土木專業(yè)建筑學(xué)10圓柱齒輪公差與檢測隨堂講義課件

第十章圓柱齒輪公差與檢測第十章圓柱齒輪公差與檢測直齒外嚙合

直齒內(nèi)嚙合

斜齒外嚙合人字外嚙合傳動比i=ω1/ω2=z2/z1直齒外嚙合直齒內(nèi)嚙合斜齒外嚙合人字外嚙合傳動比i土木專業(yè)建筑學(xué)10圓柱齒輪公差與檢測隨堂講義課件§1對齒輪傳動的使用要求§1對齒輪傳動的使用要求一、齒輪傳遞運動的準(zhǔn)確性齒輪在一轉(zhuǎn)范圍內(nèi)最大轉(zhuǎn)角誤差不超出一定范圍。引起傳遞運動不協(xié)調(diào)的傳動比最大變化量以齒輪一轉(zhuǎn)為周期。一、齒輪傳遞運動的準(zhǔn)確性齒輪在一轉(zhuǎn)范圍內(nèi)最大轉(zhuǎn)角誤差不超出一二、齒輪傳動的平穩(wěn)性保證齒輪傳動瞬時傳動比不過大。二、齒輪傳動的平穩(wěn)性保證齒輪傳動瞬時傳動比不過大。三、載荷分布的均勻性

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。三、載荷分布的均勻性四、齒輪副側(cè)隙保證齒輪嚙合時，非工作齒面間應(yīng)留有一定的間隙。補償齒輪傳動受力后的彈性變形、熱膨脹及齒輪的加工安裝誤差，貯存潤滑油。防止齒輪在傳動過程中可能卡死或燒傷。四、齒輪副側(cè)隙不同用途和工件條件的齒輪，對以上要求的側(cè)重點不同不同用途和工件條件的齒輪，對以上要求的側(cè)重點不同產(chǎn)生齒輪加工誤差的原因很多，其主要來源于齒輪加工系統(tǒng)中的機床、刀具、夾具和齒坯的加工誤差及安裝、調(diào)整誤差。2.齒輪加工誤差的主要來源及其特性按誤差產(chǎn)生的方向

切向誤差徑向誤差軸向誤差按誤差在齒輪一轉(zhuǎn)中出現(xiàn)的次數(shù)長周期誤差短周期誤差§2齒輪上影響四項要求的主要誤差產(chǎn)生齒輪加工誤差的原因很多，其主要來源于齒輪加工系統(tǒng)中的機床幾何偏心

齒坯定位孔與機床心軸之間的間隙等原因，會造成齒坯孔基準(zhǔn)軸線與機床工作臺回轉(zhuǎn)軸線不重合，產(chǎn)生幾何偏心，引起了齒輪徑向誤差。

2.齒輪加工誤差的主要來源及其特性幾何偏心齒坯定位孔與機床心軸之間的間隙等原因，會造成齒坯孔運動偏心滾齒加工時機床分度蝸輪與工作臺中心線有安裝偏心時，就會使齒輪在加工過程中出現(xiàn)蝸輪蝸桿中心距周期性的變化，產(chǎn)生運動偏心，引起了齒輪切向誤差。2.齒輪加工誤差的主要來源及其特性幾何偏心和運動偏心產(chǎn)生的誤差在齒輪一轉(zhuǎn)中只出現(xiàn)一次，屬于長周期誤差，其主要影響齒輪傳遞運動的準(zhǔn)確性。

運動偏心滾齒加工時機床分度蝸輪與工作臺中心線有安裝偏心時，滾刀誤差滾刀安裝誤差破壞了滾刀和齒坯之間的相對運動關(guān)系，從而使被加工齒輪產(chǎn)生基圓誤差，導(dǎo)致基節(jié)偏差和齒廓偏差。2.齒輪加工誤差的主要來源及其特性制造誤差安裝誤差由于滾刀的轉(zhuǎn)速比齒坯的轉(zhuǎn)速高得多，滾刀誤差在齒輪一轉(zhuǎn)中重復(fù)出現(xiàn)，所以是短周期誤差，主要影響齒輪傳動的平穩(wěn)性和載荷分布的均勻性。

滾刀誤差滾刀安裝誤差破壞了滾刀和齒坯之間的相對運動關(guān)系，從機床傳動鏈誤差當(dāng)機床的分度蝸桿存在安裝誤差和軸向竄動時，蝸輪轉(zhuǎn)速發(fā)生周期性的變化，使被加工齒輪出現(xiàn)齒距偏差和齒廓偏差，產(chǎn)生切向誤差。2.齒輪加工誤差的主要來源及其特性

機床分度蝸桿造成的誤差在齒輪一轉(zhuǎn)中重復(fù)出現(xiàn)，是短周期誤差。機床傳動鏈誤差當(dāng)機床的分度蝸桿存在安裝誤差和軸向竄動時，蝸GB/T10095.1—2001《輪齒同側(cè)齒面偏差的定義和允許值》GB/T10095.2—2001《徑向綜合偏差和徑向跳動的定義和允許值》GB/Z18620.1～4—2002《圓柱齒輪檢驗實施規(guī)范》

給出了齒輪評定項目的允許值及規(guī)定了檢測齒輪精度的實施規(guī)范。

§3齒輪的強制性檢測精度指標(biāo)、側(cè)

隙指標(biāo)及其檢測GB/T10095.1—2001《輪齒同側(cè)齒面偏差的定義和

一、齒輪傳遞運動準(zhǔn)確性的強制性檢測精度

指標(biāo)——齒輪齒距累積總偏差ΔFP

ΔFP

是指在齒輪端平面，在接近齒高中部的一個與齒輪基準(zhǔn)軸線同心的圓上，任意兩個同側(cè)齒面間的實際弧長與理論弧長的代數(shù)差中的最大絕對值（圖10-11）。

合格條件：ΔFP≤FP

（偏差允許值，公差）。一、齒輪傳遞運動準(zhǔn)確性的強制性檢測精度土木專業(yè)建筑學(xué)10圓柱齒輪公差與檢測隨堂講義課件齒距偏差可以用絕對法測量。測量時，把實際齒距直接與理論齒距比較，以獲得齒距偏差的角度值或線值。齒距偏差可以用絕對法測量。測量時，把實際齒距直接與理論齒距比齒距偏差還可以用相對法測量。一般使用雙測頭式齒距比較儀或萬能測齒儀。由于齒距比較儀所使用的測量基準(zhǔn)不是被測齒輪的基準(zhǔn)軸線，因此測量精度受到被測齒輪的齒頂圓柱面對其基準(zhǔn)軸線的徑向圓跳動的影響。注意：在ΔFP的測量中，幾何偏心是影響測量結(jié)果的主要因素。齒距偏差還可以用相對法測量。一般使用雙測頭式齒距比較儀或萬能

二、齒輪傳動平穩(wěn)性的強制性檢測精度指標(biāo)

1.齒輪單個齒距偏差ΔfPt

ΔfPt是指在齒輪端平面上，在接近齒高中部的一個與齒輪基準(zhǔn)軸線同心的圓上，實際齒距與理論齒距的代數(shù)差（圖10-12），合格條件是各個均應(yīng)在極限偏差±fPt

范圍內(nèi)。

–

fP

t≤ΔfPt≤+

fP

t二、齒輪傳動平穩(wěn)性的強制性檢測精度指標(biāo)例(絕對法)：某7級精度直齒圓柱齒輪的模數(shù)m=5，齒數(shù)z=12，標(biāo)準(zhǔn)壓力角采用絕對法測量其各個左齒面齒距偏差，測量數(shù)據(jù)如下表：FP，±fPt試確定該齒輪的齒距累積總偏差和單個齒距偏差，并判斷其合格與否。注：可查附表10-1例(絕對法)：某7級精度直齒圓柱齒輪的模數(shù)m=5，齒數(shù)z=1土木專業(yè)建筑學(xué)10圓柱齒輪公差與檢測隨堂講義課件例：（相對法測量）例：（相對法測量）平穩(wěn)性指標(biāo)（取絕對值最大的）：準(zhǔn)確性指標(biāo)（取正向及負向絕對值最大，并將絕對值相加）：平穩(wěn)性指標(biāo)（取絕對值最大的）：準(zhǔn)確性指標(biāo)（取正向及負向絕對值2.齒廓總偏差ΔFα

ΔFα是指包容實際齒廓工作部分且距離為最小的兩條設(shè)計齒廓（理論齒廓）之間的法向距離（圖10-15）。合格條件：ΔFα≤

Fα（齒廓總偏差允許值，公差）。

二、齒輪傳動平穩(wěn)性的強制性檢測精度指標(biāo)2.齒廓總偏差ΔFα二、齒輪傳動平穩(wěn)性的強制性三、輪齒載荷分布均勻性的強制性檢測精度指標(biāo)●在齒寬方向齒輪螺旋線總偏差ΔFβ

對于直齒輪，其設(shè)計螺旋線（理論螺旋線）是一條平行于齒輪基準(zhǔn)軸線的平行線，ΔFβ是指在齒寬工作部分范圍內(nèi)包容實際螺旋線（實際齒向線）且距離為最小的兩條設(shè)計螺旋線之間的法向距離。

合格條件：

ΔFβ≤Fβ?！裨邶X高方向

齒輪傳動平穩(wěn)性的精度評定指標(biāo)即齒廓總偏差ΔFα≤

Fα三、輪齒載荷分布均勻性的強制性檢測精度指標(biāo)●在齒寬方向

四、評定齒輪齒厚減薄量用的側(cè)隙指標(biāo)1．齒厚偏差ΔEsn

對于直齒輪，ΔEsn

是指在分度圓柱面上，實際齒厚與公稱齒厚之差；對于斜齒輪，指法向?qū)嶋H齒厚與公稱齒厚之差。四、評定齒輪齒厚減薄量用的側(cè)隙指標(biāo)1．齒厚偏差ΔEssnc=mzsinδhc=ra－0.5mzcosδ直齒輪分度圓上的公稱弦齒厚snc與公稱弦齒高hc的計算公式：snc=mzsinδ直齒輪分度圓上的公稱弦齒厚snc與公稱2.公法線長度偏差ΔEw

ΔEw

是指實際公法線長度Wk與公稱公法線長度（W，Wn）之差。

2.公法線長度偏差ΔEw●直齒輪的公稱公法線長度W和跨齒數(shù)k的計算公式：

對于標(biāo)準(zhǔn)齒輪x=0，α=20°

k=z/9+0.5

W=mcosα［π（k-0.5）+z·invα］●斜齒輪的公稱公法線長度Wn和跨齒數(shù)k以及端面壓力角αt和假想齒數(shù)z

′的計算公式：

在法向測量，斜齒標(biāo)準(zhǔn)齒輪xn=0，αn=20°tanαt

=tanαn/tanβ

z

′=z·invαt

/invαn

k=z

′/9+0.5

Wn=mncosαn［π（k-0.5）+z·invαt］●直齒輪的公稱公法線長度W和跨齒數(shù)k的計算公式：小結(jié)：進行圓柱齒輪精度設(shè)計時，為了其三項精度和適當(dāng)?shù)膫?cè)隙需要，一般標(biāo)注下列的公差和極限偏差：●齒輪齒距累積總偏差ΔFP的允許值FP●齒輪單個齒距偏差ΔfPt的允許值（極限偏差）±fPt●齒輪齒廓總偏差ΔFα的允許值Fα●齒輪螺旋旋線總偏差ΔFβ的允許值Fβ●齒輪跨齒數(shù)k，公稱公法線長度及其上、下偏差

●齒輪公稱弦齒高hc和公稱弦齒厚snc及其上、下偏差小結(jié)：進行圓柱齒輪精度設(shè)計時，為了其三項精度和適當(dāng)?shù)膫?cè)隙需要§4評定齒輪精度時可采用的非強制

性檢測精度指標(biāo)在加工一批齒輪經(jīng)檢測合格后，在工藝條件不變的情況下，繼續(xù)加工時，可以采用下列的精度指標(biāo)?！?評定齒輪精度時可采用的非強制

性檢測一、切向綜合總偏差和一齒切向綜合偏差

切向綜合總偏差Fi是指被測齒輪與測量齒輪單面嚙合檢測時(兩者回轉(zhuǎn)軸線間的距離為公稱中心距)，在被測齒輪一轉(zhuǎn)內(nèi)，被測齒輪分度圓上實際圓周位移與理論圓周位移的最大差值。

一齒切向綜合偏差fi是指被測齒輪一轉(zhuǎn)中對應(yīng)一個齒距范圍內(nèi)實際圓周位移與理論圓周位移之差的最大值。一、切向綜合總偏差和一齒切向綜合偏差

切向綜合總偏差Fi反映齒距累積總偏差Fp和單齒誤差的綜合結(jié)果；fi反映單個齒距偏差和齒廓偏差等單齒誤差的綜合結(jié)果。Fi和fi可分別用來評定齒輪傳遞運動準(zhǔn)確性和齒輪傳動平穩(wěn)性的精度。被測齒輪Fi和fi的合格條件是：Fi≤Fi(切向綜合總公差)，fimax≤fi(一齒切向綜合公差)。切向綜合總偏差Fi反映齒距累積總偏差F

二、徑向綜合總偏差和一齒徑向綜合偏差

用雙嚙儀及其指示表測量兩齒輪（被測齒輪與測量齒輪）雙面嚙合時雙嚙中心距a″的變動量Δa″

1.徑向綜合總偏差ΔFi″

在被測齒輪一轉(zhuǎn)范圍內(nèi)，雙嚙中心距a″的最大值與最小值之差合格條件：ΔFi″

≤Fi″（ΔFi″

的允許值，公差）

2.一齒徑向綜合偏差Δfi″

在被測齒輪一齒（360°/z）范圍內(nèi)，雙嚙中心距a″的最大值與最小值之差取各個Δfi″中的最大值Δfimax″作為評定值。

合格條件：

Δfimax″

≤fi″（Δfi″

的允許值，公差）。

二、徑向綜合總偏差和一齒徑向綜合偏差

土木專業(yè)建筑學(xué)10圓柱齒輪公差與檢測隨堂講義課件

ΔFi″可用來評定齒輪傳遞運動準(zhǔn)確性的精度。

Δfi″可用來評定齒輪傳動平穩(wěn)性的精度。ΔFi″可用來評定齒輪傳遞運動準(zhǔn)確性的精度。ΔFr

是指將量儀指示表測頭相繼放入被測齒輪的每個齒槽內(nèi)，當(dāng)接于齒高中部的位置與左、右齒面接觸時，從這測頭到該齒輪基準(zhǔn)軸線的最大與最小距離之差

ΔFr

可用來評定齒輪傳遞運動準(zhǔn)確性的精度。

合格條件：ΔFr

≤F

r

（ΔFr

的允許值，公差）。三、齒輪徑向跳動ΔFrΔFr是指將量儀指示表測頭相繼放入被測齒輪的每個齒槽內(nèi)，當(dāng)§5齒輪的精度等級與齒輪坯公差

一、齒輪的精度等級及其標(biāo)注

1.齒輪的精度等級

Fp、fpt、Fα、Fβ、Fr、Fi和fi的精度等級各分0、1、2、3、…、12等十三級。

0～2級：遠景發(fā)展；3～5級：高精度；6～9級：中等精度；10～12級：低精度。Fi″、fi″的精度等級各分4、5、6、…、12等九級。§5齒輪的精度等級與齒輪坯公差精度等級的標(biāo)注●當(dāng)齒輪的三項精度要求為同一級（例如7級）時的標(biāo)注

7GB/T10095.1－2008●當(dāng)齒輪的三項精度要求不相同時（例如Fp、fpt、Fα

為8級，F(xiàn)β

7級）的標(biāo)注

8–8–7GB/T10095.1－2008精度等級的標(biāo)注齒輪副需要的最小側(cè)隙與齒輪精度等級的關(guān)系是（）。A．隨精度等級的增高而增大B．隨精度等級的增高而減小C．與精度等級有關(guān)D．與精度等級無關(guān)思考：D齒輪副需要的最小側(cè)隙與齒輪精度等級的關(guān)系是（）。思考：齒輪精度等級的選擇應(yīng)考慮齒輪傳動的用途、使用要求、工作條件以及其他技術(shù)要求，在滿足使用要求的前提下，應(yīng)盡量選擇較低精度的公差等級。3.精度等級的選擇精度等級的選擇方法有計算法和類比法。齒輪精度等級的選擇應(yīng)考慮齒輪傳動的用途、使用要求、工作條件以計算法是根據(jù)整個傳動鏈的精度要求，通過運動誤差計算確定齒輪的精度等級；或者已知傳動中允許的振動和噪聲指標(biāo)，通過動力學(xué)計算確定齒輪的精度等級；也可以根據(jù)齒輪的承載要求，通過強度和壽命計算確定齒輪的精度等級。計算法一般用于高精度齒輪精度等級的確定中。

計算法計算法是根據(jù)整個傳動鏈的精度要求，通過運動誤差計算確定齒輪的類比法是根據(jù)生產(chǎn)實踐中總結(jié)出來的同類產(chǎn)品的經(jīng)驗資料，經(jīng)過對比選擇精度等級。在生產(chǎn)實際中類比法較為常用。類比法

類比法是根據(jù)生產(chǎn)實踐中總結(jié)出來的同類產(chǎn)品的經(jīng)驗資料，經(jīng)過對比二、齒輪坯公差1.盤形齒輪的齒輪坯公差（圖10-30，附表10-5）●基準(zhǔn)孔直徑尺寸公差●基準(zhǔn)端面軸向圓跳動公差

tt=0.2（Dd/b）Fβ●齒頂圓柱面直徑尺寸公差，徑向圓跳動公差tr=0.3Fp

二、齒輪坯公差

土木專業(yè)建筑學(xué)10圓柱齒輪公差與檢測隨堂講義課件

2.齒輪軸的齒輪坯公差●兩個軸頸直徑尺寸公差通常按相配滾動軸承的要求確定。軸頸對齒輪基準(zhǔn)軸線的徑向圓跳動公差：tr=0.3Fp

?！颀X頂圓柱面直徑尺寸公差作為測量齒厚的基準(zhǔn)時，對齒輪基準(zhǔn)軸線的徑向圓跳動公差：tr=0.3Fp。2.齒輪軸的齒輪坯公差土木專業(yè)建筑學(xué)10圓柱齒輪公差與檢測隨堂講義課件3.軸線平行度偏差齒輪副的軸線平行度偏差分為軸線平面內(nèi)的平行度偏差f∑δ和垂直平面內(nèi)的平行度偏差f∑β，會影響到齒輪副的接觸精度和齒側(cè)間隙。3.軸線平行度偏差齒輪副的軸線平行度偏差分為軸線平面內(nèi)的4.中心距偏差中心距偏差是指實際中心距與理論中心距的差值。齒輪副存在中心距偏差時，會影響齒輪副的側(cè)隙。4.中心距偏差中心距偏差是指實際中心距與理論中心距的差值齒輪副側(cè)隙是一對齒輪裝配后自然形成的。側(cè)隙需要量值的大小與齒輪的精度、大小及工作條件有關(guān)。為了獲得必要的側(cè)隙，通常采用調(diào)節(jié)中心距或減薄齒厚的方法。設(shè)計時選取的齒輪副的最小側(cè)隙，必須滿足正常儲存潤滑油和補償熱變形的需要。

齒輪副側(cè)隙§7齒輪側(cè)隙指標(biāo)的極限偏差齒輪副側(cè)隙是一對齒輪裝配后自然形成的。側(cè)隙需要量值的大小與齒5.齒輪副側(cè)隙和齒厚極限偏差的確定

齒厚的極限偏差

公法線長度極限偏差5.齒輪副側(cè)隙和齒厚極限偏差的確定齒厚的極限偏差公法§8圓柱齒輪精度設(shè)計示例

例斜齒圓柱齒輪減速器從動齒輪精度設(shè)計。功率：5kW，齒輪軸轉(zhuǎn)速n1=327r/min，β=8°6′34″，油池潤滑。mn=3mm，αn=20°，z1=20，z2=79，b2=60mm，齒輪基準(zhǔn)孔：ф58mm?！?圓柱齒輪精度設(shè)計示例解

（1）確定精度等級參考齒輪圓周速度v=π（mn

z1/cosβ

）、

n1=1.04m/s和普通圓柱齒輪減速器的有關(guān)資料，確定齒輪精度等級為：8–8–7

。（2）確定強制性檢測精度指標(biāo)的公差（允許值）按8–8–7及齒輪有關(guān)參數(shù)、尺寸，由齒輪公差表格得：

Fp=70μm

(準(zhǔn)確性)±fpt=±18μm，F(xiàn)α=25μm（平穩(wěn)性）Fβ

=21μm（載荷分布均勻性）解（3）（在確定齒厚極限偏差后）確定法公稱公法線長度及其極限偏差端面壓力角αt=arctan（tanαn/cosβ）=20.186°假想齒數(shù)z′=z2invαt/invαn=81.274跨齒數(shù)k=z′/9＋0.5=8.54，取k=10

Wn=mncosαn［π（k–0.5）+z2invαt］=87.552mm上偏差Ews=–0.071mm，下偏差Ewi=–0.150mm（4）確定齒面的表面粗糙度（5）確定齒輪坯公差（6）確定齒輪副中心距的極限偏差和兩軸線的平行度公差（3）（在確定齒厚極限偏差后）確定法公稱公法線長度及其極限偏土木專業(yè)建筑學(xué)10圓柱齒輪公差與檢測隨堂講義課件土木專業(yè)建筑學(xué)10圓柱齒輪公差與檢測隨堂講義課件樹立質(zhì)量法制觀念、提高全員質(zhì)量意識。12月-2212月-22Wednesday,December28,2022人生得意須盡歡，莫使金樽空對月。15:50:5215:50:5215:5012/28/20223:50:52PM安全象只弓，不拉它就松，要想保安全，常把弓弦繃。12月-2215:50:5215:50Dec-2228-Dec-22加強交通建設(shè)管理，確保工程建設(shè)質(zhì)量。15:50:5215:50:5215:50Wednesday,December28,2022安全在于心細，事故出在麻痹。12月-2212月-2215:50:5215:50:52December28,2022踏實肯干，努力奮斗。2022年12月28日3:50下午12月-2212月-22追求至善憑技術(shù)開拓市場，憑管理增創(chuàng)效益，憑服務(wù)樹立形象。28十二月20223:50:52下午15:50:5212月-22嚴(yán)格把控質(zhì)量關(guān)，讓生產(chǎn)更加有保障。十二月223:50下午12月-2215:50December28,2022作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)記得牢，駕輕就熟除煩惱。2022/12/2815:50:5215:50:5228December2022好的事情馬上就會到來，一切都是最好的安排。3:50:52下午3:50下午15:50:5212月-22專注今天，好好努力，剩下的交給時間。12月-2212月-2215:5015:50:5215:50:52Dec-22牢記安全之責(zé)，善謀安全之策，力務(wù)安全之實。2022/12/2815:50:52Wednesday,December28,2022相信相信得力量。12月-222022/12/2815:50:5212月-22謝謝大家！樹立質(zhì)量法制觀念、提高全員質(zhì)量意識。12月-2212月-2258生活中的辛苦阻撓不了我對生活的熱愛。12月-2212月-22Wednesday,December28,2022人生得意須盡歡，莫使金樽空對月。15:50:5215:50:5215:5012/28/20223:50:52PM做一枚螺絲釘，那里需要那里上。12月-2215:50:5215:50Dec-2228-Dec-22日復(fù)一日的努力只為成就美好的明天。15:50:5215:50:5215:50Wednesday,December28,2022安全放在第一位，防微杜漸。12月-2212月-2215:50:5215:50:52December28,2022加強自身建設(shè)，增強個人的休養(yǎng)。2022年12月28日3:50下午12月-2212月-22精益求精，追求卓越，因為相信而偉大。28十二月20223:50:52下午15:50:5212月-22讓自己更加強大，更加專業(yè)，這才能讓自己更好。十二月223:50下午12月-2215:50December28,2022這些年的努力就為了得到相應(yīng)的回報。2022/12/2815:50:5215:50:5228December2022科學(xué)，你是國力的靈魂；同時又是社會發(fā)展的標(biāo)志。3:50:52下午3:50下午15:50:5212月-22每天都是美好的一天，新的一天開啟。12月-2212月-2215:5015:50:5215:50:52Dec-22相信命運，讓自己成長，慢慢的長大。2022/12/2815:50:52Wednesday,December28,2022愛情，親情，友情，讓人無法割舍。12月-222022/12/2815:50:5212月-22謝謝大家！生活中的辛苦阻撓不了我對生活的熱愛。12月-2212月-2259第十章圓柱齒輪公差與檢測第十章圓柱齒輪公差與檢測直齒外嚙合

直齒內(nèi)嚙合

斜齒外嚙合人字外嚙合傳動比i=ω1/ω2=z2/z1直齒外嚙合直齒內(nèi)嚙合斜齒外嚙合人字外嚙合傳動比i土木專業(yè)建筑學(xué)10圓柱齒輪公差與檢測隨堂講義課件§1對齒輪傳動的使用要求§1對齒輪傳動的使用要求一、齒輪傳遞運動的準(zhǔn)確性齒輪在一轉(zhuǎn)范圍內(nèi)最大轉(zhuǎn)角誤差不超出一定范圍。引起傳遞運動不協(xié)調(diào)的傳動比最大變化量以齒輪一轉(zhuǎn)為周期。一、齒輪傳遞運動的準(zhǔn)確性齒輪在一轉(zhuǎn)范圍內(nèi)最大轉(zhuǎn)角誤差不超出一二、齒輪傳動的平穩(wěn)性保證齒輪傳動瞬時傳動比不過大。二、齒輪傳動的平穩(wěn)性保證齒輪傳動瞬時傳動比不過大。三、載荷分布的均勻性

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。三、載荷分布的均勻性四、齒輪副側(cè)隙保證齒輪嚙合時，非工作齒面間應(yīng)留有一定的間隙。補償齒輪傳動受力后的彈性變形、熱膨脹及齒輪的加工安裝誤差，貯存潤滑油。防止齒輪在傳動過程中可能卡死或燒傷。四、齒輪副側(cè)隙不同用途和工件條件的齒輪，對以上要求的側(cè)重點不同不同用途和工件條件的齒輪，對以上要求的側(cè)重點不同產(chǎn)生齒輪加工誤差的原因很多，其主要來源于齒輪加工系統(tǒng)中的機床、刀具、夾具和齒坯的加工誤差及安裝、調(diào)整誤差。2.齒輪加工誤差的主要來源及其特性按誤差產(chǎn)生的方向

切向誤差徑向誤差軸向誤差按誤差在齒輪一轉(zhuǎn)中出現(xiàn)的次數(shù)長周期誤差短周期誤差§2齒輪上影響四項要求的主要誤差產(chǎn)生齒輪加工誤差的原因很多，其主要來源于齒輪加工系統(tǒng)中的機床幾何偏心

齒坯定位孔與機床心軸之間的間隙等原因，會造成齒坯孔基準(zhǔn)軸線與機床工作臺回轉(zhuǎn)軸線不重合，產(chǎn)生幾何偏心，引起了齒輪徑向誤差。

2.齒輪加工誤差的主要來源及其特性幾何偏心齒坯定位孔與機床心軸之間的間隙等原因，會造成齒坯孔運動偏心滾齒加工時機床分度蝸輪與工作臺中心線有安裝偏心時，就會使齒輪在加工過程中出現(xiàn)蝸輪蝸桿中心距周期性的變化，產(chǎn)生運動偏心，引起了齒輪切向誤差。2.齒輪加工誤差的主要來源及其特性幾何偏心和運動偏心產(chǎn)生的誤差在齒輪一轉(zhuǎn)中只出現(xiàn)一次，屬于長周期誤差，其主要影響齒輪傳遞運動的準(zhǔn)確性。

運動偏心滾齒加工時機床分度蝸輪與工作臺中心線有安裝偏心時，滾刀誤差滾刀安裝誤差破壞了滾刀和齒坯之間的相對運動關(guān)系，從而使被加工齒輪產(chǎn)生基圓誤差，導(dǎo)致基節(jié)偏差和齒廓偏差。2.齒輪加工誤差的主要來源及其特性制造誤差安裝誤差由于滾刀的轉(zhuǎn)速比齒坯的轉(zhuǎn)速高得多，滾刀誤差在齒輪一轉(zhuǎn)中重復(fù)出現(xiàn)，所以是短周期誤差，主要影響齒輪傳動的平穩(wěn)性和載荷分布的均勻性。

滾刀誤差滾刀安裝誤差破壞了滾刀和齒坯之間的相對運動關(guān)系，從機床傳動鏈誤差當(dāng)機床的分度蝸桿存在安裝誤差和軸向竄動時，蝸輪轉(zhuǎn)速發(fā)生周期性的變化，使被加工齒輪出現(xiàn)齒距偏差和齒廓偏差，產(chǎn)生切向誤差。2.齒輪加工誤差的主要來源及其特性

機床分度蝸桿造成的誤差在齒輪一轉(zhuǎn)中重復(fù)出現(xiàn)，是短周期誤差。機床傳動鏈誤差當(dāng)機床的分度蝸桿存在安裝誤差和軸向竄動時，蝸GB/T10095.1—2001《輪齒同側(cè)齒面偏差的定義和允許值》GB/T10095.2—2001《徑向綜合偏差和徑向跳動的定義和允許值》GB/Z18620.1～4—2002《圓柱齒輪檢驗實施規(guī)范》

給出了齒輪評定項目的允許值及規(guī)定了檢測齒輪精度的實施規(guī)范。

§3齒輪的強制性檢測精度指標(biāo)、側(cè)

隙指標(biāo)及其檢測GB/T10095.1—2001《輪齒同側(cè)齒面偏差的定義和

一、齒輪傳遞運動準(zhǔn)確性的強制性檢測精度

指標(biāo)——齒輪齒距累積總偏差ΔFP

ΔFP

是指在齒輪端平面，在接近齒高中部的一個與齒輪基準(zhǔn)軸線同心的圓上，任意兩個同側(cè)齒面間的實際弧長與理論弧長的代數(shù)差中的最大絕對值（圖10-11）。

合格條件：ΔFP≤FP

（偏差允許值，公差）。一、齒輪傳遞運動準(zhǔn)確性的強制性檢測精度土木專業(yè)建筑學(xué)10圓柱齒輪公差與檢測隨堂講義課件齒距偏差可以用絕對法測量。測量時，把實際齒距直接與理論齒距比較，以獲得齒距偏差的角度值或線值。齒距偏差可以用絕對法測量。測量時，把實際齒距直接與理論齒距比齒距偏差還可以用相對法測量。一般使用雙測頭式齒距比較儀或萬能測齒儀。由于齒距比較儀所使用的測量基準(zhǔn)不是被測齒輪的基準(zhǔn)軸線，因此測量精度受到被測齒輪的齒頂圓柱面對其基準(zhǔn)軸線的徑向圓跳動的影響。注意：在ΔFP的測量中，幾何偏心是影響測量結(jié)果的主要因素。齒距偏差還可以用相對法測量。一般使用雙測頭式齒距比較儀或萬能

二、齒輪傳動平穩(wěn)性的強制性檢測精度指標(biāo)

1.齒輪單個齒距偏差ΔfPt

ΔfPt是指在齒輪端平面上，在接近齒高中部的一個與齒輪基準(zhǔn)軸線同心的圓上，實際齒距與理論齒距的代數(shù)差（圖10-12），合格條件是各個均應(yīng)在極限偏差±fPt

范圍內(nèi)。

–

fP

t≤ΔfPt≤+

fP

t二、齒輪傳動平穩(wěn)性的強制性檢測精度指標(biāo)例(絕對法)：某7級精度直齒圓柱齒輪的模數(shù)m=5，齒數(shù)z=12，標(biāo)準(zhǔn)壓力角采用絕對法測量其各個左齒面齒距偏差，測量數(shù)據(jù)如下表：FP，±fPt試確定該齒輪的齒距累積總偏差和單個齒距偏差，并判斷其合格與否。注：可查附表10-1例(絕對法)：某7級精度直齒圓柱齒輪的模數(shù)m=5，齒數(shù)z=1土木專業(yè)建筑學(xué)10圓柱齒輪公差與檢測隨堂講義課件例：（相對法測量）例：（相對法測量）平穩(wěn)性指標(biāo)（取絕對值最大的）：準(zhǔn)確性指標(biāo)（取正向及負向絕對值最大，并將絕對值相加）：平穩(wěn)性指標(biāo)（取絕對值最大的）：準(zhǔn)確性指標(biāo)（取正向及負向絕對值2.齒廓總偏差ΔFα

ΔFα是指包容實際齒廓工作部分且距離為最小的兩條設(shè)計齒廓（理論齒廓）之間的法向距離（圖10-15）。合格條件：ΔFα≤

Fα（齒廓總偏差允許值，公差）。

二、齒輪傳動平穩(wěn)性的強制性檢測精度指標(biāo)2.齒廓總偏差ΔFα二、齒輪傳動平穩(wěn)性的強制性三、輪齒載荷分布均勻性的強制性檢測精度指標(biāo)●在齒寬方向齒輪螺旋線總偏差ΔFβ

對于直齒輪，其設(shè)計螺旋線（理論螺旋線）是一條平行于齒輪基準(zhǔn)軸線的平行線，ΔFβ是指在齒寬工作部分范圍內(nèi)包容實際螺旋線（實際齒向線）且距離為最小的兩條設(shè)計螺旋線之間的法向距離。

合格條件：

ΔFβ≤Fβ。●在齒高方向

齒輪傳動平穩(wěn)性的精度評定指標(biāo)即齒廓總偏差ΔFα≤

Fα三、輪齒載荷分布均勻性的強制性檢測精度指標(biāo)●在齒寬方向

四、評定齒輪齒厚減薄量用的側(cè)隙指標(biāo)1．齒厚偏差ΔEsn

對于直齒輪，ΔEsn

是指在分度圓柱面上，實際齒厚與公稱齒厚之差；對于斜齒輪，指法向?qū)嶋H齒厚與公稱齒厚之差。四、評定齒輪齒厚減薄量用的側(cè)隙指標(biāo)1．齒厚偏差ΔEssnc=mzsinδhc=ra－0.5mzcosδ直齒輪分度圓上的公稱弦齒厚snc與公稱弦齒高hc的計算公式：snc=mzsinδ直齒輪分度圓上的公稱弦齒厚snc與公稱2.公法線長度偏差ΔEw

ΔEw

是指實際公法線長度Wk與公稱公法線長度（W，Wn）之差。

2.公法線長度偏差ΔEw●直齒輪的公稱公法線長度W和跨齒數(shù)k的計算公式：

對于標(biāo)準(zhǔn)齒輪x=0，α=20°

k=z/9+0.5

W=mcosα［π（k-0.5）+z·invα］●斜齒輪的公稱公法線長度Wn和跨齒數(shù)k以及端面壓力角αt和假想齒數(shù)z

′的計算公式：

在法向測量，斜齒標(biāo)準(zhǔn)齒輪xn=0，αn=20°tanαt

=tanαn/tanβ

z

′=z·invαt

/invαn

k=z

′/9+0.5

Wn=mncosαn［π（k-0.5）+z·invαt］●直齒輪的公稱公法線長度W和跨齒數(shù)k的計算公式：小結(jié)：進行圓柱齒輪精度設(shè)計時，為了其三項精度和適當(dāng)?shù)膫?cè)隙需要，一般標(biāo)注下列的公差和極限偏差：●齒輪齒距累積總偏差ΔFP的允許值FP●齒輪單個齒距偏差ΔfPt的允許值（極限偏差）±fPt●齒輪齒廓總偏差ΔFα的允許值Fα●齒輪螺旋旋線總偏差ΔFβ的允許值Fβ●齒輪跨齒數(shù)k，公稱公法線長度及其上、下偏差

●齒輪公稱弦齒高hc和公稱弦齒厚snc及其上、下偏差小結(jié)：進行圓柱齒輪精度設(shè)計時，為了其三項精度和適當(dāng)?shù)膫?cè)隙需要§4評定齒輪精度時可采用的非強制

性檢測精度指標(biāo)在加工一批齒輪經(jīng)檢測合格后，在工藝條件不變的情況下，繼續(xù)加工時，可以采用下列的精度指標(biāo)?！?評定齒輪精度時可采用的非強制

性檢測一、切向綜合總偏差和一齒切向綜合偏差

切向綜合總偏差Fi是指被測齒輪與測量齒輪單面嚙合檢測時(兩者回轉(zhuǎn)軸線間的距離為公稱中心距)，在被測齒輪一轉(zhuǎn)內(nèi)，被測齒輪分度圓上實際圓周位移與理論圓周位移的最大差值。

一齒切向綜合偏差fi是指被測齒輪一轉(zhuǎn)中對應(yīng)一個齒距范圍內(nèi)實際圓周位移與理論圓周位移之差的最大值。一、切向綜合總偏差和一齒切向綜合偏差

切向綜合總偏差Fi反映齒距累積總偏差Fp和單齒誤差的綜合結(jié)果；fi反映單個齒距偏差和齒廓偏差等單齒誤差的綜合結(jié)果。Fi和fi可分別用來評定齒輪傳遞運動準(zhǔn)確性和齒輪傳動平穩(wěn)性的精度。被測齒輪Fi和fi的合格條件是：Fi≤Fi(切向綜合總公差)，fimax≤fi(一齒切向綜合公差)。切向綜合總偏差Fi反映齒距累積總偏差F

二、徑向綜合總偏差和一齒徑向綜合偏差

用雙嚙儀及其指示表測量兩齒輪（被測齒輪與測量齒輪）雙面嚙合時雙嚙中心距a″的變動量Δa″

1.徑向綜合總偏差ΔFi″

在被測齒輪一轉(zhuǎn)范圍內(nèi)，雙嚙中心距a″的最大值與最小值之差合格條件：ΔFi″

≤Fi″（ΔFi″

的允許值，公差）

2.一齒徑向綜合偏差Δfi″

在被測齒輪一齒（360°/z）范圍內(nèi)，雙嚙中心距a″的最大值與最小值之差取各個Δfi″中的最大值Δfimax″作為評定值。

合格條件：

Δfimax″

≤fi″（Δfi″

的允許值，公差）。

二、徑向綜合總偏差和一齒徑向綜合偏差

土木專業(yè)建筑學(xué)10圓柱齒輪公差與檢測隨堂講義課件

ΔFi″可用來評定齒輪傳遞運動準(zhǔn)確性的精度。

Δfi″可用來評定齒輪傳動平穩(wěn)性的精度。ΔFi″可用來評定齒輪傳遞運動準(zhǔn)確性的精度。ΔFr

是指將量儀指示表測頭相繼放入被測齒輪的每個齒槽內(nèi)，當(dāng)接于齒高中部的位置與左、右齒面接觸時，從這測頭到該齒輪基準(zhǔn)軸線的最大與最小距離之差

ΔFr

可用來評定齒輪傳遞運動準(zhǔn)確性的精度。

合格條件：ΔFr

≤F

r

（ΔFr

的允許值，公差）。三、齒輪徑向跳動ΔFrΔFr是指將量儀指示表測頭相繼放入被測齒輪的每個齒槽內(nèi)，當(dāng)§5齒輪的精度等級與齒輪坯公差

一、齒輪的精度等級及其標(biāo)注

1.齒輪的精度等級

Fp、fpt、Fα、Fβ、Fr、Fi和fi的精度等級各分0、1、2、3、…、12等十三級。

0～2級：遠景發(fā)展；3～5級：高精度；6～9級：中等精度；10～12級：低精度。Fi″、fi″的精度等級各分4、5、6、…、12等九級。§5齒輪的精度等級與齒輪坯公差精度等級的標(biāo)注●當(dāng)齒輪的三項精度要求為同一級（例如7級）時的標(biāo)注

7GB/T10095.1－2008●當(dāng)齒輪的三項精度要求不相同時（例如Fp、fpt、Fα

為8級，F(xiàn)β

7級）的標(biāo)注

8–8–7GB/T10095.1－2008精度等級的標(biāo)注齒輪副需要的最小側(cè)隙與齒輪精度等級的關(guān)系是（）。A．隨精度等級的增高而增大B．隨精度等級的增高而減小C．與精度等級有關(guān)D．與精度等級無關(guān)思考：D齒輪副需要的最小側(cè)隙與齒輪精度等級的關(guān)系是（）。思考：齒輪精度等級的選擇應(yīng)考慮齒輪傳動的用途、使用要求、工作條件以及其他技術(shù)要求，在滿足使用要求的前提下，應(yīng)盡量選擇較低精度的公差等級。3.精度等級的選擇精度等級的選擇方法有計算法和類比法。齒輪精度等級的選擇應(yīng)考慮齒輪傳動的用途、使用要求、工作條件以計算法是根據(jù)整個傳動鏈的精度要求，通過運動誤差計算確定齒輪的精度等級；或者已知傳動中允許的振動和噪聲指標(biāo)，通過動力學(xué)計算確定齒輪的精度等級；也可以根據(jù)齒輪的承載要求，通過強度和壽命計算確定齒輪的精度等級。計算法一般用于高精度齒輪精度等級的確定中。

計算法計算法是根據(jù)整個傳動鏈的精度要求，通過運動誤差計算確定齒輪的類比法是根據(jù)生產(chǎn)實踐中總結(jié)出來的同類產(chǎn)品的經(jīng)驗資料，經(jīng)過對比選擇精度等級。在生產(chǎn)實際中類比法較為常用。類比法

類比法是根據(jù)生產(chǎn)實踐中總結(jié)出來的同類產(chǎn)品的經(jīng)驗資料，經(jīng)過對比二、齒輪坯公差1.盤形齒輪的齒輪坯公差（圖10-30，附表10-5）●基準(zhǔn)孔直徑尺寸公差●基準(zhǔn)端面軸向圓跳動公差

tt=0.2（Dd/b）Fβ●齒頂圓柱面直徑尺寸公差，徑向圓跳動公差tr=0.3Fp

二、齒輪坯公差

土木專業(yè)建筑學(xué)10圓柱齒輪公差與檢測隨堂講義課件

2.齒輪軸的齒輪坯公差●兩個軸頸直徑尺寸公差通常按相配滾動軸承的要求確定。軸頸對齒輪基準(zhǔn)軸線的徑向圓跳動公差：tr=0.3Fp

。●齒頂圓柱面直徑尺寸公差作為測量齒厚的基準(zhǔn)時，對齒輪基準(zhǔn)軸線的徑向圓跳動公差：tr=0.3Fp。2.齒輪軸的齒輪坯公差土木專業(yè)建筑學(xué)10圓柱齒輪公差與檢測隨堂講義課件3.軸線平行度偏差齒輪副的軸線平行度偏差分為軸線平面內(nèi)的平行度偏差f∑δ和垂直平面內(nèi)的平行度偏差f∑β，會影響到齒輪副的接觸精度和齒側(cè)間隙。3.軸線平行度偏差齒輪副的軸線平行度偏差分為軸線平面內(nèi)的4.中心距偏差中心距偏差是指實際中心距與理論中心距的差值。齒輪副存在中心距偏差時，會影響齒輪副的側(cè)隙。4.中心距偏差中心距偏差是指實際中心距與理論中心距的差值齒輪副側(cè)隙是一對齒輪裝配后自然形成的。側(cè)隙需要量值的大小與齒輪的精度、大小及工作條件有關(guān)。為了獲得必要的側(cè)隙，通常采用調(diào)節(jié)中心距或減薄齒厚的方法。設(shè)計時選取的齒輪副的最小側(cè)隙，必須滿足正常儲存潤滑油和補償熱變形的需要。

齒輪副側(cè)隙§7齒輪側(cè)隙指標(biāo)的極限偏差齒輪副側(cè)隙是一對齒輪裝配后自然形成的。側(cè)隙需要量值的大小與齒5.齒輪副側(cè)隙和齒厚極限偏差的確定

齒厚的極限偏差

公法線長度極限偏差5.齒輪副側(cè)隙和齒厚極限偏差的確定齒厚的極限偏差公法§8圓柱齒輪精度設(shè)計示例

例斜齒圓柱齒輪減速器從動齒輪精度設(shè)計。功率：5kW，齒輪軸轉(zhuǎn)速n1=327r/min，β=8°6′34″，油池潤滑。mn=3mm，αn=20°，z1=20，z2=79，b2=60mm，齒輪基準(zhǔn)孔：ф58mm。§8圓柱齒輪精度設(shè)計示例解

（1）確定精度等級參考齒輪圓周速度v=π（mn

z1/cosβ

）、

n1=1.04m/s和普通圓柱齒輪減速器的有關(guān)資料，確定齒輪精度等級為：8–8–7

。（2）確定強制性檢測精度指標(biāo)的公差（允許值）按8–8–7及齒輪有關(guān)參數(shù)、尺寸，由齒輪公差表格得：

Fp=70μm

(準(zhǔn)確性)±fpt=±18μm，F(xiàn)α=25μm（平穩(wěn)性）Fβ

=21μm（載荷分布均勻性）解（3）（在確定齒厚極限偏差后）確定法公稱公法線長度及其極限偏差端面壓力角αt=arctan（tanαn/cosβ）=20