《齿轮零件测量》

2.径向综合偏差
按国标GB/T 10095.2－2001规定 分度圆直径从 5到1000mm 模数（法向模数）从0.2到10mm 渐开线圆柱齿轮的径向综合偏差 “Fi 和一齿径向综合偏差”fi ，规 定了4、5、…12共9个精度等级。
其中，4级最高，12级最低。
3.径向跳动
按国标GB／T 10095.2－2002 在附录B中规定
圆柱齿轮的读图方法
圆柱齿轮零件图样
圆柱斜齿轮零件图样
由于各级齿 轮的用途、精度 等级及切削机床 等因素，在企业 里对齿轮的检测 方法也存在一此 差异。
齿轮综合测量仪
在有条件的企业里，应具备相应的 检测设备和检测手段。
3-重锤、4-指示表、5-压簧
2、绝对测量法；
用指示表在齿轮分度 圆上定位，在读数显微镜 及分度盘上计数。在两相 邻齿面定位后的读数值 之差即为齿距偏差。
齿 距 偏 差 测 量 仪
万能齿轮测量仪
齿圈径向跳动检测（Fr）
是指将一个适当的测头（球形、 圆柱形、砧形、V形）相继放置于每个 齿槽中，从它到齿轮轴线的最大和最 小距离之差 。
（1）测量时应保持齿 舌与齿顶面的紧贴。
（2）测量厚度时要注意卡脚与 齿侧面的平行，以刚好接触齿面 为佳。
（3）取出卡尺读数量应注意保 持卡脚面与齿面的垂直。 （4）测量中应按齿轮齿数不得 少于3齿测量，以最最大齿厚偏 差为实测数据。 用此方法测量确定齿轮的精度相对 较低。一般适用于9级精度以下的测量 和相对模数在2.5ms以上的齿轮检测。
动态方法 （通过硬涂层的磨损） 将齿轮彻底清洗，去除油污，将 小齿轮和大齿轮（三个以上）的轮齿 面喷上划线用的蓝油，不能太厚。然 后给齿轮副一个载荷增量作短时间旋 转，停止后，将其斑点记录下来，整 个操作过程至少应在三个不同载荷上， 重复进行。将所得的接触斑点进行比 较，观察齿轮逐渐发展的接触面积达 到设计接触面大小否。
最小极限；Ewmi=Esi-0.72Frsinα
式中：Ess—齿厚上偏差 Esi—齿厚下偏差 Fr—齿圈径向跳动公差 α—齿形角
测量步骤； （1）根据被测齿轮的模数ms、齿数 z及齿形角α、分别计算（或查表） 出公法线长度公称值Wκ和测量跨齿 数κ 。 （2）根据被测齿轮精度查表确定 公法线平均长度的上、下极限偏差 Ewms、Ewmi及公法线长度变动公差Fw。
1、相对测量法；
以齿轮上任意一个齿 距作为基准，调整好指示 表的零位，逐齿依 次测量每齿对基 准齿的相对齿距 偏差，作数据处 理，得出累积总偏差。
手 提 式 齿 距 仪
齿距测量仪结构示意图
1-支架 2-定位支脚 3-指示表 4-主体 5-固 定螺母6-固定螺钉 7-活动量爪 8-固定量爪 9-定位支脚
齿距累积偏差（Fpk） 是任意k个齿距的实际弧长与理 论弧长的代数差,理论上它等于这k个 齿距的单个齿距偏差的代数和。
齿距累积总偏差（Fp） 是指齿轮同侧齿面任意圆弧段 （k=1至k=z）内的最大齿距累积偏差。 它表现为齿距累积偏差曲线的总幅值。
Fp=Fpmax-Fpmin
齿距累积总偏差的测量
其计算公式为：
Wk=ms=［1.476(2κ-1)+0.014z］
式中：
ms—齿轮模数（mm） κ—测量时所需的跨齿数 z—被测齿轮的齿数
跨齿数的计算：
公法线的测量方法： 齿轮公法线的测量属长度计量。 在测量上可直接用公法线千分尺或跨 齿规对齿廓侧的法线长度进行测量。
公法线测量
公法线千分尺的结构与读数原理与 普通外径千分尺一样。（除测量头） 公法线平均长度极限偏差计算： 最大极限；Ewms=Ess-0.72Frsinα
齿长方向配合正确 有齿廓偏差
波纹度
齿廓正确 有螺旋线偏差 有齿端修薄
接触斑点的检测基本方法:
静态方法 （通过软涂层的转移）
指将齿轮彻底清洗，去除油污，在 小齿轮（三个以上）齿面上涂上一层薄 而均匀的印痕涂料，在大齿轮与小齿轮 啮合的齿面上喷一层薄薄的显像液膜。 转动小齿轮，使有涂料的小轮齿与大齿 轮啮合，施加一定的反力矩以保证接触， 得到接触斑点后，应用照相、画草图或 透明胶带等方法记录下来。
分度圆直径从 5到10000mm、 模数（法向模数）从0.5到70mm 渐开线圆柱齿轮的径向跳动， 推荐了0、1、…12共13个精度等级。 其中0级最高，12级最低。
圆柱渐开线齿轮精度国家标准代码
GB/T10095—2001 GB/Z18620—2002 GB/T10095—1988（旧标准可用）
齿轮加工误差的来源
齿轮的加工误差主要来源于加工 工艺系统。 齿轮加工机床的误差 刀具的制造与安装误差
齿坯的制造与安装误差
滚齿机示意图
齿轮切向误差示意图
齿坯安装滚齿误差示意图
渐开线圆柱齿轮 精度的评定及其检测
齿距偏差
单个齿距偏差（fpt）
是指在端面 上接近齿高中 部与齿轮轴同 心的圆上， 实际齿距与理论齿距的代数差 。
指在设计值范围 内，包容实际齿廓轨 迹线的两条设计齿廓 迹线间的距离。（属 必查项）
（在齿廓总偏差 中还包括齿廓形状偏 差和齿廓倾斜偏差， 属非必检查项）
齿廓总偏差：是因齿轮刀具在设 计和制造及刀具安装、机床传动链等 误差所引起的。 其影响到齿轮传动的平稳性及 瞬时传动比的变化。
齿形误差啮合示意图
测量基准的选择；
齿顶圆定位
齿根圆定位
内孔定位
三种测量定位方式中； 以齿顶圆定位测量精度较低 以内孔定位测量精度较高
用万能测齿 仪检测齿距误差 将量仪卡脚调整 万能测齿仪 至齿轮节圆处齿距接 触，逐齿测量各齿距 相对偏差值，并作好 记录，然后再进行相 应计算，最终得出齿 偏结果。 1-活动量脚、2-定位量脚
理论分度圆弦齿高度计算（h）
h=ms｛1+z/2［1-cos(90°/z)］｝
齿厚卡垂直调整高度计算（h′）
h′=h-(Da-Da′)/2
齿厚卡水平测量宽度计算（S）
S=mszsin(90°/z)
式中：ms—模数 z—被测齿轮齿数 Da—齿顶圆理论直径 Da—齿顶圆实际测量直径
使用游标齿厚卡尺的注意事项
（3）根据公法线长度Wκ选择好公法 线千分尺。（或调整好跨齿规距离） （4）将量具测量面及被测工件表面 擦洗干净。 （5）测量齿轮公法线，测量时应在 齿轮圆周上不得少于三段公法线测 量，最平均测量值作为评定依据。
齿厚误差的测量（ΔEs） 齿厚误差是指在分度圆柱面上，实 际齿厚值与公称齿厚之差。（对斜齿 轮则为法向齿厚）
4.齿坯的精度等级
检测时应按图样标注要求执行，检 验人员无权改动和提高（降低）质量检 测标准。
轮齿侧面的接触斑点检测
齿轮副侧面的接触斑点是指装配 好的齿轮副在轻微制动下运转后齿面 的接触擦亮痕迹。可以用沿齿高方向 和沿齿长方向的百分比来表示。
齿面接触摩擦痕迹
典型的规范 接触近似为：齿宽b的80％ 有效齿面高度h的70％， 齿端修薄
渐开线圆柱齿轮的精度结构
1.轮齿同侧齿面偏差的精度等级
按国标GB/T 10095.1－2001规定 分度圆直径从5至10000mm 模数（法向模数）从0.5至70mm 齿宽从4至1000mm 渐开线圆柱齿轮的11项同侧齿面偏 差。规定了0、1、2、…12共13个精度 等级，其中，0级最高，12级最低。
在机械产品中，齿轮传动是用来 传递运动和动力的常用机构，它广泛 应用于机器、仪器等制造业。
正 齿 轮 斜 齿 轮
螺旋伞齿轮ຫໍສະໝຸດ Baidu
“人”字形齿轮
齿轮传动的使用要求
因齿轮传动的用途不同，但归纳 起来有以下四项；
传递运动的准确性 齿轮在 旋转一周范 围内，传动 比的变化尽 量小。
i Δi iR=f(φ) it=k ΔiΣ 2π
齿轮径向跳动仪
实际齿圈 跳动曲线
理想齿圈 跳动曲线
径向跳动测量是以齿轮孔的轴线为 基准，在旋转一周中其最大值与最小 值之差。属于齿轮径向性质的单项测 量指标。
径向综合总偏差（F"i ） 是指在径向（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 并转过一整圈时出现的中心距最大值和 最小值之差 。
渐开线测量仪
基圆齿距偏差（fpb）
是指实际基圆齿距与公称基圆齿 距之差。
引起基圆齿距偏 差的主要原因在于刀 具（滚齿刀具或插齿 刀具）齿距偏差和齿 廓偏差。
基圆齿距偏差示意图
基圆齿距偏差主要影响到齿轮幅 在瞬时传动的变化而带来的齿距平稳 交接，使齿距在传递中的平稳过度性 能。
Pb2＜Pb1
Pb2＞Pb1
双面啮合测量仪
径向综合偏差曲线
主要反映因齿坯偏心、刀具安装、 而影响到齿厚、齿廓、齿距偏差，属 于齿轮径向综合偏差的长周期误差测 量指标。
齿廓偏差（齿形轮廓偏差）
是指实际 轮廓偏离设计 轮廓的量。齿 廓偏差应在端 平面内且垂直 于渐开线齿廓 的方向计值。
齿轮齿廓和齿廓偏差示意图
齿廓总偏差（Fα）
齿轮公法线长度变动（ΔFw） 公法线是指齿轮一周范围内，实 际公法线长度最大值与最小值之差。
ΔFw=Wkmax-Wkmin
公法线长度变动量ΔFw
公法线是指在齿轮的齿廓上，选 择κ个齿的侧齿轮廓间的公共法线长 度的公称值。 齿轮的公法线长度可按国标 GB/T10095—1988标准中查阅，也可通 过计算得出被测齿轮的公法线长度。 公法线长度变动是因机床蜗轮偏心， 使齿坯转速不均匀，而引起齿面左右切 削不均所造成的齿轮切向长周期误差。
齿轮传动比的变化 φ
传递运动的平稳性 齿轮传动在一齿范围内瞬时 传动比的变化尽量小。 载荷分布的均匀性
传动时工作齿面 接触良好，在全齿宽 上载荷分布均匀。
齿面啮合图例
齿侧间隙的合理性 齿轮传动时的非工作齿面之间 应留有一定的间隙。 非工作齿侧 间的间隙大小对 齿形轮廓的热变 形、反转时的冲 击及回程误差、 噪声均会造成影 响。
齿厚游标卡尺的结构
此量具应属 一种专用量具， 是由两个互相垂 直的游标卡尺组 成。
垂直尺身主要 齿厚游标卡尺 用于测量齿项面至分度圆 处的深度控制（即模数ms）而水平尺 身则用于测量齿形厚度所用。
尺身
齿舌 微调 游标
固定测量卡脚
h′
活动测量卡脚
S
齿厚游标卡尺的读数原理与普通 游标卡尺完全一样。 垂直尺身齿舌深度的调整及计算 该方法是以齿项圆为 测量基准，在加工时应注 意控制齿顶圆的尺寸精度。 测量齿厚前应先计算出 理论齿顶圆直径Da，再实测 出实际齿顶圆直径Da′