齿轮检测

《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2，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21.42，齿顶圆直径为ф620

1.0

-，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22.20

10

.0

-，这是根据

1095-2003、 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 1804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 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；10095.2-2008 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；13924-2008 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 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

f

图7-3 单个齿距偏差

pt

（2）齿距累积总偏差

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

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 (极限偏差) ：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△(极限偏差)

（2）公法线平均长度偏差(极限偏差，)

公法线平均长度偏差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

α［3.14（0.5）α］2x α

k = Zα / 180° +0.5

式中：

k为跨齿数；m为模数；Z为齿数；α为渐开线函数， 20°=0.014904

图7-6 公法线平均长度偏差

4、渐开线齿轮的公差

（1）齿轮精度等级的选用

按 10095.1—2008 及10095.2—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

表7-5 齿轮的精度等级和加工方法及使用范围

效率(%) 99（98.5)以上99（98.5)以上98（97.5)以上97（96.5)以上96（95）以上

4、齿轮的公差及偏差值

1）对于一个确定的渐开线齿轮，当按要求确定了精度后，则其运动精度、平稳精度要求的齿偏差、齿廓偏差和螺旋线偏差的允许值均按该精度等级选取。齿轮公差和偏差可查阅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；10095.2-2008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；

2）中心距极限偏差和轴线平行度

见表7-6所示。

表7-6 中心距极限偏差和轴线平行度

5、齿轮的误差

1）齿轮径向跳动误差

齿圈径向跳动定义为：在齿轮一转的范围内，测头在齿槽内或齿

轮上，与齿高中部双面接触，测头相对于齿轮轴线的最大变动量。见

图7-7所示

2）齿轮齿向（螺旋线）误差

齿向误差是指在分度圆柱面上，齿宽有效部分范围内，包容实际

齿向线且距离为最小的两条设计齿向线之间的距离。

3）齿轮齿形(渐开线）误差图7-7 齿圈径向跳动在端截面上,齿形工作部分内(齿顶倒棱部分除外),包容实际齿形

且距离为最小的两条设计齿形间的法向距离。见图7-8所示