第11章_漸開線園柱齒輪精度及檢測(新).ppt

1、互換性與技術(shù)測量,四川大學(xué)制造學(xué)院 朱魯闖,第11章 漸開線圓柱齒輪精度及檢測,本章主要內(nèi)容,第十一章 漸開線圓柱齒輪精度及檢測 1齒輪傳動的使用要求； 2齒輪加工誤差概述； 3齒輪誤差項目、公差組及檢驗組； 4齒輪副誤差和檢驗項目； 5漸開線圓柱齒輪精度標(biāo)準(zhǔn)、齒輪副側(cè)隙、 齒坯精度； 6. 齒輪公差的圖樣標(biāo)注； 7. 漸開線圓柱齒輪新國家標(biāo)準(zhǔn)簡介。,第11章 漸開線圓柱齒輪精度及檢測,互換性與技術(shù)測量,學(xué) 習(xí) 指 導(dǎo),本章學(xué)習(xí)目的是了解漸開線圓柱齒輪的公差標(biāo)準(zhǔn)及其應(yīng)用。學(xué)習(xí)要求是了解具有互換性的齒輪和齒輪副必須滿足的四項使用要求；通過分析各種加工誤差對齒輪傳動使用要求的影響，理解漸開線齒輪精

2、度標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的各項公差及極限偏差的定義和作用；初步掌握齒輪精度等級和檢驗項目的選用以及確定齒輪副側(cè)隙的大小的方法；掌握齒輪公差在圖樣上的標(biāo)注。,互換性與技術(shù)測量,第11章 漸開線圓柱齒輪精度及檢測,11.1 概述,齒輪的主要功能是傳遞運動和動力，作為現(xiàn)代產(chǎn)品中應(yīng)用極為廣泛的元件，對其使用要求主要規(guī)定了下述四個方面： 運動精度：是指傳遞運動的準(zhǔn)確性。為了保證齒輪傳動的運動精度，應(yīng)限制齒輪一轉(zhuǎn)中最大轉(zhuǎn)角誤差i 。從而保障從動件和主動件運動協(xié)調(diào)一致； 運動平穩(wěn)性精度：是指傳動的平穩(wěn)性。要求齒輪運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，沒有沖擊、振動和噪聲。要限制一齒距角范圍內(nèi)轉(zhuǎn)角誤差的最大值i R 。 接觸精度：是指載荷分布的均勻

3、性。要求齒輪在接觸過程中，載荷分布要均勻，接觸良好，以免引起應(yīng)力集中，造成局部磨損，影響齒輪的使用壽命。,互換性與技術(shù)測量,第11章 漸開線圓柱齒輪精度及檢測,11.1 概述,齒側(cè)間隙：是指傳動側(cè)隙。在齒輪傳動過程中，非接觸面一定要有合理的間隙。一方面為了貯存潤滑油，一方面為了補(bǔ)償齒輪的制造、變形誤差、安裝誤差。(否則造成齒輪在傳動過程的卡死或燒傷) 上述4項要求，前3項是針對齒輪本身提出的，第4項是對齒輪副的要求。對于不同用途、不同工作條件的齒輪其側(cè)重點也應(yīng)有所不同。 對于分度機(jī)構(gòu)或儀器儀表中讀數(shù)機(jī)構(gòu)的齒輪，齒輪一轉(zhuǎn)中的轉(zhuǎn)角誤差不超過12，甚至是幾秒，此時，傳遞運動準(zhǔn)確性是主要的；當(dāng)需要可逆

4、傳動時，應(yīng)對齒側(cè)間隙加以限制，以減少反轉(zhuǎn)時的空程誤差。,互換性與技術(shù)測量,第11章 漸開線圓柱齒輪精度及檢測,11.1 概述,對于高速、大功率傳動裝置中用的齒輪，如汽輪機(jī)減速器上的齒輪，圓周速度高，傳遞功率大，其運動精度、工作平穩(wěn)性精度及接觸精度要求都很高，特別是瞬時傳動比的變化要求小，以減少振動和噪聲； 對于軋鋼機(jī)、起重機(jī)、運輸機(jī)、透平機(jī)等低速重載機(jī)械，傳遞動力大，但圓周速度不高，故齒輪接觸精度要求較高，既主要要求載荷分布均勻性，同時要求齒側(cè)間隙也應(yīng)足夠大，而對其運動精度則要求不高。 通常的汽車、拖拉機(jī)及機(jī)床的變速箱齒輪往往考慮運動平穩(wěn)性精度，以降低噪聲。,互換性與技術(shù)測量,第11章 漸開線

5、圓柱齒輪精度及檢測,11.1 概述,影響上述4項要求的誤差因素，主要包括齒輪的加工（制造）誤差和齒輪副的安裝誤差。 為了便于分析齒輪的各種制造誤差對齒輪傳動質(zhì)量的影響，按誤差相對于齒輪的方向特征，可分為徑向誤差、切向誤差和軸向誤差； 齒輪為圓周分度零件，其誤差具有周期性，按誤差在齒輪一轉(zhuǎn)中是否多次出現(xiàn)，即在齒輪一轉(zhuǎn)中出現(xiàn)的周期或頻率，可分為以齒輪一轉(zhuǎn)為周期的長周期誤差，或低頻誤差，它主要影響傳遞運動的準(zhǔn)確性；以及以齒輪一齒為周期的短周期誤差，或高頻誤差，它主要影響工作平穩(wěn)性。,互換性與技術(shù)測量,第11章 漸開線圓柱齒輪精度及檢測,11.2 齒輪加工誤差及其檢測,在機(jī)械制造中，齒輪的加工方法按齒

6、廓的形成原理可分成： 范成法：滾齒機(jī)上用滾刀切割滾齒加工。 仿形法：銑床上用成型銑刀加工。 范成法加工產(chǎn)生誤差： 齒輪孔幾何中心與加工時旋轉(zhuǎn)中心不重合幾何偏心e幾 分度蝸輪安裝偏心及加工誤差運動偏心e運(上述兩項產(chǎn)生齒輪誤差以齒輪一轉(zhuǎn)為周期-長周期誤差) 傳動鏈高頻誤差 滾刀安裝誤差e刀和滾刀加工誤差(上述兩項產(chǎn)生齒輪誤差在齒輪一轉(zhuǎn)中多次重復(fù)出現(xiàn)，是短周期誤差，即高頻誤差),互換性與技術(shù)測量,第11章 漸開線圓柱齒輪精度及檢測,圖：范成法加工齒輪,互換性與技術(shù)測量,1-分度蝸輪 2-分度蝸桿 3-滾刀 4-工件齒坯,第11章 漸開線圓柱齒輪精度及檢測,11.2 齒輪加工誤差及其檢測,以滾切直齒

7、圓柱齒輪為例，分析在切齒過程中所產(chǎn)生的主要加工誤差 。 齒坯孔與機(jī)床心軸的安裝偏心(e幾)，也稱幾何偏心，是齒坯在機(jī)床上安裝時，齒坯基準(zhǔn)軸線O1O1與工作臺回轉(zhuǎn)軸線OO不重合形成的偏心e。加工時，滾刀軸線與工作臺回轉(zhuǎn)軸線OO距離保持不變，但與齒坯基準(zhǔn)軸線O1O1的距離不斷變化（最大變化量為2e）。使齒輪一邊齒高增大（輪齒變得瘦尖），另一邊齒高減?。ㄝ嘄X變得粗肥），滾切成如圖所示的齒輪，使齒面位置相對于齒輪基準(zhǔn)中心在徑向發(fā)生了變化，故稱為徑向誤差。工作時產(chǎn)生以一轉(zhuǎn)為周期的轉(zhuǎn)角誤差，使傳動比不斷改變。,互換性與技術(shù)測量,第11章 漸開線圓柱齒輪精度及檢測,11.2 齒輪加工誤差及其檢測,分度蝸輪軸

8、線與工作臺中心線的安裝偏心(e運)。O”O(jiān)”為機(jī)床分度蝸輪的軸線，它與機(jī)床心軸的軸線OO不重合，形成安裝偏心e運。這時盡管螺桿勻速旋轉(zhuǎn)，蝸桿與蝸輪嚙合節(jié)點的線速度相同，但由于蝸輪上的半徑不斷改變，從而使蝸輪和齒坯產(chǎn)生不均勻回轉(zhuǎn)，角速度在（+）和（-）之間，以一轉(zhuǎn)為周期變化。 e運使工作臺按正弦規(guī)律以一轉(zhuǎn)為周期時快時慢旋轉(zhuǎn)，使齒輪產(chǎn)生的偏心誤差稱為運動偏心。 運動偏心并不產(chǎn)生徑向誤差，而使齒輪產(chǎn)生切向誤差。 以上兩項誤差均以齒坯一轉(zhuǎn)為周期，是長周期誤差。它影響齒輪的運動均勻性。,互換性與技術(shù)測量,第11章 漸開線圓柱齒輪精度及檢測,11.2 齒輪加工誤差及其檢測,機(jī)床分度蝸輪的安裝偏心（e蝸桿）

9、和軸向竄動。此誤差使蝸輪（齒坯）轉(zhuǎn)速不均勻，加工出的齒輪有齒距偏差和齒形偏差，如蝸桿為單頭，蝸輪為n牙，則在蝸輪（齒坯）一轉(zhuǎn)中產(chǎn)生n次誤差。這些都是機(jī)床傳動鏈的高頻誤差。 滾刀偏心（e刀）、軸線傾斜及軸向竄動。此誤差使加工出的齒輪徑向和軸向都產(chǎn)生誤差，如滾刀單頭，齒輪z牙，則在齒坯一轉(zhuǎn)中產(chǎn)生z次誤差。滾刀本身的基節(jié)、齒形等制造誤差。此誤差會復(fù)映到被加工齒輪的每一齒上，使之產(chǎn)生基節(jié)偏差和齒形誤差。,互換性與技術(shù)測量,第11章 漸開線圓柱齒輪精度及檢測,11.2 齒輪加工誤差及其檢測,以上兩項誤差在齒坯一轉(zhuǎn)中多次重復(fù)出現(xiàn)，為短周期誤差或高頻誤差。此誤差會引起齒輪瞬時傳動比的急劇變化，影響齒輪的工作

10、平穩(wěn)性，在高速傳動中，將產(chǎn)生振動和噪聲。 按齒輪各項誤差對齒輪傳動使用性能的主要影響，將齒輪加工誤差劃分為三組： 影響運動準(zhǔn)確性的誤差； 影響傳動平穩(wěn)性的誤差； 影響載荷分布均勻性的誤差。,互換性與技術(shù)測量,第11章 漸開線圓柱齒輪精度及檢測,11.2 齒輪加工誤差及其檢測,影響運動準(zhǔn)確性的誤差包括下面的五項，它們也是運動精度(齒輪傳遞運動的準(zhǔn)確性)的評定指標(biāo)： 切向綜合誤差（F i）-單嚙儀 齒距累積誤差（Fp） -萬能測齒儀相對測量 及K個齒距累積誤差（Fpk） 齒圈徑向跳動（Fr）-齒圈徑向跳動檢查儀 徑向綜合誤差（Fi）-雙嚙儀 公法線長度變動（Fw）-公法線千分尺,互換性與技術(shù)測量,

11、11.2.1 影響運動準(zhǔn)確性的誤差,第11章 漸開線圓柱齒輪精度及檢測,11.2 齒輪加工誤差及其檢測,切向綜合誤差（F i）指被測齒輪與理想精確的測量齒輪單面嚙合時，在被測齒輪一轉(zhuǎn)內(nèi)，實際轉(zhuǎn)角與公稱轉(zhuǎn)角之差的總幅度值。它以分度圓弧長計值。 Fi是指在齒輪單面嚙合情況下測得的齒輪一轉(zhuǎn)內(nèi)轉(zhuǎn)角誤差的總幅度值，該誤差是幾何偏心、運動偏心加工誤差的綜合反映，因而是評定齒輪傳遞運動準(zhǔn)確性的最佳綜合評定指標(biāo)。 但因切向綜合誤差是在齒輪單面嚙合綜合檢查儀（簡稱單嚙儀）上進(jìn)行測量的，單嚙儀結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價格昂貴，在生產(chǎn)車間很少使用。,互換性與技術(shù)測量,11.2.1 影響運動準(zhǔn)確性的誤差,第11章 漸開線圓柱齒輪精

12、度及檢測,11.2 齒輪加工誤差及其檢測,齒距累積誤差（ Fp ）是指在分度圓上，任意兩個同側(cè)齒面間的實際弧長與公稱弧長之差的最大絕對值。K個齒距累積誤差（Fpk）是指在分度圓上，K個齒距間的實際弧長與公稱弧長之差的最大絕對值，K為2到小于Z2的整數(shù)。規(guī)定Fpk是為了限制齒距累積誤差集中在局部圓周上。 齒距累積誤差反映了一轉(zhuǎn)內(nèi)任意個齒距的最大變化，它直接反映齒輪的轉(zhuǎn)角誤差，是幾何偏心和運動偏心的綜合結(jié)果。因而可以較為全面地反映齒輪的傳遞運動準(zhǔn)確性，是一項綜合性的評定項目。但因為只在分度圓上測量，故不如切向綜合誤差反映的全面。 齒距累積誤差可在萬能測齒儀上用相對測量法測量。,互換性與技術(shù)測量,1

13、1.2.1 影響運動準(zhǔn)確性的誤差,第11章 漸開線圓柱齒輪精度及檢測,11.2 齒輪加工誤差及其檢測,齒圈徑向跳動（Fr）是指齒輪一轉(zhuǎn)范圍內(nèi)，測頭在齒槽內(nèi)與齒高中部雙面接觸，測頭相對于齒輪軸線的最大變動量。,互換性與技術(shù)測量,11.2.1 影響運動準(zhǔn)確性的誤差,Fr主要是由幾何偏心（e幾）引起的，它反映由于齒坯偏心引起的齒輪徑向長周期誤差，F(xiàn)r=2e幾。可用齒圈徑向跳動檢查儀測量，測頭可以用球形或錐形。,第11章 漸開線圓柱齒輪精度及檢測,11.2 齒輪加工誤差及其檢測,徑向綜合誤差（Fi）是指被測齒輪與理想精確的測量齒輪雙面嚙合轉(zhuǎn)動時，在被測齒輪一轉(zhuǎn)內(nèi)，雙嚙中心距的最大變動量。雙嚙中心距指被

14、測齒輪與測量齒輪雙面嚙合時中心距。 當(dāng)被測齒輪的齒廓存在徑向誤差及一些短周期誤差（如齒形誤差、基節(jié)偏差等）時，若它與測量齒輪保持雙面嚙合轉(zhuǎn)動，其中心距就會在轉(zhuǎn)動過程中不斷改變，因此，徑向綜合誤差主要反映由幾何偏心引起的徑向誤差及一些短周期誤差。 被測齒輪由于雙面嚙合綜合測量時的嚙合情況與切齒時的嚙合情況相似，能夠反映齒輪坯和刀具安裝調(diào)整誤差，測量所用儀器遠(yuǎn)比單嚙儀簡單，操作方便，測量效率高，故在大批量生產(chǎn)中應(yīng)用很普通。但它只能反映徑向誤差，且測量狀況與齒輪實際工作狀況不完全相符。 Fi通常使用齒輪雙面嚙合綜合檢查儀（雙嚙儀）進(jìn)行測量。,互換性與技術(shù)測量,11.2.1 影響運動準(zhǔn)確性的誤差,第1

15、1章 漸開線圓柱齒輪精度及檢測,11.2 齒輪加工誤差及其檢測,公法線長度變動（Fw）是指在被測齒輪一周范圍內(nèi)，實際公法線長度的最大值與最小值之差。 Fw=WmaxWmin,互換性與技術(shù)測量,11.2.1 影響運動準(zhǔn)確性的誤差,公法線長度的變動說明齒廓沿基圓切線方向有誤差，因此公法線長度變動可以反映滾齒時由運動偏心影響引起的切向誤差。即Fw是由e運產(chǎn)生。由于測量公法線長度與齒輪基準(zhǔn)軸線無關(guān)，因此公法線長度變動可用公法線千分尺、公法線卡尺等測量。,第11章 漸開線圓柱齒輪精度及檢測,11.2 齒輪加工誤差及其檢測,傳動平穩(wěn)性反映齒輪瞬時傳動比的變化，影響齒輪傳動平穩(wěn)性的誤差主要是短周期誤差，它們

16、包括下述六項，這些也是平穩(wěn)性誤差的評定指標(biāo)。 一齒切向綜合誤差（f i） 一齒徑向綜合誤差（fi） 齒形誤差（ff）漸開線檢查儀 基節(jié)偏差（fpb）基節(jié)儀、萬能測齒儀 齒距偏差 （fpt ） 螺旋線波度誤差（ff）,互換性與技術(shù)測量,11.2.2 影響傳動平穩(wěn)性的誤差,第11章 漸開線圓柱齒輪精度及檢測,11.2 齒輪加工誤差及其檢測,一齒切向綜合誤差（f i）是指實測齒輪與理想精確的測量齒輪單面嚙合時，在被測齒輪一齒距角內(nèi)，實際轉(zhuǎn)角與公稱轉(zhuǎn)角之差的最大幅度值 。 f i主要反映由刀具和分度蝸桿的安裝及制造誤差所造成的，齒輪上齒形、齒距等各項短周期綜合誤差，是綜合性指標(biāo)。其測量儀器與測量F i

17、相同，在齒輪單面嚙合綜合檢查儀（簡稱單嚙儀）上進(jìn)行測量。如圖所示，切向綜合誤差曲線上的高頻波紋即為f i。,互換性與技術(shù)測量,11.2.2 影響傳動平穩(wěn)性的誤差,第11章 漸開線圓柱齒輪精度及檢測,11.2 齒輪加工誤差及其檢測,一齒徑向綜合誤差（fi）是指被測齒輪與理想精確的測量齒輪雙面嚙合時，在被測齒輪一齒角內(nèi)的最大變動量。 fi綜合反映了由于刀具安裝偏心及制造所產(chǎn)生的基節(jié)和齒形誤差，屬綜合性項目?？稍跍y量徑向綜合誤差時得出，即從記錄曲線上量得高頻波紋的最大幅度值。由于這種測量受左右齒面的共同影響，因而不如一齒切向綜合誤差反映那么全面。不宜采用這種方法來驗收高精度的齒輪，但因在雙嚙儀上測量

18、簡單，操作方便，故該項目適用于大批量生產(chǎn)的場合。,互換性與技術(shù)測量,11.2.2 影響傳動平穩(wěn)性的誤差,第11章 漸開線圓柱齒輪精度及檢測,11.2 齒輪加工誤差及其檢測,齒形誤差（ff）是指是在端截面上，齒形工作部分內(nèi)（齒頂?shù)估獠糠殖猓?，包容實際齒形且距離為最小的兩條設(shè)計齒形間的法向距離。設(shè)計齒形可以根據(jù)工作條件對理論漸開線進(jìn)行修正為凸齒形或修緣齒形。 齒形誤差會造成齒廓面在嚙合過程中使接觸點偏離嚙合線，引起瞬時傳動比的變化，破壞了傳動的平穩(wěn)性。并產(chǎn)生振動和噪聲。 齒形誤差（ff）可在漸開線檢查儀上測量。此儀器分為單圓盤式和萬能式兩種。,互換性與技術(shù)測量,11.2.2 影響傳動平穩(wěn)性的誤差

19、,第11章 漸開線圓柱齒輪精度及檢測,11.2 齒輪加工誤差及其檢測,基節(jié)偏差（fpb）是指實際基節(jié)與公稱基節(jié)之差 。實際基節(jié)是指基圓柱切平面所截兩相鄰?fù)瑐?cè)齒面的交線之間的法向距離。 fpb分常值基節(jié)偏差和變值基節(jié)偏差。基節(jié)偏差主要由刀具誤差引起，而與機(jī)床傳動鏈誤差無關(guān)。 fpb在齒輪一轉(zhuǎn)中多次重復(fù)出現(xiàn)，誤差頻率等于齒數(shù)，稱為齒頻誤差，它是影響傳動的平穩(wěn)性重要原因。 一對齒輪正常嚙合時，當(dāng)?shù)谝粋€輪齒尚未脫離嚙合時，第二個輪齒應(yīng)進(jìn)入嚙合。當(dāng)兩齒輪基節(jié)相等時，這種嚙合過程將平穩(wěn)地連續(xù)進(jìn)行，若齒輪具有基節(jié)偏差，則這種嚙合過程將被破壞，使瞬時速比發(fā)生變化，產(chǎn)生沖擊、振動。 基節(jié)偏差可用基節(jié)儀或萬能測齒

20、儀進(jìn)行測量。,互換性與技術(shù)測量,11.2.2 影響傳動平穩(wěn)性的誤差,第11章 漸開線圓柱齒輪精度及檢測,11.2 齒輪加工誤差及其檢測,齒距偏差 （fpt ）是指在分度圓上，實際齒距與公稱齒距之差 。 齒距偏差fpt 也將和基節(jié)偏差、齒形誤差一樣，在每一次轉(zhuǎn)齒和換齒的嚙合過程中產(chǎn)生轉(zhuǎn)角誤差。,互換性與技術(shù)測量,11.2.2 影響傳動平穩(wěn)性的誤差,齒距偏差可在測量齒距累積誤差Fp的同時得到，即在萬能測齒儀上用相對測量法測量。所以比較簡單。該項偏差主要由機(jī)床誤差產(chǎn)生。,第11章 漸開線圓柱齒輪精度及檢測,11.2 齒輪加工誤差及其檢測,螺旋線波度誤差（ff）是指寬斜齒輪齒高中部實際齒向線（即螺旋線

21、）波紋的最大波幅。沿齒面法線方向估值。 螺旋線波度誤差（ff）用于評定軸向重合度1.25的6級及高于6級精度的斜齒輪及人字齒輪的傳動平穩(wěn)性。這種齒輪主要用于汽輪機(jī)減速器。特點是功率大、速度高，傳動平穩(wěn)性要求特別高。 ff主要由機(jī)床分度蝸桿副和滾刀進(jìn)給絲桿的周期誤差引起。屬于高頻誤差。,互換性與技術(shù)測量,11.2.2 影響傳動平穩(wěn)性的誤差,第11章 漸開線圓柱齒輪精度及檢測,11.2 齒輪加工誤差及其檢測,齒輪工作時，兩齒面接觸良好，才能保證齒面上載荷分布均勻。理論上，一對輪齒在嚙合過程中，若不考慮彈性變形影響，則由齒頂?shù)烬X根每瞬間都沿著全齒寬成一直線接觸。 實際上，由于齒輪的制造和安裝誤差，嚙

22、合時在齒長方向并不是沿全齒寬接觸。影響接觸寬度的，直齒輪是齒向誤差，窄斜齒輪是接觸線誤差，寬斜齒輪是軸向齒距偏差。同時，在齒高方向上，影響接觸高度的，直齒輪和窄斜齒輪是齒形誤差和基節(jié)偏差，寬斜齒輪是接觸線誤差。 影響載荷分布均勻性的誤差主要包括下述三項： 齒向誤差（F）導(dǎo)程儀標(biāo)準(zhǔn)軌跡法 接觸線誤差（Fb ）漸開線和螺旋線檢查儀 軸向齒距偏差（Fpx）光學(xué)機(jī)械儀器,互換性與技術(shù)測量,11.2.3 影響載荷分布均勻性的誤差,第11章 漸開線圓柱齒輪精度及檢測,11.2 齒輪加工誤差及其檢測,齒向誤差（F）：在分度圓柱面上，齒寬有效部分范圍內(nèi)（端部倒角部分除外），包容實際齒線且距離為最小的兩條設(shè)計齒

23、向線之間的端面距離。齒向誤差包括齒向線的方向偏差和形狀誤差。 齒向線是齒面和分度圓柱面的交線。通常直齒輪的齒向線為直線，斜齒輪的齒向線是螺旋線。 齒向誤差（F）主要是由齒坯端面跳動和刀架導(dǎo)軌傾斜引起的。 齒向誤差是用導(dǎo)程儀采用標(biāo)準(zhǔn)軌跡法測量。,互換性與技術(shù)測量,11.2.3 影響載荷分布均勻性的誤差,第11章 漸開線圓柱齒輪精度及檢測,11.2 齒輪加工誤差及其檢測,接觸線誤差（Fb ）是指平行于公稱接觸線并包容實際接觸線的兩包容線的法向距離。 接觸線誤差主要來源于滾刀誤差。滾刀安裝誤差引起接觸線形狀誤差；滾刀齒形角誤差引起接觸線方向誤差，此誤差也是產(chǎn)生基節(jié)偏差的原因。 接觸線誤差可在專用的漸

24、開線或螺旋線檢查儀上測量。,互換性與技術(shù)測量,11.2.3 影響載荷分布均勻性的誤差,第11章 漸開線圓柱齒輪精度及檢測,11.2 齒輪加工誤差及其檢測,軸向齒距偏差（Fpx）是指任意每個同側(cè)齒面間沿基準(zhǔn)軸線方向?qū)嶋H距離與公稱距離之差。,互換性與技術(shù)測量,11.2.3 影響載荷分布均勻性的誤差,軸向齒距偏差（Fpx）主要反映斜齒輪的螺旋角誤差。在滾齒中，它是由滾齒機(jī)差動傳動鏈的調(diào)整誤差、刀具托板的傾斜、齒坯端面跳動引起的。 Fpx可用光學(xué)機(jī)械儀器測量。,第11章 漸開線圓柱齒輪精度及檢測,11.2 齒輪加工誤差及其檢測,為使齒輪嚙合時有一定的側(cè)隙，應(yīng)將箱體中心距加大或?qū)⑤嘄X減薄。考慮到箱體加工

25、與齒輪加工的特點，宜采用減薄齒厚的方法獲得齒側(cè)間隙（即基中心距制）。齒厚減薄量是通過調(diào)整刀具與毛坯的徑向位置而獲得的，其誤差將影響側(cè)隙的大小。此外，幾何偏心和運動偏心也會引起齒厚不均勻，使齒輪工作時的側(cè)隙也不均勻。 為控制齒厚減薄量，以獲得必要的側(cè)隙，可以采用下列評定指標(biāo)：齒厚偏差（ES），公法線平均長度偏差（EWm）,互換性與技術(shù)測量,11.2.4 側(cè)隙的評定指標(biāo),第11章 漸開線圓柱齒輪精度及檢測,11.2 齒輪加工誤差及其檢測,齒厚偏差（ES）是指在齒輪分度圓柱面上，齒厚的實際值與公稱值之差。對于斜齒輪，指法向齒厚。,互換性與技術(shù)測量,11.2.4 側(cè)隙的評定指標(biāo),為了保證一定的齒側(cè)間隙

26、，齒厚的上偏差（ESS），下偏差（ESi）一般都為負(fù)值。,第11章 漸開線圓柱齒輪精度及檢測,11.2 齒輪加工誤差及其檢測,公法線平均長度偏差EW是指在齒輪一周內(nèi)，公法線長度平均值與公稱值之差。即 EWm =（W1+W2+Wn）/z W公稱 齒輪因齒厚減薄使公法線長度也相應(yīng)減小，所以可用公法線平均長度偏差作為反映側(cè)隙的一項指標(biāo)。通常是通過跨一定齒數(shù)測量公法線長度來檢查齒厚偏差的。,互換性與技術(shù)測量,11.2.4 側(cè)隙的評定指標(biāo),第11章 漸開線圓柱齒輪精度及檢測,11.3 齒輪副誤差及其評定指標(biāo),前面討論的是單個齒輪的加工誤差。實際上齒輪副的安裝誤差同樣影響齒輪傳動的使用性能。應(yīng)加以控制。齒

27、輪副的安裝誤差主要有以下兩個方面： 軸線的平行度誤差（fx、fy）一對齒輪其軸線在x,y方向投影的平行度誤差。 齒輪副的中心距偏差（fa ） 實際中心距與設(shè)計中心距之差。,互換性與技術(shù)測量,第11章 漸開線圓柱齒輪精度及檢測,11.3 齒輪副誤差及其評定指標(biāo),為考核安裝好的齒輪副的傳動性能，對齒輪副的精度按下面四項指標(biāo)評定： 齒輪副切向綜合誤差Fic：裝配好的齒輪副，在嚙合轉(zhuǎn)動足夠多的轉(zhuǎn)數(shù)內(nèi)，一個齒輪相對于另一個齒輪的實際轉(zhuǎn)角與公稱轉(zhuǎn)角之差的最大幅值 。 齒輪副的一齒切向綜合誤差fic：裝配好的齒輪副，在嚙合轉(zhuǎn)動足夠多的轉(zhuǎn)數(shù)內(nèi)，一個齒輪相對于另一個齒輪的一個齒距的實際轉(zhuǎn)角與公稱轉(zhuǎn)角之差的最大幅

28、值。 齒輪副的接觸斑點 ：安裝好的齒輪副，在輕微制動下，運轉(zhuǎn)后齒面上分布的接觸擦亮痕跡。是齒面接觸精度的綜合評定指標(biāo)。 齒輪副的側(cè)隙 ：齒輪副的側(cè)隙分圓周側(cè)隙和法向側(cè)隙。,互換性與技術(shù)測量,第11章 漸開線圓柱齒輪精度及檢測,11.4 漸開線圓柱齒輪精度標(biāo)準(zhǔn),GB/T 10095-1988是圓柱齒輪傳動公差的國家標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)適用于平行軸傳動的漸開線圓柱齒輪及其齒輪副。法向模數(shù)mn 1。 國標(biāo)GB/T 10095-1988的最新修訂標(biāo)準(zhǔn)為： GB/T 10095-2001漸開線圓柱齒輪 精度 GB/Z 18620-2002圓柱齒輪 檢驗實施規(guī)范 國標(biāo)GB 10095-88規(guī)定：齒輪及齒輪副共分為

29、12個精度等級，用1，2，12表示。其中1級精度最高，12級精度最低。（新國標(biāo)分012十三個等級） 按齒輪各項誤差對傳動性能的主要影響，將齒輪各項公差分為、三個公差組。,互換性與技術(shù)測量,11.4.1 精度等級,第11章 漸開線圓柱齒輪精度及檢測,11.4 漸開線圓柱齒輪精度標(biāo)準(zhǔn),互換性與技術(shù)測量,11.4.1 精度等級,齒輪和齒輪副的誤差項目都規(guī)定了相應(yīng)的公差或極限偏差，除接觸斑點外，其余項目的公差代號均為對應(yīng)的誤差代號去掉；并將單個齒輪的公差項目分為、公差組，各公差組中的公差項目、代號、所用公差值符號、公差值計算公式及齒輪副的有關(guān)公差都列于表供查用。,第11章 漸開線圓柱齒輪精度及檢測,1

30、1.4 漸開線圓柱齒輪精度標(biāo)準(zhǔn),精度等級的選用： 齒輪的精度等級應(yīng)根據(jù)齒輪的用途、使用要求、傳遞功率及圓周速度及其它技術(shù)要求而定，同時考慮切齒工藝及經(jīng)濟(jì)性。齒輪3個公差組的精度等級應(yīng)分別規(guī)定，可采用同級，也可以不同級，但同一公差組中的項目必須同級。齒輪副中兩齒輪對應(yīng)公差組的精度采用同級，也允許不同級。 一般齒輪傳動多按齒輪圓周線速度確定第公差組的精度等級。當(dāng)對傳遞運動準(zhǔn)確性沒有特別要求時，第公差組的精度常比第公差組低一個等級，當(dāng)所傳遞的功率不特別大時，第公差組一般采用和第公差組相同的精度等級。,互換性與技術(shù)測量,11.4.1 精度等級,第11章 漸開線圓柱齒輪精度及檢測,圓柱齒輪精度等級的適用

31、范圍,互換性與技術(shù)測量,第11章 漸開線圓柱齒輪精度及檢測,各種機(jī)械采用的齒輪的精度等級,互換性與技術(shù)測量,第11章 漸開線圓柱齒輪精度及檢測,11.4 漸開線圓柱齒輪精度標(biāo)準(zhǔn),在實際生產(chǎn)中，對同一公差組內(nèi)各項指標(biāo)分成若干檢驗組，根據(jù)傳動要求和生產(chǎn)規(guī)模，在各公差組中選擇其中一個檢驗組來檢查齒輪的精度。 第公差組的檢驗組： 切向綜合誤差（Fi） 齒距累積誤差（Fp ） （必要時可檢查Fpk） 徑向綜合誤差Fi+公法線長度變動Fw（幾何偏心+運動偏心） 齒圈徑向跳動Fr+公法線長度變動Fw(幾何偏心+運動偏心) 齒圈徑向跳動Fr（僅用于1012級精度）,互換性與技術(shù)測量,11.4.1 精度等級,第

32、11章 漸開線圓柱齒輪精度及檢測,11.4 漸開線圓柱齒輪精度標(biāo)準(zhǔn),第公差組的檢驗組： 一齒切向綜合誤差fi（需要時可增加fph） 齒形誤差ff+基節(jié)偏差fpb（用于滾齒、插齒、蝸桿砂輪磨齒等連續(xù)展成法） 齒形誤差ff+齒距偏差fpt（用于仿形法銑齒或磨齒及分度展成法磨齒） 螺旋線波度誤差ff(用于1.25，6級及6級以上斜齒或人字齒) 一齒徑向綜合誤差fi（需保證齒形精度） 齒距偏差fpt+基節(jié)偏差fpb（用于912級） 齒距偏差fpt或基節(jié)偏差fpb（用于1012級）,互換性與技術(shù)測量,11.4.1 精度等級,第11章 漸開線圓柱齒輪精度及檢測,11.4 漸開線圓柱齒輪精度標(biāo)準(zhǔn),第公差組的

33、檢驗組： 齒向誤差F 接觸線誤差Fb(僅用于軸向重合度1.25,齒向線不作修正的斜齒輪) 軸向齒距偏差Fpx+齒形誤差ff(僅用于1.25，齒向線不作修正的斜齒輪) 軸向齒距偏差Fpx+接觸線誤差Fb (僅用于1.25，齒向線不作修正的斜齒輪),互換性與技術(shù)測量,11.4.1 精度等級,第11章 漸開線圓柱齒輪精度及檢測,11.4 漸開線圓柱齒輪精度標(biāo)準(zhǔn),齒輪誤差檢驗組的選擇 在確定每一公差組的誤差檢驗組時，應(yīng)綜合考慮檢測的目的、齒輪的精度等級、生產(chǎn)規(guī)模及現(xiàn)有測量器具等因素進(jìn)行選擇。 檢測目的：當(dāng)齒輪的檢測是為了驗收產(chǎn)品，判斷產(chǎn)品是否合格時，宜選用綜合性項目。若測量的目的是為了進(jìn)行工藝分析，查

34、找誤差原因時，宜選擇單項檢測項目。 精度等級：高精度的齒輪用于重要場合，因此應(yīng)選擇反映誤差較為全面的綜合性項目或較為重要的單項檢測項目。對6級以上的齒輪，第公差組采用單項檢測項目時，必須檢測ff。而對于中低精度的齒輪可以用Fr或Fw進(jìn)行單項檢測。,互換性與技術(shù)測量,11.4.1 精度等級,第11章 漸開線圓柱齒輪精度及檢測,11.4 漸開線圓柱齒輪精度標(biāo)準(zhǔn),齒輪誤差檢驗組的選擇 加工工藝：如第公差組用ff與fpt組合，適用于磨齒加工，ff反映砂輪齒形角誤差，fpt反映機(jī)床分度誤差。ff與fpb組合適合于滾齒和插齒加工，這時ff反映齒輪齒面形狀誤差，fpb反映齒形角誤差。 生產(chǎn)批量及檢測設(shè)備：生

35、產(chǎn)批量大時，應(yīng)選擇檢測效率高的項目。如汽車、拖拉機(jī)行業(yè)，第公差組多用Fi的Fw組合，因為Fi檢測方便迅速，可全數(shù)檢驗，F(xiàn)w只需抽檢即可。同時應(yīng)盡量用同一臺儀器測量多項誤差。如第公差組檢驗Fp，第公差組就應(yīng)當(dāng)選擇fpt與其它項目組合，因為兩者測量方法相同。,互換性與技術(shù)測量,11.4.1 精度等級,第11章 漸開線圓柱齒輪精度及檢測,檢驗組檢驗指標(biāo)的推薦方法,互換性與技術(shù)測量,第11章 漸開線圓柱齒輪精度及檢測,11.4 漸開線圓柱齒輪精度標(biāo)準(zhǔn),齒輪副的公差項目： x、y方向軸線平行度誤差（fx、fy ） 中心距偏差fa， 切向綜合誤差Fic 一齒切向綜合誤差fic 接觸斑點 最大、最小極限側(cè)隙

36、（jnmax、jnmin） 各級精度齒輪及齒輪副所規(guī)定的各項公差或極限偏差表由國家標(biāo)準(zhǔn)各種表給出，未列出公差表的，其公差值也可由給出的關(guān)系式或公式計算得到。,互換性與技術(shù)測量,11.4.1 精度等級,第11章 漸開線圓柱齒輪精度及檢測,11.4 漸開線圓柱齒輪精度標(biāo)準(zhǔn),齒輪副的最小極限側(cè)隙應(yīng)根據(jù)齒輪工作時的溫度和潤滑條件確定，與齒輪的精度等級無關(guān)。高溫工作的傳動齒輪，為保證正常潤滑，避免發(fā)熱卡死，要求有較大的側(cè)隙；而需正反轉(zhuǎn)或讀數(shù)機(jī)構(gòu)的齒輪，為避免空程，則要求較小的側(cè)隙。故設(shè)計選定的最小法向極限側(cè)隙j nmin。 jnmin應(yīng)等于為補(bǔ)償溫升變形而引起的最小側(cè)隙量jn1和為保證齒輪工作面的正常工

37、作潤滑所需的最小側(cè)隙 jn2之和。即： j nmin = j n1 + j n2,互換性與技術(shù)測量,11.4.2 齒輪副側(cè)隙,第11章 漸開線圓柱齒輪精度及檢測,11.4 漸開線圓柱齒輪精度標(biāo)準(zhǔn),獲得側(cè)隙的方法有兩種，一種是基齒厚制，即固定齒厚的極限偏差，通過改變中心距的基本偏差來獲得不同的最小極限側(cè)隙，此方法用于中心距可調(diào)的機(jī)構(gòu)。另一種方法是基中心距制，即固定中心距的極限偏差，通過改變齒厚的上偏差來得到不同的最小極限側(cè)隙，國標(biāo)采用后一種。 國標(biāo)規(guī)定了14種齒厚極限偏差的數(shù)值，并用14個大寫的英文字母C、D、E、F、G、H、J、K、L、M、N、P、R、S依次遞增表示。每一種代號代表的齒厚極限偏

38、差的數(shù)值均以齒距極限偏差（fpt）的倍數(shù)表示。,互換性與技術(shù)測量,11.4.2 齒輪副側(cè)隙,第11章 漸開線圓柱齒輪精度及檢測,11.4 漸開線圓柱齒輪精度標(biāo)準(zhǔn),齒厚極限偏差的確定 選取齒厚極限偏差代號前，先根據(jù)齒輪副所要求的最小側(cè)隙jnmin等計算出齒厚上偏差Ess，然后再根據(jù)切齒時進(jìn)刀誤差和能引起齒厚變化的齒圈徑向跳動等算出齒厚的公差，最后再算出齒厚的下偏差Esi = -（Esi+Ts）。 將算出的齒厚上、下偏差分別除以齒距極限偏差fpt，再按所得的商值從上圖中選取適當(dāng)?shù)凝X厚偏差代號。國標(biāo)規(guī)定，當(dāng)計算所得的數(shù)值不能正好以14種偏差代號表示時，允許另行規(guī)定，在圖樣上直接標(biāo)注齒厚極限偏差的數(shù)值

39、。,互換性與技術(shù)測量,11.4.2 齒輪副側(cè)隙,第11章 漸開線圓柱齒輪精度及檢測,11.4 漸開線圓柱齒輪精度標(biāo)準(zhǔn),齒坯的內(nèi)孔、頂圓和端面通常作為齒輪的加工、測量和裝配的基準(zhǔn)，它們的精度對齒輪的加工、測量和裝配有很大的影響，所以必須給它們規(guī)定公差。齒坯各部分公差值按課本P199表11-18舊（P229表11-20新 ）確定。,互換性與技術(shù)測量,11.4.3 齒坯精度,第11章 漸開線圓柱齒輪精度及檢測,11.4 漸開線圓柱齒輪精度標(biāo)準(zhǔn),齒輪的結(jié)構(gòu)尺寸及形式根據(jù)設(shè)計需要并參考有關(guān)手冊而定。齒坯公差直接標(biāo)注在工作圖上，齒輪的主要參數(shù)（如模數(shù)mn、齒數(shù)z、齒形角、螺旋角、變位系數(shù)x等）、精度等級及齒厚極限偏差代號、所選用的公差（或極限偏差）均應(yīng)列表標(biāo)注。 齒輪精度等級及齒厚極限偏差代號的標(biāo)注見以下示例。 例：7-6-6 G M GB 100951988表示齒輪第、公差組的精度分別為7級、6級、6級，齒厚上、下偏差代號分別為、。,互換性與技術(shù)測量,11.