齿轮 键 公差与配合共40页
齿轮键公差与配合
根据齿轮的工作原理和受力分析，建立数学模型，计算齿轮键的 配合公差。
经验公式法
根据实际生产经验和历史数据，总结出经验公式，用于计算齿轮 键的配合公差。
类比法
参照类似机械设备的齿轮键配合公差，结合实际情况进行调整。
齿轮键配合公差的优化设计
优化设计方案
根据实际生产情况和用户需求 ，制定多种齿轮键配合公差的
实例三：风力发电机齿轮键公差与配合
总结词
高可靠性和耐久性
详细描述
风力发电机在运行过程中需要承受较大的风载和振动，因此要求齿轮键具备高可靠性和 耐久性。在公差与配合方面，需要充分考虑齿轮键的材料、热处理、加工工艺和装配调 整等因素，以确保齿轮键在长期运行过程中的稳定性和可靠性。同时，还需要加强齿轮
键的维护和检修，及时发现和解决潜在问题，以延长其使用寿命。
通过测量和试验，获取齿轮的实际尺寸和偏差数 据，以此为基础确定齿轮键的公差。
经验数据
参考已有的经验数据或设计手册，根据类似工作 条件和要求的齿轮键公差确定当前齿轮键的公差。
3
优化设计
运用现代设计方法和计算机辅助设计软件，对齿 轮键的几何参数进行优化设计，以确定最佳的公 差值。
齿轮键公差的应用场景
工业制造
优化设计方案。
性能评估
对各种方案进行性能评估，包 括齿轮的工作效率、使用寿命 、噪声等指标。
经济性分析
对各种方案进行经济性分析， 包括制造成本、维护成本等。
综合评价与选择
综合考虑性能与经济性等因素 ，选择最优的齿轮键配合公差
优化设计方案。
04
齿轮键公差与配合的检测 与验证
齿轮键公差与配合的检测方法
在机械、汽车、航空航天等工业制造 领域，齿轮键公差广泛应用于各种传 动系统，如减速器、变速器等。
《公差与配合(GB1800～1804-79)
公差与配合（摘自GB1800～1804－79）1．基本偏差系列及配合种类.2．标准公差值及孔和轴的极限偏差值标准公差值(基本尺寸大于6至500mm)孔的极限差值（基本尺寸由大于10至315mm）μm轴的极限偏差（基本尺寸由于大于10至315mm）公差带级>10～18 >18～30 >30～50 >50～80 >80～120 >120～180 >180～250 >250～315p5+26+18 +31+22+37+26+45+32+52+37+61+43+70+50+79+56▼6+29+18 +35+22+42+26+51+32+59+37+68+43+79+50+88+567+36+18 +43+22+51+26+62+32+72+37+83+43+96+50+108+56注：标注▼者为优先公差等级，应优先选用。
形状和位置公差（摘自GB1182～1184－80）形位公差符号分类形状公差位置公差项目直线度平面度圆度圆柱度平行度垂直度倾斜度同轴度对称度位置度圆跳动全跳动符号圆度和圆柱度公差μm主参数d(D)图例公差等级主参数d(D) mm应用举例>6～10>10～18>18～30>30～50>50～80>80～120>120～180>180～250>250～315>315～400>400～5005 1.5 2 2.5 2.5 3 4 5 7 8 9 10安装E、C级滚动轴承的配合面，通用减速器的轴颈，一般机床的主轴。
6 2.5 3 4 4 5 6 8 10 12 13 157 4 5 6 7 8 10 12 14 16 18 20千斤顶或压力油缸的活塞，水泵及减速器的轴颈，液压传动系统的分配机构8 6 8 9 11 13 15 18 20 23 25 279 9 11 13 16 19 22 25 29 32 36 40 起重机、卷扬机用滑动轴承等10 15 18 21 25 30 35 40 46 52 57 63直线度和平面度公差μm主参数L图例公差等级主要参数L mm应用举例≤10>10～16>16～25>25～40>40～63>63～100>100～160>160～250>250～400>400～6305 2 2.5 3 4 56 8 10 12 15 普通精度的机床导轨6 3 4 5 6 8 10 12 15 20 257 5 6 8 10 12 15 20 25 30 40 轴承体的支承面，减速器的壳体，轴系支承轴承的接合面8 8 10 12 15 20 25 30 40 50 609 12 15 20 25 30 40 50 60 80 100辅助机构及手动机械的支承面，液压管件和法兰的连接面10 20 25 30 40 50 60 80 100 120 150平行度、垂直度和倾斜度公差μm主参数L、d (D)图例公差等级主参数L、d（D） mm应用举例≤10>10～16>16～25>25～40>40～63>63～100>100～160>160～250>250～400>400～6305 56 8 10 12 15 20 25 30 40 垂直度用于发动机的轴和离合器的凸缘，装D、E级轴承和装C、D级轴承之箱体的凸肩6 8 10 12 15 20 25 30 40 50 60 平行度用于中等精度钻模的工作面，7～10级精度齿轮传动壳体孔的中心线7 12 15 20 25 30 40 50 60 80 100 垂直度用于装F、G 级轴承之壳体孔的轴线，按h6与g6连接的锥形轴减速机的机体孔中心线8 20 25 30 40 50 60 80 100 120 150平行度用于重型机械轴承盖的端面、手动传动装置中的传动轴同轴度、对称度、圆跳动和全跳动公差确良μm主参数d(D)、B、L图例公差等级主参数d（D）、B、Lmm应用举例>3～6 >6~10 >10～18 >18～30 >30～50>50～120>120～250>250～5005 3 4 56 8 10 12 156和7级精度齿轮轴的配合面，较高精度的快速轴，较高精度机床的轴套6 5 6 8 10 12 15 20 257 8 10 12 15 20 25 30 408和9级精度齿轮轴的配合面，普通精度M 12 15 20 25 30 40 50 60 高速轴（100r/min 以下），长度在1m以下的主传动轴，起重运输机的鼓轮配合孔和导轮的滚动面表面粗糙度表面粗糙度R a值的应用围粗糙度代号光洁度代号表面形状、特征加工方法应用围ⅠⅡ除净毛刺铸、锻、冲压、热轧、冷轧用于保持原供应状况的表面微见刀痕粗车，刨，立铣，平铣，钻毛坯粗加工后的表面可见加工痕迹车，镗，刨，钻，平铣，立铣，锉，粗铰，磨，铣齿比较精确的粗加工表面，如车端面、倒角微见加工痕迹车，镗，刨，铣，刮1～2点／cm2，拉，磨，锉滚压，铣齿不重要零件的非结合面，如轴、盖的端面，倒角，齿轮及皮带轮的侧面、平键及键槽的上下面，轴或孔的退刀槽看不见加工痕迹车，镗，刨，铣，铰，拉，磨，滚压，铣齿，刮1～2点／cm2IT12级公差的零件的结合面，如盖板、套筒等与其它零件联接但不形成配合的表面，齿轮的非工作面，键与键槽的工作面，轴与毡圈的摩擦面可辨加工痕迹的方向车，镗，拉，磨，立铣，铰，滚压，刮3～10点／cm2IT8～IT12级公差的零件的结合面，如皮带轮的工作面，普通精度齿轮的齿面，与低精度滚动轴承相配合的箱体孔微辨加工痕迹的方向铰，磨，镗，拉，滚压，刮3～10点／cm2IT6～IT8厅级公差的零件的结合面；与齿轮、蜗轮、套筒等的配合面；与高精度滚动轴承相配合的轴颈；7级精度大小齿轮的工作面；滑动轴承轴瓦的工作面；7～8 级精度蜗杆的齿面不可辨加工痕迹的方向布轮磨，磨，研磨，超级加工IT5、IT6级公差的零件的结合面，与C级精度滚动轴承配合的轴颈；3、4、5级精度齿轮的工作面暗光泽面超级加工仪器导轨表面；要求密封的液压传动的工作面；塞的外表面；活汽缸的表面注：1. 粗糙度代号I为第一种过渡方式。
键联接配合公差及齿轮精度与互换性
（一）概 述
1、定心方式及特点 、
主要保证内、 主要保证内、外花键有较高的同轴 并能传递扭矩。 度，并能传递扭矩。 尺寸有：大径D、小径d和键 和键（ 尺寸有：大径 、小径 和键（槽） 宽B。 。 定心方式只有一种： 定心方式只有一种：小径定心
与平键相比， 与平键相比，其优点
定心精度高 导向性能好 承载能力强
1）为保证定心表面的配合性质，内外花键的小径的尺寸公差和形位公 ）为保证定心表面的配合性质，内外花键的小径的尺寸公差和形位公 差的关系必须采用包容要求 采用包容要求。 差的关系必须采用包容要求。 2）花键的位置度公差采用 ）花键的位置度公差采用MMR（值见表 （ 见表6-24）。用综合量规检验。 ）。用综合量规检验。 3）在单件小批生产时，采用单项测量，可规定对称度和等分度公差。 ）在单件小批生产时，采用单项测量，可规定对称度和等分度公差。 平行度。 4）对于较长的花键，可根据使用要求自行规定键侧对轴线的平行度。 ）对于较长的花键，可根据使用要求自行规定键侧对轴线的平行度
产生：切向、 产生：切向、长周期误差 （3）机床传动链的高频误差 ） （4）滚刀的加工误差和安装误差 ） 产生： 产生：短周期误差
三、齿轮精度和侧隙的评定指标
GB10095-88规定： 规定： 规定 影响运动准确性的误差及第I 影响运动准确性的误差及第I公差组 影响运动平稳性的误差及第II II公差组 影响运动平稳性的误差及第II公差组 影响载荷分布均匀性误差及第III III公差组 影响载荷分布均匀性误差及第III公差组 侧隙的评定指标。 侧隙的评定指标。 影响运动准确性的误差及第I公差组 （一）影响运动准确性的误差及第 公差组 1、切向综合误差（∆F i′） 、切向综合误差（ ） 2、齿距累积误差（∆Fp） 、齿距累积误差（ ） 3、齿圈径向跳动（∆Fr） 、齿圈径向跳动（ ） 4、径向综合误差（∆Fi〞） 、径向综合误差（ 5、公法线长度变动（∆Fw） 、公法线长度变动（ ）
常用齿轮_键_公差与配合
a
b
c
两圆柱齿轮内啮合的画法
§12.３ 键及其连接
1. 键的作用 键用于连接轴和轴上的传动件 （如齿轮、皮带轮等）使轴和传动 件不发生相对转动，以传递扭矩或 旋转运动
轴
键
皮带轮
2
键的型式、标记及连接画法 常用键的型式有普通平键、半圆键和钩头楔键，普通平键 分A型、B型、C型
A型
B型 普通平键
C型 半圆键 钩头楔键
［例２］已知轴的基本尺寸为φ 50，公差等级为7级，基本 偏差代号为ｆ，写出公差带代号，并查出极限偏差值。 解:公差带代号为φ 50f7
由轴的极限偏差表查得：上偏差为：－ 0.025ｍｍ，下偏 差为：－0.050ｍｍ，轴的尺寸可写为 -0.025) -0.025 或 30f7( -0.050 50 -0.050
对一定的基本尺寸而言，公差等级越高，公差数值越小， 尺寸精度越高。属于同一公差等级的公差数值，基本尺寸越 大，对应的公差数值越大，但被认为具有同等的精确程度
2）基本偏差——是确定公差带相对零线位置的那个 极限偏差，它可以是上偏差或下偏差。一般指靠近零线的 那个偏差。当公差带在零线上方时，基本偏差为下偏差； 反之，则为上偏差。
圆锥齿轮
蜗轮、蜗杆
按齿轮轮齿方向的不同可分为直齿、斜齿、人字齿等
锥齿轮也有直齿、斜齿等形式
齿形轮廓曲线有渐开线、摆线及圆弧等，通常采用渐开线齿廓 轮毂 轴孔
轮缘
轮齿
齿轮的结构
键槽
辐板
圆柱齿轮
(1)齿顶圆直径(da)是通过 轮齿顶部的圆周直径；
(2)齿根圆直径(df)是通 过轮齿根部的圆周直径；
2.公差等级的选择 考虑到孔的加工较轴的加工困难，因此选用公差等级时， 通常孔比轴低一级
第9章 渐开线圆柱齿轮公差与配合(简介)
图9.3 齿轮齿侧间隙
9.2 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ响齿轮使用要求的主要误差
以滚齿为例来分析。
9.2.1影响齿轮传递运动准确性的主要误差
影响齿轮传递运动准确性的误差，是齿轮齿距分布不 均匀而产生的以齿轮一转为周期的误差，来源于齿轮几 何偏心e1和运动偏心e2 。两者综合产生齿距累积总偏差。
图9.6 运动偏心的影响
图9.7 齿距分布不均匀
9.2.2影响齿轮传动平稳性的主要误差
影响齿轮传递运动准确性的误差，是齿轮各个实际齿距 不相等（单个齿距偏差）和各个齿廓的形状误差（齿廓偏 差），来源于上一节所述引起齿轮齿距分布不均匀的加工 误差及齿轮刀具和机床分度蜗杆的制造误差和安装误差。
9.2.3影响轮齿载荷分布均匀性的主要误差
snc=mz sinδ hc=ra－0.5mz cosδ
图9.18 齿厚偏差与公差
图9.18-1 弦齿高 hc 定位来测量齿厚
1.齿轮齿距累积总偏差ΔFP
ΔFP 是指在齿轮端平面，在接近齿高中部的一个与齿轮基 准轴线同心的圆上，任意两个同侧齿面间的实际弧长与理论 弧长的代数差中的最大绝对值（图9.10）。
合格条件： ΔFP ≤FP （偏差允许值，公差）。
2.齿距累积偏差ΔFPk
合格条件：ΔFPk ≤FPk
3.齿轮径向跳动 ΔFr ≤Fr （ 传递运动准确性的非强制性精度指标）
齿轮啮合时使齿面接触不均匀的误差，在齿宽方向上是 齿向误差（直齿轮的轮齿方向不平行于齿轮基准轴线）或 螺旋线偏差，在齿高方向上是齿廓形状误差。
前者来源于机床刀架导轨倾斜和齿轮坯端面的轴向跳动 （图9.8 图9.9 ），后者来源于第2节所述的 因素。
公差与配合标准表
公差与配合（摘自GB1800～1804－79）
1．基本偏差系列及配合种类
.2．标准公差值及孔和轴的极限偏差值
孔的极限差值（基本尺寸由大于10至315mm）μm
轴的极限偏差（基本尺寸由于大于10至315mm）
注：标注▼者为优先公差等级，应优先选用。
形状和位置公差（摘自GB1182～1184－80）
形位公差符号
圆度和圆柱度公差μm
主参数d(D)图例
直线度和平面度公差μm 主参数L图例
平行度、垂直度和倾斜度公差μm 主参数L、d (D)图例
同轴度、对称度、圆跳动和全跳动公差确良μm 主参数d(D)、B、L图例
表面粗糙度
值的应用范围
表面粗糙度R
5，R a的最大允许值取6.3。
因此，在不影响原表面粗糙要求的情况下，取该值有利于加工。
2. 粗糙度代号Ⅱ为第2种过渡方式。
它是取新国标中相应最靠近的上一档的第1系列值，如原光洁度为▽5，R a的最
大允许值取3.2。
因此，取该值提高了原表面粗糙度的要求和加工的成本。
第十一章齿轮结合的公差与配合
当被测齿轮的齿廓存在径向误差及一些短 周期误差（如齿形误差、基节偏差等）时， 若它与测量齿轮保持双面啮合转动，其中 心距就会在转动过程中不断改变，因此， 径向综合误差主要反映由几何偏心引起的 径向误差及一些短周期误差。
渐开线圆柱齿轮传动精度要求
不同圆柱齿轮的传动精度要求
上述4项要求，对于不同用途、不同工作条 件的齿轮其侧重点也应有所不同。
如：对于分度机构，仪器仪表中读数机构 的齿轮，齿轮一转中的转角误差不超过 1′～2′，甚至是几秒，此时，传递运动准确 性是主要的；
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不同圆柱齿轮的传动精度要求
对于高速、大功率传动装置中用的齿轮，如汽轮 机减速器上的齿轮，圆周速度高，传递功率大， 其运动精度、工作平稳性精度及接触精度要求都 很高，特别是瞬时传动比的变化要求小，以减少 振动和噪声；
基节偏差可用基节仪和万能测齿仪进行测量。
基节偏差（△fpb）
齿形误差（△ff）
齿形误差是在端截面上，齿形工作部分内（齿顶部分 除外），包容实际齿形且距离为最小的两条设计齿形 间的法向距离。设计齿形可以根据工作条件对理论渐 开线进行修正为凸齿形或修缘齿形。
齿形误差会造成齿廓面在啮合过程中使接触点偏 离啮合线，引起瞬时传动比的变化，破坏了传动 的平稳性。
一齿切向综合误差（Δf i′）
一齿径向综合误差（△fi〞）
被测齿轮与理想精确的测量齿轮双面啮合时，在被测 齿轮一齿角内的最大变动量。
△fi〞综合反映了由于刀具安装偏心及制造所产生 的基节和齿形误差，属综合性项目。可在测量径 向综合误差时得出，即从记录曲线上量得高频波 纹的最大幅度值。由于这种测量受左右齿面的共 同影响，因而不如一齿切向综合误差反映那么全 面。不宜采用这种方法来验收高精度的齿轮，但 因在双啮仪上测量简单，操作方便，故该项目适 用于大批量生产的场合。
常用齿轮_键_公差与配合43页PPT
11、获得的成功越大，就越令人高兴 。野心 是使人 勤奋的 原因， 节制使 人枯萎 。 12、不问收获，只问耕耘。如同种树 ，先有 根茎， 再有枝 叶，尔 后花实 ，好好 劳动， 不要想 太多， 那样只 会使人 胆孝懒 惰，因 为不实 践，甚 至不接 触社会 ，难道 你是野 人。(名 言网) 13、不怕，不悔(虽然只有四个字，但 常看常 新。 14、我在心里默默地为每一个人祝福 。我爱 自己， 我用清 洁与节 制来珍 惜我的 身体， 我用智 慧和知 识充实 我的头 脑。 15、这世上的一切都借希望而完成。 农夫不 会播下 一粒玉 米，如 果他不 曾希望 它长成 种籽； 单身汉 不会娶 妻，如 果他不 曾希望 有小孩 ；商人 或手艺 人不会 工作， 如果他 不曾希 望因此 而有收 益。-- 马钉路 德。
Hale Waihona Puke 40、学而不思则罔，思而不学则殆。——孔子
谢谢！
36、自己的鞋子，自己知道紧在哪里。——西班牙
37、我们唯一不会改正的缺点是软弱。——拉罗什福科
xiexie! 38、我这个人走得很慢，但是我从不后退。——亚伯拉罕·林肯
39、勿问成功的秘诀为何，且尽全力做你应该做的事吧。——美华纳
轴和齿轮的公差标注
大齿轮轴
1
2
3
பைடு நூலகம்
4
5 6
2×450
2×450
3.确定齿厚上、下极限偏差及侧隙检测项目 （1）补偿热变形所需侧隙为：
（2）保证正常润滑所需侧隙为：
（3）补偿制造和安装误差所需侧隙为：
（4）齿轮副中心距极限偏差，查表12-17： ±fa=±31.5μm
（5）大、小齿轮的齿厚上偏差为：
（6）大齿轮的齿厚公差为：
大齿轮的齿厚下偏差为：
（7）确定大齿轮的齿厚上、下偏差代号：
轴头4：基本尺寸φ56mm，与齿轮孔相配合φ55H7/r6， 公差原则采用包容原则，其圆柱表面相对于轴颈3和6 的轴线所形成的公共基准轴线A-B有径向圆跳动的要求， 公差等级7级，表面粗糙度数值1.6μm。 轴肩5：基本尺寸φ56mm，两轴肩端面为止推面，起 轴向定位的作用，相对于轴颈3和6的轴线所形成的公 共基准轴线A-B有端面圆跳动的要求，公差等级6级。 表面粗糙度数值参阅书147页表7-13。 轴头1和4上的键槽：剖面尺寸、尺寸公差、对称度公 差、表面粗糙度参阅平键标准书210页表11-2、11-3及 212页。
2.选择误差检验组，并确定相应的公差值或极限偏差值 两齿轮属中等精度，为小批量生产，选择检验组为： 第Ⅰ公差组选△Fr与△FW ，查表12-13 大齿轮：Fr2 =0.063mm， FW2 =0.05mm
第Ⅱ公差组选△ff与△fpb ，查表12-14 大齿轮：ff2=0.018mm， ±fpb2 =±0.020mm 第Ⅲ公差组选△Fβ，查表12-15 大、小齿轮：Fβ1= Fβ2=0.016mm
图样标注：
4.齿坯的精度
1
2
3
4
5
6