圆柱齿轮精度设计与检测课件.ppt

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1、圆柱齿轮结合的精度设计与检测圆柱齿轮结合的精度设计与检测课程内容课程内容10-1 齿轮传动的使用要求齿轮传动的使用要求10-2 评定齿轮精度的偏差项目及其允许值评定齿轮精度的偏差项目及其允许值10-3 圆柱齿轮精度设计圆柱齿轮精度设计10-4 齿轮精度检测齿轮精度检测 10 圆柱齿轮结合的精度设计与检测圆柱齿轮结合的精度设计与检测 10 圆柱齿轮结合的精度设计与检测圆柱齿轮结合的精度设计与检测内容提要内容提要:1.1.齿轮传动的四个方面使用要求及其概念；齿轮传动的四个方面使用要求及其概念；2.2.评定圆柱齿轮精度、侧隙的检验项目和检验参数的评定圆柱齿轮精度、侧隙的检验项目和检验参数的 名称代号

2、及其公差值；名称代号及其公差值；3.3.圆柱齿轮的精度等级和侧隙在图样上的标注方法；圆柱齿轮的精度等级和侧隙在图样上的标注方法；4.4.齿坯和齿坯精度的概念；齿坯和齿坯精度的概念；5.5.齿轮副的评定参数的名称和代号；齿轮副的评定参数的名称和代号；6.6.齿轮检验参数的检测方法；齿轮检验参数的检测方法；7.7.圆柱齿轮精度设计的内容和基本方法。圆柱齿轮精度设计的内容和基本方法。圆柱齿轮结合的精度设计与检测圆柱齿轮结合的精度设计与检测 本章重点本章重点:1.螺纹的主要几何参数及其对螺纹结合互换性的影响；2.螺纹公差(公差带的构成)和螺纹精度的概念；3.螺纹在图样上的标注。10 圆柱齿轮结合的精度

3、设计与检测圆柱齿轮结合的精度设计与检测圆柱齿轮结合的精度设计与检测圆柱齿轮结合的精度设计与检测 10 圆柱齿轮结合的精度设计与检测圆柱齿轮结合的精度设计与检测齿轮精度设计齿轮精度设计 (最复杂最复杂)齿轮副精度齿轮副精度齿坯精度齿坯精度单个齿轮精度单个齿轮精度所以是典型零件精度设计中所以是典型零件精度设计中最难最难的，也是的，也是最重要最重要的。的。本章以渐开线圆柱齿轮的精度标准（本章以渐开线圆柱齿轮的精度标准（GB/T 10095.1.22008和和GB/Z18620.1GB/Z18620.1.4.420082008）为例讲述其精度）为例讲述其精度设计与检测的基本方法。设计与检测的基本方法。

4、圆柱齿轮结合的精度设计与检测圆柱齿轮结合的精度设计与检测10.1 对齿轮传动的使用要求对齿轮传动的使用要求 根据齿轮传动的根据齿轮传动的作用作用传递运动传递运动传递动力传递动力 (3)(3)载荷分布均匀载荷分布均匀(4)(4)侧隙合理侧隙合理 (1)(1)准确准确 (2)(2)平稳平稳一、传递运动的准确性（运动精度）一、传递运动的准确性（运动精度）准确性是指齿轮在准确性是指齿轮在一转范围内的传动比的大小一转范围内的传动比的大小，保，保证主、从动齿轮的运动协调一致。证主、从动齿轮的运动协调一致。圆柱齿轮结合的精度设计与检测圆柱齿轮结合的精度设计与检测10.1 对齿轮传动的使用要求对齿轮传动的使用

5、要求 准确性是指齿轮在准确性是指齿轮在一转范围内的传动比的大小一转范围内的传动比的大小，保证主、从动齿轮的运动协调一致。保证主、从动齿轮的运动协调一致。实际上是控制实际上是控制 =|(a)|max/转转的大小。的大小。由图10.1得=7=7（从第37齿）最大圆柱齿轮结合的精度设计与检测圆柱齿轮结合的精度设计与检测10.1 对齿轮传动的使用要求对齿轮传动的使用要求 二、传动的平稳性（平稳性精度）二、传动的平稳性（平稳性精度）平稳性是指齿轮在转动中平稳性是指齿轮在转动中瞬时传动比的大小瞬时传动比的大小。=|(a)|max/齿距齿距a=3（5,6齿距）最大齿距）最大由图由图10.1得得 圆柱齿轮结合

6、的精度设计与检测圆柱齿轮结合的精度设计与检测10.1 对齿轮传动的使用要求对齿轮传动的使用要求 =|(=|(a a)|max/)|max/转转，也可用直角坐标图表示。也可用直角坐标图表示。和和=|(a)|max/齿距齿距的大小的大小,圆柱齿轮结合的精度设计与检测圆柱齿轮结合的精度设计与检测 10.1 对齿轮传动的使用要求对齿轮传动的使用要求 三、载荷分布的均匀性（接触精度）三、载荷分布的均匀性（接触精度）载载荷荷分分布布的的均均匀匀性性是是指指齿齿轮轮啮啮合合时时，工工作作齿齿面面上上接接触触面面的的大小大小(图图 10.2)10.2)。圆柱齿轮结合的精度设计与检测圆柱齿轮结合的精度设计与检测

7、10.1 对齿轮传动的使用要求对齿轮传动的使用要求 四、齿轮侧隙的合理性(图10.3)侧侧隙隙一一般般用用法法向向侧侧隙隙 jbn或圆周侧隙或圆周侧隙 jwt评定。评定。jbn=jwtcos侧隙侧隙是指齿轮啮合时，是指齿轮啮合时，非工作非工作齿面之间的间隙。齿面之间的间隙。法向法向非工作非工作齿面齿面圆柱齿轮结合的精度设计与检测圆柱齿轮结合的精度设计与检测 10.1 对齿轮传动的使用要求对齿轮传动的使用要求 侧隙的侧隙的作用作用(1)润滑润滑(2)补偿热变形和弹性变形补偿热变形和弹性变形(3)补偿误差补偿误差 但对不同用途的齿轮，其精度高低要求不同，侧隙大小也不但对不同用途的齿轮，其精度高低要

8、求不同，侧隙大小也不一样。一样。例如对例如对分度和测量分度和测量用齿轮：用齿轮：准确性（运动）精度要求很高；准确性（运动）精度要求很高；对对变速变速用齿轮：用齿轮：平稳性精度要求很高；平稳性精度要求很高；对传递对传递动力动力用齿轮：用齿轮：载荷分布均匀性（接触）精度要求很高；载荷分布均匀性（接触）精度要求很高；对对仪器仪表仪器仪表用齿轮：用齿轮：侧隙要求很严格。侧隙要求很严格。对所有齿轮都有以上四项要求。对所有齿轮都有以上四项要求。圆柱齿轮结合的精度设计与检测圆柱齿轮结合的精度设计与检测 10.2 评定齿轮精度的偏差项目及其允许值评定齿轮精度的偏差项目及其允许值 圆柱齿轮结合的精度设计与检测圆

9、柱齿轮结合的精度设计与检测一、评定齿轮精度和侧隙的必检偏差项目一、评定齿轮精度和侧隙的必检偏差项目 标准规定评定齿轮精度精度的必检偏差项目为(1)(1)齿距偏差齿距偏差(2)(2)齿廓偏差齿廓偏差(3)(3)螺旋线偏差螺旋线偏差 评定齿侧间隙齿侧间隙的 必检偏差项目为或或公法线长度偏差公法线长度偏差齿厚偏差齿厚偏差 10.2 评定齿轮精度的偏差项目及其允许值评定齿轮精度的偏差项目及其允许值 圆柱齿轮结合的精度设计与检测圆柱齿轮结合的精度设计与检测 1.传递运动准确性的必检参数传递运动准确性的必检参数 传递运动准确性主要是控制传递运动准确性主要是控制齿距偏差。齿距偏差。k个齿距单个齿距接近齿高中

10、接近齿高中部的圆部的圆总齿距（总齿距（k=1z）故有三种齿故有三种齿距偏差，下面分距偏差，下面分别介绍。别介绍。10.2 评定齿轮精度的偏差项目及其允许值评定齿轮精度的偏差项目及其允许值 圆柱齿轮结合的精度设计与检测圆柱齿轮结合的精度设计与检测应用场合应用场合(1)z 多的大齿轮多的大齿轮(2)转速很高的较高精度的齿轮转速很高的较高精度的齿轮(3)扇形齿轮扇形齿轮 控制齿轮圆周上控制齿轮圆周上局部局部的齿距累积偏差，同的齿距累积偏差，同FP一样一样是反映运动精度。是反映运动精度。FPk作用：作用：在测量中，取齿轮的在测量中，取齿轮的|FPk|中最大中最大的那个的那个FPk作作为评定值。为评定值

11、。若若 FPk FPk +FPk 则为合格。则为合格。10.2 评定齿轮精度的偏差项目及其允许值评定齿轮精度的偏差项目及其允许值 圆柱齿轮结合的精度设计与检测圆柱齿轮结合的精度设计与检测2.传动平稳性的必检参数传动平稳性的必检参数(1)单个齿距偏差单个齿距偏差 fPt (fPt)在齿轮端平面上，接近齿高中部的一个与齿轮同在齿轮端平面上，接近齿高中部的一个与齿轮同心的圆上，实际齿距与公称齿距的代数差。心的圆上，实际齿距与公称齿距的代数差。fPt 冲撞冲撞 振动振动噪音噪音平稳性平稳性 若若 -fPt fPt+fPtfP t=Pta Pt则合格则合格Pt接近齿高中部与接近齿高中部与 齿轮同心的圆齿

12、轮同心的圆 10.2 评定齿轮精度的偏差项目及其允许值评定齿轮精度的偏差项目及其允许值 圆柱齿轮结合的精度设计与检测圆柱齿轮结合的精度设计与检测(2)齿廓总偏差齿廓总偏差F(F)定义：包容实际齿廓定义：包容实际齿廓工作部分工作部分且距离为最小的且距离为最小的 两条设计齿廓之间的法向距离。两条设计齿廓之间的法向距离。设计齿廓设计齿廓实际实际齿廓齿廓E G 为实际齿廓的工作部分。为实际齿廓的工作部分。10.2 评定齿轮精度的偏差项目及其允许值评定齿轮精度的偏差项目及其允许值 圆柱齿轮结合的精度设计与检测圆柱齿轮结合的精度设计与检测 一般情况要在轮齿圆周均布三个或更多轮一般情况要在轮齿圆周均布三个或

13、更多轮齿的左、右齿面的齿廓上测量。齿的左、右齿面的齿廓上测量。A：齿顶倒棱或倒圆的起始点。：齿顶倒棱或倒圆的起始点。E：与配对齿轮有效啮合的终止点。：与配对齿轮有效啮合的终止点。G：从：从E延伸到延伸到A，AE展开长展开长 度度92%的终止点。的终止点。实际齿廓工作部分实际齿廓工作部分(E G)的含义见右图：的含义见右图：F:齿根圆角或挖根的起始点。齿根圆角或挖根的起始点。其中其中 F maxF为合格。为合格。10.2 评定齿轮精度的偏差项目及其允许值评定齿轮精度的偏差项目及其允许值 圆柱齿轮结合的精度设计与检测圆柱齿轮结合的精度设计与检测3.载荷分布均匀性的必检参数载荷分布均匀性的必检参数

14、载荷分布均匀性应在载荷分布均匀性应在齿宽齿宽和和齿高齿高方向上检测。方向上检测。在齿高方向的检验在齿高方向的检验参数参数同同平稳性平稳性(fPt和和F)。齿宽方向的检验齿宽方向的检验参数是参数是螺旋线总偏差螺旋线总偏差F。fPt 和和F 10.2 评定齿轮精度的偏差项目及其允许值评定齿轮精度的偏差项目及其允许值 圆柱齿轮结合的精度设计与检测圆柱齿轮结合的精度设计与检测 齿宽两端各减去齿宽两端各减去b5%和和1 mn两者中较小的数两者中较小的数值。值。F是指在计值范围是指在计值范围L内，端面基圆切线方向上的内，端面基圆切线方向上的实实际螺旋线对设计螺旋线的偏离量际螺旋线对设计螺旋线的偏离量(图图

15、10.6)。螺旋线总偏差螺旋线总偏差F(F)：图中图中L 为计值范围为：为计值范围为：图图10.610.6螺旋线偏差展开图螺旋线偏差展开图设计螺设计螺 旋线旋线实际螺旋线实际螺旋线F 10.2 评定齿轮精度的偏差项目及其允许值评定齿轮精度的偏差项目及其允许值 圆柱齿轮结合的精度设计与检测圆柱齿轮结合的精度设计与检测 4.齿轮侧隙的必检参数齿轮侧隙的必检参数(1)齿厚偏差齿厚偏差Esn(Esns、Esni)若若 EsniEsnEsns Esn 应用于大模数齿轮侧隙的评定。应用于大模数齿轮侧隙的评定。Esn=SnaSnEsns=SnsSnEsni=SniSn则侧隙合格则侧隙合格图图10.10 10

16、.2 评定齿轮精度的偏差项目及其允许值评定齿轮精度的偏差项目及其允许值 圆柱齿轮结合的精度设计与检测圆柱齿轮结合的精度设计与检测(2)公法线长度偏差公法线长度偏差Ebn(Ebns、Ebni)(图图10.22)Eb n=WkaWk若若EbniEbnEbns Ebn 应用于中小模应用于中小模数齿轮的侧隙评定。数齿轮的侧隙评定。式中式中 k=z/9+0.5（取整数）（取整数）则侧隙合格。则侧隙合格。一般均布测一般均布测6次即可。次即可。Wka 10.2 评定齿轮精度的偏差项目及其允许值评定齿轮精度的偏差项目及其允许值 圆柱齿轮结合的精度设计与检测圆柱齿轮结合的精度设计与检测小小 结结评定齿轮精度评定

17、齿轮精度的的必检参数必检参数传递运动准确性：传递运动准确性：传动平稳性：传动平稳性：载荷分布均匀性：载荷分布均匀性：齿轮侧隙：齿轮侧隙：应掌握应掌握必检参数的名称代号及其含义。必检参数的名称代号及其含义。10.2 评定齿轮精度的偏差项目及其允许值评定齿轮精度的偏差项目及其允许值 圆柱齿轮结合的精度设计与检测圆柱齿轮结合的精度设计与检测注注 意：意：必检偏差项目必检偏差项目:齿距偏差、齿廓偏差、螺旋线偏差齿距偏差、齿廓偏差、螺旋线偏差和齿厚偏差（与四项使用要求没有一一对应关系）；和齿厚偏差（与四项使用要求没有一一对应关系）；齿轮的误差、偏差都称齿轮的误差、偏差都称偏差偏差；为了能从符号上区分偏差

18、与公差、极限偏差（新国为了能从符号上区分偏差与公差、极限偏差（新国标把偏差、公差都称为偏差），在标把偏差、公差都称为偏差），在符号前加符号前加“”的为的为偏差；偏差；小写小写字母加上相应的脚标为字母加上相应的脚标为单项单项要素测得的偏差；要素测得的偏差；大写大写字母加上相应的脚标为若干个单项要素组成字母加上相应的脚标为若干个单项要素组成“累积累积”或或“总总”的偏差。的偏差。10.2 评定齿轮精度的偏差项目及其允许值评定齿轮精度的偏差项目及其允许值 圆柱齿轮结合的精度设计与检测圆柱齿轮结合的精度设计与检测 例例10.1 已知已知m5，z8，=20的圆柱直齿轮，用的圆柱直齿轮，用齿距仪相对法测得

19、数据为齿距仪相对法测得数据为:计算该齿轮的计算该齿轮的FP、fPt和和FPk（k=3）的偏差值。）的偏差值。0，+3，2，+3，+5，2，+3，2(m)。1、4定位支脚；定位支脚；2固定量爪；固定量爪；3活动量爪活动量爪 10.2 评定齿轮精度的偏差项目及其允许值评定齿轮精度的偏差项目及其允许值 圆柱齿轮结合的精度设计与检测圆柱齿轮结合的精度设计与检测解：解：FP、fPt和和FPk（k=3）列表计算如下）列表计算如下1 12 23 34 45 56 67 78 8计算计算计算计算0 0+3+3-2-2+3+3+5+5-2-2+3+3-2-2-1-1+2+2-3-3+2+2+4+4-3-3+2+

20、2-3-3-1-1+1+1-2-20 0+4+4+1+1+3+30 0-2-2-2-2-2-2+1+1+3+3+3+3+3+3-4-4-4 10.2 评定齿轮精度的偏差项目及其允许值评定齿轮精度的偏差项目及其允许值 圆柱齿轮结合的精度设计与检测圆柱齿轮结合的精度设计与检测 用某种加工方法生产的齿轮，用上述必检参数检用某种加工方法生产的齿轮，用上述必检参数检验验合格后合格后，如果：，如果：标准规定还可用下列参数来评定齿轮传递运动准确标准规定还可用下列参数来评定齿轮传递运动准确性和齿轮传动平稳性的精度：性和齿轮传动平稳性的精度：（1 1）在生产）在生产工艺条件不变工艺条件不变（尤其是切削机床的（尤

21、其是切削机床的精度得到保证）的情况下，继续生产同样的齿轮时；精度得到保证）的情况下，继续生产同样的齿轮时；（2 2）或作）或作误差分析用误差分析用的齿轮时。的齿轮时。什么情况下可选用下列参数？什么情况下可选用下列参数？10.2 评定齿轮精度的偏差项目及其允许值评定齿轮精度的偏差项目及其允许值 圆柱齿轮结合的精度设计与检测圆柱齿轮结合的精度设计与检测(1)切向综合总偏差切向综合总偏差 定义：定义：被测齿轮与测量齿轮被测齿轮与测量齿轮单面啮合单面啮合检测时，被测检测时，被测齿轮一转内，被测齿轮分度圆上实际圆周位移和理论圆齿轮一转内，被测齿轮分度圆上实际圆周位移和理论圆周位移的最大差值。周位移的最大

22、差值。1.传递运动准确性的可选用参数传递运动准确性的可选用参数 式中式中 L a 实际圆周位移；实际圆周位移；L 理论圆周位移。理论圆周位移。10.2 评定齿轮精度的偏差项目及其允许值评定齿轮精度的偏差项目及其允许值 圆柱齿轮结合的精度设计与检测圆柱齿轮结合的精度设计与检测反映了齿距累积总偏差反映了齿距累积总偏差FP和单个齿偏差的综和单个齿偏差的综合结果。合结果。测量记录图如图测量记录图如图10.7所示。所示。轮齿编号轮齿编号图图10.7 切向综合偏差曲线切向综合偏差曲线 10.2 评定齿轮精度的偏差项目及其允许值评定齿轮精度的偏差项目及其允许值 圆柱齿轮结合的精度设计与检测圆柱齿轮结合的精度

23、设计与检测 条件：单啮仪；测量齿轮（精度比被测齿轮高4级）；特点：综合了齿距累积总偏差综合了齿距累积总偏差FP和单个齿偏差；和单个齿偏差；测量状态同齿轮工作状态（单面啮合）一样测量状态同齿轮工作状态（单面啮合）一样 ；大批量生产的齿轮。是评定传递运动准确性齿轮的理想参数。是评定传递运动准确性齿轮的理想参数。检验效率很高。10.2 评定齿轮精度的偏差项目及其允许值评定齿轮精度的偏差项目及其允许值 圆柱齿轮结合的精度设计与检测圆柱齿轮结合的精度设计与检测(2)径向综合总偏差 是指被测齿轮与测量齿轮双面啮合检测时，在被测齿轮一转内双啮中心距的最大值与最小值之差。固定滑座可移动滑座 10.2 评定齿轮

24、精度的偏差项目及其允许值评定齿轮精度的偏差项目及其允许值 圆柱齿轮结合的精度设计与检测圆柱齿轮结合的精度设计与检测反映反映齿坯安装偏心齿坯安装偏心（几何偏心）产生的齿距偏差。（几何偏心）产生的齿距偏差。测量记录图如图测量记录图如图10.8所示。所示。图图10.8 径向综合偏差曲线径向综合偏差曲线 10.2 评定齿轮精度的偏差项目及其允许值评定齿轮精度的偏差项目及其允许值 圆柱齿轮结合的精度设计与检测圆柱齿轮结合的精度设计与检测(3)径向跳动径向跳动(图图 10.16)径向跳动测量仪径向跳动测量仪被测齿轮被测齿轮指示指示表表球形测头球形测头 10.2 评定齿轮精度的偏差项目及其允许值评定齿轮精度

25、的偏差项目及其允许值 圆柱齿轮结合的精度设计与检测圆柱齿轮结合的精度设计与检测反映几何偏心和齿距与齿廓偏差的影响。反映几何偏心和齿距与齿廓偏差的影响。径向跳动偏差曲线径向跳动偏差曲线(图图10.9)图10.9 径向跳动偏差曲线 10.2 评定齿轮精度的偏差项目及其允许值评定齿轮精度的偏差项目及其允许值 圆柱齿轮结合的精度设计与检测圆柱齿轮结合的精度设计与检测(4 4)公法线长度变动公法线长度变动(图图10.22)跨齿数：跨齿数：k=z9+0.5 （取整数）（取整数）一般均布测一般均布测 6 次次 图图10.22 10.22 公法线千分尺测量公法线长度公法线千分尺测量公法线长度 10.2 评定齿

26、轮精度的偏差项目及其允许值评定齿轮精度的偏差项目及其允许值 圆柱齿轮结合的精度设计与检测圆柱齿轮结合的精度设计与检测2.传动平稳性的可选用参数传动平稳性的可选用参数(1)一齿切向综合偏差一齿切向综合偏差轮齿编号轮齿编号图图10.7 切向综合偏差曲线切向综合偏差曲线 10.2 评定齿轮精度的偏差项目及其允许值评定齿轮精度的偏差项目及其允许值 圆柱齿轮结合的精度设计与检测圆柱齿轮结合的精度设计与检测(2)一齿径向综合偏差一齿径向综合偏差同样在测量同样在测量时同时可测出时同时可测出 图图10.8 径向综合偏差曲线径向综合偏差曲线 10.2 评定齿轮精度的偏差项目及其允许值评定齿轮精度的偏差项目及其允

27、许值 圆柱齿轮结合的精度设计与检测圆柱齿轮结合的精度设计与检测 可选用可选用评定参数评定参数传递运动传递运动 准确性准确性切向综合总偏差切向综合总偏差径向综合总偏差径向综合总偏差径向跳动径向跳动公法线长度变动公法线长度变动 传动传动平稳性平稳性一齿切向综合偏差一齿切向综合偏差一切径向综合偏差一切径向综合偏差 10.2 评定齿轮精度的偏差项目及其允许值评定齿轮精度的偏差项目及其允许值 圆柱齿轮结合的精度设计与检测圆柱齿轮结合的精度设计与检测3.齿轮精度等级及其图样标注齿轮精度等级及其图样标注（1）精度等级）精度等级 其中：其中：02级为展望级，级为展望级，5 级为基础级，级为基础级，GB/T 1

28、0095.1.2规定规定13个等级个等级:4、5、12，精度依次降低。，精度依次降低。0、1、2、12。只有只有规定了规定了9个等级：个等级：精度依次降低。精度依次降低。1012级为低精度级。级为低精度级。9级为较低级，级为较低级，68级中等级，级中等级，35级为高精度等级，级为高精度等级，58级为常用级。级为常用级。10.2 评定齿轮精度的偏差项目及其允许值评定齿轮精度的偏差项目及其允许值 圆柱齿轮结合的精度设计与检测圆柱齿轮结合的精度设计与检测（2）图样标注图样标注 齿轮精度等级的齿轮精度等级的标注标注:当所有当所有精度等级相同精度等级相同时时，只标等级和标准号：，只标等级和标准号：如 7

29、 GB/T 10095.1.2按准确性、平稳性和载荷分布均匀性的顺序标注:精度等级 偏差代号 标准代号当各个精度等级不同时，精度等级、偏差代号和标准号。准确性平稳性载荷分布均匀性 10.2 评定齿轮精度的偏差项目及其允许值评定齿轮精度的偏差项目及其允许值 圆柱齿轮结合的精度设计与检测圆柱齿轮结合的精度设计与检测(2)侧隙的标注侧隙的标注对大模数齿轮对大模数齿轮 一般标注公称齿厚及其上、下偏差。一般标注公称齿厚及其上、下偏差。对中小模数齿轮一般标注公称公法线长度及其对中小模数齿轮一般标注公称公法线长度及其 上、下偏差。上、下偏差。即即即即 10.2 评定齿轮精度的偏差项目及其允许值评定齿轮精度的

30、偏差项目及其允许值 圆柱齿轮结合的精度设计与检测圆柱齿轮结合的精度设计与检测4.齿轮偏差允许值的计算公式及其数值表齿轮偏差允许值的计算公式及其数值表 1.五级精度五级精度的计算公式的计算公式(单位为单位为m)(1)单个齿距偏差单个齿距偏差（2）齿距累积偏差齿距累积偏差（3）齿距累积总偏差）齿距累积总偏差（4）齿廓总偏差）齿廓总偏差（5）螺旋线总偏差）螺旋线总偏差 10.2 评定齿轮精度的偏差项目及其允许值评定齿轮精度的偏差项目及其允许值 圆柱齿轮结合的精度设计与检测圆柱齿轮结合的精度设计与检测(6)一齿切向综合偏差一齿切向综合偏差(7)切向综合总偏差切向综合总偏差（8）径向综合总偏差）径向综合

31、总偏差（9）一齿径向综合偏差）一齿径向综合偏差 10.2 评定齿轮精度的偏差项目及其允许值评定齿轮精度的偏差项目及其允许值 圆柱齿轮结合的精度设计与检测圆柱齿轮结合的精度设计与检测（10）径向跳动公差）径向跳动公差 以上计算各式中的以上计算各式中的 mn、d、b均应取该参数均应取该参数分段界分段界限值的几何平均值限值的几何平均值（mm）。）。尾尾 数数 圆圆 整整 规规 则：则：计算值计算值 10m 时时,计算值计算值10m 时时,计算值计算值5m 时时,圆整到最接近的圆整到最接近的整数整数；圆整到最接近的尾数为圆整到最接近的尾数为0.5 m的小数或整数的小数或整数；圆整到最接近的尾数为圆整到

32、最接近的尾数为0.1 m的小数或整数。的小数或整数。10.2 评定齿轮精度的偏差项目及其允许值评定齿轮精度的偏差项目及其允许值 圆柱齿轮结合的精度设计与检测圆柱齿轮结合的精度设计与检测5.偏差允许值的数值表 得表 10.110.3得 T5按上述公式计算按规定进行尾数化整2008)得 Tn 10.2 评定齿轮精度的偏差项目及其允许值评定齿轮精度的偏差项目及其允许值 圆柱齿轮结合的精度设计与检测圆柱齿轮结合的精度设计与检测 7GB/T10095.1.2，m=3,=20,z=40。按均布方位测按均布方位测解：解：(1)计算计算FW FW=WkmaxWkmin=41.468-41.445FW=0.02

33、3 FW=0.028由由 表表10.1(下页下页)得得 FW =0.028。图图10.22=0.023所以所以FW合格。合格。41.468，41.463，41.458，41.445，41.452，41.460(mm)求公法线长度变动求公法线长度变动FW和公法线长度偏差和公法线长度偏差Ebn。得六处实际公法线长度为：得六处实际公法线长度为：例例2 某直齿圆柱齿轮的精度等级为某直齿圆柱齿轮的精度等级为 10.2 评定齿轮精度的偏差项目及其允许值评定齿轮精度的偏差项目及其允许值 圆柱齿轮结合的精度设计与检测圆柱齿轮结合的精度设计与检测 根据根据7级精度和级精度和m=3、d =m z=340=120

34、查表得查表得2008)10.2 评定齿轮精度的偏差项目及其允许值评定齿轮精度的偏差项目及其允许值 圆柱齿轮结合的精度设计与检测圆柱齿轮结合的精度设计与检测(2)计算公法线长度偏差计算公法线长度偏差Ebn 由由 式式10.16由由 式式10.17Ebnmax=Wkmax-WkEbnmin=Wkmin-Wk若若 Ebnmax Ebns,Ebnmin Ebni,则合格。则合格。=41.468-41.532=-0.064=41.445-41.532=-0.087k=z/9+0.5=40/9+0.5=5 Wk=m2.952(k-0.5)+0.014z=32.952(5-0.5)+0.01440 =41.

35、532 例例2 某直齿圆柱齿轮的精度等级为某直齿圆柱齿轮的精度等级为 7GB/T10095.1.2，m=3,=20,z=40。按均布方位测得六处实际公法线长度为：按均布方位测得六处实际公法线长度为：41.468，41.463，41.458，41.445，41.452，41.460(mm)圆柱齿轮结合的精度设计与检测圆柱齿轮结合的精度设计与检测10.3 圆柱齿轮精度设计圆柱齿轮精度设计 设计设计内容内容(1)精度等级及其评定参数精度等级及其评定参数(2)jbnmin及其控制及其控制(3)齿坯精度齿坯精度(4)齿轮副精度齿轮副精度 圆柱齿轮结合的精度设计与检测圆柱齿轮结合的精度设计与检测10.3

36、圆柱齿轮精度设计圆柱齿轮精度设计 一、齿轮精度等级的选用一、齿轮精度等级的选用 (2)根据使用要求和工作条件根据使用要求和工作条件(线速度线速度v、功率、工、功率、工作持续时间作持续时间 和寿命等和寿命等)。1.选用依据选用依据(1)根据齿轮用途根据齿轮用途(分度、变速、传递转矩等分度、变速、传递转矩等)通通常常运运动动精精度度不不能能低低过过平平稳稳性性精精度度2级级和和高高过过1级级，接触精度不能低于接触精度不能低于平稳性平稳性精度。精度。首首先先确确定定主主要要用用途途方方面面的的精精度度等等级级，然然后后按按三三项项精精度之间的关系确定其他使用方面要求的精度等级。度之间的关系确定其他使

37、用方面要求的精度等级。运动精度、平稳性精度和接触精度之间的关系为：运动精度、平稳性精度和接触精度之间的关系为：圆柱齿轮结合的精度设计与检测圆柱齿轮结合的精度设计与检测10.3 圆柱齿轮精度设计圆柱齿轮精度设计 2.选用方法选用方法(2)计算法计算法(1)类比法类比法 类比法是按齿轮的用途和工作条件类比法是按齿轮的用途和工作条件(v)等进行对比选择。等进行对比选择。从表从表10.4和表和表10.5中选出平稳性精度等级中选出平稳性精度等级（因为（因为平稳性平稳性是三项精度中的是三项精度中的核心核心）。）。然后根据它们之间的关系确定运动精度和接触精度。然后根据它们之间的关系确定运动精度和接触精度。精

38、密传动齿轮：计算精密传动齿轮：计算 高速齿轮：计算圆周速度或噪音大小高速齿轮：计算圆周速度或噪音大小重载齿轮：计算强度或计算寿命重载齿轮：计算强度或计算寿命 圆柱齿轮结合的精度设计与检测圆柱齿轮结合的精度设计与检测10.3 圆柱齿轮精度设计圆柱齿轮精度设计 二、最小法向侧隙二、最小法向侧隙jbnmin的计算及其控制的计算及其控制 1.jbnmin的计算公式的计算公式 此式应用条件：此式应用条件：（1）齿轮和箱体为）齿轮和箱体为黑色黑色金属材料金属材料，（2）v 15 m/s。实际上是考虑了实际上是考虑了温度温度变化和变化和润滑润滑所需要的侧隙。所需要的侧隙。也可直接查表也可直接查表10.6。圆

39、柱齿轮结合的精度设计与检测圆柱齿轮结合的精度设计与检测10.3 圆柱齿轮精度设计圆柱齿轮精度设计 2008)圆柱齿轮结合的精度设计与检测圆柱齿轮结合的精度设计与检测10.3 圆柱齿轮精度设计圆柱齿轮精度设计 2.齿厚上、下偏差的计算齿厚上、下偏差的计算 齿轮传动同孔、轴配合一样，也有基准制问齿轮传动同孔、轴配合一样，也有基准制问题，即基齿厚制题，即基齿厚制(h)和和基中心距制基中心距制(H)。式中：式中：为中心距极限偏差为中心距极限偏差(表表10.8)(1)的计算式（的计算式（10.5）标准规定采用后者，即标准规定采用后者，即改变齿厚改变齿厚达到所需侧隙。达到所需侧隙。圆柱齿轮结合的精度设计与

40、检测圆柱齿轮结合的精度设计与检测10.3 圆柱齿轮精度设计圆柱齿轮精度设计 br 为切齿径向进刀公差（表为切齿径向进刀公差（表10.7）。）。(2)的计算的计算式中式中 圆柱齿轮结合的精度设计与检测圆柱齿轮结合的精度设计与检测10.3 圆柱齿轮精度设计圆柱齿轮精度设计（3）公法线长度上、下偏差的计算）公法线长度上、下偏差的计算 故换算时应从齿厚中扣除故换算时应从齿厚中扣除Fr的影响。的影响。对外齿轮对外齿轮由由 Esns、EsniEbns、Ebni由于齿坯安装偏心由于齿坯安装偏心(e几几)产生的产生的Fr，齿厚尺寸，但不影响公法线长度。齿厚尺寸，但不影响公法线长度。换换 算算 成成Fr影影 响

41、响EbnEsnFr 圆柱齿轮结合的精度设计与检测圆柱齿轮结合的精度设计与检测10.3 圆柱齿轮精度设计圆柱齿轮精度设计 三、齿轮副和齿坯精度三、齿轮副和齿坯精度 1.齿轮副的精度齿轮副的精度(1)中心距偏差中心距偏差(2)轴线平行度偏差轴线平行度偏差 图图10.11 轴线平行度偏差轴线平行度偏差垂直平面上的平行度偏差垂直平面上的平行度偏差轴线平面上的轴线平行度偏差轴线平面上的轴线平行度偏差 圆柱齿轮结合的精度设计与检测圆柱齿轮结合的精度设计与检测10.3 圆柱齿轮精度设计圆柱齿轮精度设计 轴线平行度偏差允许值为：轴线平行度偏差允许值为：轴线平面上的平行度最大推荐值轴线平面上的平行度最大推荐值

42、见式（见式（10.10）垂直平面上的平行度最大推荐值垂直平面上的平行度最大推荐值 见式（见式（10.11）式中式中 b 齿宽，齿宽，L 箱体上的轴承跨距，箱体上的轴承跨距，F 螺旋线总公差。螺旋线总公差。圆柱齿轮结合的精度设计与检测圆柱齿轮结合的精度设计与检测10.3 圆柱齿轮精度设计圆柱齿轮精度设计（3）接触斑点2008）圆柱齿轮结合的精度设计与检测圆柱齿轮结合的精度设计与检测10.3 圆柱齿轮精度设计圆柱齿轮精度设计 2.齿坯精度齿坯精度(图图10.13 图图10.14)是指在轮齿加工前供是指在轮齿加工前供制造齿轮的工件制造齿轮的工件。齿轮坯齿轮坯（简称（简称齿坯齿坯）:它它对对齿齿轮轮的

43、的加加工工、检检验和安装精度都有影响。验和安装精度都有影响。因此，控制齿坯质量因此，控制齿坯质量来提高齿轮加工精度是一来提高齿轮加工精度是一项有效的措施。项有效的措施。图图10.13 带孔齿轮的齿坯公差带孔齿轮的齿坯公差 圆柱齿轮结合的精度设计与检测圆柱齿轮结合的精度设计与检测10.3 圆柱齿轮精度设计圆柱齿轮精度设计(1)孔和顶圆；孔和顶圆；带孔齿轮的齿坯精度是指（图带孔齿轮的齿坯精度是指（图10.13）：）：(2)径向径向Sr基准面；基准面；（3）轴向）轴向Si基准面。基准面。图10.13 带孔齿轮的齿坯公差SrSi 圆柱齿轮结合的精度设计与检测圆柱齿轮结合的精度设计与检测10.3 圆柱齿

44、轮精度设计圆柱齿轮精度设计 齿轮轴的齿坯精度是指（图齿轮轴的齿坯精度是指（图10.1410.14）：）：(1)(1)轴颈和顶圆；轴颈和顶圆；(2)(2)径向径向S Sr r基准面；基准面；（3 3）轴向）轴向S Si i基准面。基准面。S Sr rS Si i 圆柱齿轮结合的精度设计与检测圆柱齿轮结合的精度设计与检测10.3 圆柱齿轮精度设计圆柱齿轮精度设计 四、齿轮精度设计示例四、齿轮精度设计示例 已已知知某某机机床床主主轴轴箱箱传传动动轴轴上上的的一一对对直直齿齿齿齿轮轮，z1=26,z2=56,m=2.75,b1=28,b2=24,内内 孔孔 D=30,n1=1650r/min，L=90

45、,齿齿轮轮、箱箱体体材材料料为为黑黑色色金金属属，单单件小批生产。件小批生产。并将设计的各项技术要求要求标注在齿并将设计的各项技术要求要求标注在齿轮工作图上。轮工作图上。要求设计小齿轮精度，要求设计小齿轮精度，圆柱齿轮结合的精度设计与检测圆柱齿轮结合的精度设计与检测10.3 圆柱齿轮精度设计圆柱齿轮精度设计 解解:(1)确定齿轮精度等级确定齿轮精度等级 由题意可知，该齿轮为机床传动转速用，由表由题意可知，该齿轮为机床传动转速用，由表10.4精度等级为精度等级为 38级。级。计算齿轮的圆周速度：计算齿轮的圆周速度：10.2 评定齿轮精度的偏差项目及其允许值评定齿轮精度的偏差项目及其允许值 圆柱齿

46、轮结合的精度设计与检测圆柱齿轮结合的精度设计与检测(3)确定最小法向侧隙和齿厚的上、下偏差确定最小法向侧隙和齿厚的上、下偏差 由由 式（式（10.2）：）：计算最小法向侧隙计算最小法向侧隙 圆柱齿轮结合的精度设计与检测圆柱齿轮结合的精度设计与检测10.3 圆柱齿轮精度设计圆柱齿轮精度设计 Esns的计算的计算 由由 式（式（10.4）得得=0.036由由 表表10.8 得得 0.027 fa =圆柱齿轮结合的精度设计与检测圆柱齿轮结合的精度设计与检测10.3 圆柱齿轮精度设计圆柱齿轮精度设计 圆柱齿轮结合的精度设计与检测圆柱齿轮结合的精度设计与检测10.3 圆柱齿轮精度设计圆柱齿轮精度设计 E

47、sni 的计算的计算 由表由表10.1 得得 Fr=由由 表表10.7 得得 br=由由 式（式（10.7）=0.074IT90.03;圆柱齿轮结合的精度设计与检测圆柱齿轮结合的精度设计与检测10.3 圆柱齿轮精度设计圆柱齿轮精度设计(4)计算公法线的公称长度及其上、下偏差计算公法线的公称长度及其上、下偏差 WK 计算计算由由 式（式（10.17）由由 式（式（10.16）圆柱齿轮结合的精度设计与检测圆柱齿轮结合的精度设计与检测10.3 圆柱齿轮精度设计圆柱齿轮精度设计 计算计算 Ebns、Ebni由 式（10.810.9）则在图样上标注为则在图样上标注为 圆柱齿轮结合的精度设计与检测圆柱齿轮

48、结合的精度设计与检测10.3 圆柱齿轮精度设计圆柱齿轮精度设计(5)确定齿坯精度确定齿坯精度 内孔内孔 尺寸公差由尺寸公差由 表表10.10 得得 IT7在图上的标注为在图上的标注为30H7E 圆柱齿轮结合的精度设计与检测圆柱齿轮结合的精度设计与检测10.3 圆柱齿轮精度设计圆柱齿轮精度设计 由由 式式(10.1213)（取下面（取下面两式中小值两式中小值）得）得内孔的圆柱度公差内孔的圆柱度公差 圆柱齿轮结合的精度设计与检测圆柱齿轮结合的精度设计与检测10.3 圆柱齿轮精度设计圆柱齿轮精度设计 尺寸公差尺寸公差 由表由表10.10得得da=m(z1+2)=2.75(26+2)=77 顶圆顶圆

49、若顶圆为加工和测量基准时若顶圆为加工和测量基准时 在图上标注为在图上标注为 77 h8 IT8 圆柱齿轮结合的精度设计与检测圆柱齿轮结合的精度设计与检测10.3 圆柱齿轮精度设计圆柱齿轮精度设计 由式（由式（10.15）得得也不需规定圆跳动和圆柱度公差。也不需规定圆跳动和圆柱度公差。顶圆的顶圆的圆柱度公差（圆柱度公差（同内孔同内孔）0.30.038=0.011顶圆径向顶圆径向圆跳动圆跳动公差公差t=0.3FP =t=0.002若顶圆不作基准时若顶圆不作基准时 其尺寸公差应取其尺寸公差应取IT11(见表见表10.10)，但不得大于，但不得大于0.1mn。圆柱齿轮结合的精度设计与检测圆柱齿轮结合的

50、精度设计与检测10.3 圆柱齿轮精度设计圆柱齿轮精度设计 径向基准面径向基准面Sr 由于齿顶圆作为加工和测量基准，因此，不由于齿顶圆作为加工和测量基准，因此，不必另规定径向基准面。必另规定径向基准面。轴向基准面轴向基准面Si 由式（由式（10.14）得得轴向跳动公差轴向跳动公差 圆柱齿轮结合的精度设计与检测圆柱齿轮结合的精度设计与检测10.3 圆柱齿轮精度设计圆柱齿轮精度设计 由 表10.11得 齿面表面粗糙度轮廓Ra的上限值为 表面粗糙度1.25m。或 Rz 的上限值为 8.0 m。2008）圆柱齿轮结合的精度设计与检测圆柱齿轮结合的精度设计与检测10.3 圆柱齿轮精度设计圆柱齿轮精度设计(