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1、第十一章圆柱齿轮传动第十一章圆柱齿轮传动公差及检测公差及检测本讲稿第一页，共三十八页2.2.2.2.渐开线圆柱齿轮传动要求渐开线圆柱齿轮传动要求渐开线圆柱齿轮传动要求渐开线圆柱齿轮传动要求 n n传传递递运运动动的的准准确确性性：为为了了保保证证齿齿轮轮传传动动的的运运动动精精度度，应应限制齿轮一转中最大转角误差限制齿轮一转中最大转角误差ii 。n n运运动动平平稳稳性性：要要求求齿齿轮轮运运转转平平稳稳，没没有有冲冲击击、振振动动和和噪声。要限制一齿距角范围内转角误差的最大值噪声。要限制一齿距角范围内转角误差的最大值i i R R 。n n接接触触精精度度：要要求求齿齿轮轮在在接接触触过过程
2、程中中，载载荷荷分分布布要要均均匀匀，接接触触良良好好，以以免免引引起起应应力力集集中中，造造成成局局部部磨磨损损，影影响响齿齿轮的使用寿命。轮的使用寿命。n n齿齿侧侧间间隙隙：在在齿齿轮轮传传动动过过程程中中，非非接接触触面面一一定定要要有有合合理理的的间间隙隙。一一方方面面为为了了贮贮存存润润滑滑油油，一一方方面面为为了了补补偿偿齿轮的制造和变形误差齿轮的制造和变形误差。本讲稿第二页，共三十八页3.3.3.3.不同圆柱齿轮的传动精度要求不同圆柱齿轮的传动精度要求不同圆柱齿轮的传动精度要求不同圆柱齿轮的传动精度要求 n n上述上述4 4项要求，对于不同用途、不同工作条件的齿轮其侧重点项要求
3、，对于不同用途、不同工作条件的齿轮其侧重点也应有所不同。也应有所不同。n n如：如：对于分度机构，仪器仪表中读数机构的齿轮对于分度机构，仪器仪表中读数机构的齿轮，齿轮一转，齿轮一转中的转角误差不超过中的转角误差不超过1122，甚至是几秒，此时，传递运动，甚至是几秒，此时，传递运动准确性是主要的；准确性是主要的；n n对于高速、大功率传动装置中用的齿轮对于高速、大功率传动装置中用的齿轮，如汽轮机减速器上，如汽轮机减速器上的齿轮，圆周速度高，传递功率大，其运动精度、工作平稳性的齿轮，圆周速度高，传递功率大，其运动精度、工作平稳性精度及接触精度要求都很高，特别是瞬时传动比的变化要求小，精度及接触精度
4、要求都很高，特别是瞬时传动比的变化要求小，以减少振动和噪声；以减少振动和噪声；n n对于轧钢机、起重机、运输机、透平机等低速重载机械对于轧钢机、起重机、运输机、透平机等低速重载机械，传，传递动力大，但圆周速度不高，故齿轮接触精度要求较高，递动力大，但圆周速度不高，故齿轮接触精度要求较高，齿侧间隙也应足够大，而对其运动精度则要求不高。齿侧间隙也应足够大，而对其运动精度则要求不高。本讲稿第三页，共三十八页11.2 11.2 渐开线圆柱齿轮的制造误差渐开线圆柱齿轮的制造误差 n n影响上述影响上述4 4项要求的误差因素，主要包括项要求的误差因素，主要包括齿轮的加工误差齿轮的加工误差和齿轮副的安装误差
5、。和齿轮副的安装误差。n n为了便于分析齿轮的各种制造误差对齿轮传动质量的影为了便于分析齿轮的各种制造误差对齿轮传动质量的影响，按误差相对于齿轮的方向特征，可分为响，按误差相对于齿轮的方向特征，可分为径向误差、径向误差、切向误差和轴向误差切向误差和轴向误差；n n齿轮为圆周分度零件，其误差具有周期性，按误差在齿轮齿轮为圆周分度零件，其误差具有周期性，按误差在齿轮一转中是否多次出现，即在齿轮一转中出现的周期或频率，一转中是否多次出现，即在齿轮一转中出现的周期或频率，可分为以齿轮一转为周期的可分为以齿轮一转为周期的长周期误差长周期误差，或，或低频误差低频误差，它主要影响传递运动的准确性；以齿轮一齿
6、为周期它主要影响传递运动的准确性；以齿轮一齿为周期短周短周期误差期误差，或，或高频误差高频误差，它主要影响工作平稳性。，它主要影响工作平稳性。本讲稿第四页，共三十八页1.1.1.1.齿轮的加工误差齿轮的加工误差齿轮的加工误差齿轮的加工误差1 1 1 1）几何偏心误差）几何偏心误差）几何偏心误差）几何偏心误差n n以滚切直齿圆柱齿轮为例，分析在切齿过程中所产生以滚切直齿圆柱齿轮为例，分析在切齿过程中所产生的主要加工误差的主要加工误差 。n n齿坯孔与机床心轴的安装偏心齿坯孔与机床心轴的安装偏心（e e），也称），也称几何偏心几何偏心，是，是齿坯在机床上安装时，齿坯基准轴线齿坯在机床上安装时，齿坯
7、基准轴线O O1 1O O1 1与工作台回转轴线与工作台回转轴线OOOO不重合形成的偏心不重合形成的偏心e e。加工时，滚刀轴线与工作台回转。加工时，滚刀轴线与工作台回转轴线轴线OOOO距离保持不变，但与齿坯基准轴线距离保持不变，但与齿坯基准轴线O O1 1O O1 1的距离不断的距离不断变化（最大变化量为变化（最大变化量为2 e2 e）。滚切成如图所示的齿轮，使齿）。滚切成如图所示的齿轮，使齿面位置相对于齿轮基准中心在径向发生了变化，故称为面位置相对于齿轮基准中心在径向发生了变化，故称为径向径向误差误差。工作时产生以一转为周期的转角误差，使传动比不断改。工作时产生以一转为周期的转角误差，使传
8、动比不断改变。变。本讲稿第五页，共三十八页2 2 2 2）运动偏心误差）运动偏心误差）运动偏心误差）运动偏心误差n n分度蜗轮轴线与工作台中心线的安装偏心分度蜗轮轴线与工作台中心线的安装偏心（e eK K）。O O2 2O O2 2为机床分度蜗轮的轴线，它与机床心轴的轴线为机床分度蜗轮的轴线，它与机床心轴的轴线OOOO不重合，形成安装偏心不重合，形成安装偏心e eK K。这时尽管螺杆匀速旋转，。这时尽管螺杆匀速旋转，蜗杆与蜗轮啮合节点的线速度相同，但由于蜗轮上的半蜗杆与蜗轮啮合节点的线速度相同，但由于蜗轮上的半径不断改变，从而使蜗轮和齿坯产生不均匀回转，角速径不断改变，从而使蜗轮和齿坯产生不均
9、匀回转，角速度在（度在（+）和（）和（-）之间，以一转为周期变）之间，以一转为周期变化。运动偏心并不产生径向误差，而往齿轮产生化。运动偏心并不产生径向误差，而往齿轮产生切向误切向误差差。n n以上两项误差均以齿坯一转为周期，是长周期误以上两项误差均以齿坯一转为周期，是长周期误差差。本讲稿第六页，共三十八页3 3 3 3）短周期误差短周期误差短周期误差短周期误差 机机床床分分度度蜗蜗轮轮的的安安装装偏偏心心（e ew w）和和轴轴向向窜窜动动。此此误误差差使使蜗蜗轮轮（齿齿坯坯）转转速速不不均均匀匀，加加工工出出的的齿齿轮轮有有齿齿距距偏偏差差和和齿齿形形偏偏差差，如如蜗蜗杆杆为为单单头头，蜗蜗
10、轮轮为为n n牙牙，则则在在蜗蜗轮轮（齿齿坯）一转中产生坯）一转中产生n n次误差。次误差。滚滚刀刀偏偏心心（e ed d）、轴轴线线倾倾斜斜及及轴轴向向窜窜动动。此此误误差差使使加加工工出出的的齿齿轮轮径径向向和和轴轴向向都都产产生生误误差差，如如滚滚刀刀单单头头，齿齿轮轮z z牙，则在齿坯一转中产生牙，则在齿坯一转中产生z z次误差。次误差。滚滚刀刀本本身身的的基基节节、齿齿形形等等制制造造误误差差。此此误误差差会会复复映映到到被被加加工工齿齿轮轮的的每每一一齿齿上上，使使之之产产生生基基节节偏偏差差和和齿齿形形误差。误差。以以上上三三项项误误差差在在齿齿坯坯一一转转中中多多次次重重复复出
11、出现现，为为短短周期误差。周期误差。本讲稿第七页，共三十八页11.3 11.3 圆柱齿轮传动精度的评定指标圆柱齿轮传动精度的评定指标n n根据齿轮精度要求，把齿轮的误差分成影响运动准确根据齿轮精度要求，把齿轮的误差分成影响运动准确性误差、影响运动平稳性误差、影响载荷分布均匀性性误差、影响运动平稳性误差、影响载荷分布均匀性误差和影响侧隙的误差。并相应提出精度评定指标。误差和影响侧隙的误差。并相应提出精度评定指标。n n运动精度的评定指标运动精度的评定指标 n n平稳性的评定指标平稳性的评定指标n n接触精度的评定指标接触精度的评定指标 n n侧隙的评定指标侧隙的评定指标 n n齿轮副精度齿轮副精
12、度的评定指标的评定指标本讲稿第八页，共三十八页1 1 1 1）运动精度的评定指标运动精度的评定指标运动精度的评定指标运动精度的评定指标 n n 切向综合误差（切向综合误差（FF i i）n n齿距累积误差（齿距累积误差（FFp p）及）及K K个齿距累积误差（个齿距累积误差（FFpkpk）n n齿圈径向跳动（齿圈径向跳动（FFr r）n n径向综合误差（径向综合误差（FFi i）n n公法线长度变动量（公法线长度变动量（FFw w）本讲稿第九页，共三十八页 切向综合误差（切向综合误差（切向综合误差（切向综合误差（FFFF i i i i）n n 切向综合误差（切向综合误差（FF i i）指被测
13、齿轮与理想精确的测）指被测齿轮与理想精确的测量齿轮单面啮合时，在被测齿轮一转内，实际转角与量齿轮单面啮合时，在被测齿轮一转内，实际转角与公称转角之差的总幅度值。它以分度圆弧长计值。公称转角之差的总幅度值。它以分度圆弧长计值。n nFFi i是指在齿轮单面啮合情况下测得的齿轮一转内转是指在齿轮单面啮合情况下测得的齿轮一转内转角误差的总幅度值，该角误差的总幅度值，该误差是几何偏心、运动偏心加工误差是几何偏心、运动偏心加工误差的综合反映误差的综合反映，因而是评定齿轮传递运动准确性，因而是评定齿轮传递运动准确性的最佳综合评定指标。的最佳综合评定指标。n n但因切向综合误差是在单面啮合综合检查仪（简称单
14、但因切向综合误差是在单面啮合综合检查仪（简称单啮仪）上进行测量的，单啮仪结构复杂，价格昂贵，啮仪）上进行测量的，单啮仪结构复杂，价格昂贵，在生产车间很少使用。在生产车间很少使用。本讲稿第十页，共三十八页齿距累积误差（齿距累积误差（齿距累积误差（齿距累积误差（FFFFp p p p）及）及）及）及K K K K个齿距累积误差（个齿距累积误差（个齿距累积误差（个齿距累积误差（FFFFpkpkpkpk）n n在分度圆上，任意两个同侧齿面间的实际弧长与公称弧长在分度圆上，任意两个同侧齿面间的实际弧长与公称弧长之差的最大绝对值为齿距累积误差。之差的最大绝对值为齿距累积误差。K K个齿距累积误差是指个齿距
15、累积误差是指在分度圆上，在分度圆上，K K个齿距间的实际弧长与公称弧长之差的最大个齿距间的实际弧长与公称弧长之差的最大绝对值，绝对值，K K为为2 2到小于到小于Z Z2 2的整数的整数 。n n规定规定FFpkpk是为了限制齿距累积误差集中在局部圆周上是为了限制齿距累积误差集中在局部圆周上 。n n齿距累积误差反映了一转内任意个齿距的最大变化，它齿距累积误差反映了一转内任意个齿距的最大变化，它直接反映齿轮的转角误差，直接反映齿轮的转角误差，是几何偏心和运动偏心的综合是几何偏心和运动偏心的综合结果。结果。因而可以较为全面地反映齿轮的传递运动准确性，是因而可以较为全面地反映齿轮的传递运动准确性，
16、是一项综合性的评定项目。但因为只在分度圆上测量，故不如一项综合性的评定项目。但因为只在分度圆上测量，故不如切向综合误差反映的全面。切向综合误差反映的全面。本讲稿第十一页，共三十八页齿圈径向跳动（齿圈径向跳动（齿圈径向跳动（齿圈径向跳动（FFFFr r r r）n n齿轮一转范围内，测头在齿齿轮一转范围内，测头在齿槽内与齿高中部双面接触，槽内与齿高中部双面接触，测头相对于齿轮轴线的最大测头相对于齿轮轴线的最大变动量称齿圈径向跳动。变动量称齿圈径向跳动。n nFFr r主要反映由于齿坯偏心主要反映由于齿坯偏心引起引起的齿轮径向长周期误差。可用齿的齿轮径向长周期误差。可用齿圈径向跳动检查仪测量，测头
17、可圈径向跳动检查仪测量，测头可以用球形或锥形。以用球形或锥形。本讲稿第十二页，共三十八页径向综合误差（径向综合误差（径向综合误差（径向综合误差（FFFFi i i i）n n与与理理想想精精确确的的测测量量齿齿轮轮双双面面啮啮合合时时，在在被被测测齿齿轮轮一一转转内内，双双啮中心距的最大变动量称为径向综合误差啮中心距的最大变动量称为径向综合误差FFi i。n n当当被被测测齿齿轮轮的的齿齿廓廓存存在在径径向向误误差差及及一一些些短短周周期期误误差差（如如齿齿形形误误差差、基基节节偏偏差差等等）时时，若若它它与与测测量量齿齿轮轮保保持持双双面面啮啮合合转转动动，其其中中心心距距就就会会在在转转动
18、动过过程程中中不不断断改改变变，因因此此，径径向向综综合合误误差差主要反映由几何偏心引起的径向误差及一些短周期误差。主要反映由几何偏心引起的径向误差及一些短周期误差。n n被被测测齿齿轮轮由由于于双双面面啮啮合合综综合合测测量量时时的的啮啮合合情情况况与与切切齿齿时时的的啮啮合合情情况况相相似似，能能够够反反映映齿齿轮轮坯坯和和刀刀具具安安装装调调整整误误差差，测测量量所所用用仪仪器器远远比比单单啮啮仪仪简简单单，操操作作方方便便，测测量量效效率率高高，故故在在大大批批量量生生产产中中应应用用很很普普通通。但但它它只只能能反反映映径径向向误误差差，且且测量状况与齿轮实际工作状况不完全相符。测量
19、状况与齿轮实际工作状况不完全相符。本讲稿第十三页，共三十八页公法线长度变动量（公法线长度变动量（公法线长度变动量（公法线长度变动量（FFFFw w w w）n n在被测齿轮一周范围内，实际公法线长在被测齿轮一周范围内，实际公法线长度的最大值与最小值之差称为公法线长度的最大值与最小值之差称为公法线长度变动，度变动，FFw w=W=WmaxmaxWWminmin。n n公法线长度的变动说明齿廓沿基圆切线方向公法线长度的变动说明齿廓沿基圆切线方向有误差，因此公法线长度变动可以有误差，因此公法线长度变动可以反映滚齿反映滚齿时由运动偏心影响引起的切向误差。时由运动偏心影响引起的切向误差。由于由于测量公法
20、线长度与齿轮基准轴线无关，测量公法线长度与齿轮基准轴线无关，因此公法线长度变动可用公法线千分因此公法线长度变动可用公法线千分尺、公法线卡尺等测量。尺、公法线卡尺等测量。HOME本讲稿第十四页，共三十八页2 2 2 2）平稳性的评定指标）平稳性的评定指标）平稳性的评定指标）平稳性的评定指标 n n一齿切向综合误差（f i）n n一齿径向综合误差（fi）n n基节偏差（fpb）n n齿形误差（ff）n n齿距偏差（fpt）本讲稿第十五页，共三十八页一齿切向综合误差（一齿切向综合误差（一齿切向综合误差（一齿切向综合误差（ffff i i i i）n n实测齿轮与理想精确的测量齿轮单面啮合时，在被测实
21、测齿轮与理想精确的测量齿轮单面啮合时，在被测齿轮一齿距角内，实际转角与公称转角之差的最大幅齿轮一齿距角内，实际转角与公称转角之差的最大幅度值度值 。n nff i i主主要要反反映映由由刀刀具具和和分分度度蜗蜗杆杆的的安安装装及及制制造造误误差差所所造造成成的的，齿齿轮轮上上齿齿形形、齿齿距距等等各各项项短短周周期期综综合合误误差差，是是综综合合性性指指标标。其其测测量量仪仪器器与与测测量量FF i i相相同同，如如图图，切切向向综综合合误误差差曲曲线线上上的的高高频频波波纹纹即即为为ff i i。本讲稿第十六页，共三十八页一齿径向综合误差（一齿径向综合误差（一齿径向综合误差（一齿径向综合误差
22、（ffffi i i i）n n被测齿轮与理想精确的测量齿轮双面啮合时，在被测齿轮与理想精确的测量齿轮双面啮合时，在被测齿轮一齿角内的最大变动量。被测齿轮一齿角内的最大变动量。n nffi i综合反映了由于刀具安装偏心及制造所综合反映了由于刀具安装偏心及制造所产生的基节和齿形误差产生的基节和齿形误差，属综合性项目。可在，属综合性项目。可在测量径向综合误差时得出，即从记录曲线上量测量径向综合误差时得出，即从记录曲线上量得高频波纹的最大幅度值。由于这种测量受左得高频波纹的最大幅度值。由于这种测量受左右齿面的共同影响，因而不如一齿切向综合误右齿面的共同影响，因而不如一齿切向综合误差反映那么全面。不宜
23、采用这种方法来验收高差反映那么全面。不宜采用这种方法来验收高精度的齿轮，但因在双啮仪上测量简单，操作精度的齿轮，但因在双啮仪上测量简单，操作方便，故该项目适用于大批量生产的场合。方便，故该项目适用于大批量生产的场合。本讲稿第十七页，共三十八页基节偏差（基节偏差（基节偏差（基节偏差（ffffpbpbpbpb）n n基节偏差是指实际基节与公称基节之差基节偏差是指实际基节与公称基节之差 。n n一对齿轮正常啮合时，当第一个轮齿尚未脱离啮合时，一对齿轮正常啮合时，当第一个轮齿尚未脱离啮合时，第二个轮齿应进入啮合。当两齿轮基节相等时，这种第二个轮齿应进入啮合。当两齿轮基节相等时，这种啮合过程将平稳地连续
24、进行，若齿轮具有基节偏差，啮合过程将平稳地连续进行，若齿轮具有基节偏差，则这种啮合过程将被破坏，使瞬时速比发生变化，产则这种啮合过程将被破坏，使瞬时速比发生变化，产生冲击、振动。生冲击、振动。n n基节偏差可用基节仪和万能测齿仪进行测量。基节偏差可用基节仪和万能测齿仪进行测量。n n在滚齿加工中在滚齿加工中,基节偏差主要是由刀具误差引起。基节偏差主要是由刀具误差引起。本讲稿第十八页，共三十八页齿形误差（齿形误差（齿形误差（齿形误差（fffff f f f）n n齿齿形形误误差差是是在在端端截截面面上上，齿齿形形工工作作部部分分内内（齿齿顶顶部部分分除除外外），包包容容实实际际齿齿形形且且距距离
25、离为为最最小小的的两两条条设设计计齿齿形形间间的的法法向向距距离离。设设计计齿齿形形可可以以根根据据工工作作条件对理论渐开线进行修正为凸齿形或修缘齿形。条件对理论渐开线进行修正为凸齿形或修缘齿形。n n齿齿形形误误差差会会造造成成齿齿廓廓面面在在啮啮合合过过程程中中使使接接触触点点偏偏离离啮啮合线，引起瞬时传动比的变化，破坏了传动的平稳性。合线，引起瞬时传动比的变化，破坏了传动的平稳性。本讲稿第十九页，共三十八页齿距偏差齿距偏差齿距偏差齿距偏差 （ffffptptptpt ）n n齿距偏差是指在分度圆上，实际齿距与公称齿距之差齿距偏差是指在分度圆上，实际齿距与公称齿距之差 。n n齿距偏差齿距
26、偏差ffptpt 也将和基节偏差、齿形误差一样，在每也将和基节偏差、齿形误差一样，在每一次转齿和换齿的啮合过程中产生转角误差。一次转齿和换齿的啮合过程中产生转角误差。n n齿距偏差可在测量齿距累积误差时得到，所以比较简齿距偏差可在测量齿距累积误差时得到，所以比较简单。该项偏差主要由机床误差产生。单。该项偏差主要由机床误差产生。HOME本讲稿第二十页，共三十八页3 3 3 3）接触精度的评定指标）接触精度的评定指标）接触精度的评定指标）接触精度的评定指标 n n齿轮工作时，两齿面接触良好，才能保证齿面上载荷分齿轮工作时，两齿面接触良好，才能保证齿面上载荷分布均匀。在齿高方向上，齿形误差会影响两齿
27、面的接触；布均匀。在齿高方向上，齿形误差会影响两齿面的接触；在齿宽方向上，齿向误差会影响两齿面的接触。在齿宽方向上，齿向误差会影响两齿面的接触。n n齿向误差（齿向误差（FF）：在分度圆柱面上，齿宽有效部）：在分度圆柱面上，齿宽有效部分范围内（端部倒角部分除外），包容实际齿线且分范围内（端部倒角部分除外），包容实际齿线且距离为最小的两条设计齿向线之间的端面距离为齿距离为最小的两条设计齿向线之间的端面距离为齿向误差向误差 。n n齿向线是齿面和分度圆柱面的交线。通常直齿轮的齿向齿向线是齿面和分度圆柱面的交线。通常直齿轮的齿向线为直线，斜齿轮的齿向线是螺旋线。线为直线，斜齿轮的齿向线是螺旋线。HO
28、ME本讲稿第二十一页，共三十八页4 4 4 4）侧隙的评定指标）侧隙的评定指标）侧隙的评定指标）侧隙的评定指标 n n为使齿轮啮合时有一定的侧隙，应将箱体中心距加大为使齿轮啮合时有一定的侧隙，应将箱体中心距加大或将轮齿减薄。考虑到箱体加工与齿轮加工的特点，或将轮齿减薄。考虑到箱体加工与齿轮加工的特点，宜宜采用减薄齿厚的方法获得齿侧间隙（即基中心距制）采用减薄齿厚的方法获得齿侧间隙（即基中心距制）。齿厚减薄量是通过调整刀具与毛坯的径向位置而获得齿厚减薄量是通过调整刀具与毛坯的径向位置而获得的，其误差将影响侧隙的大小。此外，几何偏心和运的，其误差将影响侧隙的大小。此外，几何偏心和运动偏心也会引起齿
29、厚不均匀，使齿轮工作时的侧隙也动偏心也会引起齿厚不均匀，使齿轮工作时的侧隙也不均匀。不均匀。n n为控制齿厚减薄量，以获得必要的侧隙，可以采用下列评定为控制齿厚减薄量，以获得必要的侧隙，可以采用下列评定指标：齿厚偏差（指标：齿厚偏差（EES S），公法线平均长度偏差（），公法线平均长度偏差（EEWmWm）本讲稿第二十二页，共三十八页齿厚偏差（齿厚偏差（齿厚偏差（齿厚偏差（EEEES S S S）n n齿厚偏差是指在齿轮分度齿厚偏差是指在齿轮分度圆柱面上，齿厚的实际值圆柱面上，齿厚的实际值与公称值之差。对于斜齿与公称值之差。对于斜齿轮，指法向齿厚。轮，指法向齿厚。n n为了保证一定的齿侧间隙，为
30、了保证一定的齿侧间隙，齿厚的上偏差（齿厚的上偏差（E ESSSS），下偏），下偏差（差（E ESiSi）一般都为负值。）一般都为负值。本讲稿第二十三页，共三十八页公法线平均长度偏差（公法线平均长度偏差（公法线平均长度偏差（公法线平均长度偏差（EEEEWmWmWmWm）n n公公法法线线平平均均长长度度偏偏差差EEW W是是指指在在齿齿轮轮一一周周内内，公公法线长度平均值与公称值之差。即法线长度平均值与公称值之差。即n n E EWmWm=（W W1 1+W+W2 2+Wn+Wn）/z W/z W公称公称 n n齿齿轮轮因因齿齿厚厚减减薄薄使使公公法法线线长长度度也也相相应应减减小小，所所以以可
31、可用用公公法法线线平平均均长长度度偏偏差差作作为为反反映映侧侧隙隙的的一一项项指指标标。通通常常是是通通过过跨跨一一定定齿齿数数测测量量公公法法线线长长度度来来检检查查齿齿厚厚偏差的。偏差的。HOME本讲稿第二十四页，共三十八页5）齿轮副误差（1）安装误差：a）轴线的平行度 X方向轴线的平行度 Y方向轴线的平行度 b）齿轮副的中心距偏差（2）齿轮副精度评定指标本讲稿第二十五页，共三十八页（2 2 2 2）齿轮副精度的评定指标）齿轮副精度的评定指标）齿轮副精度的评定指标）齿轮副精度的评定指标 n n齿轮副切向综合误差齿轮副切向综合误差FFicic：装配好的齿轮副，在啮合：装配好的齿轮副，在啮合转
32、动足够多的转数内，一个齿轮相对于另一个齿轮的实转动足够多的转数内，一个齿轮相对于另一个齿轮的实际转角与公称转角之差的最大幅值际转角与公称转角之差的最大幅值 。n n齿轮副的一齿切向综合误差齿轮副的一齿切向综合误差fficic：装配好的齿轮副，在：装配好的齿轮副，在啮合转动足够多的转数内，一个齿轮相对于另一个齿轮的啮合转动足够多的转数内，一个齿轮相对于另一个齿轮的一个齿距的实际转角与公称转角之差的最大幅值。一个齿距的实际转角与公称转角之差的最大幅值。n n齿轮副的接触斑点齿轮副的接触斑点 ：安装好的齿轮副，在轻微制动下运转：安装好的齿轮副，在轻微制动下运转后，齿面上分布的接触擦亮痕迹后，齿面上分
33、布的接触擦亮痕迹 n n齿轮副的侧隙齿轮副的侧隙 ：齿轮副的侧隙分圆周侧隙和法向侧隙。：齿轮副的侧隙分圆周侧隙和法向侧隙。HOME本讲稿第二十六页，共三十八页11.4 11.4 渐开线圆柱齿轮传动精度的设渐开线圆柱齿轮传动精度的设计计 n n齿轮精度等级的确定n n齿轮误差检验组的选择n n齿轮副侧隙的确定 n n图样标注 HOME本讲稿第二十七页，共三十八页1.1.1.1.齿轮精度等级的确定齿轮精度等级的确定齿轮精度等级的确定齿轮精度等级的确定n n齿轮及齿轮副共规定有齿轮及齿轮副共规定有1212个精度等级，个精度等级，用用1 1，2 2，1212表示。表示。其中其中1 1级精度最高，级精度
34、最高，1212级精度最低。级精度最低。n n齿轮和齿轮副的误差项目都规定了相应的公差齿轮和齿轮副的误差项目都规定了相应的公差 或极限偏差，除接触斑点外，其余项目的公差或极限偏差，除接触斑点外，其余项目的公差 代号均为对应的误差代号去掉代号均为对应的误差代号去掉；并将单个齿；并将单个齿 轮的公差项目分为轮的公差项目分为、公差组，各公差公差组，各公差 组中的公差项目、代号、所用公差值符号、公组中的公差项目、代号、所用公差值符号、公 差值计算公式及齿轮副的有关公差列于表差值计算公式及齿轮副的有关公差列于表 。本讲稿第二十八页，共三十八页n n齿齿轮轮的的精精度度等等级级应应根根据据齿齿轮轮的的用用途
35、途、使使用用要要求求、传传递递功功率率及及圆圆周周速速度度及及其其它它技技术术要要求求而而定定，同同时时考考虑虑切切齿齿工工艺艺及及经经济济性性。齿齿轮轮3 3个个公公差差组组的的精精度度等等级级应应分分别别规规定定，可可采采用用同同级级，也也可可以以不不同同级级，但但同同一一公公差差组组中中的的项项目目必必须须同同级级。齿齿轮轮副副中中两两齿齿轮轮对应公差组的精度采用同级，也允许不同级。对应公差组的精度采用同级，也允许不同级。n n一般齿轮传动多按齿轮圆周线速度确定第一般齿轮传动多按齿轮圆周线速度确定第公差公差组的精度等级。当对传递运动准确性没有特别要组的精度等级。当对传递运动准确性没有特别
36、要求时，第求时，第公差组的精度常比第公差组的精度常比第 公差组低一个公差组低一个等级，当所传递的功率不特别大时，第等级，当所传递的功率不特别大时，第公差组公差组一般采用和第一般采用和第公差组相同的精度等级。公差组相同的精度等级。HOME本讲稿第二十九页，共三十八页2.2.2.2.齿轮误差检验组的选择齿轮误差检验组的选择齿轮误差检验组的选择齿轮误差检验组的选择n n按按照照表表确确定定每每一一公公差差组组的的误误差差检检验验组组时时，应应综综合合考考虑虑检检测测的的目目的的、齿齿轮轮的的精精度度等等级级、生生产产规规模模及及现现有有测测量量器器具具等等因因素。素。n n检检测测目目的的。当当齿齿
37、轮轮的的检检测测是是为为了了验验收收产产品品，判判断断产产品品是是否否合合格格时时，宜宜选选用用综综合合性性项项目目。若若测测量量的的目目的的是是为为了了进进行行工工艺分析，查找误差原因时，宜选择单项检测项目。艺分析，查找误差原因时，宜选择单项检测项目。n n精精度度等等级级。高高精精度度的的齿齿轮轮用用于于重重要要场场合合，因因此此应应选选择择反反映映误误差差较较为为全全面面的的综综合合性性项项目目或或较较为为重重要要的的单单项项检检测测项项目目。对对6 6级级以以上上的的齿齿轮轮，第第公公差差组组采采用用单单项项检检测测项项目目时时，必必须须检检测测FFp p。而而对对于于中中低低精精度度
38、的的齿齿轮轮可可以以用用FFr r或或FFw w进行单项检测。进行单项检测。本讲稿第三十页，共三十八页n n加工工艺。如第加工工艺。如第公差组用公差组用fff f与与ffptpt组合，适用于组合，适用于磨齿加工，磨齿加工，fff f反映砂轮齿形角误差，反映砂轮齿形角误差，ffptpt反映机反映机床分度误差。床分度误差。fff f与与ffpbpb组合适合于滚齿和插齿加工，组合适合于滚齿和插齿加工，这时这时fff f反映齿轮齿面形状误差，反映齿轮齿面形状误差，ffpbpb反映齿形角误反映齿形角误差。差。n n生产批量及检测设备。生产批量大时，应选择检测生产批量及检测设备。生产批量大时，应选择检测效
39、率高的项目。如汽车、拖拉机行业，第效率高的项目。如汽车、拖拉机行业，第公差组公差组多用多用FFi i的的FFw w组合，因为组合，因为FFi i检测方便迅速，检测方便迅速，可全数检验，可全数检验，FFw w只需抽检即可。同时应尽量用同只需抽检即可。同时应尽量用同一台仪器测量多项误差。如第一台仪器测量多项误差。如第公差组检验公差组检验FFp p，第第公差组就应当选择公差组就应当选择ffptpt与其它项目组合，因为两者与其它项目组合，因为两者测量方法相同。测量方法相同。HOME本讲稿第三十一页，共三十八页3.3.3.3.齿轮副的最小法向极限侧隙齿轮副的最小法向极限侧隙齿轮副的最小法向极限侧隙齿轮副
40、的最小法向极限侧隙j j j j nminnminnminnminn n齿齿轮轮副副的的最最小小极极限限侧侧隙隙应应根根据据齿齿轮轮工工作作时时的的温温度度和和润润滑滑条条件件确确定定，与与齿齿轮轮的的精精度度等等级级无无关关。高高温温工工作作的的传传动动齿齿轮轮，为为保保证证正正常常润润滑滑，避避免免发发热热卡卡死死，要要求求有有较较大大的的侧侧隙隙；而而需需正正反反转转或或读读数数机机构构的的齿齿轮轮，为为避避免免空空程程，则则要要求求较较小小的的侧侧隙隙。故故设设计计选选定定的的最最小小法向极限侧隙法向极限侧隙j j nminnmin。nn j j nminnmin应应等等于于为为补补偿
41、偿温温升升变变形形而而引引起起的的最最小小侧侧隙隙量量j j n1n1和和为为保保证证齿齿轮轮工工作作面面的的正正常常工工作作润润滑滑所所需需的的最最小小侧侧隙隙 j j n2n2之和。即：之和。即：j nmin=j n1+j n2 本讲稿第三十二页，共三十八页侧隙获得方法和齿厚极限偏差代号侧隙获得方法和齿厚极限偏差代号侧隙获得方法和齿厚极限偏差代号侧隙获得方法和齿厚极限偏差代号n n获得侧隙的方法有两种，一种是基齿厚制，即固定齿获得侧隙的方法有两种，一种是基齿厚制，即固定齿厚的极限偏差，通过改变中心距的基本偏差来获得不厚的极限偏差，通过改变中心距的基本偏差来获得不同的最小极限侧隙，此方法用于
42、中心距可调的机构。同的最小极限侧隙，此方法用于中心距可调的机构。另一种方法是另一种方法是基中心距制基中心距制，即固定中心距的极限偏差，即固定中心距的极限偏差，通过改变齿厚的上偏差来得到不同的最小极限侧隙，国通过改变齿厚的上偏差来得到不同的最小极限侧隙，国标采用后一种。标采用后一种。n n国标规定了国标规定了1414种齿厚极限偏差的数值，并用种齿厚极限偏差的数值，并用1414个大写的英个大写的英文字母表示。每一种代号代表的齿厚极限偏差的数值均以文字母表示。每一种代号代表的齿厚极限偏差的数值均以齿距极限偏差（齿距极限偏差（f fptpt）的倍数表示。）的倍数表示。本讲稿第三十三页，共三十八页齿厚极
43、限偏差的确定齿厚极限偏差的确定齿厚极限偏差的确定齿厚极限偏差的确定 n n选选取取齿齿厚厚极极限限偏偏差差代代号号前前，先先根根据据齿齿轮轮副副所所要要求求的的最最小小侧侧隙隙j jnminnmin等等计计算算出出齿齿厚厚上上偏偏差差E Essss，然然后后再再根根据据切切齿齿时时进进刀刀误误差差和和能能引引起起齿齿厚厚变变化化的的齿齿圈圈径径向向跳跳动动等等算算出出齿厚的公差，最后再算出齿厚的下偏差齿厚的公差，最后再算出齿厚的下偏差E Esisi。n n将将算算出出的的齿齿厚厚上上、下下偏偏差差分分别别除除以以齿齿距距极极限限偏偏差差f fptpt，再再按按所所得得的的商商值值从从上上图图中
44、中选选取取适适当当的的齿齿厚厚偏偏差差代代号号。国国标标规规定定，当当计计算算所所得得的的数数值值不不能能正正好好以以1414种种偏偏差差代代号号表表示示时时，允允许许另另行行规规定定，在在图图样样上上直直接接标标注注齿齿厚厚极极限偏差的数值。限偏差的数值。HOMEHOME本讲稿第三十四页，共三十八页4.4.4.4.图样标注图样标注图样标注图样标注n n齿轮的结构尺寸及形式根据设计需要并参考有齿轮的结构尺寸及形式根据设计需要并参考有 关手册而定。齿坯公差直接标注在工作图上，关手册而定。齿坯公差直接标注在工作图上，齿齿轮轮的的主主要要参参数数（如如模模数数m mn n、齿齿数数z z、齿齿形形角
45、角、螺螺旋旋角角、变位系数、变位系数x x等）、精度等级及齿厚极等）、精度等级及齿厚极 限偏差代号、所选用的公差（或极限偏差）均限偏差代号、所选用的公差（或极限偏差）均 应列表标注。应列表标注。n n齿轮精度等级及齿厚极限偏差代号的标注见以齿轮精度等级及齿厚极限偏差代号的标注见以 下示例。下示例。本讲稿第三十五页，共三十八页标注示例标注示例标注示例标注示例n n例：例：766 G M GB1009588 766 G M GB1009588 n n表示齿轮第表示齿轮第、公差组的精度分别为公差组的精度分别为7 7级、级、6 6级、级、6 6级，齿厚上、下偏差代号分别为、。级，齿厚上、下偏差代号分别
46、为、。n n如如果果三三个个公公差差组组的的精精度度等等级级相相同同，则则只只需需标标注注的的一一个个数数字：字：n n例：例：7 F7 F10095881009588n n表示齿轮第表示齿轮第、公差组的精度同为公差组的精度同为7 7级，齿厚级，齿厚上、下偏差代号分别为上、下偏差代号分别为F F、L L。n n例：（例：（）10095881009588n n表表示示齿齿轮轮第第、公公差差组组的的精精度度同同为为4 4级级，齿齿厚厚上、下偏差值分别为上、下偏差值分别为-.330mm.330mm、-0.495mm-0.495mm。-0.330-0.495本讲稿第三十六页，共三十八页标注示例标注示例
47、标注示例标注示例n n齿轮装配图上应标注齿轮副精度等级和齿轮齿轮装配图上应标注齿轮副精度等级和齿轮 副的极限侧隙：副的极限侧隙：n n例：副（例：副（）t t 10095881009588n n表表示示齿齿轮轮副副切切向向综综合合误误差差精精度度为为7 7级级，切切向向一一齿齿综综合合误误差差精精度度为为6 6级级，接接触触斑斑点点精精度度为为6 6级级，齿齿轮轮副副最最小小、最最大大圆周侧隙分别为圆周侧隙分别为+0.223mm+0.223mm、+0.388mm+0.388mm。+0.223+0.388本讲稿第三十七页，共三十八页小齿轮工作图及标注小齿轮工作图及标注n n模数模数 m 4 m
48、4 基节极限偏差基节极限偏差 土土f fpbpb 土土0.0180.018n n 齿数齿数 z 96 z 96 齿向公差齿向公差 F F 0.011 0.011n n齿形角齿形角 a 20 a 20 公法线平均长度极限偏差公法线平均长度极限偏差 129.37mm 129.37mmn n精度等级精度等级 877 GK GB1009588 877 GK GB1009588 跨齿数跨齿数 n 11 n 11n n 齿圈径向跳动公差齿圈径向跳动公差 Fr 0.071 Fr 0.071 n n 公法线长度变动公差公法线长度变动公差 F Fw w 0.050 0.050 n n齿形公差齿形公差 f ff f 0.016 0.016 n n 技术要求技术要求n n1 1正火正火 170 170210HB210HB；n n2 2未注圆角半径未注圆角半径R5R5，倒角，倒角245 245 HOME本讲稿第三十八页，共三十八页