垂直于渐开线齿廓的方向计值，如图11-17所示。3． 齿廓偏差（Toothprofiledeviation）18第十八页，共四十八页，编辑于2023年，星期二图11-17齿廓偏差19第十九页，共四十八页，编辑于2023年，星期二

（ⅰ）设计齿廓：未修形的渐开线，实际齿廓：在减薄区内具有偏向体内的负偏差；

（ⅱ）设计齿廓：修形的渐开线，实际齿廓：在减薄区内具有偏向体内的负偏差；

（ⅲ）设计齿廓：修形的渐开线，实际齿廓：在减薄区内具有偏向体外的正偏差（1）齿廓总偏差Fa（Toothprofiletotaldeviation）齿廓总偏差是指在计值范围内，包容实际齿廓的两条设计齿廓迹线间的距离，如图11-17（a）所示。20第二十页，共四十八页，编辑于2023年，星期二

（2）齿廓形状偏差（FormdeviationoftoothProfile）

齿廓形状偏差是指在计值范围内，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，且两条曲线与平均齿廓迹线的距离为常数，如图11-17（b）所示。

（3）齿廓倾斜偏差（AngledeviationoftoothProfile）

齿廓倾斜偏差是指在计值范围内，两端与平均齿廓迹线相交的两条设计齿廓迹线间的距离，如图11-17（c）所示。21第二十一页，共四十八页，编辑于2023年，星期二

基圆齿距偏差是指实际基节与公称基节的代数差，如图11-20所示。4． 基圆齿距偏差（BasecircularPitchdeviation）图11-20基圆齿距偏差22第二十二页，共四十八页，编辑于2023年，星期二

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，如图11-23所示。5．单个齿距偏差（IndividualcircularPitchdeviation） 图11-23单个齿距偏差23第二十三页，共四十八页，编辑于2023年，星期二三、载荷分布均匀性的检测项目

螺旋线偏差是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。1．螺旋线偏差（Spiraldeviation）（l）螺旋线总偏差Fb（Spiraltotaldeviation）螺旋线总偏差是指在计值范围内，包容实际螺旋线迹线的两条设计螺旋线迹线间的距离，如图11-24（a）所示。24第二十四页，共四十八页，编辑于2023年，星期二（2）螺旋线形状偏差（Formdeviationofspiral）螺旋线形状偏差是指在计值范围内，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，如图11-24（b）所示。25第二十五页，共四十八页，编辑于2023年，星期二

（3）螺旋线倾斜偏差（Angledeviationofspiral）螺旋线倾斜偏差是指在计值范围的两端与平均螺旋线迹线相交的设计螺旋线迹线间的距离，如图11-24（c）所示。26第二十六页，共四十八页，编辑于2023年，星期二图11-24螺旋线偏差27第二十七页，共四十八页，编辑于2023年，星期二四、影响侧隙的单个齿轮因素及其检测

齿厚偏差是指在齿轮的分度圆柱面上，齿厚的实际值与公称值之差，如图11-26所示。对于斜齿轮，指法向齿厚。1．齿厚偏差

（Thicknessdeviationofteeth）28第二十八页，共四十八页，编辑于2023年，星期二图11-26齿厚偏差29第二十九页，共四十八页，编辑于2023年，星期二

公法线长度偏差是指在齿轮一周内，实际公法线长度Wa与公称公法线长度W之差，如图11-28所示。2．公法线长度偏差（Basetangent

lengthdeviation）图11-28公法线长度偏差30第三十页，共四十八页，编辑于2023年，星期二11.3齿轮副的评定指标及其检测一、轴线的平行度误差

轴线平面内的平行度误差是指一对齿轮的轴线，在其基准平面上投影的平行度误差，如图11-29所示。1．轴线平面内的平行度误差（Parallelismdeviationontheaxialplane）2．垂直平面上的平行度误差（Parallelismdeviationontheverticalplane）垂直平面上的平行度误差是指一对齿轮的轴线，在垂直于基准平面，且平行于基准轴线的平面上投影的平行度误差，如图11-29所示。31第三十一页，共四十八页，编辑于2023年，星期二图11-29齿轮副的安装误差32第三十二页，共四十八页，编辑于2023年，星期二二、中心距偏差

中心距偏差（Centerdistancedeviation）是指在齿轮副的齿宽中间平面内，实际中心距与公称中心距之差。如图11-29所示。33第三十三页，共四十八页，编辑于2023年，星期二

齿轮副的切向综合总偏差是指按设计中心距安装好的齿轮副，在啮合转动足够多的转数内，一个齿轮相对于另一个齿轮的实际转角与公称转角之差的总幅度值。1．齿轮副的切向综合总偏差 2．齿轮副的一齿切向综合偏差齿轮副的一齿切向综合偏差是指安装好的齿轮副，在啮合转动足够多的转数内，一个齿轮相对于另一个齿轮，在一个齿距角内的实际转角与公称转角之差的最大幅度值。34第三十四页，共四十八页，编辑于2023年，星期二

接触斑点是指装配好的齿轮副，在轻微制动下，运转后齿面上分布的接触擦亮痕迹，如图11-30所示。 3．接触斑点图11-30接触斑点35第三十五页，共四十八页，编辑于2023年，星期二

齿轮副的侧隙可分为圆周侧隙和法向侧隙两种。圆周侧隙是指安装好的齿轮副，当其中一个齿轮固定时，另一齿轮圆周的晃动量，以分度圆上弧长计值，如图11-31（a）所示。法向侧隙是指安装好的齿轮副，当工作齿面接触时，非工作齿面之间的最小距离，如图11-31（b）所示。4．齿轮副的侧隙bb为基圆螺旋角，an为分度圆法面压力角。36第三十六页，共四十八页，编辑于2023年，星期二图11-31齿轮副侧隙37第三十七页，共四十八页，编辑于2023年，星期二11.4渐开线圆柱齿轮精度标准一、齿轮精度等级和确定

国标对单个齿轮规定了13个精度等级，依次用阿拉伯数字0、l、2、3、…、12表示。其中0级精度最高，依次递减，12级精度最低。一般将3～5级精度视为高精度等级；6～8级精度视为中等精度等级，使用最多；9～12级精度视为低精度等级。5级精度是确定齿轮各项允许值计算式的基础级。1．精度等级38第三十八页，共四十八页，编辑于2023年，星期二

齿轮精度等级的选择方法主要有计算法和类比法两种。一般实际工作中，多采用类比法。类比法是根据以往产品设计、性能试验以及使用过程中所累积的成熟经验，以及长期使用中已证实其可靠性的各种齿轮精度等级选择的技术资料，经过与所设计的齿轮在用途、工作条件及技术性能上作对比后，选定其精度等级。2．精度等级的选择39第三十九页，共四十八页，编辑于2023年，星期二应用范围精度等级应用范围精度等级测量齿轮2～5拖拉机6～9汽轮机减速器3～6一般用途的减速器6～9精密切削机床3～7轧钢设备6～10一般金属切削机床5～8起重机械7～10航空发动机4～8矿用绞车8～10轻型汽车5～8农用机械8～11重型汽车6～9表11-1部分机械采用的齿轮的精度等级40第四十页，共四十八页，编辑于2023年，星期二

在检验中，没有必要测量全部轮齿要素的偏差，因为有些要素对于特定齿轮的功能并没有明显的影响。另外，有些测量项目可以代替另一些项目，如切向综合总偏差检验能代替齿距累积总偏差检验，径向综合总偏差检验能代替径向跳动检验等。

各级精度齿轮及齿轮副所规定的的各项公差或极限偏差可查阅标准手册。 3．齿轮检验项目及其评定参数的确定41第四十一页，共四十八页，编辑于2023年，星期二二、齿轮副侧隙

齿轮副侧隙分为圆周侧隙jwt和法向侧隙jbn。圆周侧隙便于测量，但法向侧隙是基本的，它可与法向齿厚、公法线长度、油膜厚度等建立函数关系。齿轮副侧隙应按工作条件，用最小法向侧隙来加以控制。 1．最小法向极限侧隙的确定最小法向极限侧隙的确定主要考虑齿轮副工作时的温度变化、润滑方式以及齿轮工作的圆周速度。42第四十二页，共四十八页，编辑于2023年，星期二（1）补偿温升而引起变形所需的最小法向侧隙（2）保证正常润滑所必需的最小法向侧隙最小法向极限侧隙是补偿温升而引起变形所需的最小法向侧隙与保证正常润滑所必需的最小法向侧隙之和。43第四十三页，共四十八页，编辑于2023年，星期二润滑方式圆周速度v（m/s）v≤1010<v≤2525<v≤60v