互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ)11第11章圓柱齒輪的互換性及檢測

1、1第第1111章章 漸開線圓柱齒輪精度及漸開線圓柱齒輪精度及檢驗檢驗第一節(jié)第一節(jié) 概概 述述第二節(jié)第二節(jié) 圓柱齒輪精度的評定指標及其檢圓柱齒輪精度的評定指標及其檢驗驗第三節(jié)第三節(jié) 圓柱齒輪精度標準圓柱齒輪精度標準的應(yīng)用的應(yīng)用2第一節(jié)第一節(jié) 概概 述述齒輪是傳遞運動和動力的重要零件，在齒輪是傳遞運動和動力的重要零件，在機械、儀器儀表中應(yīng)用很廣泛。齒輪的制造機械、儀器儀表中應(yīng)用很廣泛。齒輪的制造精度影響了齒輪的工作性能、承載能力、使精度影響了齒輪的工作性能、承載能力、使用壽命及它的工作精度。用壽命及它的工作精度。因此，研究齒輪誤差對使用性能的影響、因此，研究齒輪誤差對使用性能的影響、齒輪互換性原理

2、、精度標準，對提高齒輪加齒輪互換性原理、精度標準，對提高齒輪加工質(zhì)量具有重要意義。工質(zhì)量具有重要意義。3圓柱齒輪傳動國家標準圓柱齒輪傳動國家標準GB/T 10095.1-2008 GB/T 10095.1-2008 圓柱齒輪圓柱齒輪 精度制精度制 第第1 1部分：輪齒同側(cè)齒面偏差的定義和允許部分：輪齒同側(cè)齒面偏差的定義和允許值值GB/T 10095.2-2008 GB/T 10095.2-2008 圓柱齒輪圓柱齒輪 精度制精度制 第第2 2部分：徑向綜合偏差與徑向跳動的定義部分：徑向綜合偏差與徑向跳動的定義和允許值和允許值4圓柱齒輪檢驗實施規(guī)范圓柱齒輪檢驗實施規(guī)范GB/Z 18620.1-20

3、08 GB/Z 18620.1-2008 圓柱齒輪圓柱齒輪 檢驗實施規(guī)范檢驗實施規(guī)范 第第1 1部分：部分：輪齒同側(cè)齒面的檢驗輪齒同側(cè)齒面的檢驗GB/Z 18620.2-2008 GB/Z 18620.2-2008 圓柱齒輪圓柱齒輪 檢驗實施規(guī)范檢驗實施規(guī)范 第第2 2部分：部分：徑向綜合偏差、徑向跳動、齒厚和側(cè)隙的檢驗徑向綜合偏差、徑向跳動、齒厚和側(cè)隙的檢驗GB/Z 18620.3-2008 GB/Z 18620.3-2008 圓柱齒輪圓柱齒輪 檢驗實施規(guī)范檢驗實施規(guī)范 第第3 3部分：部分：齒輪坯、軸中心距和軸線平行度齒輪坯、軸中心距和軸線平行度GB/Z 18620.4-2008 GB/Z

4、 18620.4-2008 圓柱齒輪圓柱齒輪 檢驗實施規(guī)范檢驗實施規(guī)范 第第4 4部分：部分：表面結(jié)構(gòu)和齒輪接觸斑點的檢驗表面結(jié)構(gòu)和齒輪接觸斑點的檢驗5p傳遞運動的準確性傳遞運動的準確性 p傳動的平穩(wěn)性傳動的平穩(wěn)性 p載荷分布的均勻性載荷分布的均勻性 p傳動側(cè)隙的合理性傳動側(cè)隙的合理性一、對齒輪傳動的要求一、對齒輪傳動的要求 要求齒輪在一轉(zhuǎn)范圍內(nèi)，最大轉(zhuǎn)角誤差限制在一定范圍內(nèi)，要求齒輪在一轉(zhuǎn)范圍內(nèi)，最大轉(zhuǎn)角誤差限制在一定范圍內(nèi)，以保證從動件與主動件協(xié)調(diào)。以保證從動件與主動件協(xié)調(diào)。 要求齒輪傳動瞬時傳動比變化不大，因為瞬時傳動比的突要求齒輪傳動瞬時傳動比變化不大，因為瞬時傳動比的突變會引起齒輪傳

5、動沖擊、振動和噪聲。變會引起齒輪傳動沖擊、振動和噪聲。 要求齒輪嚙合時齒面接觸良好，以免引起應(yīng)力集中，造成要求齒輪嚙合時齒面接觸良好，以免引起應(yīng)力集中，造成齒面局部磨損，影響齒輪使用壽命。齒面局部磨損，影響齒輪使用壽命。 要求齒輪嚙合時，非工作齒面間應(yīng)有一定間隙。該間隙對于要求齒輪嚙合時，非工作齒面間應(yīng)有一定間隙。該間隙對于貯藏潤滑油，補償齒輪傳動受力彈性變形、熱膨脹以及齒輪傳動貯藏潤滑油，補償齒輪傳動受力彈性變形、熱膨脹以及齒輪傳動裝置的制造誤差和裝配誤差等均是必須的。否則齒輪傳動過程中裝置的制造誤差和裝配誤差等均是必須的。否則齒輪傳動過程中可能出現(xiàn)卡死或燒傷?？赡艹霈F(xiàn)卡死或燒傷。67以上四

6、項要求中，以上四項要求中，前三項是針對齒輪本身提出的要求，第前三項是針對齒輪本身提出的要求，第四項是對齒輪副的要求，四項是對齒輪副的要求，而且對不同用途的齒輪，提出的而且對不同用途的齒輪，提出的要求也不一樣。要求也不一樣。對齒輪傳動的要求對齒輪傳動的要求如用于分度機構(gòu)、讀數(shù)機構(gòu)的齒輪，傳動比應(yīng)準確，如用于分度機構(gòu)、讀數(shù)機構(gòu)的齒輪，傳動比應(yīng)準確，側(cè)重側(cè)重運動準確性要求運動準確性要求；對高速傳遞動力齒輪，應(yīng)減少沖擊、振動和噪音，側(cè)對高速傳遞動力齒輪，應(yīng)減少沖擊、振動和噪音，側(cè)重重工作平穩(wěn)性要求工作平穩(wěn)性要求；對用于起重機械、礦山機械等低速動力齒輪，強度是對用于起重機械、礦山機械等低速動力齒輪，強度

7、是主要的，側(cè)重主要的，側(cè)重接觸均勻性要求接觸均勻性要求。為保證運動的靈活性，每種齒輪傳動的為保證運動的靈活性，每種齒輪傳動的齒側(cè)間隙齒側(cè)間隙都必都必須符合要求。須符合要求。8二、齒輪加工誤差二、齒輪加工誤差 齒輪的加工方法按齒廓的形成原理可分為齒輪的加工方法按齒廓的形成原理可分為 仿形法仿形法（成形法）（成形法） 銑齒；成形法磨齒。銑齒；成形法磨齒。 范成法范成法（展成法）（展成法） 插齒；滾齒；剃齒；展成法磨齒。插齒；滾齒；剃齒；展成法磨齒。91.1.產(chǎn)生齒輪加工誤差的主要因素產(chǎn)生齒輪加工誤差的主要因素以滾齒為例，產(chǎn)生加工誤差的主要因素有以滾齒為例，產(chǎn)生加工誤差的主要因素有:幾何偏心：幾何偏

8、心：由于齒輪孔的幾何中心與齒輪加工時的由于齒輪孔的幾何中心與齒輪加工時的旋轉(zhuǎn)中心不重合旋轉(zhuǎn)中心不重合運動偏心：運動偏心：由于分度蝸輪的加工誤差及安裝偏心由于分度蝸輪的加工誤差及安裝偏心機床傳動鏈的高頻誤差：機床傳動鏈的高頻誤差：分度傳動鏈的傳動誤差分度傳動鏈的傳動誤差或差動傳動鏈的傳動誤差或差動傳動鏈的傳動誤差滾刀的安裝誤差和加工誤差滾刀的安裝誤差和加工誤差機床機床刀具刀具工件工件 系統(tǒng)的周期性的誤差系統(tǒng)的周期性的誤差101234e幾幾e運運e刀刀e蝸桿蝸桿oooooooo機床工作臺回轉(zhuǎn)軸線機床工作臺回轉(zhuǎn)軸線oo 工件孔軸線工件孔軸線 oo分度蝸輪幾何軸線分度蝸輪幾何軸線幾何偏心和運動偏心幾何

9、偏心和運動偏心11齒輪加工誤差特點齒輪加工誤差特點加工誤差是齒輪轉(zhuǎn)角的函數(shù)，具有加工誤差是齒輪轉(zhuǎn)角的函數(shù)，具有周期性周期性。w 長周期誤差長周期誤差：以以一轉(zhuǎn)為周期一轉(zhuǎn)為周期的誤差。的誤差。它主要影響傳遞運動準確性要求；主要它主要影響傳遞運動準確性要求；主要由由幾何偏心和運動偏心幾何偏心和運動偏心引起。引起。w 短周期誤差（高頻誤差）短周期誤差（高頻誤差）：以以一一齒為周期齒為周期的誤差，在齒輪一轉(zhuǎn)中多次重的誤差，在齒輪一轉(zhuǎn)中多次重復(fù)出現(xiàn)。它主要影響工作平穩(wěn)性要求。復(fù)出現(xiàn)。它主要影響工作平穩(wěn)性要求。主要由主要由機床傳動鏈的高頻誤差以及滾刀機床傳動鏈的高頻誤差以及滾刀的制造誤差與安裝誤差的制造誤

10、差與安裝誤差引起。引起。12一、運動準確性的評定指標一、運動準確性的評定指標（4 4個）個） w 切向綜合總偏差切向綜合總偏差 ( F i)w 齒距累積偏差齒距累積偏差 ( Fp )w 齒圈徑向跳動齒圈徑向跳動 ( Fr ) w 徑向綜合偏差徑向綜合偏差 (Fi) 第二節(jié)第二節(jié) 圓柱齒輪精度的評定圓柱齒輪精度的評定指標及其檢驗指標及其檢驗13 1 1、切向綜合偏差、切向綜合偏差w 切向綜合總偏差（切向綜合總偏差（F F i i ）指被測齒輪與測量齒輪指被測齒輪與測量齒輪單面單面嚙合嚙合檢驗時，被測齒輪檢驗時，被測齒輪一轉(zhuǎn)范圍內(nèi)一轉(zhuǎn)范圍內(nèi)齒輪分度圓上實齒輪分度圓上實際圓周位移與理論圓周位移的最大

11、差值。際圓周位移與理論圓周位移的最大差值。是評定齒輪是評定齒輪傳遞運動準確性傳遞運動準確性的的綜合綜合指標。指標。14一齒切向綜合偏差一齒切向綜合偏差w 一齒切向綜合偏差（一齒切向綜合偏差（f fi i ）指被測齒輪與測量齒輪指被測齒輪與測量齒輪單單面嚙合面嚙合檢驗時，被測齒輪轉(zhuǎn)過檢驗時，被測齒輪轉(zhuǎn)過一齒距內(nèi)一齒距內(nèi)的切向綜合的切向綜合偏差。偏差。是評定齒輪是評定齒輪傳遞運動平穩(wěn)性傳遞運動平穩(wěn)性的指標。的指標。15 單嚙儀原理單嚙儀原理 w 被測齒輪在保持設(shè)計中心距下與被測齒輪在保持設(shè)計中心距下與測量齒輪作單面嚙合傳動，節(jié)圓測量齒輪作單面嚙合傳動，節(jié)圓盤構(gòu)成理想傳動副（標準傳動），盤構(gòu)成理想傳

12、動副（標準傳動），產(chǎn)生理想的均勻運動產(chǎn)生理想的均勻運動 2 2=i=i 1 1，而，而被測齒輪則產(chǎn)生實際轉(zhuǎn)角被測齒輪則產(chǎn)生實際轉(zhuǎn)角 2 2=i=i 1 1 + +。w 將兩運動進行比較，兩者之差就將兩運動進行比較，兩者之差就是被測齒輪瞬間轉(zhuǎn)角誤差。是被測齒輪瞬間轉(zhuǎn)角誤差。w 連續(xù)記錄各瞬間轉(zhuǎn)角誤差就形成連續(xù)記錄各瞬間轉(zhuǎn)角誤差就形成了齒輪運動誤差曲線。了齒輪運動誤差曲線。1.1.測量齒輪測量齒輪2.2.被測齒輪被測齒輪3.3.節(jié)圓盤（摩擦盤）節(jié)圓盤（摩擦盤）光柵式單嚙儀光柵式單嚙儀162 2、齒距偏差、齒距偏差w 齒距累積偏差齒距累積偏差( (F Fpkpk):):任意任意k k個齒距的實際弧長

13、與個齒距的實際弧長與理論弧長的代數(shù)差。理論弧長的代數(shù)差。k=2Z/8規(guī)定規(guī)定Fpk是為了限制齒距累積偏差集中在局部圓周上。是為了限制齒距累積偏差集中在局部圓周上。172 2、齒距偏差、齒距偏差w 齒距累積總偏差齒距累積總偏差( (F Fp p) )：齒輪同側(cè)齒面任意弧段：齒輪同側(cè)齒面任意弧段內(nèi)的最大齒距累積偏差。內(nèi)的最大齒距累積偏差。齒距累積偏差是齒距累積偏差是幾何偏心和運動偏心幾何偏心和運動偏心的綜合結(jié)果，影響了的綜合結(jié)果，影響了齒輪齒輪運動準確性運動準確性。182 2、齒距偏差、齒距偏差w 單個齒距偏差單個齒距偏差( (f fptpt) )：在齒面端平面上，在接近：在齒面端平面上，在接近齒

14、高中部的一個與齒輪軸線同心的圓上，實際齒高中部的一個與齒輪軸線同心的圓上，實際齒距與理論齒距之代數(shù)差。齒距與理論齒距之代數(shù)差。f fptpt是由于是由于機床分度傳動鏈的周期誤差機床分度傳動鏈的周期誤差引起的，影響了齒輪引起的，影響了齒輪傳動平穩(wěn)性傳動平穩(wěn)性。19齒距偏差測量齒距偏差測量在在萬能測齒儀萬能測齒儀上用上用相對測量法相對測量法測量。測量。以齒輪上任意一個齒距以齒輪上任意一個齒距為基準，把儀器測微器為基準，把儀器測微器示值調(diào)零，然后依次測示值調(diào)零，然后依次測出其余各齒距對基準齒出其余各齒距對基準齒距的相對偏差，最后通距的相對偏差，最后通過數(shù)據(jù)處理求出過數(shù)據(jù)處理求出F Fp p。203

15、3、徑向綜合偏差、徑向綜合偏差w 徑向綜合總偏差徑向綜合總偏差( (F Fi i):):在徑在徑向雙面綜合檢驗時，被測齒輪的向雙面綜合檢驗時，被測齒輪的左右齒面同時與測量齒輪接觸，左右齒面同時與測量齒輪接觸，轉(zhuǎn)一整圈時出現(xiàn)的中心距最大值轉(zhuǎn)一整圈時出現(xiàn)的中心距最大值與最小值之差與最小值之差。w 一齒徑向綜合偏差一齒徑向綜合偏差( (f fi i):):被被測齒輪雙面嚙合綜合檢驗時，對測齒輪雙面嚙合綜合檢驗時，對應(yīng)一個齒距的徑向綜合偏差值。應(yīng)一個齒距的徑向綜合偏差值。徑向綜合偏差是由于被測齒輪存在幾何偏心及短周期誤差（齒廓偏差徑向綜合偏差是由于被測齒輪存在幾何偏心及短周期誤差（齒廓偏差和齒距偏差等

16、）的影響產(chǎn)生的。和齒距偏差等）的影響產(chǎn)生的。F Fi i影響運動準確性；影響運動準確性； f fi i影響傳動平穩(wěn)性。影響傳動平穩(wěn)性。 21 雙嚙儀原理雙嚙儀原理 w 在拉簧作用下，保證被測在拉簧作用下，保證被測齒輪與測量齒輪作雙面嚙齒輪與測量齒輪作雙面嚙合。合。w 測量時，被測齒輪與測量測量時，被測齒輪與測量齒輪雙嚙轉(zhuǎn)動，若被測齒齒輪雙嚙轉(zhuǎn)動，若被測齒輪存在幾何偏心及短周期輪存在幾何偏心及短周期誤差（齒形誤差、基節(jié)偏誤差（齒形誤差、基節(jié)偏差等），則其雙嚙中心距差等），則其雙嚙中心距會發(fā)生變化。會發(fā)生變化。w 連續(xù)記錄雙嚙中心距的變動量，得到雙嚙誤差曲線。連續(xù)記錄雙嚙中心距的變動量，得到雙嚙誤

17、差曲線。224 4、徑向跳動（、徑向跳動（F Fr r） w F Fr r在在齒圈徑向跳動檢查儀齒圈徑向跳動檢查儀上上測量，測頭可以用球形或錐測量，測頭可以用球形或錐形。形。w 測量時，以齒輪孔作為基準，測量時，以齒輪孔作為基準，轉(zhuǎn)動齒輪，把測頭依次放入轉(zhuǎn)動齒輪，把測頭依次放入各齒槽內(nèi)，并讀出指示表讀各齒槽內(nèi)，并讀出指示表讀數(shù)，最大讀數(shù)與最小讀數(shù)之數(shù)，最大讀數(shù)與最小讀數(shù)之差即為差即為FrFr。23齒圈徑向跳動齒圈徑向跳動w F Fr r主要是由主要是由幾何偏心幾何偏心引起的。引起的。齒輪加工時，由于齒坯孔與心齒輪加工時，由于齒坯孔與心軸之間有偏離量軸之間有偏離量e幾幾，在切齒過程中，在切齒過程

18、中刀具至刀具至O 距離不變，因而切出的齒距離不變，因而切出的齒圈是以圈是以O(shè) 為中心，而從齒圈上各齒為中心，而從齒圈上各齒到孔中心到孔中心O的距離是變化的，按正弦的距離是變化的，按正弦規(guī)律以規(guī)律以齒輪一轉(zhuǎn)為周期齒輪一轉(zhuǎn)為周期變化，產(chǎn)生變化，產(chǎn)生Fr。理論證明。理論證明Fr=2e幾幾當齒輪存在當齒輪存在e幾幾時，沿著與孔同心時，沿著與孔同心的圓上，齒距是不均勻的，按正弦規(guī)的圓上，齒距是不均勻的，按正弦規(guī)律變化，這是產(chǎn)生律變化，這是產(chǎn)生Fp的因素之一。的因素之一。24二、齒輪傳動平穩(wěn)性的評定指標二、齒輪傳動平穩(wěn)性的評定指標（5 5個）個） w 一齒切向綜合偏差（一齒切向綜合偏差（f f i i）

19、w 一齒徑向綜合偏差（一齒徑向綜合偏差（f fi i） w 齒廓偏差齒廓偏差w 基節(jié)偏差（基節(jié)偏差（f fpbpb） w 單個齒距偏差單個齒距偏差 （f fptpt ）251 1、齒廓偏差、齒廓偏差 齒廓偏差是指實際齒廓偏離設(shè)計齒廓的量，在端平面內(nèi)齒廓偏差是指實際齒廓偏離設(shè)計齒廓的量，在端平面內(nèi)且垂直于漸開線的方向計量。且垂直于漸開線的方向計量。u齒廓總偏差齒廓總偏差F F 是指在計值范圍內(nèi)包容實際齒廓跡線的兩條設(shè)計是指在計值范圍內(nèi)包容實際齒廓跡線的兩條設(shè)計齒廓跡線之間的距離。齒廓跡線之間的距離。u齒廓形狀偏差齒廓形狀偏差ff ff 是指在計值范圍內(nèi)包容實際齒廓跡線的兩條與平是指在計值范圍內(nèi)包

20、容實際齒廓跡線的兩條與平均齒廓跡線完全相同的跡線之間的距離。且兩條跡線與均齒廓跡線完全相同的跡線之間的距離。且兩條跡線與平均齒廓跡線的距離為常數(shù)。平均齒廓跡線的距離為常數(shù)。u齒廓傾斜偏差齒廓傾斜偏差fH fH 是指在計值范圍內(nèi)兩端與平均齒廓跡線相交的是指在計值范圍內(nèi)兩端與平均齒廓跡線相交的兩條設(shè)計齒廓跡線間的距離。兩條設(shè)計齒廓跡線間的距離。261 1、齒廓偏差、齒廓偏差 u齒廓偏差是由于刀具的制造誤差和安裝齒廓偏差是由于刀具的制造誤差和安裝誤差以及機床傳動鏈誤差等所引起。此誤差以及機床傳動鏈誤差等所引起。此外，長周期誤差對齒廓精度也有影響。外，長周期誤差對齒廓精度也有影響。u齒廓偏差影響齒廓偏

21、差影響傳動平穩(wěn)性傳動平穩(wěn)性。u齒廓偏差的檢驗：單圓盤漸開線檢查儀。齒廓偏差的檢驗：單圓盤漸開線檢查儀。272 2、基節(jié)偏差、基節(jié)偏差( (f fpbpb)-)-基圓齒距偏差基圓齒距偏差w 基節(jié)偏差是指實際基節(jié)與公稱基節(jié)之差?；?jié)偏差是指實際基節(jié)與公稱基節(jié)之差。w 實際基節(jié)是指基圓柱切平面所截兩相鄰?fù)瑐?cè)齒面的交線實際基節(jié)是指基圓柱切平面所截兩相鄰?fù)瑐?cè)齒面的交線之間的法向距離。之間的法向距離。w 基節(jié)偏差主要是由刀具的基節(jié)基節(jié)偏差主要是由刀具的基節(jié)偏差和齒形角誤差造成的。偏差和齒形角誤差造成的。28基節(jié)偏差（基節(jié)偏差（f fpbpb） w 一對齒輪正常嚙合時，當?shù)谝粋€輪齒尚未脫離嚙合時，一對齒輪正

22、常嚙合時，當?shù)谝粋€輪齒尚未脫離嚙合時，第二個輪齒應(yīng)進入嚙合。當兩齒輪基節(jié)相等時，這種嚙第二個輪齒應(yīng)進入嚙合。當兩齒輪基節(jié)相等時，這種嚙合過程將平穩(wěn)地連續(xù)進行，若齒輪具有基節(jié)偏差，則這合過程將平穩(wěn)地連續(xù)進行，若齒輪具有基節(jié)偏差，則這種嚙合過程將被破壞，使瞬時速比發(fā)生變化，產(chǎn)生沖擊、種嚙合過程將被破壞，使瞬時速比發(fā)生變化，產(chǎn)生沖擊、振動。振動。u基節(jié)偏差可用基節(jié)偏差可用基節(jié)儀和萬能測齒儀基節(jié)儀和萬能測齒儀進行測量。進行測量。 29在理論上，一對輪齒的嚙合過程，若不考慮彈性變形在理論上，一對輪齒的嚙合過程，若不考慮彈性變形的影響，其嚙合是由齒頂?shù)烬X根每瞬間都的影響，其嚙合是由齒頂?shù)烬X根每瞬間都沿著全

23、齒寬沿著全齒寬成一成一直線接觸。直線接觸。對于直齒輪對于直齒輪，齒面是切于基圓，齒面是切于基圓柱的平面上與軸線平行的直線柱的平面上與軸線平行的直線KK的的運動軌跡運動軌跡漸開面，所以輪齒每漸開面，所以輪齒每瞬間的瞬間的接觸線是一根平行于軸線的接觸線是一根平行于軸線的直線直線K-K。對于斜齒輪對于斜齒輪，由于齒面是切于，由于齒面是切于基圓柱的平面上與軸線夾角為基圓柱的平面上與軸線夾角為 b的直的直線線K-K運動的軌跡運動的軌跡漸開螺旋面。漸開螺旋面。所以輪齒某瞬時的所以輪齒某瞬時的接觸線是一根在接觸線是一根在基圓柱的切平面上與基圓柱母線夾基圓柱的切平面上與基圓柱母線夾角為角為 b的直線的直線K-

24、K。三、載荷分布均勻性的評定指標三、載荷分布均勻性的評定指標w 齒輪工作時，兩齒面接觸良好，才能保證齒面上載荷分齒輪工作時，兩齒面接觸良好，才能保證齒面上載荷分布均勻。但布均勻。但實際上，由于齒輪的制造和安裝誤差，嚙合實際上，由于齒輪的制造和安裝誤差，嚙合齒在齒長方向上并不是沿全齒寬接觸，而在嚙合過程中齒在齒長方向上并不是沿全齒寬接觸，而在嚙合過程中也并不是沿全齒高接觸。也并不是沿全齒高接觸。w 對于直齒輪，影響接觸長度的是對于直齒輪，影響接觸長度的是螺旋線偏差螺旋線偏差，影響接觸，影響接觸高度的是高度的是齒廓偏差齒廓偏差；w 對于寬斜齒輪，影響接觸長度的是對于寬斜齒輪，影響接觸長度的是螺旋線

25、偏差（或軸向螺旋線偏差（或軸向齒距偏差），齒距偏差），影響接觸高度的是影響接觸高度的是齒廓偏差齒廓偏差和和基圓齒距偏基圓齒距偏差差。w 從評定齒輪承載能力的大小來看，一般對接觸長度的要從評定齒輪承載能力的大小來看，一般對接觸長度的要求高于對接觸高度的要求。求高于對接觸高度的要求。齒輪承載能力的要求齒輪承載能力的要求螺旋線偏差螺旋線偏差螺旋線偏差是指螺旋線偏差是指在端在端面面基圓基圓切切線方向線方向上上，實際，實際螺旋線對設(shè)計螺旋線的偏移量螺旋線對設(shè)計螺旋線的偏移量。u螺旋線總偏差螺旋線總偏差F F 是指在計值范圍內(nèi)包容實際螺旋線跡線的兩條設(shè)是指在計值范圍內(nèi)包容實際螺旋線跡線的兩條設(shè)計螺旋線跡線

26、之間的距離。計螺旋線跡線之間的距離。u螺旋線形狀偏差螺旋線形狀偏差ff ff 是指在計值范圍內(nèi)包容實際螺旋線跡線的兩條與是指在計值范圍內(nèi)包容實際螺旋線跡線的兩條與平均螺旋線跡線完全相同的跡線之間的距離。且兩條跡平均螺旋線跡線完全相同的跡線之間的距離。且兩條跡線與平均螺旋線跡線的距離為常數(shù)。線與平均螺旋線跡線的距離為常數(shù)。u螺旋線傾斜偏差螺旋線傾斜偏差fH fH 是指在計值范圍內(nèi)兩端與平均螺旋線跡線相交是指在計值范圍內(nèi)兩端與平均螺旋線跡線相交的兩條設(shè)計螺旋線跡線間的距離。的兩條設(shè)計螺旋線跡線間的距離。螺旋線偏差螺旋線偏差u螺旋線偏差主要是由齒坯端面跳動和刀架導(dǎo)軌傾斜引起的。螺旋線偏差主要是由齒坯

27、端面跳動和刀架導(dǎo)軌傾斜引起的。對于斜齒輪，還受機床差動傳動鏈的調(diào)整誤差影響。對于斜齒輪，還受機床差動傳動鏈的調(diào)整誤差影響。u直齒輪螺旋線偏差的檢驗：心軸、頂針座、直齒輪螺旋線偏差的檢驗：心軸、頂針座、V形塊。形塊。u斜齒輪螺旋線偏差的檢驗：導(dǎo)程儀、螺旋角檢查儀、萬能斜齒輪螺旋線偏差的檢驗：導(dǎo)程儀、螺旋角檢查儀、萬能測齒儀。測齒儀。33四、傳動側(cè)隙及其影響要素四、傳動側(cè)隙及其影響要素齒輪副的法向側(cè)隙（齒輪副的法向側(cè)隙（j jn n） 是齒輪副工作齒面接觸時，非工是齒輪副工作齒面接觸時，非工作齒面間的最小距離。作齒面間的最小距離。齒輪副的圓周側(cè)隙（齒輪副的圓周側(cè)隙（j jt t） 是指齒輪副中一個

28、齒輪固定時，是指齒輪副中一個齒輪固定時，另一個齒輪的圓周晃動量。另一個齒輪的圓周晃動量。nbtnjjcoscos1.1.側(cè)隙的定義側(cè)隙的定義 兩相配齒輪的工作面相接觸，在兩非工作兩相配齒輪的工作面相接觸，在兩非工作齒面間的形成的間隙。齒面間的形成的間隙。34u齒厚偏差齒厚偏差f fsnsn 實際齒厚與公稱齒厚之差。實際齒厚與公稱齒厚之差。2.2.傳動側(cè)隙的影響要素傳動側(cè)隙的影響要素公稱齒厚公稱齒厚Sn是指該齒輪與具有是指該齒輪與具有理論齒厚的相配齒輪在基本中心理論齒厚的相配齒輪在基本中心距下無側(cè)隙嚙合時的齒厚。距下無側(cè)隙嚙合時的齒厚。齒厚的最大極限齒厚的最大極限Sns和最小極和最小極限限Sni

29、 是指齒厚的兩個允許的極是指齒厚的兩個允許的極值，齒厚的實際尺寸應(yīng)位于兩極值，齒厚的實際尺寸應(yīng)位于兩極值之間。值之間。齒厚的檢驗：齒厚的檢驗：齒厚游標卡尺。齒厚游標卡尺。u公法線長度偏差公法線長度偏差Wk的實際值與公稱值之差為偏差，它與齒厚偏差有的實際值與公稱值之差為偏差，它與齒厚偏差有著相關(guān)關(guān)系，可用于齒輪副側(cè)隙的評估與控制。著相關(guān)關(guān)系，可用于齒輪副側(cè)隙的評估與控制。公法線長度公法線長度Wk是在基圓柱切平面是在基圓柱切平面(公法線平面公法線平面)上跨上跨k個齒個齒(內(nèi)齒輪是齒槽內(nèi)齒輪是齒槽)在接觸一個齒的右面和另在接觸一個齒的右面和另一個齒的左面的兩平行平面的距離。一個齒的左面的兩平行平面的

30、距離。36五、齒輪副安裝精度的評定指標五、齒輪副安裝精度的評定指標1中心距極限偏差中心距極限偏差 fa齒寬中間平面內(nèi)，實際中心距與公稱中心距之差。齒寬中間平面內(nèi)，實際中心距與公稱中心距之差。2軸線平行度公差軸線平行度公差軸線平面內(nèi)的平行度偏差軸線平面內(nèi)的平行度偏差f：在軸線平面上兩軸線的平在軸線平面上兩軸線的平行度誤差。行度誤差。軸線平面軸線平面是通過兩軸線中的長軸線和另一軸線上一端點是通過兩軸線中的長軸線和另一軸線上一端點確定的平面。確定的平面。垂直平面內(nèi)的平行度偏差垂直平面內(nèi)的平行度偏差f：在與軸線平面相垂直在與軸線平面相垂直的平面上兩軸線的平行度誤差。的平面上兩軸線的平行度誤差。37裝配

31、好的齒輪副，在輕微制動下，裝配好的齒輪副，在輕微制動下，運轉(zhuǎn)后齒面上分布的接觸擦亮痕跡。運轉(zhuǎn)后齒面上分布的接觸擦亮痕跡。接觸痕跡的大小在齒面展開圖上用百接觸痕跡的大小在齒面展開圖上用百分數(shù)計算。分數(shù)計算。齒長方向：齒長方向：%100Xbcb 齒高方向：齒高方向：%100Xhh3接觸斑點接觸斑點接觸斑點是齒面接觸精度綜合評定指標。接觸斑點是齒面接觸精度綜合評定指標。38一、一、精度等級及其選擇精度等級及其選擇1. 齒輪精度等級標準齒輪精度等級標準第三節(jié)第三節(jié) 圓柱齒輪精度標準的應(yīng)用圓柱齒輪精度標準的應(yīng)用u按標準規(guī)定，漸開線圓柱齒輪分為按標準規(guī)定，漸開線圓柱齒輪分為1313個個精度精度等級，精度由

32、高到低依次為：等級，精度由高到低依次為：0 0，l l，2 2，3 3，1212級。級。u對徑向綜合總偏差對徑向綜合總偏差F Fi i 和一齒徑向綜合偏差和一齒徑向綜合偏差f fi i ，由于測量精度以及它們反映不出切向誤差的由于測量精度以及它們反映不出切向誤差的弱點，故標準規(guī)定它們僅用于弱點，故標準規(guī)定它們僅用于4 41212級。級。各個項目偏差的允許值，是按各個項目偏差的允許值，是按5級精度的偏差級精度的偏差允許值乘以允許值乘以(或除以或除以)級間公比數(shù)級間公比數(shù) 而求得，而求得，5級精級精度齒輪的各偏差允許值的計算式列于表度齒輪的各偏差允許值的計算式列于表11-1。2各參數(shù)偏差的允許偏差

33、值各參數(shù)偏差的允許偏差值(或公差或公差) 計算完以后進計算完以后進行圓整：如果計算值大于行圓整：如果計算值大于10 m，圓整到最接近的整，圓整到最接近的整數(shù)；如果小于數(shù)；如果小于10 m，圓整到最接近的尾數(shù)為，圓整到最接近的尾數(shù)為0.5 m的的小數(shù)或整數(shù)；如果小于小數(shù)或整數(shù)；如果小于5 m，圓整到最接近的，圓整到最接近的0.1 m的小數(shù)或整數(shù)。的小數(shù)或整數(shù)。2. 各要素的公差或極限偏差值各要素的公差或極限偏差值模數(shù)模數(shù)mn值的分段為值的分段為:0.5/2/3.5/5/6/10/16/25/40/70。分度圓直徑分度圓直徑d的尺寸分段的尺寸分段為為:5/20/50/125/280/560/100

34、0/1600/2500/4000/8000/1000齒寬齒寬b的尺寸分段為的尺寸分段為:4/10/20/40/80/160/250/400/650/1000國家標準中列出了由上述公式計算出的各偏差的允國家標準中列出了由上述公式計算出的各偏差的允許值，供使用時查閱，本章摘錄了一部分，如表許值，供使用時查閱，本章摘錄了一部分，如表11-14表表11-20，供參考。，供參考。413. 齒輪精度等級的選擇齒輪精度等級的選擇按各項誤差對齒輪傳動性能的影響，將各誤差分為按各項誤差對齒輪傳動性能的影響，將各誤差分為I、II、III三類三類誤差類誤差類公差與極限偏差項目公差與極限偏差項目對傳動性能的主要影響對

35、傳動性能的主要影響IF i、Fp、Fpk、F i、Fr傳遞運動的準確性傳遞運動的準確性IIf I，fpt，fpb，f i，F(xiàn) ，F(xiàn) ， ff ，ff 傳動的平穩(wěn)性傳動的平穩(wěn)性IIIF ，F(xiàn) ， fH ，fH 載荷分布的均勻性載荷分布的均勻性 選擇齒輪精度等級時，必須按其用途、工作條件及技術(shù)要求，選擇齒輪精度等級時，必須按其用途、工作條件及技術(shù)要求，如圓周速度、傳遞的功率、運動精度、振動和噪聲、工作持續(xù)時如圓周速度、傳遞的功率、運動精度、振動和噪聲、工作持續(xù)時間和使用壽命等要求來確定，同時應(yīng)考慮工藝可能性和經(jīng)濟性。間和使用壽命等要求來確定，同時應(yīng)考慮工藝可能性和經(jīng)濟性。 根據(jù)使用要求的不同，允許

36、對三公差組選用不同精度等級，根據(jù)使用要求的不同，允許對三公差組選用不同精度等級，而在同一公差組內(nèi)各項公差和極限偏差應(yīng)保持相同的精度等級。而在同一公差組內(nèi)各項公差和極限偏差應(yīng)保持相同的精度等級。 42u分度、讀數(shù)齒輪分度、讀數(shù)齒輪( (如精密分度機構(gòu)和儀器讀數(shù)機構(gòu)中的齒輪如精密分度機構(gòu)和儀器讀數(shù)機構(gòu)中的齒輪) )主要要求主要要求是傳遞運動準確性，可按傳動鏈運動精度要求，誤差傳遞規(guī)律計算而定是傳遞運動準確性，可按傳動鏈運動精度要求，誤差傳遞規(guī)律計算而定出第出第I I公差組的精度等級，然后再按工作條件確定其他精度要求；公差組的精度等級，然后再按工作條件確定其他精度要求；u高速動力齒輪高速動力齒輪(

37、(如汽輪機減速器齒輪如汽輪機減速器齒輪) )特點是傳遞功率大、速度高，要特點是傳遞功率大、速度高，要求傳動平穩(wěn)、噪聲及振動小，同時也有較高的齒面接觸要求。因此，首求傳動平穩(wěn)、噪聲及振動小，同時也有較高的齒面接觸要求。因此，首先按圓周速度或噪聲強度要求確定第先按圓周速度或噪聲強度要求確定第公差組的精度級，而第公差組的精度級，而第公差組公差組精度不宜低于第精度不宜低于第IIII公差組，第公差組，第I I公差組精度也不應(yīng)過低；公差組精度也不應(yīng)過低；u低速動力齒輪低速動力齒輪( (如軋鋼、礦山及起重等機械用的齒輪如軋鋼、礦山及起重等機械用的齒輪) )特點是傳遞功率特點是傳遞功率大、速度低，主要要求齒面

38、接觸良好。因此，首先按強度和壽命要求確大、速度低，主要要求齒面接觸良好。因此，首先按強度和壽命要求確定第定第公差組的精度級；其次第公差組的精度級；其次第公差組誤差項目，其精度級不應(yīng)過分公差組誤差項目，其精度級不應(yīng)過分低于第低于第公差組，公差組，u一般，中、輕載齒輪第一般，中、輕載齒輪第、公差組可選同級精度。公差組可選同級精度。3. 齒輪精度等級的選擇齒輪精度等級的選擇433. 齒輪精度等級的選擇齒輪精度等級的選擇443. 齒輪精度等級的選擇齒輪精度等級的選擇454. 檢驗項目的選擇檢驗項目的選擇u三類誤差中，各類都有若干個誤差項目，在生產(chǎn)中不需三類誤差中，各類都有若干個誤差項目，在生產(chǎn)中不需要

39、對所有全部項目進行檢驗。要對所有全部項目進行檢驗。u標準推薦的基本檢驗項目有：標準推薦的基本檢驗項目有：FP、fpt、F 和和F 。u只有高速齒輪才控制只有高速齒輪才控制FpkuF i和和f i不是必檢項目。不是必檢項目。uff 、fH 、ff 、fH 供工藝分析用。供工藝分析用。uF i、f i和和Fr是控制徑向誤差的項目。是控制徑向誤差的項目。46w 齒輪副的側(cè)隙按齒輪工作條件決定，與齒輪的精度齒輪副的側(cè)隙按齒輪工作條件決定，與齒輪的精度等級無關(guān)等級無關(guān)。如汽輪機中的齒輪傳動工作溫升高，為。如汽輪機中的齒輪傳動工作溫升高，為保證正常潤滑，避免因發(fā)熱而卡死，要求有大的保保證正常潤滑，避免因發(fā)

40、熱而卡死，要求有大的保證側(cè)隙。而對于需正反轉(zhuǎn)或讀數(shù)機構(gòu)中的傳動齒輪，證側(cè)隙。而對于需正反轉(zhuǎn)或讀數(shù)機構(gòu)中的傳動齒輪，為避免空程影響，則要求較小的保證側(cè)隙。為避免空程影響，則要求較小的保證側(cè)隙。w 設(shè)計中選定的最小極限側(cè)隙設(shè)計中選定的最小極限側(cè)隙( (j jnminnmin) )應(yīng)足以補償齒輪應(yīng)足以補償齒輪傳動時溫升引起的變形，并保證正常的潤滑。傳動時溫升引起的變形，并保證正常的潤滑。二、二、齒輪副側(cè)隙的計算齒輪副側(cè)隙的計算472 2、補償溫升引起變形所需的側(cè)隙量補償溫升引起變形所需的側(cè)隙量j jnmin2nmin21 1、保證正常潤滑所需的側(cè)隙量保證正常潤滑所需的側(cè)隙量j jnmin1nmin1

41、取決于圓周速度和潤滑方式，取決于圓周速度和潤滑方式，P220 表表11-8 11-9較小，忽略不計。較小，忽略不計。齒輪副最小側(cè)隙齒輪副最小側(cè)隙jnmin3 3、補償補償齒輪受力變形所需的側(cè)隙兩齒輪受力變形所需的側(cè)隙兩j jnmin3nmin3）（ msin2)(100022112minnnttaj2nmin1nminminjjnj48Esns是保證獲得最小極限側(cè)隙的齒輪齒厚最小減薄量，計是保證獲得最小極限側(cè)隙的齒輪齒厚最小減薄量，計算時還應(yīng)考慮補償齒輪的加工誤差與安裝誤差，通常設(shè)大、算時還應(yīng)考慮補償齒輪的加工誤差與安裝誤差，通常設(shè)大、小齒輪齒厚上偏差相等，則有以下關(guān)系式：小齒輪齒厚上偏差相等

42、，則有以下關(guān)系式：式中，式中，Jn為補償齒輪加工誤差與安裝誤差引起的側(cè)隙減少量。為補償齒輪加工誤差與安裝誤差引起的側(cè)隙減少量。三、三、齒厚上下偏差齒厚上下偏差Esns、Esni的計算的計算nannsnsfJjEtan-cos2-nmin22pb2pbn104. 2ff21FJ時當0n20齒厚公差齒厚公差:nrrsbFTtan222Fr-徑向跳動公差徑向跳動公差 br-切齒徑向進刀公差切齒徑向進刀公差 齒厚下偏差齒厚下偏差:ssnssniTEE49例例11-1：設(shè)有一直齒圓柱齒輪，模數(shù)：設(shè)有一直齒圓柱齒輪，模數(shù)m=5mm，齒形角，齒形角 =20 ，齒數(shù)，齒數(shù)Z1=20，Z2=60，齒寬，齒寬b=

43、50mm，工作速度為，工作速度為18ms，已選定其精度等級為，已選定其精度等級為6級，齒級，齒輪工作溫度輪工作溫度t1=75 C，箱體工作溫度，箱體工作溫度t2=50。線膨脹系數(shù)：鋼齒輪。線膨脹系數(shù)：鋼齒輪 1=11.5 x10-6，鑄鐵箱體，鑄鐵箱體 2=10.5x10-6。試確定。試確定小齒輪小齒輪齒厚上、下偏差。齒厚上、下偏差。1計算齒輪副的最小側(cè)隙計算齒輪副的最小側(cè)隙jn minnnttajsin2)(100022112minmmzzma2002)6020(52)(21mjn43.4320sin2)2050(105 .10)2075(105 .11200000662minV=18m/s

44、中速：中速：jnmin1=20mn=20X5=100 mjn min jnmin1+jnmin2=43.43+100 143mm502確定齒厚上、下偏差確定齒厚上、下偏差查表查表11-3：fa=IT7/2=0.023mm查表：查表：fpb1=0.011mm fpb2=0.013mm查表查表11-17：F 1=0.014mm查表查表11-20：Fr1=0.022mm br=1.26IT8=1.26X0.054=0.068mm因此：因此：mmFffJpbpb0265. 0014. 0104. 2013. 0011. 0104. 222222221nmmJjfEnnnas09855. 0)20cos202435.