齿轮设计基础知识讲座

2．圆柱直齿渐开线花键
（ GB/T3478.1-1995）
本标准用于压力角为 30°和37.5°(模数为 0.5∽10mm) 以 及 45°( 模 数 为 0.25∽2.5mm) 齿 侧配合的圆柱直齿渐开线花键。它在旧标准 GB/T3478.1-1983 基 础 上 ， 增 加 了 压 力 角 37.5°规格。 2．1 标准压力角αD是基本齿廓的齿形角。
花键规格 花键副 内花键 外花键
N×d×D×B 例如6×23×26×6
6×23H7/f6×26H10/a11×6H11/d11 GB/T1144-1987
6×23H7×26H10×6H11
GB/T1144-1987
6×23f6×26a11×6d11
GB/T1144-1987
有关矩形花键的尺寸公差带选择参看化工手册或厂标。
1.误差代号 2.精度等级及其选择 3.侧隙 4.推荐的检验项目 5.图样标注 6.变位齿轮
1．误差代号
切向综合公差
Fi′
一齿切向综合公差
fi′
径向综合公差
Fi〞
一齿径向综合公差
fi〞
齿距累积公差
Fp
K个齿距累积公差
Fpk
齿圈径向跳动公差
Fr
公法线长度变动公差
Fw
1．误差代号
压力角 30° 37.5° 45°
适用范围
应用广泛，适用于传递运动、动力，常用于滑动、 浮动和固定联接 传递运动、动力，常用于滑动及过渡配合，适用于 冷成型工艺 适用于壁较厚足以防止破裂的零件、常用于过渡和 较小间隙配合，适用于冷成型工艺
2．圆柱直齿渐开线花键 （ GB/T3478.1-1995）
2．2 公差等级
压力角αD=30°、37.5°、45° 公差等级：4、5、6、7
2．3渐开线花键齿侧配合 花键齿侧配合的性质取决于最小作用侧隙。本
标准规定花键联接有6种齿侧配合类别（H/k、 H/js、H/h、H/f、H/e、和H/d）。
对45°标准压力角的花键联接，应优先选用 H/k、H/h、和H/f。
内 花 键 ： INT GB/T3478.1-1995
24z×2.5m×30R×5H
外 花 键 ： EXT GB/T3478.1-1995
24z×2.5m×30R×5h
2．圆柱直齿渐开线花键 （GB/T3478.1-1995）
齿形公差 齿距极限偏差 基节极限偏差 齿向公差 接触线公差 轴向齿距极限偏差 螺旋线波度公差 最小极限侧隙
ff ±fpt ±fpb Fβ Fb ±Fpx ffβ jnmin
一、渐开线圆柱齿轮目录
1.误差代号 2.精度等级及其选择 3.侧隙 4.推荐的检验项目 5.图样标注 6.变位齿轮
2．圆柱直齿渐开线花键 （GB/T3478.1-1995）
渐开线花键联接的齿侧配合采用基孔制。允许不 同公差等级的内、外花键相互配合。
2．4渐开线花键的参数标注 在零件图样上，应给出制造花键时所需的全部
尺寸、公差和参数表，列出参数表，应符合如 下规定： 内花键： INT 外花键： EXT 花键副： INT/ EXT
5. 图样标注
接触斑点 按高度不小于 按长度不小于
精度等级
6
7
8
9
50（40） 45 （ 35 ） 40 （ 30 ） 30
70
60
50
40
注：1）.接触斑点的分布位置应趋近齿面中部。齿顶和两 端部棱边处不允许接触。
2）.括号内数值，用于轴向重合度ξβ＞0.8的斜齿轮。
5. 图样标注
μm
轮
中
箱
Wk
Ewms Ewmi
厚
跨齿（槽）数
K
齿
量柱（球）测量距及其上，下偏差
M
Ems Emi
厚
量柱（球）的直径
dm
5. 图样标注
图样中的参数表一般放在图样的右上角， 参数表中列出的项目可根据需要增减， 检验项目按功能要求而定。技术要求一 般放在图样的右下角。
在技术要求中要注明接触斑点以及最小 侧隙jnmin。
公差 组
公差与极限偏差项目
误差特性
对传动性能 的主要影响
Ⅰ Fi′，Fp，Fpk， Fi〞，Fr，Fw
以齿轮一转为周 传递运动
期的误差
的准确性
Ⅱ
fi′ ， ff ， fi〞，ffβ
±fpt
，
±fpb
，在多齿次轮周一期周性内地重， 复出现的误差
传动的平 稳性，噪 声，振动
Ⅲ Fβ，Fb，±Fpx
载荷分布的 齿向线的误差 均匀性
前言
对轧钢机械方面, 载荷均匀比较重要；对 采掘机械方面,强度比较重要。根据实际需 要，我们国家等效国际标准ISO编制了相应 的国家标准。
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一． 渐开线圆柱齿轮
(GB/T10095-1988)
二． 花键标准
(GB/T1144-1987,GB/T3478.1-1995)
三． 数字修约规则
当xn1±xn2=0时为高变位 当xn1±xn2≠0时为角变位
6.变位齿轮
应用变位齿轮可以避免根切，提高齿 面接触强度和齿根弯曲强度，提高齿面 的抗胶合能力和耐磨性能，此外变位齿 轮还可以用于配凑中心距和修复被磨损 的齿轮。
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一． 渐开线圆柱齿轮
(GB/T10095-1988)
齿向公差
代号
Fi′ Fp fi′ ff ±fpb ±fpt Fβ
创优产品
6，7，8 9
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
非创优产品 6，7，8 9
*
*
*
*
*
*
*
*
一、渐开线圆柱齿轮目录
1.误差代号 2.精度等级及其选择 3.侧隙 4.推荐的检验项目 5.图样标注 6.变位齿轮
5. 图样标注
在图样上标注的一般尺寸数据： 5．1 分度圆直径 5．2 顶圆直径及公差 5．3 齿宽 5．4孔径及其公差 5．5 表面粗糙度 5．6 定位面 5．7齿轮坯要标明径向，轴向基准面
侧隙 心
＞80 ＞120 ＞180 ＞250 ＞315 ＞400
温差 种类
距
∽120 ∽180 ∽250 ∽315 ∽400 ∽500
℃
≤80
16
c
74
87
100
115
130
140
155
25
b*
120
140
160
Biblioteka Baidu
185
210
230
250
40
a
190
220
250
290
320
360
400
一、渐开线圆柱齿轮目录
1.误差代号 2.精度等级及其选择 3.侧隙 4.推荐的检验项目 5.图样标注 6.变位齿轮
6.变位齿轮
用展成法加工渐开线齿轮时，齿条刀的基准 线与齿轮坯的分度圆相切时加工出来的齿轮为 标准齿轮，不相切为变位齿轮。刀具基准线与 分度圆距离为变位量，用xm表示，x称为变位 系数。当刀具离开轮坯中心时，x取正值（称 为正变位），反之为负值（称为负变位）。
二． 花键标准
(GB/T1144-1987,GB/T3478.1-1995)
三． 数字修约规则
二．花键标准
1．矩形花键（GB/T1144-1987） 2．圆柱直齿渐开线花键
（ GB/T3478.1-1995）
1．矩形花键（GB/T1144-1987）
1．1 矩形花键的优点是：定心精度高，定心 的稳定性好，能用磨削的方法消除热处理变形， 定心直径尺寸公差和位置都能获得较高的精度。 按GB/T1144-1987规定，矩形花键的定心方式 为小径定心。
一、渐开线圆柱齿轮概述
一．《渐开线圆柱齿轮精度》国家标准 （GB/T10095-1988）。 本标准适用于法向模数mn=1～40mm，分 度圆直径小于4000mm，有效宽度630mm的 渐开线圆柱齿轮及其齿轮副，其基本齿廓按 GB/T1356-1988 《渐开线圆柱齿轮基本齿廓》 的规定。
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2.精度等级及其选择
根据使用要求的不同，允许各公差组选 用不同的精度等级，但在同一公差组内， 各项公差与极限偏差应保持相同的精度 等级。第Ⅲ公差组的精度等级要高于第 Ⅰ，第Ⅱ公差组精度等级，或者相同。
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1.误差代号 2.精度等级及其选择 3.侧隙 4.推荐的检验项目 5.图样标注 6.变位齿轮
4.推荐的检验项目
项目
Ⅰ 公 差Ⅱ 组
Ⅲ
5～7 Fi′或Fp
fi′或ff，±fpt Fβ
精度等级
7，8 Fi〞，Fw或
Fr，Fw fi〞，ff，±fpt
或ff，±fpb Fβ
9，10 Fr ±fpt Fβ
4.推荐的检验项目
检验项目
切向综合公差 齿距累积公差
一齿切向综合公差
齿形公差 基节极限偏差 齿距极限偏差
2．圆柱直齿渐开线花键 （GB/T3478.1-1995）
齿数： z（前面加齿数值）
模数： m（前面加模数值）
30°平齿根： 30P
30°圆齿根： 30R
37.5°圆齿根： 37.5
45°圆齿根： 45
公差等级：
4、5、6、7
配合类别: d(外花键)
H( 内 花 键 );
标准号: GB/T3478.1-1995
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前言
齿轮对于工业来说，是很重要的，它是工业的象 征，它传动功率的范围大, 传动比准确，传动 效率高,寿命长,应用很广泛，而花键和齿轮是 有紧密联系的。通常我们对齿轮及其传动有如 下使用要求：
1. 传动运动的准确性. 2. 传动运动的平稳性. 3. 载荷分布的均匀性 4. 一定的侧隙
6（-0.330-0.495） GB/T 10095-1988
齿厚上偏差, 齿厚下偏差 第Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ公差组的精度等级
5. 图样标注
其中齿厚有三种检验方法，设计人员应根据实 际情况任选一种填入参数表内
齿
法向齿厚公称值及其上，下偏差
Sn
Ess Esi
厚
法向分度圆弦齿高
hn
齿
公法线平均长度及其上，下偏差
5. 图样标注
5. 图样标注
b．齿轮的三个公差组精度不同，表示为： 7 6 6 G M GB/T 10095-1988
齿厚下偏差 齿厚上偏差 第Ⅲ公差组的精度等级 第Ⅱ公差组的精度等级 第Ⅰ公差组的精度等级
5. 图样标注
C．齿轮的三个公差组精度同为6级，其 齿厚上偏差为-330μm，下偏差为-495μm， 表示为：
在一般情况下，花键是作为齿轮传动的工作基 准的，而且在大部分情况下是以内花键作为齿 轮的基准孔，并与齿轮标准相协调。
1．矩形花键（GB/T1144-1987）
1．2 矩形花键标记 矩形花键的标记代号应按次序包括下列项目：键槽N、
小径d、大径D、键宽B、花键公称代号 示例：N=6、d=23、D=26、B=6的标记如下
30°压力角分为30°平齿根和30°圆齿根； 37.5°压力角和45°压力角一般为圆齿根， 平齿根用的较少。
2．圆柱直齿渐开线花键 （ GB/T3478.1-1995）
花键的压力角大，则键齿强度大，在传递的圆周力 相同时，大压力角花键的正压力也大，故摩擦力大。 选择压力角时，主要应从构件的工作特点即有无滑 动、浮动以及配合性质和工艺方法等方面考虑。
2.精度等级及其选择
国标对齿轮及齿轮副规定了12个精度等 级，第1级的精度最高，第12级的精度最 低，我厂规定只采用6，7，8，9四个精 度等级，齿轮副中两个齿轮的精度可以 相同，也允许不同。
根据误差的特性及它们对传动性能的主 要影响，将齿轮的各项公差分成三个组， 如下表：
2.精度等级及其选择
k 、 js 、 h 、 f 、 e 或
2．圆柱直齿渐开线花键 （GB/T3478.1-1995）
标 记 示 例 1 ： 花 键 副 ， 齿 数 24 ， 模 数 2.5 ， 30°圆齿根， 公差等级为5级， 配合类别为 H/h， 标记为:
花键副：INT/ EXT 24z×2.5m×30R×5H/5h GB/T3478.1-1995
3.侧隙
C=+1fpt G=-6 fpt L=-16 fpt R=-40 fpt
D=0
H=-8 fpt M=-20 fpt S=-50 fpt
E=-2 fpt J=-10 fpt N=-25 fpt
F=-4 fpt K=-124 fpt P=-32fpt
一、渐开线圆柱齿轮目录
1.误差代号 2.精度等级及其选择 3.侧隙 4.推荐的检验项目 5.图样标注 6.变位齿轮
3.侧隙
根据工作条件来选择最小极限侧隙jnmin， 分为a，b，c三个侧隙种类，一般推荐中 等侧隙种类b，保证齿轮和壳体温差在 25℃的情况下不会由于发热而卡住。
侧隙是通过选择适当的中心距偏差，齿 厚极限偏差（或公法线平均长度偏差） 等来保证。
3.侧隙
标准规定了14种齿厚（公法线长度）极 限偏差，按偏差数值由小到大的顺序依 次由C，D，E……S表示，若超过14个代 号时，允许自行规定。