齿轮的精度设计08新标准

4.齿轮刀具铲形面误差
刀具铲形面的近似造型或其 制造和刃磨误差引起。 进给量和刀具切削刃数目有 限，切削过程断续也产生齿 形误差。 在切削斜齿轮时还会引起接 触线误差。 使工件产生基圆齿距偏差和 接触线误差，从而影响直齿 轮的工作平稳性和直齿轮、 斜齿轮的全齿高接触。
基节偏差
刀具铲形面和齿形角误差所引起基节偏差——（齿轮实 际基节与公称基节之差）将引起齿轮啮合换齿过程中发 生瞬时传动的变化，引起冲击、振动和噪声。
直齿圆柱齿轮齿向偏差的测量
4.切向综合偏差
（1）切向综合总偏差F'I ： 产品齿轮与（理想精确的）测量齿轮单 面啮合时，在产品齿轮一转内，齿轮分度圆 上实际圆周位移与理论圆周位移的最大差值 。 该偏差是评定齿轮传递运动准确性的最佳综 合评定指标。 切向综合偏差是在单面啮合综合检查仪（简 称单啮仪）上进行测量的。
误差类型
按对齿轮传动精度要求 按周期长短：一转、一
个齿距角
按误差方向：径向误差、
切向误差、轴向误差 按对象：单个齿轮、成 对齿轮
径向误差
以滚切直齿圆柱齿轮为例，分析在切齿过程 中所产生的主要加工误差 。
齿轮在机床上的安装几何偏心误差，它会引起齿轮 齿距分布不均匀，齿距由小变大到最大，再由最大 逐渐变小到最小，从而影响传动准确性。
齿坯孔与机床心轴的安装偏心（e），也称几何偏心，是 齿坯在机床上安装时，齿坯基准轴线O'O'与工作台回转 轴线OO不重合形成的偏心e。加工时，滚刀轴线与工作台 回转轴线OO距离保持不变，但与齿坯基准轴线O'O'的距 离不断变化（最大变化量为2 e）。滚切成如图所示的齿 轮，使齿面位置相对于齿轮基准中心在径向发生了变化， 故称为径向误差。工作时产生以一转为周期的转角误差， 使传动比不断改变。
齿厚偏差
影响侧隙大小和不均匀性的主要误差齿厚偏差 及其变动量，齿厚偏差是实际齿厚与公称齿厚 之差。
齿轮副的安装误差
齿轮副中心距离偏差：齿轮副的齿宽中间平面 内，实际中心距与公称中心距之差。 这是侧隙评定指标。
轴线的平行度误差：
f x 是一对齿轮的轴线在基准平面上的投影
的平行度误差 。
7.2.2径向综合偏差与径向跳动
2.一齿径向综合偏差fi〞 ：产品齿轮与测量齿
轮双面啮合一整圈时，对应测量齿轮一个齿距 （3600/Z）的径向综合偏差。
3.径向跳动偏差Fr
齿轮一转范围内，测头在 齿高中部的位置双面接触， 测头相对于齿轮基准轴线 的径向位移的变动量 。 Fr主要反映由于齿坯偏心 引起的齿轮径向长周期误 差。是反映运动精度的项 目。可用齿圈径向跳动检 查仪测量，测头可以用球 形或锥形。
以齿轮上任一齿距作为基准齿距，依次测出 其余齿距对基准齿距的偏差，通过数据处理， 求出和 。 可在齿距仪或万能测齿仪上进行。
2.齿廓偏差
实际齿廓偏离设计齿廓的量，在端平面 内且垂直于渐开线齿廓的方向计值。
2.齿廓偏差
（1）齿廓总偏差（Fα） 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。 主要影响齿轮平稳性 精度。
3.螺旋线偏差
在端面基园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（Fß）在计值范围Lß内， 包容实际螺旋线迹线的两条设计螺旋线 迹线间的距离。 主要影响齿面接触精度。用于评定大功率 高速高精度宽斜齿轮，人字齿轮。 可在螺旋线检查仪上测量。
（2）螺旋线形状偏差（ffß）在计值范围Lß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两 条曲线间的距离，且两条曲线与平均螺旋线迹线的距 离为常数。平均螺旋线迹线是在计值范围内按最小二 乘法确定的。 （3）螺旋线倾斜偏差（fHß）在计值范围Lß的两端，与 平均螺旋线迹线相交的两条设计螺旋线迹线间的距离。 Fß ffß fHß 取值方法适用于非修形螺旋线，而当齿形设计 成修形螺旋线时，设计螺旋线迹线不再是直线。 对直齿圆柱齿轮，ß=0，此时的Fß称为齿向偏差。
7.2 圆柱齿轮精度的评定指标及检测
轮齿同侧齿面偏差 径向综合偏差与径向跳动 齿厚偏差及齿侧间隙
7.2.1 轮齿同侧齿面偏差
1. 齿距偏差
（1）单个齿距偏差 （fpt ）
齿距偏差是指在端平面 上，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 距之代数差 。
在每一次转齿和换齿的啮合过程中产 生转角误差，影响齿轮传动的平稳性。
被检验齿轮的一转
切向综合偏差
12 5 23 21
F
' i
19 17
15 13
11 9 f 7
' i
5
3
1 25
（2）一齿切向综合偏差（f i′）
在被测齿轮一齿距角内，实际转角与 公称转角之差的最大幅度值 。
f i′主要反映由刀具和分度蜗杆的安装及制造 误差所造成的，齿轮上齿形、齿距等各项短 周期综合误差，是综合性指标。其测量仪器 与测量F i′相同，如图，切向综合偏差曲线 上的高频波纹即为f i′。

7.2.3齿厚偏差及齿侧间隙
为使齿轮啮合时有一定的侧隙，应将箱体中 心距加大或将轮齿减薄。考虑到箱体加工与 齿轮加工的特点，宜采用减薄齿厚的方法获 得齿侧间隙（即基中心距制）。 为控制齿厚减薄量，以获得必要的侧隙，可 以采用下列评定指标： 1.齿厚偏差（ESn）
2.公法线平均长度偏差（Ebn）
齿侧间隙：在齿轮传动过程中，非接触面一定要有合理
的间隙。一方面为了贮存润滑油，一方面为了补偿齿轮的 制造和变形误差。避免齿轮在工作中可能咬死和烧伤。
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。
圆柱齿轮的制造误差
影响上述4项要求的误差因素，主要包括 齿轮的加工误差和齿轮副的安装误差。 影响传动准确性的主要误差 （几何偏心；运动偏心） 影响传动平稳性的主要误差 （基节偏差 ； 齿形误差 ） 影响载荷分布均匀性的主要误差 （ 齿向误差 ；基节偏差；齿形误差 ） 影响侧隙的主要误差 （齿厚偏差 ）
齿轮因齿厚减薄使公法线长度也相应减小，所以可用 公法线平均长度偏差作为反映侧隙的一项指标。 公法线长度是在基圆柱切平面上跨k个齿在接触到一 个齿的右齿面和另一个齿的左齿面的两个平行平面之 间测得的距离。 公法线长度的公称值由下式计算：
3.齿侧间隙
法向侧隙jbn:当两个齿轮的工作齿面相互接触时， 其非工作齿面之间的最短距离。在啮合线即基 圆切线方向测量。 圆周侧隙jwt：当固定两个啮合齿轮中的一个时， 另一个齿轮所能转过的节圆弧长的最大值。 jbn= jwtcosαwt cosßb α wt_端面工作压力角 ßb——基圆螺旋角
（2）齿距累积偏差（Fpk）
任意K个齿距的实际弧长与理论弧长之代 数差 。（K为2到小于Z／8的整数；Z为齿 轮齿数） 理论上，它等于K个齿距的各单个齿距 偏差的代数和。 规定Fpk是为了限制齿距累积总偏差集中在 局部圆周上 ，影响传动的平稳性，产生振 动和噪声。
（3）齿距累积总偏差（Fp）
切向误差
分度蜗轮轴线与工作台中心线的安装偏心（ K ） OO O2O2为机床分度蜗轮的轴线，它与机床心轴的轴线 不重合，形成安装偏心eK 。这时尽管螺杆匀速旋转， 蜗杆与蜗轮啮合节点的线速度相同，但由于蜗轮上的半 径不断改变，从而使蜗轮和齿坯产生不均匀回转，角速 度在（ω +Δ ω ）和（ω -Δ ω ）之间，以一转为周期变 化。运动偏心并不产生径向误差，而使齿轮产生切 差 向误。
e
3.轴向误差
刀具沿工件轴向移动 的误差。 原因：机床导轨不精 确；齿坯轴线歪斜； 轴向误差破坏齿的纵 向接触，对斜齿轮还 破坏齿高接触。
影响齿宽方向载荷分布均匀性的是齿向误差。 影响齿高方向载荷分布均匀性的是基节偏差 和齿形误差。

齿向误差――指齿侧面的实际方向偏离规定的
正确方向而引起的形状和方向误差。
传动精确性 是指传递运动的准确性。为了保证齿轮传动的运动精 度，应限制齿轮一转中最大转角误差 。 运动平稳性 为减少冲击、振动和噪声，保证齿轮传动瞬时传动比 不过大。要限制一齿距角范围内转角误差的最大值。
接触精度：要求齿轮在接触过程中，载荷分布要均匀，
接触良好，以免引起应力集中，造成局部磨损，影响齿轮 的使用寿命。
同侧齿面间任意弧段内的最大齿距累积偏差。 齿距累积偏差反映了一转内任意个齿距的最 大变化，它直接反映齿轮的转角误差，是几 何偏心和运动偏心的综合结果。因而可以较 为全面地反映齿轮的传递运动准确性。 齿距累积偏差的测量可在齿距仪或万能测齿 仪上进行。
齿距累积偏差
齿距累积总偏差Fp
齿距累积误差 可用绝对值或相对法进行测量
7.2.2径向综合偏差Fi〞与径向跳动Fr
1.径向综合偏差：产品齿轮（在其齿轮齿廓的有效长度 LAE上）与测量齿轮双面啮合时，在产品齿轮一转内,双啮 中心距的最大变动量称为径向综合偏差Fi〞。
（无侧隙啮合亦称双面啮合，即左、右侧齿廓面同时 参与啮合，其目的在于提高齿轮间的啮合刚度，避免 脱啮现象发生和产生脱啮振动）
齿形误差
刀具铲形面形状误差使齿轮端面上实际齿形对 标准的渐开线产生形状误差。它使一对齿轮正 常啮合时发生瞬时渐开线的变化 。
影响齿宽方向载荷分布均匀性的是齿向误差。 影响齿高方向载荷分布均匀性的是基节偏差 和齿形误差。

齿向误差――指齿侧面的实际方向偏离规定的
正确方向而引起的形状和方向误差。
2.齿廓偏差
（2）齿廓形状偏差（ffa） 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 迹线间的距离。且两条 曲线与平均齿廓迹线的 距离为常数。
2.齿廓偏差
（3）齿廓倾斜偏差 （fHa）在计值范 围的两端与平均齿 廓迹线相交的两条 设计齿廓迹线间的 距离。
2.齿廓偏差
齿廓偏差的检 验—齿形检验 单圆盘式渐开线 检查仪
Ts 2tg n F b
2 r
2 r
则齿厚下偏差 ESni= Esns -Tsn
齿侧间隙的获得（基中心距制） 和检验项目
第7章 圆柱齿轮传动的互换性
齿轮结合精度设计
7.1概述
了解圆柱齿轮传动的精度要求。 了解齿轮误差产生的原因及误差特性。 了解圆柱齿轮传动精度的评定指标及检测 掌握圆柱齿轮传动精度设计的基本方法。
（齿轮精度等级和检验项目的选用以及确定齿轮 副侧隙的大小的方法）
圆柱齿轮传动精度要求
1.齿厚偏差（ESn）
齿厚偏差是指在齿轮分度圆柱面上，齿厚的实际值与 公称值之差。 为了保证一定的齿侧间隙，齿厚的上偏差（ESnS）， 下偏差（ESni）一般都为负值。

1.齿厚偏差（ESn）
2.公法线平均长度偏差（Ebn）
• 公法线平均长度偏差是指在齿轮一周内， 公法线长度平均值与公称值之差。 即 Ebn=（W1+W2+…+Wk）/z — Wn
f y 是一对齿轮轴线在垂直于基准平面并
且平行于基准轴线的平面上的投影的平 行度误差。
圆柱齿轮精度国家标准
பைடு நூலகம்
为了满足齿轮传动的使用要求，保证齿轮传动 质量，需要对齿轮的加工误差规定公差加以限 制。 在圆柱齿轮的国家标准《渐开线圆柱齿轮精度》 (GB10095—88)中，齿轮和齿轮副的误差及其 公差共有22项，如下表所列。 新国标 《圆柱齿轮 精度制》(GB/T10095—2008)； 《 圆 柱 齿 轮 检 验 实 施 规 范 》 ( GB/Z18620— 2008）； 《渐开线圆柱齿轮精度 检验细则》 (GB/T13924—2008)
3.齿侧间隙
最小侧隙jbnmin的确定： 工作时线速度小于15m/min,箱体、轴、 轴承采用商业制造公差， jbnmin可按下式计算 Jbnmin=2/3(0.06+0.0005a+0.03mn)
齿侧间隙的获得（基中心距制） 和检验项目
1）用齿厚极限偏差控制：当主被动轮齿厚都做成最大 值ESnS且相等时 jbnmin =2| ESnS | cosαn 则有 ESnS=- jbnmin/2 cosαn 当对最大侧隙也有要求时，齿厚下偏差也需要控制， 齿厚公差