第10章渐开线圆柱齿轮的公差及检测

图10-7 切向综合偏差
二、齿轮径向综合偏差
1．径向综合总偏差 指在径向(双面)综合检验时，产
品齿轮的左右齿面同时与测量齿轮接触，并转过一整
转时，出现的中心距的最大值和最小值之差
2．一齿径向综合偏差 指当产品齿轮啮合一整圈时，
对应一个齿距(360°/z)的径向综合偏差值，亦即齿轮
在一个齿距内双啮中心距的最大变动量
4．切向综合偏差 （1）切向综合总偏差 指被测齿轮与测量齿轮单面啮 合检验时，被测齿轮一转内，齿轮分度圆上实际圆周 位移与理论圆周位移的最大差值 （2）一齿切向综合偏差 在一个齿距内的切向综合偏 差，是指被测齿轮与测量齿轮单面啮合时，在被测齿 轮一个齿距内，齿轮分度圆上实际圆周位移与理论圆 周位移的最大差值
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 旋线偏离设计螺旋线的量 （1） 螺旋线总偏差 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 （2） 螺旋线形状偏差 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曲线间 的距离 （3） 螺旋线倾斜偏差 在计值范围的两端与平均螺 旋迹线相交的设计螺旋线迹线间的距离
四、齿轮检验项目的确定
根据GB/ T10095.1—2001的规定，对于单个齿
轮的加工精度，应检验单个齿距偏差、齿距累积总偏 差、齿廓总偏差、螺旋线总偏差。齿距累积偏差用于 高速齿轮的检验。
当检验切向综合偏差和时，可不必检验单个齿距和
齿距累积总偏差 。
五、齿轮精度等级在图样上的标注
若齿轮所有的检验项目 精度为同一等级时， 可只标 注精度等级和标准号。 如齿轮检验项目 精度同为 ７ 级， 则可标注为： 7 GB/ T10095.1—2001 或 7 GB/ T10095.2—2001 若齿轮的各个检验项目 的精度不同时， 应在各精度 等级后标出相应的检验项目 。 如齿廓总偏差 Ｆα 为 ６ 级， 齿距累积总偏差 Ｆｐ 和螺旋线总偏差 Ｆβ 为 ７ 级， 则应标注为： 6(Fα)、7(F ρ 、F β)GB/T10095.1-2008
第十章
第一节 概
渐开线圆柱齿轮的公差及检测
述
第二节 渐开线圆柱齿轮精度的评定参数 第三节 渐开线圆柱齿轮精度等级及应用
第四节 齿轮坯的精度和齿面粗糙度
第五节 渐开线圆柱齿轮副的精度 第六节 齿轮精度设计举例
第七节 齿轮旧国标(GB/T 10095—1988)的评定指标
HH4A
第一节 概述
一、齿轮传动的使用要求
图10-8 径向综合偏差
三、齿轮径向跳动
齿轮径向跳动Fr在标准的正文中没有给出，只在GB/T 10095.2—2001的附录中给出
小结
评定指标 公差或极限偏差
评定指标 径向 综合 总偏 差Fi″
公差 径向 综合 总公 差Fi″
对传动性能的主要影响
单个齿距偏差fpt 齿距 偏差 齿距累积偏差Fp k 齿距累积总偏差Fp 齿廓总偏差Fα 轮 齿 同 侧 齿 面 偏 差 齿廓 偏差 齿廓形状偏差ffα 齿廓倾斜偏差fHα 切向综合总偏差Fi′ 切向 综合 偏差
HH4A
表10-6
″(摘自GB/T 10095.2—2001)
表10-7
″(摘自GB/T 10095.2—2001)
HH4A
表10-8
(摘自GB/T 10095.2—2001)
HH4A
三、齿轮精度等级的选择
1．计算法 依据齿轮传动用途的主要要求，计算确定出其中 一种使用要求的精度等级，再按其他方面要求，作适 当协调，来确定其它使用要求的精度等级 2．类比法 类比法是依据以往产品设计、性能试验以及使用过 程中所积累的经验，以及较可靠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。
4）设计齿廓 符合设计规定的齿廓，当无其它限定 时，是指端面齿廓。 5）被测齿面的平均齿廓 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。 (2 ) 齿廓总偏差 在计值范围内，包容实际齿廓迹线 的两条设计齿廓迹线间的距离 (3) 齿廓形状偏差 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 (4) 齿廓倾斜偏差 在计值范围内的两端与平均齿廓 迹线相交的两条设计齿廓迹线间的距离
图10-4 齿距偏差与齿距累积偏差
2．齿廓偏差 齿廓偏差指实际齿廓偏离设计齿廓的量，该量为在 端平面内且垂直于渐开线齿廓的方向计值。 (1)有关齿廓偏差的相关定义 1)可用长度 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 到可用齿廓的内界限点。 2)有效长度 可用长度对应于有效齿廓的那部分。 3)齿廓计值范围 可用长度中的一部分，在Lα内应遵 照规定精度等级的公差。
一齿切向综合公差fi′ 螺旋线总公差Fβ 螺旋线形状公差ff β 螺旋线倾斜极限偏差 ±fHβ
其中Fp、Fi″、Fr 、Fi′是长周期偏差，影 响齿轮传递运动的准确性。 Fi″、Fr反映几何偏心引起的径向误差， Fi′、Fp反映几何偏心、运动偏心引起切 向误差 fpt、、fi′、fi″及齿廓偏差是短周期偏差， 影响齿轮传动的平稳性。 螺旋线偏差主要影响载荷分布的均匀性 。
1．传递运动的准确性 即要求齿轮在一转范 围内，最大转角误差限制在一定范围内， 以控制从动件与主动件在一转范围内的传 动比变化。
2．传动的平稳性 即保证齿轮传动的每个瞬间传动 比变化小，以减小振动,降低噪声（主要控制齿轮以 一齿为周期的短周期转角误差）。 3．载荷分布的均匀性 即要求齿轮啮合时齿面接触 良好，以免引起应力集中，造成齿面局部磨损加剧 ，影响齿轮的使用寿命。 4．传动侧隙的合理性 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 轮在传动过程中可能卡死或烧伤。
图10-6 螺旋线偏差 a)螺旋线总偏差 b)螺旋线形状偏差 c)螺旋线倾斜偏差 ⅰ)设计螺旋线：未修形的螺旋线；实际螺旋线：在减薄区内具有偏向体内的负偏差 ⅱ)设计螺旋线：修形的螺旋线(举例)；实际螺旋线：在减薄区内具有偏向体内的负偏 ⅲ)设计螺旋线：修形的螺旋线(举例)；实际螺旋线：在减薄区内具有偏向体外的正偏差
二、偏差的计算公式及允许值
(1)同侧齿面偏差允许值的圆整规则
如果计算值大
于10μm，圆整到最接近的整数；如果计算值小于10μ m,圆整到最接近的尾数为0.5μm小数或整数；如果小 于5μm，圆整到最接近的尾数为0.1μm一位小数或整 数。 (2)径向综合公差和径向跳动公差的圆整规则 如果
计算值大于10μm，圆整到最接近的整数；如果计算 值小于10μm，圆整到最接近的尾数为0.5μm小数或整
HH4A 数。
表10-1 齿距偏差、径向综合偏差和径向跳动允许值的计算式
HH4A
表10-2
(摘自GB/T 10095.1—2001)
表10-3
(摘自GB/T 10095.1—2001)
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表10-4
(摘自GB/T 10095.1—2001)
表10-5
(摘自GB/T 10095.1—2001)
图10-5 齿廓偏差 a)齿廓总偏差 b)齿廓形状偏差 c)齿廓倾斜偏差 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(举例)；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(举例)；实际齿廓：在减薄区内具有偏向体外的正偏差
工作条件 与 适用范围
特别精密分 度机构中或 在最平稳、 且无噪声的 极高速情况 下工作的齿 轮；特别精 密分度机构 中的齿轮； 高速汽轮机 齿轮；检测 6～7级齿轮 用的测量齿 轮
无需特别精 密的一般机 械制造用齿 轮；分度链 以外的机床 传动齿轮； 航空、汽车 制造业中不 重要齿轮； 起重机构用 齿轮；农业 机械中的小 齿轮；通用 减速器齿轮
圆柱齿轮精度的适用范围
精度等级 圆周速度 (m/s) 4 直齿轮＞35 斜齿轮＞70 5 直齿轮＞ 20 斜齿轮＞ 40 精密分度 机中或要 求极平稳 且无噪声 的高速工 作的齿轮 ；精密分 度机构用 齿轮；高 速汽轮机 齿轮；检 测8～9级 齿轮用测 量齿轮 6 直齿轮至 15 斜齿轮至 30 要求最 高效率且 无噪声的 高速平稳 工作的齿 轮；分度 机构的齿 轮；特别 重要的航 空、汽车 齿轮；读 数装置中 特别精密 传动的齿 轮 7 直齿轮至 10 斜齿轮至 15 增速和减 速用齿轮 传动；金 属切削机 床进刀机 构用齿轮 ；高速减 速器用齿 轮；航空 、汽车用 齿轮；读 数装置用 齿轮 8 直齿轮至6 斜齿轮至10 9 直齿轮 至2 距累积极限偏差Fp k 齿距累积总公差Fp 齿廓总公差Fα 齿廓形状公差ffα 齿廓倾斜极限偏差 ±fHα 切向综合总公差Fi′ 径 向 综 合 偏 差 与 径 向 跳 动 径 向 综 合 偏 差
一齿 径向 综合 偏差fi″
一齿 径向 综合 公差fi″
一齿切向综合偏差fi′ 螺旋线总偏差Fβ
载荷分布的均匀性 齿坯轴线歪斜、机床刀架导轨的误差等。种类误差 用轮齿同侧齿面轴向偏差来评定
侧隙的合理性
影响侧隙的主要因素是齿轮副的中心距偏差和齿厚 偏差
第二节 渐开线圆柱齿轮精度的评定参数 一、轮齿同侧齿面偏差
1．齿距偏差 （1） 单个齿距偏差 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
螺旋 线 偏差
螺旋线形状偏差ff β 螺旋线倾斜偏差fHβ
径向跳动 Fr
径向 跳动 公差Fr
第三节 渐开线圆柱齿轮精度等级及应用
一、渐开线圆柱齿轮精度等级
1．轮齿同侧齿面偏差规定了0、1～12共13个精度等级，其中 0级最高，13级最低。标准适用范围为：分度圆直径为5～ 10000mm，法向模数为0.5～70mm，齿宽为4～1000mm的 渐开线圆柱齿轮。 2．径向综合偏差规定了4、5～12共9个精度等级，其中4级最 高，12级最低。标准适用范围为：分度圆直径为5～ 1000mm，法向模数为0.2～10mm的渐开线圆柱齿轮。 3．径向跳动 GB/ T10095.2—2001在附录B中推荐了0、1～ 12共13个精度等级，其中0级最高，13级最低。适用于分度 圆直径为5～10000mm，法向模数为0.5～70mm，齿宽为4 ～1000mm的渐开线圆柱齿轮。