机械设计第6章齿轮传动 6.4 - 6.6

6.5 渐开线圆柱齿轮精度
GB/T10059.1—2001《渐开线圆柱齿轮 精度 第一部分：轮齿同侧齿面偏差的定义和允许值》
0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12 高精度等级 中等精度等级 低精度等级
表 齿轮某些精度等级的应用范围
控制:齿距、齿形、 齿向误差。
二、对齿轮传动的使用要求（四个方面）： 1、传递运动的准确性 ★ 2、传动的平稳性 ★ 3、载荷分布的均匀性 ★ 4、侧 隙 ★
距离，影响传动的准
确性。
3.齿廓总 偏差F
F
4 . 螺 旋 线 总 偏 差F
合格条件：
F
F
螺旋线总公差
影响传动的平稳性
合格条件：
F
F F
齿廓总公差
影响载荷分布均匀d b性
FF用 用渐 螺开旋线线测测量量仪仪测测量量实设际计螺螺旋旋线线
b
6.5.2 齿厚和侧隙的检验 1. 侧隙和齿厚偏差
法向侧隙 jbn
通过测量公法线长度W 评定齿厚减薄量
W(k－ 1p)b＋ sb
k为跨齿数
pb－－基圆齿距 sb－－基圆齿厚
k
E W
W
W E ws E wi
公法线长度上偏差 Ew＝ s Esncs os
公法线长度下偏差 Ew＝ i Esnci os
合格条 EW件 i EW ： EWs
图纸上齿轮精度等级的标注
跨齿数
6.4.2 渐开线齿廓的根切现象及最少齿数
O’ 刀具齿顶线超过N点时，产生根切
当m 一定时，通过增加齿数 z ,
o 提高N点，使 CB，CN避' 免根切。
CB ham
CN' mzsinα
sinα
2
r rb
α
N’ B
α
N
z
2 ha sin 2α
C
h*a m
z17
不产生根切的最少齿数 zmin＝17
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1.轮齿折断
2.齿面点蚀
疲劳裂纹
开式齿轮传动一般 不出现点蚀
3.齿面磨损
4.齿面胶合
开式齿轮传动的 主要失效形式
在高速、重载 条件下产生
5.齿面塑性变形 设计准则:
闭式软齿面齿轮: 按接触疲劳强度设计, 验算弯曲疲劳强度。
闭式硬齿面齿轮: 按弯曲强度设计, 验算接触强度。
开式齿轮传动: 按弯曲强度设计，用增大 模数考虑磨损的影响。
齿 厚E 偏 s nS差 naSn
齿厚上偏差E sns
齿厚下偏差E sni
齿厚T公 ＝ E差－ E sn sns sni
公 称 齿 厚 Sn
sn
E sns
E sni T sn
S na
Esn
实 际齿 厚 Sna
齿厚上偏差Esns （即齿厚最小减薄量） 要保证侧隙要求
GB/Z18620.2推荐的最小侧
2.齿踞累积总偏差 Fp
齿距序号 1 2 3 4 5 6 7 8 单个齿距 + 偏差 fpt -
齿距累积 + 偏差 Fpk -
z
ΔFP K Δfp t0
合 格 条 件 ： k1
总
偏
差Fp
总
公
F差 p
3
2
43 2
4
5
5
1
1
8
66
7
8
7 F p 齿距累积总偏差
是齿距累积 偏差曲线
最高和最低点之间的
Esns＝2jcbonmsinn
Fr齿轮径向跳动公差
S E sns n E sni
2.齿厚的检测
S E sns n E sni
h
分度圆公称弦齿厚 s
s
分度圆公称弦齿高 h
s E sns E sni
d
用齿厚游标卡尺测量 齿 厚E 偏 s nS 差 naSn
合 格 条 Es n 件 i Es： nEs n
公法线长度 及其极限偏差
F p
fpt F
F
k h
Ws EEsnws s EEswnii
a fa
查出k 查出公称W值 确定出极限偏差
6.6 齿轮传动的失效形式及齿轮材料 6.6.1 齿轮传动的失效形式和设计准则
开式齿轮传动 按装置形式分 闭式齿轮传动
按齿面硬度分
软齿面齿轮 HBS 350 硬齿面齿轮 HBS > 350
254cos20o 2cos21.91o
54.694mm
6.4 渐开线齿轮的切齿原理及变位齿轮的概念 6.4.1 仿形法 动画
指状铣刀
盘状铣刀
仿形法加工的齿轮精度较低，生产率低。
6.4.2 范成法
利用共轭齿廓互为包络线的原理切齿
1.齿轮插刀 动画
2.齿条插刀 动画
v
3.齿轮滚刀
齿轮滚刀轴截面齿形 相当于齿条插刀 动画
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3）acos acos
arcco（s acos） arcco（s78cos20o） 21.91o
a
79
r1
r1 cos cos
mZ1 cos 2cos
224cos20o 2cos21.91o
24.31mm
r2
r2 cos cos
mZ2 cos 2cos
6.6.2 齿轮材料
1. 钢
软齿面齿轮应使小齿轮的齿面硬度大于大齿轮 的齿面硬度, HBS1 –HBS2 =30～50
2. 铸铁 ( HT200 , HT250 , QT500-2 )
隙jb：n＝ m3 2 i（ n0. 006.0am 0＋ i0n 05.m 0） 3E法向＝侧E隙－Tjbn
E E T F jb＝ n（sn＋ s1sn ） sc2o s
sni sns sn
E E E 如
取 ＝ ＝
s ns 1s ns 2s ns
齿 厚s＝ n 公 2t 差 n gbr 2＋ r2 br切齿时径向进刀公差
6.5.1 齿轮精度检验项目
＋fpt
1 . 单 个 距偏 齿差 fpt 由 于fpt引 起 转 角 误 差
－fpt
使瞬时传动比变化，
影响传动的平稳性。
合格条件：所有单个
齿距偏差检测值 f都pt
在单个齿距极限偏差 范围内。
-fptfptfpt d fpt 用齿距仪测出
单个齿距极限偏差 f按pt 选定的精度等级查GB
6.4.3 变位齿轮的概念
o
ra r rb
α
B
α
N
C
r rb
变位 xm
变位系数 x 刀具远离齿轮中心，称正变位，变位系数 x >0, 刀具移近齿轮中心，称负变位，变位系数 x <0,
o
ra r rb
α
B
α
N
C
变位 xm
变位后齿轮的 r、rb 、p 、 m 、 α 不变， ra、rf 、ha 、hf 、s、e 变化。