齿轮基本知识和检测仪器讲解

D.带表游标卡尺 E.万能渐开线齿形齿向检查仪 F.万能工具显微镜
型号 3201 3204 891/891S PFSU640 EFR-S630 PFS600 SP-60 生产厂家 哈量 哈量 Mhar Klingelnberg Hofler Klingelnberg MAAG 备注 中国 中国 德国 德国 德国 德国 瑞士
Lβ
b
图3-4
(b) 螺旋线形状偏差 注： Lβ----螺旋线计值范围， b------齿宽
(c) 螺旋线倾斜偏差
4、切向综合偏差：
（1）切向综合总偏差Fi′：被测齿轮与测量齿轮单面啮合检测时，在被测齿轮一转内分度 圆上实际圆周位移与理论圆周位移的最大差值。 （2）一齿切向综合总偏差fi′：被测齿轮一转中对应一个齿距范围内的实际圆周位移与理 论圆周位移的最大差值。
1、按两齿轮轴线的相对位置及轮齿的形状 （1）平行轴齿轮传动 直齿圆柱齿轮传动 斜齿圆柱齿轮传动 人字齿圆柱齿轮传动
（2）相交轴齿轮传动 直齿圆锥齿轮传动
斜齿圆锥齿轮传动
曲齿圆锥齿轮传动
（3）交错轴齿轮传动 交错轴斜齿圆柱齿轮传动
蜗轮蜗杆传动
2、按齿轮啮合方式
直 ◆外啮合齿轮传动 齿 圆 柱 ◆内啮合齿轮传动 齿 轮 传 动 ◆齿轮齿条啮合传动 3、按齿轮齿廓曲线的形状 ◆ 渐开线齿轮传动 ◆ 摆线齿轮传动 ◆ 圆弧齿轮传动
四、齿轮精度评定标准
1、齿轮精度评定标准 （1） ISO标准：由ISO/TC 60/WG2，齿轮技术委员会第二工作组制定，包括2部分： A. ISO 1328-1:1995； B. ISO 1328-2 :1997。 （2）德国标准：DIN 3962-1978，德国标准化学会制定，DIN 3960～3967-1978； （3）美国标准：ANSI/AGMA 2015和AGMA 915，美国齿轮制造商协会制定； A. ANSI/AGMA 2015-1-A01 ； B. ANSI/AGMA 2015-2-A06 。 C.资料图表：3个： a. AGMA 915-1-A02； b. AGMA 915-2-A05 ； c. AGMA 915-3-A99； （4）日本标准：JIS B1702-1998，日本工业调查会制定； A. JIS B1702-1-1998 ； B. JIS B1702-2-1998 。 （5）中国标准：GB/T 10095-2008，全国齿轮标准化技术委员会制定； A. GB/T 10095-1-2008 ； B. GB/T 10095-2-2008。 2、国标GB/T 10095-2008规定的齿轮精度检测项目：
齿轮基本知识和检测 仪器
目 录
一、齿轮传动的分类 二、渐开线圆柱齿轮的基本参数 三、其它类型齿轮 四、齿轮精度评定标准 五、齿轮精度项目的定义及评定 六、齿轮精度公差组检测仪器 七、常用齿轮仪器生产厂家 八、齿轮测量仪器的发展沿革 九、计量器具管理的相关知识 十、齿轮测量仪器的校准/检定依据
一、齿轮传动的分类
Fβ
Lβ b
图3-1
B.螺旋线形状偏差 f fβ；在计值范围内，包容实际螺旋线迹线的两条与平均螺旋线迹线 (a) 螺旋线总偏差 完全相同的曲线之间的距离。见图3-2： C.螺旋线倾斜偏差 f Hβ；在计值范围内，两端与平均螺旋迹线相交的两条设计螺旋迹 线之间的距离。见图3-3：
ff
f H
Lβ
b
图3-3
五、齿轮精度项目的定义及评定
1、齿距及齿距偏差： （1）齿距：齿轮分度圆上同侧齿面之间的弧长。 （2）齿距偏差： A. 单个齿距偏差fpt ；在齿轮端平面上，接近齿高中部的一个与齿轮基准轴线同心 的圆上，实际齿距与理论齿距的代数差，取其中绝对值最大者（图1-1）：
fPt
FPk
图1-1 B. 齿距累积偏差Fpk ；任意k个齿距的实际弧长与理论弧长的代数差，K=2～z/8的 整数（图1-2）： C. 齿距累积总偏差Fp ；在齿轮端平面上，接近齿高中部的一个与齿轮基准轴线同 心的圆上，任意两个同侧齿面间实际弧长与理论弧长代数差最大绝对值（图1-3）。 fpt
单啮仪
万能渐开线仪 齿圈径跳仪
来自百度文库
3、影响载荷分布均匀性的误差： （1）螺旋线总误差（ Fβ ）： ------齿轮单面啮合检查仪 （3）接触线误差（Fb）： ------齿形齿向检查仪 （3）轴向齿距偏差（Fpx）：
----------渐开线检测仪
单啮仪
齿圈径跳仪 公法线千分尺
万能渐开线仪
七、常用齿轮仪器生产厂家
外齿轮
内齿轮
｛｝
齿条
二、渐开线圆柱齿轮的基本参数
1、几何参数 （1）齿数z （2）法向模数m（mn） （3）法向压力角α（αn） （4）螺旋升角β （5）齿宽b （6）齿顶高系数han* （7）齿顶隙系数cn* （8） 高度变位系数xn
2、几何尺寸 计算：
（1）分度圆直径d=mn*z/cosβ （2）基圆直径db= mn*z/cosβ*cos（atan（tanαn/cosβ）） （3）齿顶高ha=（han*+xn）*mn （4）齿根高hf=（han*+cn*-xn）*mn （5）分度圆齿厚s=π*mn/2 （6）齿顶圆直径da= mn*z/cosβ+2*（han*+xn）*mn （7）齿根圆直径df= mn*z/cosβ-2*（han*+cn*-xn）*mn （8）全齿高h= ha+ hf
径向综合偏差
360°
Fi ″
被测齿 轮转角
图5-1
图5-3
径向综合偏差
fi″
被测齿 轮转角
图5-2
360°
6、齿厚及齿厚偏差 （1）齿厚Sn：在分度圆的圆周上，一个轮齿两侧齿廓间的弧长。 （2）齿厚偏差Esn：在分度圆上，实际齿厚与公称齿厚Sn(齿厚理论值)之差。见图6： 7、公法线长度 （1）公法线长度Wk：与两个非对应齿面相切的两个平行平面之间的距离 。 （2）公法线长度变动Fw：在齿轮一周范围内,所有位置的公法线最大值与最小值之差 。 （3）公法线平均长度偏差Ew：在齿轮一周范围内，实际公法线长度的平均值与公称值 之差 。见图7： Sn
顶部
A
(a) 齿廓总偏差
E F
根部
f Hα
顶部
A
根部
E F
f fα
图2-3
La LAE LAF
图2-4
La LAE LAF
(b) 齿廓形状偏差 注： Lα----齿廓计值范围，LAE------齿廓有效长度， LAF------齿廓可用长度 (c) 齿廓倾斜偏差
3、螺旋线及螺旋线偏差： （1）螺旋线：对于直齿轮，其设计螺旋线（理论螺旋线）是一条平行于齿轮基准轴线的 平行线。 （2）螺旋线偏差： A.螺旋线总偏差Fβ；在计值范围Lβ内，包容实际螺旋线迹线且距离为最小的 两条设计螺旋线迹线之间的距离。见图3-1：
图1-2
图1-3
2、齿廓及齿廓偏差： （1）齿廓：对于渐开线齿轮而言，齿廓形状是渐开线。 （2）齿廓偏差： A.齿廓总偏差Fα；在计值范围内，包容实际齿廓工作部分且距离最小的两条设计齿廓 （理论齿廓）之间的法向距离。见图2-1、图2-2 ：
顶部
A
E F
根部
图2-1
图2-2
La LAE LAF
F
B.齿廓形状偏差 f fα；在计值范围内，包容实际齿廓迹线的两条与平均齿廓迹线完全相 同的曲线之间的距离。见图2-3： C.齿廓倾斜偏差 f Hα；在计值范围内，两端与平均螺旋迹线相交的两条设计齿廓迹线 之间的距离见图2-4：
图4
5、径向综合偏差： （1）径向综合总偏差Fi″：被测齿轮与测量齿轮双面啮合检测时，在被测齿轮一转内中 心距的最大值与最小值之差。见图5-1： （2）一齿径向综合总偏差fi″：被测齿轮与测量齿轮双面啮合检测时，被测齿轮一个齿距 角范围内的中心距最大变动量。见图5-2： （3）齿轮径向跳动 Fr ：将测头相继放入被测齿轮每个齿槽内，于接近齿高中部的位置与 左、右齿面接触时，从该测头到该齿轮基准轴线的最大距离与最小距离之差。见图 5-3：
单啮仪
齿圈径跳仪
公法线千分尺
2、影响传动平稳性（噪声、振动）的误差： （1）一齿切向综合总误差（f i′）： ------齿轮单面啮合检查仪 （2）齿廓形状误差（ffα ）： 公法线千分尺 ------万能渐开线检测仪 （3）单个齿距误差（fpt）： ------万能渐开线检查仪 （4）基节偏差（fpb）： ------万能渐开线检查仪/齿轮基节检查仪 （5）一齿径向综合总误差（fi″）： ------齿轮双面啮合检查仪 （6）螺旋线形状误差（ffβ ）： ------万能渐开线检测仪
1、齿轮单项误差的检测
（1）齿圈径向跳动：
序号 1 仪器名称 齿轮跳动检查仪 型号 1-6 EVRM 2 齿圈径跳检查仪 GTR-4C / 20C / 30CS 3903 型号 3406（自动） 1 齿距检查仪 ZJY-3D（微机） ES-401（微机） UP-200/400/600 万能渐开线 2 检查仪 PAP-70（自动） 3201 生产厂家 哈量 Hofler 备注 中国 德国 日本
GB/T 10095-1-2008 序号 1 2 3 4 5 6 检测项目 检测项目 序号 GB/T 10095-2-2008 7 fpt 检测项目 8 fpk Fp ffα fHα Fα 9 10 11 检测项目 ffβ fHβ Fβ fi′ Fi′ 共计 11 项
GB/T 10095-2-2008 序号 检测项目 检测项目 1 2 3 fi″ Fi″ Fr 共计 3 项
三、其它类型齿轮
1、双圆弧齿轮 2、锥齿轮 （1）直线齿 A. GB/T12369-1990 B. 直齿锥齿轮----Gleason制 C. 斜齿锥齿轮----埃尼姆斯制 （2）曲线齿 A. 弧齿锥齿轮 1）Gleason制 2）埃尼姆斯制 3) 洛卡氏制 B. 零度弧齿锥齿轮----Gleason制 C. 摆线齿锥齿轮 1）Oerlikon制 2）Klingelnberg制 （3）能容纳各种齿线的锥齿轮：非零分锥综合变位 3、蜗杆 （1）普通圆柱蜗杆 A.阿基米德圆柱蜗杆ZA D.锥面包络圆柱蜗杆ZK （2）环面蜗杆 A.直廓环面蜗杆TSL B.平面包络环面蜗杆 B.渐开线圆柱蜗杆ZI E.圆弧圆柱蜗杆ZC C.法向直廓蜗杆ZN
Ⅱ Ⅲ
传动平稳性、 噪 fi′,ffα,fpt,fpb, fi″,ffβ 声、振动 载荷分布 均匀性 Fβ,Fb,Fpx
5、齿轮精度检验组： （1） Fpt，Fp，Fα，Fβ，Fr；（2） Fpt，Fpk，Fp，Fα，Fβ，Fr。 说明：以上2个检验组不能同时使用。 6、齿轮精度检验项目（推荐）： （1）单项检验项目： A. fpt， Fpk ，Fp B. Fα C. Fβ D. Esn E. Fr （2）综合检验项目： A.单面啮合综合检验； 1）fi′； 2） Fi′。 ------切向综合偏差 B.双面啮合综合检验； 1）fi″； 2） Fi″。 ------径向综合偏差 说明：以上2个检验形式不能同时使用。
Sna Esn
图6 图7
六、齿轮精度公差组检测仪器
1、影响运动准确性的误差： （1）切向综合误差（F i′）： ------齿轮单面啮合检查仪 （2）齿距累积总误差（Fp）： ------万能渐开线检测仪 （3）齿距累积误差（Fpk）： ------万能渐开线检测仪 （4）切向综合总误差（Fi〞）： ------齿轮双面啮合检查仪 （5）齿圈径向跳动（Fr）： ------齿圈径向跳动检查仪 （6）公法线长度变动（Fw）： ------公法线千分尺
大阪精机OSAKA
哈量 生产厂家 哈量 成量 MAAG HOFLER Osaka 哈量 中国 备注 中国 中国 瑞士 德国 日本 中国
3 万能齿轮检查仪 （2）齿距： 序号 仪器名称
（3）公法线： A.公法线千分尺
B.公法线杠杆千分尺 C.公法线指示卡规
（4）齿形（齿廓）：
序号 1 2 3 4 仪器名称 万能渐开线检查仪 齿形齿向检查仪 万能渐开线螺旋升 角检查仪 渐开线导程检查仪
3、国标GB/T 10095-2008规定的齿轮精度分级： （1） GB/T 10095-1-2008轮齿同侧齿面公差：共13级，0级最高，12级最低； （2） GB/T 10095-2-2008径向综合公差：共9级，4级最高，12级最低； 4、齿轮精度公差组
公差组 Ⅰ 技术要求 传动准确性 评定指标 Fi′, Fp,Fpk, Fi″,Fr,Fw 备注 Fi′：切向综合总偏差 Fi″：径向综合总偏差 Fw： 公法线长度变动偏差 fpb：基节偏差 Fb：接触线偏差 Fpx：轴向齿距偏差