齿轮的检测

一典型零件检测

1.5齿轮的检测

1.5.1 齿轮线性尺寸的测量

1.5.1.1分析工作任务书

1.阅读齿轮零件图，了解减速器直齿圆柱齿轮的结构；

2. 熟练掌握齿轮的基础知识；

3.掌握齿轮检测原理；

4. 掌握常用的齿轮检测工具；

5.选择齿轮的检测方案，确定测量工具；

6.进行检测；

7.记录数据并进行数据处理；

8.上交检测报告，进行评价。图1-5-1 减速器齿轮零件图

1.5.1.2掌握齿轮的基础知识

一、齿轮的分类和使用要求

（一）齿轮分类：

齿轮传动广泛的用于传递回转运动、传递动力和精密分度等。机器或仪器中

齿轮传动的质量和效率主要取决于齿轮的制造精度和齿轮副的安装精度。其工作

性能、承载能力、使用寿命及工作精度等都与齿轮的制造精度有密切关系。

齿轮传动按照用途主要分为三种类型：传动齿轮、动力齿轮、分度齿轮。

（二）不同的齿轮传动主要有以下四项使用要求：

1．运动精度：是指传递运动的准确性。为了保证齿轮传动的运动精度，应

∆i。（分度齿轮）

图1-5-2 运动精度误差示意图限制齿轮一转中最大转角误差∑

2．运动平稳性精度：要求齿轮运转平稳，没有冲击、振动和噪声。要限制

一齿距角范围内转角误差的最大值。

（高速动力齿轮）

3．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。（低速重载

齿轮）

4．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。（各类齿轮均要求

有一定的传动侧隙）

二、齿轮加工误差的来源

（一）齿轮的加工方法

按齿轮齿廓的形成原理主要有：仿形法和范成法。

1.仿形法是利用成形刀具加工齿轮，如利用铣刀在铣床上铣齿；

2.范成法是根据渐开线齿廓的形成原理，利用专用的齿轮加工机床加工

齿轮，如滚齿、插齿、磨齿。

（二）齿轮的加工误差

齿轮加工工艺系统中的机床、刀具、齿坯的制造和安装等多种误差因素，致

使实际加工后的齿轮存在各种形式的加工误差。

为了便于分析齿轮的各种制造误差对齿轮传动质量的影响，按误差相对于齿

轮的方向特征，可分为径向误差、切向误差和轴向误差；

齿轮为圆周分度零件，其误差具有周期性，按误差在齿轮一转中是否多次出

现，即在齿轮一转中出现的周期或频率，可分为以齿轮一转为周期的长周期误差，

它主要影响传递运动的准确性；以齿轮一齿为周期短周期误差，它主要影响工作

平稳性。

加工误差如下：

1. 长周期误差以下两项误差均以齿坯一转为周期，是长周期误差。

(1)几何偏心 由齿轮齿圈的基准轴线与齿轮工作时的旋转轴线不重合引起。几何偏心是齿轮径向误差的主要来源。

图1-5-3 齿轮加工几何偏心

(2)运动偏心 有机床分度蜗轮加工误差及安装偏心引起。运动偏心是齿轮切向误差的主要来源。分度蜗轮轴线与工作台中心线的安装偏心（k e ）。22O O 为机床分度蜗轮的轴线，它与机床心轴的轴线OO 不重合，形成安装偏心k e 。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（ωω∆+）和（ωω∆-）之间，以一转为周期变化。以上两项误差均以齿坯一转为周期，是长周期误差。

图1-5-4 齿轮加工运动偏心

2.短周期误差 以下三项误差在齿坯一转中多次重复出现，为短周期误差。 (1)机床分度蜗轮的安装偏心（W e ）和轴向窜动。此误差使蜗轮（齿坯）转速不均匀，加工出的齿轮有齿距偏差和齿形偏差，如蜗杆为单头，蜗轮为n 牙，则在蜗轮（齿坯）一转中产生n 次误差。 (2)滚刀偏心（d e ）、轴线倾斜及轴向窜动。此误差使加工出的齿轮径向和轴向都产生误差，如滚刀单头，齿轮z 牙，则在齿坯一转中产生z 次误差。

(3)滚刀本身的基节、齿形等制造误差。此误差会复映到被加工齿轮的每一齿上，使之产生基节偏差和齿形误差。

三、齿轮精度评定与公差组检测项目

根据齿轮精度要求，把齿轮的误差分成影响运动准确性误差、影响运动平稳性误差、影响载荷分布均匀性误差和影响侧隙的误差，并相应提出精度评定指标。

１）i F '∆；

２）p F ∆，必要时检测pk F

； ３）i F ''∆和w F ∆；

４）r F ∆和w F ∆；

５）r F ∆仅用于１０～１２级精度。

i F '∆和p F ∆是综合项目，i F ''∆和r F ∆是径向误差的评定项目，w F ∆是切向误

差的评定项目。当选择i F ''∆和w F ∆组合验收齿轮时，若其中只有一项超差，则考

虑到径向误差和切向误差相互补偿的可能性，可按测量齿距累积误差p F

∆的合格与否评定齿轮精度。对r F ∆和w F ∆检验组亦如此处理。

１．切向综合误差（i F '∆） 切向综合误差（i F '∆）指被测齿轮与理想精确的测量齿轮单面啮合时，在被测齿轮一转内，实际转角与公称转角之差的总幅度值。它以分度圆弧长计值。

i F '∆是指在齿轮单面啮合情况下测得的齿轮一转内转角误差的总幅度值，该误差是几何偏心、运动偏心加工误差的综合反映，因而是评定齿轮传递运动准确性的最佳综合评定指标。

因切向综合误差是在单面啮合综合检查仪（简称单啮仪）上进行测量的，单啮仪结构复杂，价格昂贵，在生产车间很少使用。

２．齿距累积误差（p F ∆）及K 个齿距累积误差（Δpk F

）

图1-5-6 齿距累计误差

在分度圆上，任意两个同侧齿面间的实际弧长与公称弧长之差的最大

绝对值为齿距累积误差。K 个齿距累积误差是指在分度圆上，K 个齿距间的实际弧长与公称弧长之差的最大绝对值，K 为2到小于Z ／2的整数。

规定Δpk F

是为了限制齿距累积误差集中在局部圆周上 。

图1-5-5 切向综合误差