漸開線圓柱齒輪的公差

1、漸開線圓柱齒輪的公差第1頁，共77頁，2022年，5月20日，2點15分，星期五HH4A第一節(jié)概述一、齒輪傳動的使用要求二、齒輪加工誤差產(chǎn)生的原因第2頁，共77頁，2022年，5月20日，2點15分，星期五HH4A一、齒輪傳動的使用要求(1)傳遞運動的準確性，即要求齒輪在一轉(zhuǎn)范圍內(nèi),最大轉(zhuǎn)角誤差限制在一定范圍內(nèi)，以控制從動件與主動件在一轉(zhuǎn)范圍內(nèi)的傳動比變化。(2)傳動的平穩(wěn)性，即保證齒輪傳動的每個瞬間傳動比變化小，以減小振動,降低噪聲。(3)載荷分布的均勻性，即要求齒輪嚙合時齒面接觸良好，以免引起應(yīng)力集中，造成齒面局部磨損加劇，影響齒輪的使用壽命。(4)傳動側(cè)隙的合理性,即保證齒輪嚙合時，非工

2、作齒面間應(yīng)留有一定的間隙。第3頁，共77頁，2022年，5月20日，2點15分，星期五HH4A二、齒輪加工誤差產(chǎn)生的原因1.幾何偏心(e幾)2.運動偏心(e運)3.機床傳動鏈的高頻誤差4.滾刀的安裝誤差(e刀)和制造誤差第4頁，共77頁，2022年，5月20日，2點15分，星期五HH4A1.幾何偏心(e幾)圖10-1用滾齒機加工齒輪1分度蝸輪2分度蝸桿3滾刀4齒輪坯第5頁，共77頁，2022年，5月20日，2點15分，星期五HH4A1.幾何偏心(e幾)圖10-2幾何偏心對齒輪精度的影響第6頁，共77頁，2022年，5月20日，2點15分，星期五HH4A2.運動偏心(e運)這主要是由于機床分度蝸

3、輪安裝偏心引起的。當分度蝸輪安裝存在偏心時，如圖10-1所示，會使工作臺按正弦規(guī)律以一轉(zhuǎn)為周期時快時慢地旋轉(zhuǎn)。其結(jié)果使被切齒輪輪齒在分度圓周上分布不均勻，在齒輪一轉(zhuǎn)內(nèi)按正弦規(guī)律變化。因此運動偏心也影響齒輪傳動的準確性。第7頁，共77頁，2022年，5月20日，2點15分，星期五HH4A3.機床傳動鏈的高頻誤差加工直齒輪時，主要受分度傳動鏈誤差的影響，尤其是分度蝸桿的徑向跳動和軸向竄動的影響；加工斜齒輪時，除分度鏈外，還受差動鏈的傳動誤差的影響。當機床傳動鏈有誤差時，會引起被切齒輪齒面產(chǎn)生波紋，使齒輪嚙合時產(chǎn)生瞬時波動，從而影響齒輪傳動的平穩(wěn)性。第8頁，共77頁，2022年，5月20日，2點15

4、分，星期五HH4A4.滾刀的安裝誤差(e刀)和制造誤差1)當主動輪基節(jié)大于從動輪基節(jié)時，如圖10-3a所示，第一對齒A1、A2嚙合終止時，第二對齒B1、B2尚未進入嚙合。2)當主動輪基節(jié)小于從動輪基節(jié)時，如圖10-3b所示，第一對齒A1、A2嚙合尚未結(jié)束，第二對齒A1、A2就已開始進入嚙合，B2的齒頂反向撞擊B1的齒腹，使從動輪突然加速，強迫A1、A2脫離嚙合，B2的齒頂在B1的齒腹上“刮行”更加嚴重，同樣產(chǎn)生頂刃嚙合。第9頁，共77頁，2022年，5月20日，2點15分，星期五HH4A4.滾刀的安裝誤差(e刀)和制造誤差圖10-3基節(jié)偏差對齒輪傳動平穩(wěn)性的影響第10頁，共77頁，2022年，

5、5月20日，2點15分，星期五HH4A第二節(jié)漸開線圓柱齒輪精度的評定參數(shù)一、輪齒同側(cè)齒面偏差二、齒輪徑向綜合偏差三、齒輪徑向跳動第11頁，共77頁，2022年，5月20日，2點15分，星期五HH4A一、輪齒同側(cè)齒面偏差1.齒距偏差2.齒廓偏差3.螺旋線偏差4.切向綜合偏差第12頁，共77頁，2022年，5月20日，2點15分，星期五HH4A一、輪齒同側(cè)齒面偏差圖10-4齒距偏差與齒距累積偏差第13頁，共77頁，2022年，5月20日，2點15分，星期五HH4A1.齒距偏差(1)單個齒距偏差(fpt)在端平面上，在接近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的代數(shù)差，如圖10-4所

6、示。(2)齒距累積偏差(Fpk)任意k個齒距的實際弧長與理論弧長的代數(shù)差，如圖10-4所示。(3)齒距累積總偏差(Fp)齒輪同側(cè)齒面任意弧段(k=1至k=z)內(nèi)的最大齒距累積偏差。第14頁，共77頁，2022年，5月20日，2點15分，星期五HH4A2.齒廓偏差(1)有關(guān)齒廓偏差的相關(guān)定義(2)齒廓總偏差(F)在計值范圍內(nèi)，包容實際齒廓跡線的兩條設(shè)計齒廓跡線間的距離，如圖10-5a所示。(3)齒廓形狀偏差(ff)在計值范圍內(nèi)，包容實際齒廓跡線的兩條與平均齒廓跡線完全相同的曲線間的距離，且兩條曲線與平均齒廓跡線的距離為常數(shù)，如圖10-5b所示。(4)齒廓傾斜偏差(fH)在計值范圍內(nèi)的兩端與平均齒

7、廓跡線相交的兩條設(shè)計齒廓跡線間的距離，如圖10-5c所示。第15頁，共77頁，2022年，5月20日，2點15分，星期五HH4A(1)有關(guān)齒廓偏差的相關(guān)定義1)可用長度(LAF)等于兩條端面基圓切線之差。2)有效長度(LAE)可用長度對應(yīng)于有效齒廓的那部分。3)齒廓計值范圍(L)可用長度中的一部分，在L內(nèi)應(yīng)遵照規(guī)定精度等級的公差。4)設(shè)計齒廓符合設(shè)計規(guī)定的齒廓，當無其他限定時，是指端面齒廓。5)被測齒面的平均齒廓設(shè)計齒廓跡線的縱坐標減去一條斜直線的縱坐標后得到的一條跡線。第16頁，共77頁，2022年，5月20日，2點15分，星期五HH4A圖10-5齒廓偏差a)齒廓總偏差b)齒廓形狀偏差c)齒

8、廓傾斜偏差)設(shè)計齒廓：未修形的漸開線，實際齒廓：在減薄區(qū)內(nèi)具有偏向體內(nèi)的負偏差)設(shè)計齒廓：修形的漸開線(舉例)，實際齒廓：在減薄區(qū)內(nèi)具有偏向體內(nèi)的負偏差)設(shè)計齒廓：修形的漸開線(舉例)，實際齒廓：在減薄區(qū)內(nèi)具有偏向體外的正偏差第17頁，共77頁，2022年，5月20日，2點15分，星期五HH4A3.螺旋線偏差(1)螺旋線總偏差(F)在計值范圍內(nèi)，包容實際螺旋線跡線的兩條設(shè)計螺旋線跡線間的距離，如圖10-6a所示。(2)螺旋線形狀偏差(ff)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曲線間的距離，如圖10-6b所示。(3)螺旋線傾斜偏差(fH)在計值范圍的兩端與平均螺旋跡線相

9、交的設(shè)計螺旋線跡線間的距離，如圖10-6c所示。第18頁，共77頁，2022年，5月20日，2點15分，星期五HH4A3.螺旋線偏差圖10-6螺旋線偏差a)螺旋線總偏差b)螺旋線形狀偏差c)螺旋線傾斜偏差)設(shè)計螺旋線：未修形的螺旋線，實際螺旋線：在減薄區(qū)內(nèi)具有偏向體內(nèi)的負偏差)設(shè)計螺旋線：修形的螺旋線(舉例)，實際螺旋線：在減薄區(qū)內(nèi)具有偏向體內(nèi)的負偏)設(shè)計螺旋線：修形的螺旋線(舉例)，實際螺旋線：在減薄區(qū)內(nèi)具有偏向體外的正偏差第19頁，共77頁，2022年，5月20日，2點15分，星期五HH4A圖10-7切向綜合偏差第20頁，共77頁，2022年，5月20日，2點15分，星期五HH4A4.切向

10、綜合偏差(1)切向綜合總偏差(Fi)指被測齒輪與測量齒輪單面嚙合檢驗時，被測齒輪一轉(zhuǎn)內(nèi)，齒輪分度圓上實際圓周位移與理論圓周位移的最大差值，如圖10-7所示。(2)一齒切向綜合偏差(fi)在一個齒距內(nèi)的切向綜合偏差，是指被測齒輪與測量齒輪單面嚙合時，在被測齒輪一個齒距內(nèi)，齒輪分度圓上實際圓周位移與理論圓周位移的最大差值，如圖10-7所示。第21頁，共77頁，2022年，5月20日，2點15分，星期五HH4A二、齒輪徑向綜合偏差1.徑向綜合總偏差(Fi)2.一齒徑向綜合偏差(fi)第22頁，共77頁，2022年，5月20日，2點15分，星期五HH4A1.徑向綜合總偏差(Fi)圖10-8徑向綜合偏差

11、第23頁，共77頁，2022年，5月20日，2點15分，星期五HH4A2.一齒徑向綜合偏差(fi)在一個齒距內(nèi)的切向綜合偏差，是指被測齒輪與測量齒輪單面嚙合時，在被測齒輪一個齒距內(nèi)，齒輪分度圓上實際圓周位移與理論圓周位移的最大差值，如圖10-7所示。第24頁，共77頁，2022年，5月20日，2點15分，星期五HH4A三、齒輪徑向跳動齒輪徑向跳動Fr在標準的正文中沒有給出，只在GB/T 10095.22001的附錄中給出，在此只作簡介。齒輪徑向跳動Fr為計量器測頭(圓形、圓柱形等)相繼置于每個齒槽內(nèi)時，從它到齒輪軸線的最大和最小徑向距離之差。檢查中，測頭在齒高中部附近與左右齒面接觸。第25頁，

12、共77頁，2022年，5月20日，2點15分，星期五HH4A第三節(jié)漸開線圓柱齒輪精度等級及應(yīng)用一、漸開線圓柱齒輪精度等級二、偏差的計算公式及允許值三、齒輪精度等級的選擇四、齒輪檢驗項目的確定五、齒輪精度等級在圖樣上的標注第26頁，共77頁，2022年，5月20日，2點15分，星期五HH4A一、漸開線圓柱齒輪精度等級1)輪齒同側(cè)齒面偏差規(guī)定了0、112共13個精度等級，其中0級最高，13級最低。2)徑向綜合偏差規(guī)定了4、512共9個精度等級，其中4級最高，12級最低。3)對于徑向跳動，GB/T 10095.22001在附錄B中推薦了0、112共13個精度等級，其中0級最高，13級最低。第27頁，

13、共77頁，2022年，5月20日，2點15分，星期五HH4A二、偏差的計算公式及允許值(1)同側(cè)齒面偏差允許值的圓整規(guī)則如果計算值大于10m，圓整到最接近的整數(shù)；如果計算值小于10m,圓整到最接近的尾數(shù)為0.5m小數(shù)或整數(shù)；如果小于5m，圓整到最接近的尾數(shù)為0.1m一位小數(shù)或整數(shù)。(2)徑向綜合公差和徑向跳動公差的圓整規(guī)則如果計算值大于10m，圓整到最接近的整數(shù)；如果計算值小于10m，圓整到最接近的尾數(shù)為0.5m小數(shù)或整數(shù)。第28頁，共77頁，2022年，5月20日，2點15分，星期五HH4A表10-1齒距偏差、徑向綜合偏差和徑向跳動允許值的計算式第29頁，共77頁，2022年，5月20日，2

14、點15分，星期五HH4A表10-2單個齒距極限偏差(摘自GB/T 10095.12001)表10-3齒距累積總公差(摘自GB/T 10095.12001)第30頁，共77頁，2022年，5月20日，2點15分，星期五HH4A表10-4齒廓總公差(摘自GB/T 10095.12001)表10-5螺旋線總公差(摘自GB/T 10095.12001)第31頁，共77頁，2022年，5月20日，2點15分，星期五HH4A表10-6徑向綜合總公差(摘自GB/T 10095.22001)表10-7一齒徑向綜合公差(摘自GB/T 10095.22001)第32頁，共77頁，2022年，5月20日，2點15分

15、，星期五HH4A表10-8徑向跳動公差(摘自GB/T 10095.22001)第33頁，共77頁，2022年，5月20日，2點15分，星期五HH4A三、齒輪精度等級的選擇1.計算法2.類比法第34頁，共77頁，2022年，5月20日，2點15分，星期五HH4A1.計算法依據(jù)齒輪傳動用途的主要要求，計算確定出其中一種使用要求的精度等級，再按其他方面要求，作適當協(xié)調(diào)，來確定其他使用要求的精度等級。由于影響齒輪傳動精度要求的因素多且復(fù)雜，在計算中不可避免地要作一些簡化，所以很難準確的計算出齒輪所需要的精度等級。且經(jīng)過計算的精度等級，往往還需經(jīng)過齒輪傳動性能試驗，或在具體使用后再作必要的修正。因此，計

16、算法應(yīng)用并不普遍。第35頁，共77頁，2022年，5月20日，2點15分，星期五HH4A2.類比法表10-9圓柱齒輪精度的適用范圍第36頁，共77頁，2022年，5月20日，2點15分，星期五HH4A2.類比法表10-10各種機械采用的齒輪的精度等級第37頁，共77頁，2022年，5月20日，2點15分，星期五HH4A四、齒輪檢驗項目的確定現(xiàn)行的國標對某一工作性能要求的齒輪尚未規(guī)定具體的檢驗項目，未行文的ISO/TR 10063按齒輪工作性能推薦了檢驗組和公差族。根據(jù)GB/T 10095.12001的規(guī)定，對于單個齒輪的加工精度，應(yīng)檢驗單個齒距偏差fpt、齒距累積總偏差Fp、齒廓總偏差F、螺旋

17、線總偏差F。齒距累積偏差Fpk用于高速齒輪的檢驗。當檢驗切向綜合偏差Fi和fi時，可不必檢驗單個齒距fpt和齒距累積總偏差Fp。第38頁，共77頁，2022年，5月20日，2點15分，星期五HH4A五、齒輪精度等級在圖樣上的標注在圖樣上，關(guān)于齒輪精度等級和齒厚偏差標注方法如下：若齒輪所有的檢驗項目精度為同一等級時，可只標注精度等級和標準號。如齒輪檢驗項目精度同為7級，則可標注為：7GB/T 10095.12001或7GB/T 10095.22001若齒輪的各個檢驗項目的精度不同時，應(yīng)在各精度等級后標出相應(yīng)的檢驗項目。如齒廓總偏差F為6級，齒距累積總偏差Fp和螺旋線總偏差F為7級，則應(yīng)標注為：6

18、(F)、7(Fp、F)GB/T 10095.12001齒厚偏差標注是在齒輪工作圖右上角的參數(shù)表中標出其公稱值和極限偏差。第39頁，共77頁，2022年，5月20日，2點15分，星期五HH4A第四節(jié)齒輪坯的精度和齒面粗糙度一、基準軸線與工作軸線二、基準軸線的確定三、齒輪坯精度四、輪齒齒面及其他表面的表面粗糙度第40頁，共77頁，2022年，5月20日，2點15分，星期五HH4A一、基準軸線與工作軸線基準軸線是由基準面中心確定的，是加工或檢驗人員對單個齒輪確定輪齒幾何形狀的軸線。齒輪依此軸線來確定各項參數(shù)及檢測項目，確定齒距、齒廓和螺旋線的偏差更是如此。工作軸線是齒輪在工作時繞其旋轉(zhuǎn)的軸線，它由工

19、作安裝面的中心確定。第41頁，共77頁，2022年，5月20日，2點15分，星期五HH4A二、基準軸線的確定1)用兩個“短的”圓柱或圓錐形基準面，在其上設(shè)定兩個圓的圓心，來確定軸線上的兩個點，如圖10-9所示。2)用一個“長的”圓柱或圓錐形面來同時確定軸線的方向和位置，如圖所示。3)軸線的位置用一個“短的”圓柱形基準面上的一個圓的圓心來確定,而其方向用垂直于此軸線的一個基準端面來確定，如圖10-11所示。第42頁，共77頁，2022年，5月20日，2點15分，星期五HH4A圖10-9用兩個“短的”基準面確定基準軸線注：A和B是預(yù)定A的軸承安裝表面A和B是預(yù)定A的軸承安裝表面第43頁，共77頁，

20、2022年，5月20日，2點15分，星期五HH4A圖10-10用一個“長的”基準面確定基準軸線第44頁，共77頁，2022年，5月20日，2點15分，星期五HH4A圖10-11用一個圓柱面和一個端面確定基準軸線第45頁，共77頁，2022年，5月20日，2點15分，星期五HH4A圖10-12用中心孔確定基準軸第46頁，共77頁，2022年，5月20日，2點15分，星期五HH4A三、齒輪坯精度1.基準面與安裝面的形狀公差2.工作安裝面的跳動公差3.齒頂圓柱面的尺寸和跳動公差第47頁，共77頁，2022年，5月20日，2點15分，星期五HH4A1.基準面與安裝面的形狀公差表10-11基準面與安裝面

21、的形狀公差(摘自GB/Z 18620.32002)第48頁，共77頁，2022年，5月20日，2點15分，星期五HH4A2.工作安裝面的跳動公差表10-12安裝面的跳動公差(摘自GB/Z 18620.32002)第49頁，共77頁，2022年，5月20日，2點15分，星期五HH4A3.齒頂圓柱面的尺寸和跳動公差表10-13齒輪孔、軸頸和頂圓柱面的尺寸公差第50頁，共77頁，2022年，5月20日，2點15分，星期五HH4A四、輪齒齒面及其他表面的表面粗糙度表10-14齒面的表面粗糙度(Ra)推薦值(摘自GB/Z 18620.42002)(單位：m)表10-15齒坯其他表面粗糙度(Ra)推薦值(

22、單位：m)第51頁，共77頁，2022年，5月20日，2點15分，星期五HH4A第五節(jié)漸開線圓柱齒輪副的精度一、中心距偏差二、軸線平行度偏差三、側(cè)隙和齒厚的確定四、輪齒接觸斑點第52頁，共77頁，2022年，5月20日，2點15分，星期五HH4A一、中心距偏差1)軸、箱體孔系和軸承軸線的傾斜；2)由于箱體孔系的尺寸偏差和軸承的間隙導致齒輪軸線的不一致與錯斜；3)安裝誤差；4)軸承跳動；5)溫度的影響(隨箱體和齒輪零件的溫差、中心距和材料不同而變化)；6)旋轉(zhuǎn)件的離心伸脹；7)其他因素，例如潤滑劑污染的允許程度及非金屬齒輪材料的溶脹。第53頁，共77頁，2022年，5月20日，2點15分，星期五

23、HH4A表10-16中心距極限偏差()第54頁，共77頁，2022年，5月20日，2點15分，星期五HH4A二、軸線平行度偏差圖10-13軸線平行度偏差第55頁，共77頁，2022年，5月20日，2點15分，星期五HH4A三、側(cè)隙和齒厚的確定1.側(cè)隙的確定2.齒厚偏差第56頁，共77頁，2022年，5月20日，2點15分，星期五HH4A1.側(cè)隙的確定(1)經(jīng)驗法參照同類產(chǎn)品中齒輪副的側(cè)隙值確定。(2)查表法表10-17列出了工業(yè)傳動裝置推薦的最小側(cè)隙。(3)計算法根據(jù)齒輪副的工作條件，如工作速度、溫度、負載、潤滑等條件計算齒輪副最小法向側(cè)隙。第57頁，共77頁，2022年，5月20日，2點15

24、分，星期五HH4A1.側(cè)隙的確定圖10-14法向側(cè)隙第58頁，共77頁，2022年，5月20日，2點15分，星期五HH4A表10-17對于中、大模數(shù)齒輪最小側(cè)隙的推薦值(摘自GB/Z 18620.42002)(單位：m)第59頁，共77頁，2022年，5月20日，2點15分，星期五HH4A2.齒厚偏差(1)齒厚上偏差Esns的計算(2)法向齒厚公差Tsn的選擇法向齒厚公差Tsn的選擇基本上與齒輪精度無關(guān)，一般不應(yīng)選用太小的值。(3)齒厚下偏差Esni按下式計算第60頁，共77頁，2022年，5月20日，2點15分，星期五HH4A(1)齒厚上偏差Esns的計算第61頁，共77頁，2022年，5月

25、20日，2點15分，星期五HH4A(2)法向齒厚公差Tsn的選擇表10-19切齒徑向進刀公差第62頁，共77頁，2022年，5月20日，2點15分，星期五HH4A(3)齒厚下偏差Esni按下式計算第63頁，共77頁，2022年，5月20日，2點15分，星期五HH4A四、輪齒接觸斑點圖10-15典型的規(guī)范接觸近似為：齒寬b的80%，有效齒面高度h的70%，齒端修薄第64頁，共77頁，2022年，5月20日，2點15分，星期五HH4A四、輪齒接觸斑點圖10-16有螺旋線偏差，齒廓正確，有齒端修薄第65頁，共77頁，2022年，5月20日，2點15分，星期五HH4A四、輪齒接觸斑點圖10-17齒長方

26、向配合正確，有齒廓偏差第66頁，共77頁，2022年，5月20日，2點15分，星期五HH4A四、輪齒接觸斑點圖10-18波紋度第67頁，共77頁，2022年，5月20日，2點15分，星期五HH4A四、輪齒接觸斑點圖10-19接觸分布的示意圖第68頁，共77頁，2022年，5月20日，2點15分，星期五HH4A四、輪齒接觸斑點表10-20直齒輪裝配的接觸斑點(摘自GB/Z 18620.42002)表10-21斜齒輪裝配的接觸斑點(摘自GB/Z 18620.42002)第69頁，共77頁，2022年，5月20日，2點15分，星期五HH4A第六節(jié)齒輪精度設(shè)計舉例例10-1某通用減速器中有一直齒輪，模數(shù)m=3mm，齒數(shù)z=