齒輪主要參數(shù)及測(cè)量2009課件

漸開(kāi)線圓柱齒輪主要參數(shù)

及精度測(cè)量二OO九年二月一、漸開(kāi)線圓柱齒輪主要參數(shù)的測(cè)量二、漸開(kāi)線圓柱齒輪精度測(cè)量

GB/T10095-88舊標(biāo)準(zhǔn)〕

三、漸開(kāi)線圓柱齒輪精度測(cè)量

GB/T10095新標(biāo)準(zhǔn)〕

四、新、舊標(biāo)準(zhǔn)的差異與區(qū)別

一、漸開(kāi)線圓柱齒輪主要參數(shù)及測(cè)量1.齒數(shù)z2.模數(shù)m3.齒頂圓直徑da4.齒根圓直徑df5.壓力角α6.齒頂高系數(shù)ha*7.頂隙系數(shù)c*8.變位系數(shù)x9.螺旋角β當(dāng)z為奇數(shù)時(shí),不能直接測(cè)出齒頂圓直徑,可先測(cè)得Da值(見(jiàn)圖),通過(guò)公式計(jì)算求得齒頂圓直徑da為

(3)模數(shù)m和壓力角的測(cè)定公法線千分尺

公法線千分尺的測(cè)量位置齒廓間的公法線長(zhǎng)度AB與所對(duì)的基圓上的弧長(zhǎng)A0B0長(zhǎng)度相等。卡尺跨過(guò)k個(gè)齒，測(cè)得齒廓間公法線長(zhǎng)度為Wk’，然后再跨過(guò)K+1個(gè)齒測(cè)得其長(zhǎng)度為Wk+1’

分別用α=15°和α=20°代入求出兩個(gè)模數(shù)值,模數(shù)值最接近標(biāo)準(zhǔn)值的一組m和α即為所測(cè)齒輪的模數(shù)和壓力角。

(4)變位系數(shù)x的測(cè)定與計(jì)算被測(cè)齒輪也許是變位齒輪,此時(shí)還需確定變位系數(shù)x

(5)齒頂高系數(shù)h*a和頂隙系數(shù)c*的測(cè)定與計(jì)算

(6)螺旋角β的測(cè)量螺旋角的粗測(cè)量有滾印法、直接測(cè)量法、齒頂圓計(jì)算法首先取出需要測(cè)量的斜齒輪采用滾印法測(cè)得斜齒輪齒頂圓的螺旋角β1。為提高滾印測(cè)量的準(zhǔn)確性,在一組滾印中測(cè)得多個(gè)齒頂圓螺旋角β1,求出它們的平均值作為該斜齒輪的齒頂圓螺旋角β1。(a)滾印法(b)齒頂圓計(jì)算法即根據(jù)已經(jīng)測(cè)出的齒頂圓直徑da,由公式計(jì)算出螺旋角β返回不同的齒輪，要求也不同：高速齒輪：側(cè)重傳動(dòng)平穩(wěn)性；低速重載齒輪：側(cè)重載荷分布均勻；分度齒輪：側(cè)重傳動(dòng)準(zhǔn)確性，且傳動(dòng)側(cè)隙要小。第Ⅰ公差組——控制傳遞運(yùn)動(dòng)的準(zhǔn)確性第Ⅱ公差組——控制傳動(dòng)的平穩(wěn)性、噪聲、振動(dòng)等第Ⅲ公差組——控制載荷分布均勻性每個(gè)公差組都分為12個(gè)精度等級(jí)，齒厚偏差用CDEF..14個(gè)代號(hào)表示1．第Ⅰ公差組精度指標(biāo)及測(cè)量（1）齒圈徑向跳動(dòng)誤差ΔFr（公差Fr）①定義：在齒輪一轉(zhuǎn)范圍內(nèi)，測(cè)頭在齒槽內(nèi)于齒高中部雙面接觸，測(cè)頭相對(duì)于齒輪軸線的最大變動(dòng)量。（2）公法線長(zhǎng)度變動(dòng)ΔFw（公差Fw）①定義：齒輪一轉(zhuǎn)范圍內(nèi)實(shí)際公法線長(zhǎng)度最大值與最小值之差，如圖所示。

測(cè)量步驟：（1）將記錄的公法線長(zhǎng)度最大值與最小值之差，即為公法線長(zhǎng)度的變動(dòng)值。ΔFw=Wmax-Wmin合格性判斷：若ΔFw≤Fw，則該項(xiàng)目合格，否者不合格。（3）齒距累積誤差ΔFp（公差Fp）和K個(gè)齒距累積誤差ΔFkp

①定義：在分度圓上任意兩個(gè)同側(cè)齒面間的實(shí)際弧長(zhǎng)與公稱(chēng)弧長(zhǎng)的最大差值（絕對(duì)值）。即最大齒距累積偏差和最小齒距累積偏差的代數(shù)差，如圖所示量?jī)x：周節(jié)儀、萬(wàn)能測(cè)齒儀，分別如圖所示。

（4）切向綜合誤差ΔFi′①定義：被測(cè)齒輪與理想精確的測(cè)量齒輪單面嚙合時(shí)，在被測(cè)齒輪一轉(zhuǎn)內(nèi)實(shí)際轉(zhuǎn)角與公稱(chēng)轉(zhuǎn)角之差的總幅度值。以分度圓弧長(zhǎng)計(jì)。測(cè)量——單嚙儀。

2．第Ⅱ公差組精度指標(biāo)及測(cè)量（1）一齒切向綜合誤差Δfi′（公差fi′）①定義：被測(cè)齒輪與理想精確的測(cè)量齒輪單面嚙合時(shí)，在被測(cè)齒輪一齒距角內(nèi)實(shí)際轉(zhuǎn)角與公稱(chēng)轉(zhuǎn)角之差的總幅度值。以分度圓弧長(zhǎng)計(jì)②測(cè)量?jī)x器：?jiǎn)螄x

（2）一齒徑向綜合誤差Δfi"（公差fi"）①定義：被測(cè)齒輪與理想精確的測(cè)量齒輪雙面嚙合時(shí)，在被測(cè)齒輪一齒距角內(nèi)，雙嚙中心距的最大變動(dòng)量。②測(cè)量?jī)x器——雙嚙儀

（3）齒形誤差Δff（公差ff）①定義：齒輪端截面上，齒形工作部分內(nèi)（齒頂?shù)估獠糠殖猓?，包容?shí)際齒形的兩條設(shè)計(jì)齒形間的法向距離。

②測(cè)量?jī)x器——漸開(kāi)線檢查儀（4）基節(jié)偏差Δfpb（基節(jié)極限偏差±fpb）①定義：實(shí)際基節(jié)和公稱(chēng)基節(jié)之差。②測(cè)量?jī)x器——基節(jié)儀在評(píng)定傳遞運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性時(shí)，根據(jù)齒輪傳動(dòng)的用途、生產(chǎn)及檢驗(yàn)條件，在下列方案中任選之一即可。①一齒切向綜合誤差Δfi′（需要時(shí)，加檢齒距偏差Δfpt）；②一齒徑向綜合誤差Δfi"（需保證齒形精度）；③齒形誤差Δff與齒距偏差Δfpt；④齒形誤差Δff與基節(jié)偏差Δfpb；⑤齒距偏差Δfpt與基節(jié)偏差Δfpb（用于9～12極精度）；3．第Ⅲ公差組精度指標(biāo)及測(cè)量（1）齒向誤差ΔFβ（公差Fβ）

①定義：分度圓柱面上，齒寬有效部分范圍內(nèi)（端部倒角部分除外），包容實(shí)際齒線且距離為最小的兩條設(shè)計(jì)齒線之間的端面距離。②測(cè)量?jī)x器：齒向檢查儀

（2）軸向齒距偏差ΔFpx（公差Fpx）①定義：在與齒輪基準(zhǔn)軸線平行而大約通過(guò)齒高中部的一條直線上，任意兩個(gè)同側(cè)齒面間的實(shí)際距離與公稱(chēng)距離之差，沿齒面法線方向計(jì)值。②測(cè)量?jī)x器同齒向誤差

（3）接觸線誤差ΔFb（公差Fb）①定義：在基圓柱的切平面內(nèi)，平行于公稱(chēng)接觸線并包容實(shí)際接觸線的兩條直線間的法向距離。②測(cè)量?jī)x器：接觸線誤差檢查儀在評(píng)定載荷分布均勻性時(shí)，根據(jù)齒輪傳動(dòng)的用途、生產(chǎn)及檢驗(yàn)條件，在下列方案中任選之一即可。②接觸線誤差ΔFb；①齒向誤差ΔFβ；③軸向齒距偏差ΔFpx與接觸線誤差ΔFb，或者齒形誤差Δff。4．影響齒輪副側(cè)隙的偏差及測(cè)量（1）齒厚偏差ΔEs（上偏差Ess、下偏差Esi）①定義：分度圓柱面上，齒厚的實(shí)際值和公稱(chēng)值之差。對(duì)于斜齒輪，指法向齒厚。按定義，齒厚是以分度圓弧長(zhǎng)計(jì)算，而測(cè)量時(shí)則以弦長(zhǎng)（弦齒厚）計(jì)值。②測(cè)量?jī)x器——齒厚卡尺，如圖所示。（2）公法線平均長(zhǎng)度偏差（上偏差Ewms、下偏差Ewmi）①定義：在齒輪一周內(nèi)，公法線平均長(zhǎng)度和公稱(chēng)值之差。ΔEwm=（W1+W2+…WZ）/Z-W公稱(chēng)

②測(cè)量?jī)x器——公法線千分尺由于用千分尺測(cè)量，不以齒頂圓定位，測(cè)量精度高。返回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(dòng)的定義和允許值》GB/Z18620.1～4—2002《圓柱齒輪檢驗(yàn)實(shí)施規(guī)范》給出了齒輪評(píng)定項(xiàng)目的允許值及規(guī)定了檢測(cè)齒輪精度的實(shí)施規(guī)范。

三、漸開(kāi)線圓柱齒輪精度測(cè)量

GB/T10095新標(biāo)準(zhǔn)〕

3.齒輪的評(píng)定指標(biāo)及其測(cè)量

3.1影響傳遞運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確性的誤差及測(cè)量

被測(cè)齒輪與理想精確的測(cè)量齒輪作單面嚙合時(shí)，在被測(cè)齒輪一轉(zhuǎn)范圍內(nèi)，分度圓上實(shí)際圓周位移與理論圓周位移的最大差值，以分度圓弧長(zhǎng)計(jì)值。齒輪的切向綜合總偏差是在接近齒輪的工作狀態(tài)下測(cè)量出來(lái)的，是評(píng)定齒輪傳動(dòng)準(zhǔn)確性最為完善的指標(biāo)。

(1)切向綜合總偏差Fi′(0-12級(jí)）(2)齒距累積總偏差Fp和齒距累積偏差Fpk

Fp是指齒輪同側(cè)齒面任意圓弧段（k=1至k=z）內(nèi)實(shí)際弧長(zhǎng)與理論弧長(zhǎng)的最大差值。它等于齒距累積偏差的最大偏差與最小偏差的代數(shù)差

Fpk是指k個(gè)齒距間的實(shí)際弧長(zhǎng)與理論弧長(zhǎng)的最大差值，國(guó)標(biāo)GB／T10095.1—2001中規(guī)定k的取值范圍一般為2～z/8，對(duì)特殊應(yīng)用（高速齒輪）可取更小的k值。

齒距累積總偏差Fp和齒距累積偏差Fpk

齒距累積總偏差Fp和齒距累積偏差Fpk通常在萬(wàn)能測(cè)齒儀、齒距儀和光學(xué)分度頭上測(cè)量。測(cè)量的方法有絕對(duì)法和相對(duì)法兩種。（3）徑向跳動(dòng)Fr（0-12級(jí)）Fr是指在齒輪一轉(zhuǎn)范圍內(nèi)，將測(cè)頭（球形、圓柱形、砧形）逐個(gè)放置在被測(cè)齒輪的齒槽內(nèi)，在齒高中部雙面接觸，測(cè)頭相對(duì)于齒輪軸線的最大和最小徑向距離之差。

(4)徑向綜合總偏差Fi〞Fi〞是指被測(cè)齒輪與理想精確的測(cè)量齒輪雙面嚙合時(shí)，在被測(cè)齒輪一轉(zhuǎn)范圍內(nèi)雙嚙中心距的最大變動(dòng)量。

3.2影響傳動(dòng)平穩(wěn)性的誤差及測(cè)量

(1)一齒切向綜合偏差fi′

fi′是指被測(cè)齒輪與理想精確的測(cè)量齒輪作單面嚙合時(shí)，在被測(cè)齒輪轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)齒距角內(nèi)的切向綜合偏差，以分度圓弧長(zhǎng)計(jì)值。

(2)一齒徑向綜合偏差fi〞

fi〞是指被測(cè)齒輪與理想精確的測(cè)量齒輪作雙面嚙合時(shí)，在被測(cè)齒輪轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)齒距角內(nèi)，雙嚙中心距的最大變動(dòng)量。

一齒徑向綜合偏差fi〞主要反映了短周期徑向誤差（基節(jié)偏差和齒廓偏差）的綜合結(jié)果，但評(píng)定傳動(dòng)平穩(wěn)性不如一齒切向綜合偏差fi′精確。

(3)齒廓偏差

齒廓偏差是指實(shí)際齒廓偏離設(shè)計(jì)齒廓的量值，其在端平面內(nèi)且垂直于漸開(kāi)線齒廓的方向計(jì)值。

1）齒廓總偏差FαFα是指在計(jì)值范圍內(nèi)，包容實(shí)際齒廓跡線的兩條設(shè)計(jì)齒廓跡線間的距離。2）齒廓形狀偏差ffα在計(jì)值范圍內(nèi)，包容實(shí)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)。

3）齒廓傾斜偏差fHα在計(jì)值范圍內(nèi)，兩端與平均齒廓跡線相交的兩條設(shè)計(jì)齒廓跡線間的距離一般情況被測(cè)齒輪只需檢測(cè)齒廓總偏差Fα即可。Fα通常用萬(wàn)能漸開(kāi)線檢查儀或單圓盤(pán)漸開(kāi)線檢查儀進(jìn)行測(cè)量。

(4)單個(gè)齒距偏差fpt

fpt是指在端平面上接近齒高中部的一個(gè)與齒輪軸線同心的圓上，實(shí)際齒距與理論齒距的代數(shù)差。

3.3影響載荷分布均勻性的誤差及測(cè)量

由于齒輪的制造和安裝誤差，一對(duì)齒輪在嚙合過(guò)程中沿齒長(zhǎng)方向和齒高方向都不是全齒接觸，實(shí)際接觸線只是理論接觸線的一部分，影響了載荷分布的均勻性。國(guó)標(biāo)規(guī)定用螺旋線偏差來(lái)評(píng)定載荷分布均勻性。

螺旋線偏差是指在端面基圓切線方向上，實(shí)際螺旋線對(duì)設(shè)計(jì)螺旋線的偏離量。1.1螺旋線總偏差Fβ

Ⅰ-基準(zhǔn)面Ⅱ-非基準(zhǔn)面

b-齒寬或兩端倒角之間的距離Lβ-螺旋線計(jì)值范圍

在計(jì)值范圍內(nèi)，包容實(shí)際螺旋線跡線的兩條設(shè)計(jì)螺旋線跡線的距離。一般情況被測(cè)齒輪只需檢測(cè)螺旋線總偏差Fβ即可

1.2螺旋線形狀偏差ffβ

在計(jì)值范圍內(nèi)，包容實(shí)際螺旋線跡線的兩條與平均螺旋線跡線完全相同的曲線間的距離，且兩條曲線與平均螺旋線跡線的距離為常數(shù)

1.3螺旋線傾斜偏差fHβ

在計(jì)值范圍內(nèi)，兩端與平均螺旋線跡線相交的設(shè)計(jì)螺旋線跡線間的距離。3.4影響齒輪副側(cè)隙的偏差及測(cè)量

為了保證齒輪副的齒側(cè)間隙，就必須控制輪齒的齒厚，齒輪輪齒的減薄量可由齒厚偏差和公法線長(zhǎng)度偏差來(lái)控制。

(1)齒厚偏差

齒厚偏差是指在分度圓柱上，齒厚的實(shí)際值與公稱(chēng)值之差（對(duì)于斜齒輪齒厚是指法向齒厚）。齒厚下偏差代號(hào)為Esni

齒厚上偏差代號(hào)為Esns齒厚偏差的測(cè)量(2)公法線長(zhǎng)度偏差

公法線長(zhǎng)度偏差是指齒輪一圈內(nèi)，實(shí)際公法線長(zhǎng)度Wka與公稱(chēng)公法線長(zhǎng)度Wk之差。公法線長(zhǎng)度上偏差代號(hào)為Ebns，下偏差代號(hào)為Ebni。

3.5新標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)注（1）齒輪的檢測(cè)項(xiàng)目為同一精度等級(jí)時(shí)，可直接標(biāo)

注精度等級(jí)和標(biāo)準(zhǔn)號(hào)。

如：7

GB/T10095.1

或

7

GB/T10095.2

（2）若齒輪檢驗(yàn)項(xiàng)目的精度等級(jí)不同時(shí)，則需分別標(biāo)注

如：齒廓總偏差Fα為6級(jí)，齒距累積總偏差Fp為7級(jí)，螺旋線總偏差Fβ為7級(jí)，則標(biāo)注為：

6（Fα）、7（Fp、Fβ）GB/T10095.1

3.6新標(biāo)準(zhǔn)的適用范圍（1）新標(biāo)準(zhǔn)擴(kuò)大了適用范圍

（2）精度等級(jí)增加

由原12個(gè)等級(jí)增加到0~12級(jí)共13個(gè)等級(jí)。0級(jí)最高，12級(jí)最低。徑向綜合偏差為4～12級(jí)共9個(gè)精度等級(jí)，4級(jí)最高，12級(jí)最低。

通常3~5級(jí)稱(chēng)為高精度等級(jí)，6~9級(jí)稱(chēng)為中等精度等級(jí)，10~12級(jí)稱(chēng)為低精度等級(jí)

標(biāo)準(zhǔn)中的5級(jí)是13個(gè)精度等級(jí)中的基礎(chǔ)級(jí)，是確定齒輪各項(xiàng)偏差的公差計(jì)算式的精度等級(jí)。

3.7齒輪的檢驗(yàn)齒輪的檢驗(yàn)組（推薦）

劃分齒輪質(zhì)量等級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)一般主要有下列6項(xiàng)

齒距偏差Fp

、fpt、Fpk

齒廓總偏差Fα

螺旋線總偏差Fβ

齒厚偏差Esn

其他參數(shù)不是必檢項(xiàng)目而是根據(jù)需方要求而確定

按照我國(guó)的生產(chǎn)實(shí)踐及現(xiàn)有生產(chǎn)和檢測(cè)水平，特推薦五個(gè)檢驗(yàn)組，以便于設(shè)計(jì)人員按齒輪使用要求、生產(chǎn)批量、和檢驗(yàn)設(shè)備選取其中一個(gè)檢驗(yàn)組，來(lái)評(píng)定齒輪的精度等級(jí)。

（1）新標(biāo)準(zhǔn)對(duì)要素偏差、公差僅設(shè)置一套代號(hào)，舊