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1、互换性与技术测量互换性与技术测量Interchangeability and Technical Measurement互换性与技术测量第11章_渐开线圆柱齿轮的公差与配合2第第11章章 渐开线圆柱齿轮的公差与配合渐开线圆柱齿轮的公差与配合第11章 渐开线圆柱齿轮的公差与配合互换性与技术测量第11章_渐开线圆柱齿轮的公差与配合第第1111章章 渐开线圆柱齿轮的公差与配合渐开线圆柱齿轮的公差与配合 11.1 齿轮传动的使用要求及加工误差分析齿轮传动的使用要求及加工误差分析 11.2 单个齿轮的评定指标及其检测单个齿轮的评定指标及其检测 11.3 齿轮副的评定指标及其检测齿轮副的评定指标及其检测
2、11.4 渐开线圆柱齿轮精度标准及其应用渐开线圆柱齿轮精度标准及其应用3第11章 渐开线圆柱齿轮的公差与配合互换性与技术测量第11章_渐开线圆柱齿轮的公差与配合第11章_渐开线圆柱齿轮的公差与配合4基本内容：基本内容： 齿轮传动使用要求及互换性特点，齿轮加工误差概述。齿轮公差组与各误差(公差)项目分析，齿轮副误差项目的分析。渐开线圆柱齿轮公差适用范围，精度等级(公差等级)，检验组、齿侧间隙计算，齿坯公差及图样标注。齿轮公差标注应用。第11章 渐开线圆柱齿轮的公差与配合互换性与技术测量第11章_渐开线圆柱齿轮的公差与配合5教学重点难点教学重点难点 重点：齿轮误差项目的含义和作用； 齿轮检验组的选
3、用。难点：误差项目的选择。教学基本要求教学基本要求1了解齿轮公差标注的特点。2掌握齿轮公差标准中基本误差项目的意义和作用3掌握齿轮公差标准的结构，选用及标注。第11章 渐开线圆柱齿轮的公差与配合互换性与技术测量第11章_渐开线圆柱齿轮的公差与配合6 齿轮精度标准齿轮精度标准vGB/T 10095.12008圆柱齿轮圆柱齿轮 精度制精度制 第第1部分：轮齿同侧齿面偏差的定义和允许值部分：轮齿同侧齿面偏差的定义和允许值，GB/T 10095.22008圆柱齿轮圆柱齿轮 精度制精度制 第第2部分：径向综合偏差和径向跳动的定义和允部分：径向综合偏差和径向跳动的定义和允许值许值，GB/Z 18620.1
4、42008圆柱齿轮圆柱齿轮检验实施规范检验实施规范等。等。第11章 渐开线圆柱齿轮的公差与配合互换性与技术测量711.1 11.1 齿轮传动的使用要求及加工误差分析齿轮传动的使用要求及加工误差分析齿轮传动?第11章 渐开线圆柱齿轮的公差与配合互换性与技术测量第11章_渐开线圆柱齿轮的公差与配合第11章_渐开线圆柱齿轮的公差与配合8第11章 渐开线圆柱齿轮的公差与配合互换性与技术测量第11章_渐开线圆柱齿轮的公差与配合9 v1.传递运动准确性（运动精度）传递运动准确性（运动精度）-11.1.1 齿轮传动的使用要求： 四项传动精度的要求v齿轮作为传动零件，首要的要求是传递运动的准确性，即使传动比i
5、 i 恒定，或者说变化不大，即iC i i0。第11章 渐开线圆柱齿轮的公差与配合互换性与技术测量第11章_渐开线圆柱齿轮的公差与配合10v齿轮传动中要求振动，噪音，冲击尽可能的小。v要控制的实际上是使齿轮的瞬时速比(传动比)vi 0。ii2.传动的平稳性传动的平稳性-第11章 渐开线圆柱齿轮的公差与配合互换性与技术测量第11章_渐开线圆柱齿轮的公差与配合113.载荷分布的均匀性载荷分布的均匀性-v齿轮要传动力和扭矩，所以，在啮合时，齿面接触要好，也就是要求在啮合传动中，齿轮的接触面积要大。第11章 渐开线圆柱齿轮的公差与配合互换性与技术测量第11章_渐开线圆柱齿轮的公差与配合124.适当的齿
6、侧间隙适当的齿侧间隙-v由于齿轮是成对使用，在啮合时，非工作面应留有一定的间隙以便补偿制造误差，以及传动时产生的弹力和热变形，并可贮存润滑油，从而避免传动时发生卡死，干涉的现象。第11章 渐开线圆柱齿轮的公差与配合互换性与技术测量13v齿轮在加工过程中于机床，毛坯件和工具的误差。v加工误差主要表现在：v1.径向误差：被加工齿轮的几何中心相对于滚刀刀刃的距离的变化。-几何偏心v2.切向误差：刀具和工件间的滚切运动的破坏转速不匀或分度的不准确。-运动偏心v3.创成面误差：切齿刀具齿廓误差，刀具本身的误差。4.轴向误差：刀具沿工件轴向位移误差。 11.1.2 齿轮的加工误差及其分类齿轮的加工误差及其
7、分类第11章_渐开线圆柱齿轮的公差与配合第11章 渐开线圆柱齿轮的公差与配合互换性与技术测量切向误差和径向误差切向误差和径向误差径向误差轴向误差切向误差14第11章_渐开线圆柱齿轮的公差与配合第11章 渐开线圆柱齿轮的公差与配合互换性与技术测量第11章_渐开线圆柱齿轮的公差与配合15v 第11章 渐开线圆柱齿轮的公差与配合互换性与技术测量第11章_渐开线圆柱齿轮的公差与配合16齿轮加工原因:几何偏心及运动偏心几何偏心及运动偏心齿轮坯蜗杆分度蜗轮滚刀第11章 渐开线圆柱齿轮的公差与配合互换性与技术测量第11章_渐开线圆柱齿轮的公差与配合17导致的结果: 齿轮的速比变化第11章 渐开线圆柱齿轮的公
8、差与配合互换性与技术测量第11章_渐开线圆柱齿轮的公差与配合18v 偏心的大齿轮和精确的小齿轮啮合的四种特殊位置偏心的大齿轮和精确的小齿轮啮合的四种特殊位置009018090180270270360360Fp偏心的大齿轮精确的小齿轮e第11章 渐开线圆柱齿轮的公差与配合互换性与技术测量第11章_渐开线圆柱齿轮的公差与配合1911.2.1 11.2.1 传递运动准确性的检测项目传递运动准确性的检测项目v 传递运动准确性是指：齿轮在一转范围内传动比变化尽量小，以保证从动齿轮与主动齿轮的运动协调。v1.切向综合误差 Fi公差Fiv2.齿距累积误差齿距累积误差 F FP P ( (公差为公差为 F F
9、P P ) )v 任意K个齿距累积误差 FPK (公差为 FPK )v3.齿轮径向跳动齿轮径向跳动 Fr (公差公差Fr )v4.4.齿径向综合误差齿径向综合误差ffi i （公差（公差f fi i ）第11章 渐开线圆柱齿轮的公差与配合互换性与技术测量11.2 11.2 单个齿轮的评定指标及其检测单个齿轮的评定指标及其检测2022-5-1120切向综合误差切向综合误差 Fi公差公差Fiv1.定义：定义： v2.特点：齿轮的转角误差的变化呈周期性，并接近特点：齿轮的转角误差的变化呈周期性，并接近于正弦规律；齿轮一转中，最大误差出现一次，且于正弦规律；齿轮一转中，最大误差出现一次，且在在 大约大
10、约180处。处。 v3.测量：在单啮仪上进行检测测量：在单啮仪上进行检测1. 切向综合总偏差切向综合总偏差20第11章 渐开线圆柱齿轮的公差与配合互换性与技术测量第11章_渐开线圆柱齿轮的公差与配合2022-5-1121单啮仪检测v3.测量：齿距仪测量：齿距仪21第11章 渐开线圆柱齿轮的公差与配合互换性与技术测量第11章_渐开线圆柱齿轮的公差与配合第11章_渐开线圆柱齿轮的公差与配合22 2. 齿距累积误差齿距累积误差 FP 公差为公差为 FP v1.定义：在分度圆上，任意两个同侧齿面间实际弧长与公称弧长的最大差值的绝对值。 齿距（周节）：齿轮分度圆上的齿距。v2.特点：由于 沿圆周齿测量的
11、结果，故误差曲线为一折线，所以，只能反映有限点的转角误差，有可能测量圆周不会恰好是在最大误差位置上，测量受主观因素的 影响 v3. 检测：齿距仪测量 合格： FP FP， - FPFPK + FPK，第11章 渐开线圆柱齿轮的公差与配合互换性与技术测量第11章_渐开线圆柱齿轮的公差与配合23齿距累积误差齿距累积误差FPFPK第11章 渐开线圆柱齿轮的公差与配合互换性与技术测量第11章_渐开线圆柱齿轮的公差与配合24 6215341.基体2.固定螺钉3.量脚4.活动量脚5.支脚固定螺钉6.支脚（3个）齿距仪第11章 渐开线圆柱齿轮的公差与配合互换性与技术测量253.齿轮径向跳动齿轮径向跳动 Fr
12、 (公差公差Fr )v定义:测头相对于齿轮轴心线的最大和最小径向距离之差（即最大变动量） v特点:只反映径向误差, v检测: 万能测齿仪上进行 25第11章_渐开线圆柱齿轮的公差与配合第11章 渐开线圆柱齿轮的公差与配合互换性与技术测量4.径向综合总偏差Fiv定义:是指被测齿轮与理想精确的测量齿轮双面啮合时，在被测齿轮一转范围内双啮中心距的最大变动量.v特点:包含了右侧和左侧齿面综合偏差的成分v检测:双啮仪26第11章_渐开线圆柱齿轮的公差与配合第11章 渐开线圆柱齿轮的公差与配合互换性与技术测量2022-5-1127双啮仪27第11章 渐开线圆柱齿轮的公差与配合互换性与技术测量第11章_渐开
13、线圆柱齿轮的公差与配合a:中心距-被测齿轮标准齿轮a360转角中心距变动fiFi28第11章_渐开线圆柱齿轮的公差与配合第11章 渐开线圆柱齿轮的公差与配合互换性与技术测量2911.2.2 11.2.2 传动工作平稳性的检测项目传动工作平稳性的检测项目v工作平稳性的含义：指运转平稳，没有冲击，振动，且噪音小。v1.一 齿切向综合误差 fi （公差fi ）v2.一齿径向综合误差齿径向综合误差ffi i （公差（公差f fi i ）v3.齿廓总偏差 F 公差 F ；v4.单个齿距偏差 fpt 公差 fpt ；第11章_渐开线圆柱齿轮的公差与配合第11章 渐开线圆柱齿轮的公差与配合互换性与技术测量3
14、01.一一 齿切向综合偏差齿切向综合偏差 fi （公差（公差fi ）v定义 ：切向综合误差记录曲线上，水波纹的最大幅度值。 v特点：以一齿为检测对象，即齿轮转过一齿时的传动比变化，是短周期误差。它反映了基节偏差和齿形误差的综合结果。v检测：单啮仪30第11章_渐开线圆柱齿轮的公差与配合第11章 渐开线圆柱齿轮的公差与配合互换性与技术测量2022-5-11312.2.一齿径向综合偏差一齿径向综合偏差ffi i （公差（公差f fi i ） v定义 ：切向综合误差记录曲线上，水波纹的最大幅度值。v特点：也反映了基节偏差与齿形误差的综合结果，但其受左右两齿面的影响，不如 fi 评定精确。v检测：双啮
15、仪31第11章 渐开线圆柱齿轮的公差与配合互换性与技术测量第11章_渐开线圆柱齿轮的公差与配合第11章_渐开线圆柱齿轮的公差与配合323. 齿廓总偏差 F（公差F） v 定义：实际齿廓对设计齿廓的偏离量。v产生齿廓偏差的原因：分度蜗杆的径向跳动.刀具齿型的误差。v特点：影响齿轮啮合过程中的工作平稳性。v测量：需在单盘式齿形检查仪上进行。第11章 渐开线圆柱齿轮的公差与配合互换性与技术测量第11章_渐开线圆柱齿轮的公差与配合33齿廓 总偏差啮合线aA1A2a第11章 渐开线圆柱齿轮的公差与配合互换性与技术测量总偏差 形状偏差 倾斜偏差F LaLAELAFf fLaLAELAFfHLaAE FAE
16、FAEF齿顶齿根齿顶齿顶齿根齿根-+-+LAELAF34第11章_渐开线圆柱齿轮的公差与配合第11章 渐开线圆柱齿轮的公差与配合互换性与技术测量第11章_渐开线圆柱齿轮的公差与配合354. 单个齿距偏差 fpt （公差 fpt ） v1.定义：在分度圆上，实际齿距与理论齿距的代数差.取最大值 fptmax v 2.特点：在分度圆附近的圆周上测量。 Pb=PtCOS ； fpb = fpt COS -Pt SIN() v fpt fpt fpt 第11章 渐开线圆柱齿轮的公差与配合互换性与技术测量36 6215341.基体2.固定螺钉3.量脚4.活动量脚5.支脚固定螺钉6.支脚（3个）齿距仪36
17、第11章_渐开线圆柱齿轮的公差与配合第11章 渐开线圆柱齿轮的公差与配合互换性与技术测量第11章_渐开线圆柱齿轮的公差与配合3711.2.3 载荷分布均匀性的检查测项目 v 齿面接触精度的含义：啮合齿面沿齿宽和齿高的实际接触程度。v评定指标： v1.螺旋线总偏差v2.轮齿的接触斑点 第11章 渐开线圆柱齿轮的公差与配合互换性与技术测量第11章_渐开线圆柱齿轮的公差与配合38螺旋线总偏差 F （公差 F）v1.定义：在端面基圆切线方向上测得的实际螺旋线定义：在端面基圆切线方向上测得的实际螺旋线对设计螺旋线的偏离量。对设计螺旋线的偏离量。 v v2.测量：螺旋线偏差测量仪测量：螺旋线偏差测量仪第1
18、1章 渐开线圆柱齿轮的公差与配合互换性与技术测量第11章_渐开线圆柱齿轮的公差与配合39 总偏差 形状偏差 倾斜偏差 FfHffLbLbLb第11章 渐开线圆柱齿轮的公差与配合互换性与技术测量第11章_渐开线圆柱齿轮的公差与配合40螺旋线误差第11章 渐开线圆柱齿轮的公差与配合互换性与技术测量2.轮齿接触斑点bhhbc2c1c1hc2b41第11章_渐开线圆柱齿轮的公差与配合第11章 渐开线圆柱齿轮的公差与配合互换性与技术测量11.2.4 影响侧隙的单个齿轮因素及其检测影响侧隙的单个齿轮因素及其检测v1.齿厚偏差fsn v2.公法线长度偏差Wkv3.侧隙圆周和法向42第11章_渐开线圆柱齿轮的
19、公差与配合第11章 渐开线圆柱齿轮的公差与配合互换性与技术测量第11章_渐开线圆柱齿轮的公差与配合431.齿厚偏差：v定义：分度圆柱面上，齿厚实际值与公称值之差.v特点:直接反映齿厚的减薄量.v3.检测:齿厚游标卡尺 第11章 渐开线圆柱齿轮的公差与配合互换性与技术测量齿厚偏差检测齿厚游标卡尺44第11章_渐开线圆柱齿轮的公差与配合第11章 渐开线圆柱齿轮的公差与配合互换性与技术测量第11章_渐开线圆柱齿轮的公差与配合452.公法线长度偏差：公法线长度偏差：定义：定义： 实际公法线长度与公法线公称值之差实际公法线长度与公法线公称值之差.v公法线长度：是基圆切线，其长度是以切线公法线长度：是基圆
20、切线，其长度是以切线在齿轮上几个齿的异侧齿形的距离在齿轮上几个齿的异侧齿形的距离.vWKa =（W1+W2+Wn）/nW m COS (k 0.5)Z inv 2xmsin 第11章 渐开线圆柱齿轮的公差与配合互换性与技术测量第11章_渐开线圆柱齿轮的公差与配合46 齿轮的齿厚偏差与公法线长度偏差公法线长度上偏差公法线长度上偏差 EbnsEsnscosn 公法线长度下偏差公法线长度下偏差 EbniEsnscos n 合格判定合格判定: : E EWiWi E EW W E EWSWS WkWkEbniWkaWkEbniWkaWkEbnsEbns 第11章 渐开线圆柱齿轮的公差与配合互换性与技术
21、测量公法线千分尺测量公法线abcOWPbSbPbw47第11章_渐开线圆柱齿轮的公差与配合第11章 渐开线圆柱齿轮的公差与配合互换性与技术测量圆周侧隙jwt和法向侧隙jbn啮合线塞尺jbn48第11章_渐开线圆柱齿轮的公差与配合第11章 渐开线圆柱齿轮的公差与配合互换性与技术测量49齿轮副的圆周侧隙jwt和法向侧隙jbn圆周侧隙圆周侧隙jwtjwt：齿轮副中一个齿轮固定时，另一个齿轮的圆周的晃动量.以分度圆上弧长计.用百分表测量。法向侧隙法向侧隙jbnjbn：齿轮副工作齿面接触时，非工作齿面之间的最小距离.用塞尺测量。两者的关系两者的关系： jbn=jwt COSn COS影响侧隙的大小的因素
22、有：中心距偏差.齿厚偏差.公法线.长度偏差.第11章_渐开线圆柱齿轮的公差与配合第11章 渐开线圆柱齿轮的公差与配合互换性与技术测量11.3 齿轮副发评定指标及其检测齿轮副发评定指标及其检测v1.中心距偏差fav2.轴线平行度偏差-轴线平面内的平行度偏差 f和垂直平面内的平行度偏差f 50第11章_渐开线圆柱齿轮的公差与配合第11章 渐开线圆柱齿轮的公差与配合互换性与技术测量1. .齿轮副中心齿轮副中心距偏差距偏差fa- 影响齿轮侧隙影响齿轮侧隙51第11章_渐开线圆柱齿轮的公差与配合522.2.轴线的平行度误差，轴线的平行度误差，v影响齿面载荷分布均匀性影响齿面载荷分布均匀性. .v 12L
23、轴线平面f垂直平面f第11章_渐开线圆柱齿轮的公差与配合第11章 渐开线圆柱齿轮的公差与配合互换性与技术测量第11章_渐开线圆柱齿轮的公差与配合5311.4 11.4 渐开线圆柱齿轮精度标准及应用渐开线圆柱齿轮精度标准及应用11.4.1 精度等级及其选择精度等级及其选择：1.精度等级齿轮的精度等级分为：0、1、2、3、412 其中0级最高；12级最低。一一第11章 渐开线圆柱齿轮的公差与配合互换性与技术测量2.精度等级选择v精度等级的选择方法有计算法和类比法。精度等级的选择方法有计算法和类比法。v选择：选择：v1.圆周速度圆周速度V（m/s）确定精度等级）确定精度等级 工作平稳性工作平稳性v2
24、.传递运动的准确性：如果是机床分度系统或仪表传递运动的准确性：如果是机床分度系统或仪表读数系统的齿轮读数系统的齿轮.对第对第公差组的评定项目的精度应公差组的评定项目的精度应规定的较高一些，或与工作平稳性精度等级相同。规定的较高一些，或与工作平稳性精度等级相同。v3.承载均匀性：与工作平稳性精度等级相同承载均匀性：与工作平稳性精度等级相同v4.精度等级确定以后，确定检验指标。精度等级确定以后，确定检验指标。v 54第11章_渐开线圆柱齿轮的公差与配合第11章 渐开线圆柱齿轮的公差与配合互换性与技术测量3. 评定参数的公差值与极限偏差的确定评定参数的公差值与极限偏差的确定 GB/T 1009520
25、08规定，各评定参数允许值是以规定，各评定参数允许值是以5级级精度规定的公式乘以级间公比计算出来的。精度规定的公式乘以级间公比计算出来的。v标准中各公差或极限偏差数值表列出的数值是用表标准中各公差或极限偏差数值表列出的数值是用表9-4中所列出的计算公式根据尺寸中所列出的计算公式根据尺寸(如法向模数如法向模数mn、分、分度圆直径度圆直径d、齿宽、齿宽b等等)计算出各评定参数的允许值计算出各评定参数的允许值(公公差或极限偏差差或极限偏差)圆整后得到的。圆整后得到的。55第11章_渐开线圆柱齿轮的公差与配合第11章 渐开线圆柱齿轮的公差与配合互换性与技术测量第11章_渐开线圆柱齿轮的公差与配合561
26、1.4.2 齿轮副侧隙齿轮副侧隙v齿侧间隙的选择：jbnmin 可计算获得也可查表获得 。v最小极限侧隙的确定： jbn1 +jbn2=jbnmin vJbn2见书中列表。v对齿轮和箱体都为黑色金属，工作节圆线速度bn 11122j (t t )2sin n 第11章 渐开线圆柱齿轮的公差与配合互换性与技术测量确定齿厚偏差:上偏差第11章_渐开线圆柱齿轮的公差与配合57222rrnsbFtgTn n s is sSEETbnmin bn n 2nS SnjJEf tgCOS下偏差:第11章 渐开线圆柱齿轮的公差与配合互换性与技术测量第11章_渐开线圆柱齿轮的公差与配合5811.4.3 其他技术
27、要求v1.齿坯公差和表面粗糙度：v2.作齿轮工作 图.ABt1t2第11章 渐开线圆柱齿轮的公差与配合互换性与技术测量第11章_渐开线圆柱齿轮的公差与配合59齿轮零件图第11章 渐开线圆柱齿轮的公差与配合互换性与技术测量第11章_渐开线圆柱齿轮的公差与配合60齿轮标注齿轮标注v7-8-8 GB/T10095.1-2008 v8 GB/T10095.1-2008 v9-8-8 GB/T10095。1-2008v6（F）7（Fp、F） GB/T10095.1-2008v齿廓总偏差F为6级精度、齿距累积总偏差Fp 和螺旋线总偏差F均为7级精度的齿轮。 第11章 渐开线圆柱齿轮的公差与配合互换性与技术测量