齿轮精度及检测

齿轮副精度指标
2. 齿轮副侧隙：分为法向侧隙jn和圆周侧隙jt。 法向侧隙jn ：装配好的齿轮副，当工作面接触时非工作 面间的最小距离。 圆周侧隙 jt ：装 配好的齿轮副，当 一个齿轮固定时， 另一个齿轮的圆周 晃动量，以分度圆 上弧长计。 侧隙关系：
jn jt cos
主要限制法向侧隙，法向侧隙在实际 应用中是用塞尺来测量。
选择精度等级时，应综合考虑齿轮的使用要求，工作 条件、及技术要求确定。
圆柱齿轮精度
二、齿轮检验项目的确定
GB/T10095.1-2001规定 对单个齿轮的加工精度： 高速齿轮的检验，增加
f pt ; Fp ; F ; Fb
Fpk
当检验切向综合偏差时，可不检验
f pt ; Fp
新国标中没有规定的检验项目的公差值，推 荐暂时采用８８年国标中的有关规定
§11.2 齿轮加工误差及其检测
一、影响运动准确性的误差：（4个）(GB/T 10095.2-2001)
1.切向综合总偏差Fi’(△Fi’)：被测齿轮与理想精确齿轮单 面啮合时，在被测齿轮转一圈内，实际转角与公称转角 之差的总幅度值。
fi’
Fi’
影响运动准确性的误差
Fi’是以分度圆弧长计算的，原理图见图11-5。
渐开线圆柱齿轮 精度及检测
齿轮传动是机械传动中最主要 的传动形式之一，它在现代机械中应 用极为广泛。本章主要研究影响齿轮 传动精度的齿轮或齿轮副的偏差项目。
§11.1 概 述
一、齿轮传动的主要特点：
1、适用范围广；2、效率高；3、传动平稳、结构紧凑； 4、工作可靠、寿命长。
二、齿轮传递运动要求：（用途） 1. 传递运动的准确性：齿轮转一圈，最大的转角误差在 一定范围内。 转角误差—实际转角与公称转角之差。 对于传动比： w2 iw1 。 i
i
5 fi’ Fi’（有协议要求时）
径向跳动：Fr
齿轮精度标注（新国标）
1、若齿轮的各检验项目为同一精度等级，可直
接标注精度等级和标准号。
7 GB/T 10095.1-2001
2、若齿轮的各检验项目精度等级不同，应分别 标注。
6（ F）、7（ Fb 、Fp） GB/T 10095.1-2001
§11.4.2 齿轮副侧隙
3.齿廓总偏差 F（齿形误差△ff）：齿轮端截面上，齿形 工作部分内包容实际齿廓（齿形）线的两条设计齿廓线 间的距离。
齿廓形状偏差 f f
f f
齿廓倾斜偏差 f H
影响传动平稳性的误差
4.单个齿距偏差fpt (齿距偏差△fpt ） ：在分度圆上，实际 齿距与公称齿距之差。 前面哪个参数还用到齿距？有何区别？
新GB中齿轮检验项目
齿距偏差： Fp Fpk 轮廓偏差： F 螺旋线偏差：Fb 切向综合偏差： f ’ Fi’
i
fpt
建议的齿轮检验组 1 fpt Fp F Fb Fr 2 fpt FP F Fb Fr FPK 3 f ” Fi”
i
4 fpt Fr （10-12级）
径向综合偏差： f ” Fi”
影响运动准确性的误差
4.径向综合总偏差Fi”（△Fi’’）：被测齿轮与理想精确 测量齿轮双面啮合时，在被测齿轮转一圈内，双啮 中心距的最大变动量。
Hale Waihona Puke Baidu
影响传动平稳性的误差
二、影响传动平稳性的误差：（4个）
1.一齿切向综合偏差fi’（△fi’）：被测齿轮与理想精确齿轮 单面啮合时，在被测齿轮转一齿距角内，实际转角与公 称转角之差的最大幅度值。
代号分别是多少？为什么？
f pt
pt
新国标没有规定齿厚极限偏差代号， 也未推荐齿厚极限偏差的数值
齿坯精度
加工时是以齿坯的内孔、顶圆和端面作为基准的， 齿坯公差及精度见P229表11-21。
基准面与安装面的形状公差 工作安装面的跳动公差 齿顶圆柱面的尺寸和跳动公差
例题
例1：P218 例2：P220 粗糙度查表 11-22
0
倒角C1
齿轮零件图参数表
模数 齿数 齿形角 公法线长度及其极限偏差 精度等级 单个齿距极限偏差 齿距累积总偏差 齿廓总偏差 螺旋线总偏差 配对齿轮
mn
Ｚ α
bns WEE bni
8 GB/T 1095.1-2001
f pt
Fp
F Fb
图号 齿数
7
基节偏差△fpb：实际基节与公称基节之差。 基节：基圆切线所截两相邻同侧齿廓的交点沿切线 方向的距离。
相互啮合的一对齿轮基节应当是什么关系？
△fpb 的符号？ 基节偏差不可过大或过小，规定：－fpb ≤△fpb ≤＋fpb 。
公法线长度变动Fw：齿轮转一圈内，实际公法线长度 最大值与最小值之差。 跨齿数k为：
为什么要规定齿厚的最大 减薄量？
计算齿厚最小减薄量：（P216）
1. 补偿温升热变形和正常润滑所需的最小侧隙量：
jnmin jn1 jn2 （P216式11-3、11-4）
齿轮副侧隙
2. 补偿安装和制造误差引起的侧隙减薄量Jn：
P217 式11-5 、式11-5a
3. 有时需要考虑中心距偏差fa<0时会使侧隙减小，最 后综合考虑各个因素得到式11-7。 Tsn
fi’ 是以分度圆弧长计算的，
用单面啮合仪测量。
fi’ 是和哪个指标同
时测出来的？
影响传动平稳性的误差
2.一齿径向综合偏差fi ’’（△fi ’’）：被测齿轮与理 想精确测量齿轮双面啮合时，在被测齿轮转一 齿距角内，双啮中心距的最大变动量。（双啮 仪）
fi ’’ 是和哪个指标同
时测出来的？
影响传动平稳性的误差
z k 0.5 9
测量公法线长度——当用公法线千分尺在齿轮上跨过k个齿时， 两卡脚与齿廓相切于 AB两点，两切点间的距离 ——公法线长度， 用W表示。
影响载荷分布均匀性的误差
三、影响载荷分布均匀性的误差：（直齿1个）
螺旋线总偏差 Fb （齿向误差：DFb）
齿廓总偏差 F （齿形误差：△ff）
0
360

齿轮传递运动要求
2.传递运动的平稳性：要求齿轮的瞬间传动比变化 不大（在一定范围内）。 i 3.载荷分布的均匀性：要求齿轮啮 合时，齿面接触良好。
0
360

齿轮传递运动要求
4.传动侧隙合理：
w2
w 1
侧隙的作用？侧隙太大或太小会有什么影响？
针对不同的使用场合，对使用要求的侧重点不同。测量齿 轮、高速齿轮、重载齿轮需要限定哪些使用要求？
fi ' '
对传动性能的 主要影响
Fi ' Fi " F
r
f pt
f i ' fi " F
螺旋线 螺旋线总偏差 F 偏差 螺旋线形状偏差 f
b
Fb
fb
径向跳动
螺旋线倾斜偏差
f Hb
Fr
§11.3 齿轮副误差及其评定指标
齿轮副的安装误差
1.轴线的平行度偏差f 、f b （两
轴线公共平面内的、垂直平面内的）
影响载荷分布均匀性的误差
b 在分度圆柱面上，齿宽有效部分范围内，包 螺旋线总偏差 F 容实际螺旋线（齿向线）的两条设计螺旋线间的距离。
螺旋线形状偏差
f fb
螺旋线倾斜偏差
f Hb
齿轮传动使用要求的评定指标（单个齿轮）
评定指标 齿距 偏差 轮 齿 同 侧 齿 面 偏 差 齿廓 偏差 单个齿距偏差
f pt
S
齿厚上偏差Esns
齿厚下偏差Esni
∴
Esns SEsni
Esni=Esns－Tsn Tsn的求法见式11-8
Tsn Esns Esni
国家标准规定齿厚上、下偏差用 代号表示（14种，P218）
齿轮副侧隙
根据齿厚的计算值如何反查代号呢（P229表11-20）
例如 Esns 4 或-3，Esni 12 或-18，齿厚的上、下偏差 f
§11.4渐开线圆柱齿轮精度标准
一、齿轮精度等级：
尺寸公差、形位公差和轴承精度等级分别有多少级？ GB/T10095.1-2001和GB/T10095.2-2001规定 轮齿同侧齿面偏差：0、1～12共13级，0级最高。 径向综合偏差：4、5～12共9级，4级最高。 径向跳动：0、1～12共13级，0级最高。
侧隙的作用 （3个）？
当具有标准齿厚的 两个齿轮在标准中心 距下安装时，有没有 侧隙？
获得侧隙途径： 加大中心距。 中心距不变，减薄齿厚。
减薄一个齿轮的还是两个都减薄？ 齿厚偏差符号？
S
齿轮副侧隙
为获得最小侧隙，计算齿厚 最小、最大减薄量。
齿厚上、下偏差Esns、Esni
Tsn Esns Esni S
2.齿距累积总偏差Fp(△Fp)：在分度圆上，任意两同侧齿面 间的实际弧长与公称弧长的最大差值。
7
影响运动准确性的误差
齿距累积偏差Fpk （△Fpk）：在分度圆上，k个齿距间 的实际弧长与公称弧长的最大差值。 第2～6个齿的齿距累积偏差是多少？ 3. 径向跳动Fr （△Fr）：齿轮一转范围 内，测头 与齿高中部 双面接触， 测头相对于 齿轮轴线的 最大变动量。
pk
评定指标 径 向 综 合 偏 差 与 径 向 跳 动
齿距累积偏差 F
齿距累积总偏差 F F 齿廓总偏差 齿廓形状偏差 齿廓倾斜偏差
p
f f
f H
'
切向综 切向综合总偏差 Fi 合偏差 一齿切向综合偏差 ' f
i
径 向 综 合 偏 差
径向 综合 总偏 '' F 差 i Fp 一齿 径向 综合 偏差
2.齿轮副的中心距偏差 fa：
新国标中未给出中心距的允许偏 差，可参照８８年国标
应当避免产生哪种情况（哪种 情况最危险）？为什么？
齿轮副精度指标
齿轮副的精度指标
1.接触斑点：装配好的齿轮， 在轻微制动下，运转后齿面上 分布的接触擦亮痕迹。
齿长方向：接触痕迹的长度b’’ （扣除断开部分的长度c）与工 作长度b’（扣除倒角）之比的百 b' 'c 100 % 分比。即： b' 齿高方向：接触痕迹的平均高度h’’ 与工作高度h’ 之比的 百分比。即：h' ' 100 % 百分比越大越好还是越小越好？ h'