齿轮的检测.

《机械零件测量与检验》渐开线圆柱齿轮的检测——电子教案

数控技术专业

名师课堂资源开发小组

2016年2月

子任务五：齿轮的检测

我部门承接了一批齿轮的加工，现需要我们对其弦齿厚和公法线长度尺寸误差进行测量与检验。如图7-1

图7-1 齿轮

一、 零件尺寸公差的分析

图7-1为齿轮，是典型的盘盖类零件，该齿轮的模数为2mm ，啮合角为20°，齿数为29，精度等级为8，跨齿数为4，公法线长度为21.42mm ，齿顶圆直径为ф62

01

.0-，分度圆直径为58，

查表可知，分度圆弦齿厚为1.57，分度圆弦齿高为1.0212，齿轮的宽度为15，齿轮的轮毂孔直径为ф20H8，键槽宽度为5H9，键槽底面到对面的轮毂孔壁的距离尺寸为22.2

010

.0-，这是根

据GB/T 1095-2003、GB/T 1096-2003《平键和键槽的公差》的规定而设计的，其它尺寸均为未注线性尺寸公差，按GB/T 1804-m 处理。 齿轮的相关专业术语及知识点

1、渐开线圆柱齿轮的精度标准

渐开线圆柱齿轮的公差与测量标准有GB/T 10095.1-2008

圆柱齿轮 精度制 第1部

分：轮齿同侧齿面偏差的定义和允许值；GB/T10095.2-2008 圆柱齿轮 精度制 第2部分：径向综合偏差与径向跳动的定义和允许值；GB/T13924-2008 渐开线圆柱齿轮精度 检

验细则三项标准规定。 2、渐开线圆柱齿轮应用

渐开线圆柱齿轮是常用件，齿廓部分结构是标准的，其他部分需单独设计。主要用于传动，传动效率高。其传动形式：圆柱齿轮主要传递两平行轴间运动；圆锥齿轮主要传递两相交轴间运动；蜗轮、蜗杆主要传递两交叉轴间运动。

（a）圆柱齿轮传动(b）

圆锥齿轮传动（c）蜗轮与蜗杆传动

图7-2 齿轮传动的形式

3、圆柱齿轮传动的要求

１）传递运动的准确性：指齿轮在一转范围内，最大转角误差不超过一定的限度。

２）传动的平稳性：要求齿轮在转一齿范围内，瞬时传动比变动不超过一定的限度。

３）载荷分布的均匀性：要求一对齿轮啮合时，工作齿面要保证一定的接触面积，从而避免应力集中，减少齿面磨损，提高齿面强度和寿命。

４）齿侧间隙合理性：要求一对齿轮在啮合时，在非工作齿面间要有一定的齿侧间隙，用来贮油、承受变形。

4、齿轮传动准确性的应检指标

1）影响传动平稳性应检指标及检测

（1）单个齿距偏差

f

pt

在分度圆上（允许在齿高中部测量），实际齿距与公称齿距之差。公称齿距是指所有实际齿距的平均值。见图7-3所示，其偏差可查圆柱齿轮精度制 GB/T10095.1-2008圆柱齿轮精度制第1部分：轮齿同侧齿面偏差的定义和允许值

f

图7-3 单个齿距偏差

pt

（2）齿距累积总偏差Fp

齿距累积总偏差是指实际齿廓对设计齿廓的偏离量，包容实际齿廓工作部分且距离为最小的两条设计齿廓之间的法向距离是齿廓总偏差。见图7-4所示

图7-4 齿距累积总偏差Fp

2、轮齿载荷分布均匀性的应检指标

（1）在齿宽方向是螺旋线总偏差Fβ

3、评定齿轮齿厚减薄量用的侧隙指标

（1）齿厚偏差Esn (极限偏差Esns,Esni) ：是指

在分度圆柱面上齿厚的实际值与其公称值之差。

图7-5 齿厚偏差△Esn (极限偏差Esns,Esni)

（2）公法线平均长度偏差Ew (极限偏差Ews ，Ewi)

公法线平均长度偏差Ew 是指实际公法线长度W 与公称公法线长度之差。见图7-6所示

图7-6 公法线平均长度偏差Ew 4、渐开线齿轮的公差

（1）齿轮精度等级的选用

按GB/T 10095.1—2008 及GB/T10095.2—2008规定，齿轮精度分为13级，分别用0、1、2···、12表示，0级为精度最高，12级最低。通常0~2级为待发展级；3~5级为高精度级；6~8级为中等精度级；9~12级为低精度等级。齿轮精度见表7-1。

表7-1 齿轮精度

齿轮精度等级要根据齿轮的用途、分度圆线速度等工作条件来选择。觉见机器传动中所

W= mcos α［3.14（k-0.5）+zinv α］2x msin α

k = Z α / 180° +0.5 式中： k 为跨齿数；m 为模数；Z 为齿数；inv α为渐开线函数， inv20°

=0.014904

应用的齿轮精度等级见表7-2；齿轮的精度等级和加工方法及使用范围见表7-3

表7-4 不同机械传动中齿轮采用的精度等级

应用范围精度等级应用范围精度等级应用范围精度等级测量齿轮2～5 航空发动机4～7 电气机车6～7 透平减速器3～6 拖拉机6～9 轻型汽车5～8 金属切削机床3～8 通用减速器6～8 载重汽车6～9 内燃机车6～7 轧钢机5～10 农业机器8～10 矿用绞车8～10 起重机械6～10

表7-5 齿轮的精度等级和加工方法及使用范围

精度等级

5级

(精密级)

6级

(高精度级)

7级

(比较高的精度级)

8级

(中等精度级)

9级

(低精度级)

加工方法

在周期性误差非常

小的精密齿轮机床上

范成加工

在高精度

的齿轮机床上

范成加工

在高精度的齿轮机

床上范成加工

用范成法

或仿型法加工

用任意

的方法加工

齿面最终精加

工精密磨齿。大型齿轮

用精密滚齿滚切后，

再研磨或剃齿

精密磨齿或剃

齿

不淬火的齿轮推荐用高

精度的刀具切制。淬火的

齿轮需要精加工(磨齿、

剃齿、研磨、衍齿)

不磨齿。必要时

剃齿或研磨

不需要精加

工

齿面粗糙度0.8 0.8～1.6 1.6 1.6～3.2 3.2 齿根粗糙度0.8～3.2 1.6～3.2 3.2 3.2 6.4

使用范围

精密的分度机构

用齿轮。用于高速、

并对运转平稳性和噪

声有比较高的要求的

齿轮。高速汽轮机用

齿轮。8级或9级齿轮

的标准齿轮

用于在高

速下平稳地回

转，并要求有

最高的效率和

低噪声的齿

轮。分度机构

用齿轮。特别

重要的飞机齿

轮

用于高速、载荷小或

反转的齿轮。机床的进给

齿轮，需要运动有配合的

齿轮。中速减速齿轮。飞

机齿轮。人字轮。飞机齿

轮。人字齿的中速齿轮

对精度没

有特别要求的

一般机械用齿

轮。棚，床齿轮

(分度机构除

外)。特别不重

要的飞机、汽

车、拖拉机齿

轮。起重机、农

业机械、普通减

速器用齿轮

用于对

精度要求不

高，并且在低

速下工作的

齿轮

圆周速度(米/直齿轮20以上到15 到10 到6 到2 斜齿轮40以上到30 到20 到12 到4