6第十一章 漸開(kāi)線(xiàn)圓柱齒輪精度及檢測(cè)

1、 高度參數(shù)是基本參數(shù)，對(duì)表面有粗糙度要求的均需選?。?當(dāng)高度參數(shù)還不能滿(mǎn)足功能要求時(shí)，可根據(jù)需要選取間距參數(shù)和綜合參數(shù)； 在高度參數(shù)中應(yīng)優(yōu)先選取Ra； 當(dāng)粗糙度要求特別高或特別低時(shí)選Rz ； 當(dāng)表面較小不足一個(gè)取樣長(zhǎng)度時(shí)選Ry ； Ra和Rz在一個(gè)表面不可同時(shí)選??； Sm、S、tp不能單獨(dú)使用。 1、 表面粗糙度評(píng)定參數(shù)及數(shù)值 高度參數(shù)、間距參數(shù)和綜合參數(shù) 2、表面粗糙度 符號(hào)、代號(hào)及標(biāo)注 第四章第四章 主要內(nèi)容：主要內(nèi)容： 3、表面粗糙度 的選擇 第十一章 漸開(kāi)線(xiàn)圓柱齒輪精度及檢測(cè) 第一節(jié) 概述 對(duì)齒輪傳動(dòng)的要求有四項(xiàng)： 1、傳遞運(yùn)動(dòng)的準(zhǔn)確性即要求齒輪在一轉(zhuǎn)范圍內(nèi)，最大的轉(zhuǎn)角誤差限制 在一定

2、的范圍內(nèi)，以保證從動(dòng)件與主動(dòng)件運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào) 一致。 2、傳動(dòng)的平穩(wěn)性即要求齒輪傳動(dòng)瞬間傳動(dòng)比變化不大，以免引起齒輪 沖擊，產(chǎn)生噪聲和振動(dòng)。 3、載荷分布的均勻性即要求齒輪嚙合時(shí)，齒面接觸良好，以免引起應(yīng) 力集中，造成齒面磨損，影響齒輪的使用壽命。 4、傳動(dòng)側(cè)隙即要求齒輪嚙合時(shí)，非工作齒面間應(yīng)具有一定的間隙，用 于貯油潤(rùn)滑和容納受熱、受力變形。 不同工況的齒輪對(duì)傳動(dòng)的要求: l一般動(dòng)力齒輪對(duì)傳動(dòng)平穩(wěn)性和載荷分布均勻性有要求 l動(dòng)力齒輪對(duì)載荷分布均勻性和傳動(dòng)間隙有要求 l高速齒輪對(duì)傳動(dòng)平穩(wěn)性和側(cè)隙有要求 l讀數(shù)、分度齒輪傳遞運(yùn)動(dòng)的準(zhǔn)確性 第二節(jié) 齒輪加工誤差及其檢測(cè) 1.齒輪加工（滾齒）誤差產(chǎn)生的原因

3、： 1）幾何偏心(e幾) 由于機(jī)床心軸與齒 坯安裝有間隙，會(huì)引起 齒輪齒圈的基本軸線(xiàn)與 工作時(shí)的旋轉(zhuǎn)軸線(xiàn)不重 合。 2）運(yùn)動(dòng)偏心 由于機(jī)床分度蝸輪的加工誤差及 安裝偏心e蝸所引。 3）機(jī)床傳動(dòng)鏈的高頻誤差 由于機(jī)床分度蝸桿的徑向跳動(dòng)和 軸向竄動(dòng)。 4）滾刀的安裝誤差和加工誤差 如滾刀偏心、軸向竄動(dòng)及刀具齒 形角誤差等。 2、誤差分類(lèi) v 長(zhǎng)周期誤差 誤差以齒輪一轉(zhuǎn)為周期。如幾何偏心、運(yùn)動(dòng)偏心引起的誤差。 v短周期誤差 誤差在齒輪一轉(zhuǎn)中，多次重復(fù)出現(xiàn)。如機(jī)床傳動(dòng)鏈的高頻、誤差滾刀的 安裝誤差和加工誤差。 3、按齒輪各項(xiàng)誤差對(duì)齒輪傳動(dòng)使用性能的主要影響 影響運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確性的誤差，即第公差組 影響傳動(dòng)平

4、穩(wěn)性的誤差，即第公差組 影響載荷分布均勻性的誤差，即第公差組 一、影響運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確性的誤差 u 切向綜合誤差（Fi） 是指被測(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)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。 原因：運(yùn)動(dòng)誤差、幾何誤差、各短周期誤差。 檢驗(yàn)儀器：齒輪單面嚙合檢查儀（單嚙儀） Fi是評(píng)定齒輪運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確性的綜合指標(biāo)。 u齒距累積誤差（Fp） 是指在分度圓上，任意兩同側(cè)齒面間的實(shí)際弧長(zhǎng)與公稱(chēng)弧長(zhǎng)的 最大差值。 原因：運(yùn)動(dòng)誤差及幾何誤差。 檢驗(yàn)儀器：萬(wàn)能測(cè)齒儀 必要時(shí)，還要控制齒輪K個(gè)齒距的累積誤差。 K個(gè)齒距的累積誤差FpK ：是指在分度圓上，K個(gè)齒距個(gè)齒距間的實(shí)際弧長(zhǎng)與公

5、 稱(chēng)弧長(zhǎng)的最大差值。 Fp也反映齒輪一轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)角誤差，因此，它可 以替代 Fi作為評(píng)定齒輪運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確性的指標(biāo)。 u 齒圈徑向跳動(dòng)（Fr） 是指在齒輪一轉(zhuǎn)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(xiàn) 的最大變動(dòng)量。 原因：幾何偏心 檢驗(yàn)儀器：齒輪齒圈徑向跳動(dòng)檢查儀 u 徑向綜合誤差（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)齒輪一轉(zhuǎn)內(nèi)， 雙嚙中心距的最大變動(dòng)量。 雙嚙中心距：是指被測(cè)齒輪與理想齒輪雙面嚙合時(shí)的中心距。 原因： 幾何偏心、短 周期誤差。 檢驗(yàn)儀器： 齒輪單面嚙合 綜合檢查儀 （單嚙儀） u 公法線(xiàn)長(zhǎng)度變動(dòng)量（Fw） 是指在齒輪一轉(zhuǎn)齒

6、輪一轉(zhuǎn)范圍內(nèi)，實(shí)際公法線(xiàn)長(zhǎng)度最大值和最小值之差。 測(cè)量?jī)x器：公法線(xiàn)千分尺。 原因：運(yùn)動(dòng)偏心。 跨齒數(shù) K=(Z/9)+0.5 二、影響傳動(dòng)平穩(wěn)性的誤差 u 一齒切向綜合誤差（fi） 是指被測(cè)齒輪與理想精確的測(cè)量齒輪單面嚙合時(shí)，在被測(cè)齒輪一齒齒輪一齒 距角內(nèi)，實(shí)際轉(zhuǎn)角與公稱(chēng)轉(zhuǎn)角之差的最大幅度值。 u一齒徑向綜合誤差（ 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)齒輪一齒齒輪一齒距角 內(nèi)，雙嚙中心距的最大變動(dòng)量。 原因： 刀具制造、安 裝引起的高頻 誤差。 u 齒形誤差（ ff） 是指在齒輪端截面上，齒形工作部分內(nèi)（倒棱部分除外）包容實(shí)際齒 形的兩條設(shè)計(jì)齒形間的法向距離。 測(cè)量?jī)x

7、器： 漸開(kāi)線(xiàn)檢查儀 齒形誤差影響傳動(dòng)平穩(wěn)性 u 基節(jié)偏差（ ff b） 是指實(shí)際基節(jié)與公稱(chēng)基節(jié)之差。 實(shí)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(xiàn)之間 的法向距離。 原因： 刀具的制造誤差。 測(cè)量?jī)x器：基節(jié)儀 主動(dòng)輪基節(jié) 從動(dòng)輪基節(jié) u 齒距偏差（ fp t） 是指在分度圓上，實(shí)際 齒距與公稱(chēng)齒距之差。 公稱(chēng)齒距： 是指所有實(shí)際齒距的平均值。 u 螺旋線(xiàn)波度誤差（ff） 是指寬斜齒輪齒高中部實(shí)際齒向線(xiàn)（即螺旋線(xiàn)）波紋的最大波幅。沿 齒面法向計(jì)值。 ff 一般用于評(píng)定斜齒輪及人字齒輪的軸向重合度。這種齒輪的特點(diǎn)是 功率大、速度高，對(duì)傳動(dòng)的平穩(wěn)性要求特別高。 三、影響載荷分布均勻性的誤差

8、三、影響載荷分布均勻性的誤差 直齒輪的齒面是切于基 圓柱的平面上的直線(xiàn)K-K的運(yùn) 動(dòng)軌跡漸開(kāi)面。輪齒每 瞬間的接觸線(xiàn)是一條平行于 軸線(xiàn)的直線(xiàn)K-K。 斜齒輪的齒面是切于基圓 柱的平面上且與軸線(xiàn)夾角為b的 直線(xiàn)K-K的運(yùn)動(dòng)軌跡漸開(kāi)螺 旋面。輪齒每瞬間的接觸線(xiàn)是一 條與基圓柱母線(xiàn)夾角為b的直線(xiàn) K-K。 u 齒向誤差（ F ） 是指在分度圓柱面上，齒寬有效部分范圍內(nèi)，包容實(shí)際齒向線(xiàn)的兩條 設(shè)計(jì)齒向線(xiàn)之間的法向距離。 u 接觸線(xiàn)誤差（ Fb ） 接觸線(xiàn)：基圓柱切平面與 齒面的交線(xiàn)。 指在基圓柱的切平面內(nèi)， 平行于公稱(chēng)接觸線(xiàn)并包容 實(shí)際接觸線(xiàn)的兩條直線(xiàn)間 的法向距離。 u 軸向齒距偏差（ Fpx ）

9、指在與齒輪基準(zhǔn)軸線(xiàn) 平行而大約通過(guò)齒高中部 的一條直線(xiàn)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 向方向計(jì)值。 主要反映斜齒輪的螺旋 角誤差 第三節(jié) 齒輪副誤差及其評(píng)定指標(biāo) 齒輪副的安裝誤差有以下幾個(gè)方面： 軸線(xiàn)的平行度誤差 X方向軸線(xiàn)的平行度誤差（ fx ）：是指一對(duì)齒輪的軸線(xiàn)在其 基準(zhǔn)平面上 投影的平行度誤差。 基準(zhǔn)平面： 包含基準(zhǔn)軸線(xiàn)，并 通過(guò)由另一軸線(xiàn)與齒寬 中間平面 相交的點(diǎn)所形 成的平面。 Y方向軸線(xiàn)的平行度誤差（ fy ） ： 是指一對(duì)齒輪的軸線(xiàn)， 在 垂直于基 準(zhǔn)平面， 且平行于基準(zhǔn)軸線(xiàn) 的平面上投影的平 行度誤差。 u 齒輪副的中心距偏差（fa ） 是指在齒

10、輪副的齒寬中間平 面內(nèi)，實(shí)際中心距與設(shè)計(jì) （公稱(chēng)）中心距之差。 評(píng)定齒輪副的傳動(dòng)性能有四項(xiàng)指標(biāo)：運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確性、傳動(dòng)平穩(wěn)性、接 觸斑點(diǎn)、側(cè)隙要求。 （1）齒輪副的切向綜合誤差（Fic） 是指安裝好的齒輪副，在嚙合裝動(dòng)足夠多的轉(zhuǎn)數(shù)內(nèi)，一個(gè)齒輪相對(duì) 于另一個(gè)齒輪的實(shí)際轉(zhuǎn)角與公稱(chēng)轉(zhuǎn)角之差的總幅度值。 （2）齒輪副的一齒切向綜合誤差（ fic ） 是指齒輪副的切向綜合誤差記錄曲線(xiàn)上，小波紋的最大幅度值，即一個(gè) 齒距的實(shí)際轉(zhuǎn)角與公稱(chēng)轉(zhuǎn)角之差的最大幅度值。 （3）接觸斑點(diǎn) 接觸斑點(diǎn)是齒面接觸精 度的綜合評(píng)定指標(biāo)。是指裝 配好的齒輪副，在輕微制動(dòng) 下，運(yùn)轉(zhuǎn)后齒面上分布的接 觸檫亮痕跡。 接觸痕跡的大小在齒面展開(kāi)

11、圖上用百分?jǐn)?shù)計(jì)算。 沿齒長(zhǎng)方向： 接觸痕跡的長(zhǎng)度b”（扣除超過(guò)模數(shù)值的斷開(kāi)部分c）與工作長(zhǎng) 度b之比的百分?jǐn)?shù)。 （b” c）/ b 100% 沿齒高方向： 接觸痕跡的平均高度h” 與工作高度h之比的百分?jǐn)?shù)。 (h” / h ) 100% （4）齒輪副的法向側(cè)隙（jn） 是指裝配好的齒輪副當(dāng)工作齒面接觸時(shí)非工作齒面間的最小距離。 在生產(chǎn)中，也可以檢驗(yàn) 圓周側(cè)隙(jt)。 圓周側(cè)隙： 是指裝配好的齒輪副，當(dāng) 一個(gè)齒輪固定時(shí)，另一個(gè)齒輪 的圓周晃動(dòng)量。 第四節(jié) 漸開(kāi)線(xiàn)圓柱齒輪精度 GB 1009588是圓柱齒輪傳動(dòng)公差的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)適用于平 行軸傳動(dòng)的漸開(kāi)線(xiàn)圓柱齒輪及其齒輪副，法向模數(shù)mn1。

12、一、精度等級(jí) 按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，齒輪及齒輪副分為12個(gè)精度等級(jí)，精度由高到低依次為： 1、2、3.、12級(jí)。 齒輪副中兩個(gè)齒輪的精度等級(jí)一般是取成相同的，也允許取成不同等級(jí)。 按齒輪各項(xiàng)誤差對(duì)傳動(dòng)性能的主要影響，將齒輪的各項(xiàng)公差分為 、 、 三個(gè)公差組。 公差組 公差與極限偏差項(xiàng)目對(duì)傳動(dòng)性能的影響 Fi 、Fp、 Fpk 、 Fi 、 Fr 、 Fw傳遞運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確性 fi 、 fi 、 ff 、 fpt、 fpb、 ff 傳遞運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性 F、 Fb 、 Fpx載荷分布均勻性 第公差組的檢驗(yàn)組 切向綜合誤差 齒距累計(jì)誤差 徑向綜合誤差公法線(xiàn)長(zhǎng)度變動(dòng) 齒圈徑向跳動(dòng)公法線(xiàn)長(zhǎng)度變動(dòng) 齒圈徑向跳動(dòng)( 僅用于10

13、12級(jí)精度 ) 第公差組的檢驗(yàn)組 一齒切向綜合誤差（基節(jié)偏差） 齒形誤差基節(jié)偏差 齒形誤差齒距偏差 螺旋線(xiàn)波度誤差（斜齒輪或人字齒輪） 一齒徑向綜合誤差 齒距偏差基節(jié)偏差( 僅用于912級(jí)精度 ) 齒距偏差 / 基節(jié)偏差( 僅用于1012級(jí)精度 ) 第第公差組的檢驗(yàn)組公差組的檢驗(yàn)組 齒向誤差 接觸線(xiàn)誤差（1.25） 軸向齒距偏差齒形誤差（1.25） 軸向齒距偏差接觸線(xiàn)誤差（1.25） 齒輪副的公差項(xiàng)目：齒輪副的公差項(xiàng)目： x方向、y方向軸線(xiàn)平行度誤差 中心距偏差 切向綜合誤差 一齒切向綜合誤差 接觸斑點(diǎn) 最大、最小極限側(cè)隙 精度等級(jí)的選擇原則： 在一般情況下，齒輪的三個(gè)公差組選用相同的精度等級(jí)

14、。但標(biāo)準(zhǔn)中 規(guī)定，根據(jù)齒輪適用要求的不同，允許對(duì)三個(gè)公差組選用不同的精度等 級(jí)。而在同一公差組內(nèi)各項(xiàng)公差與極限偏差應(yīng)保持相同的精度等級(jí)。 選擇齒輪的精度等級(jí)時(shí) ，必須根據(jù)其用途、工作條件及技術(shù)要求， 同時(shí)還應(yīng)考慮工藝的可能性和經(jīng)濟(jì)性。 簡(jiǎn)單地說(shuō)，通常是根據(jù)齒輪傳動(dòng)性能的主要要求，首先確定一個(gè)公差通常是根據(jù)齒輪傳動(dòng)性能的主要要求，首先確定一個(gè)公差 組的精度等級(jí)，然后再確定齒輪的其余精度要求組的精度等級(jí)，然后再確定齒輪的其余精度要求。 w 分度、讀數(shù)齒輪 如精密機(jī)床分度機(jī)構(gòu)和儀器讀數(shù)機(jī)構(gòu)中的齒輪。 主要要求是傳遞運(yùn)動(dòng)的準(zhǔn)確性。 可根據(jù)傳動(dòng)鏈的運(yùn)動(dòng)精度要求，按誤差傳遞規(guī)律，計(jì)算出齒輪一轉(zhuǎn)中允 許的最

15、大轉(zhuǎn)角誤差，由此定出第公差組的精度等級(jí)，然后再根據(jù)工作 條件確定其它精度要求。 高速動(dòng)力齒輪 如汽輪機(jī)減速器齒輪。 特點(diǎn)是傳遞功率大、速度高。主要要求傳動(dòng)平穩(wěn)，噪聲及振動(dòng)小，同時(shí)對(duì) 齒面接觸也有較高的要求。 首先根據(jù)圓周速度或噪聲強(qiáng)度要求確定第公差組的精度等級(jí)。第公差 組的精度不宜低于第公差組。第公差組的精度也不應(yīng)過(guò)低。 低速動(dòng)力齒輪 如軋鋼機(jī)、礦山機(jī)械、起重機(jī)械用齒輪。 特點(diǎn)是傳遞功率大、速度低。主要要求齒面接觸良好，而對(duì)運(yùn)動(dòng)的準(zhǔn)確 性和傳動(dòng)平穩(wěn)性要求不高。 首先根據(jù)強(qiáng)度和壽命要求確定第公差組的精度等級(jí)。第公差組的精 度不應(yīng)過(guò)分低于第公差組的精度。 二、齒輪副側(cè)隙 齒輪副的側(cè)隙按齒輪工作條件

16、決定，而與齒輪的精度等級(jí)無(wú)關(guān)。 最小極限側(cè)隙jnmin應(yīng) 足以補(bǔ)償齒輪傳動(dòng)時(shí)溫度上升所引起的變形 保證正常的潤(rùn)滑。 1.補(bǔ)償溫升而引起變形所必需的最小側(cè)隙量(jn1) 見(jiàn)P216 公式113 2.保證正常潤(rùn)滑所必需的最小側(cè)隙量(jn2) jn2取決于潤(rùn)滑方式和齒輪的工作速度，見(jiàn)P。 齒輪副的最小極限側(cè)隙 jnmin jn1 jn2 影響齒輪副側(cè)隙的因素是中心距中心距和齒厚偏差齒厚偏差。為獲得必要的側(cè)隙，可 把其中一個(gè)因素固定，改變另一個(gè)因素。本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定采用“基中心制” 。 基中心制：即在固定中心距極限偏差的情況下，通過(guò)改變齒 厚偏差的大小而獲得不同的最小側(cè)隙。 控制側(cè)隙的精度指標(biāo)為： 對(duì)齒輪傳

17、動(dòng)是中心距偏差； 1)對(duì)齒輪是齒厚上、下偏差（Ess、 Esi ）或公法線(xiàn)偏差（ Ews 、 Ewi ）。 Ess除保證獲得要求的最小側(cè)隙（ jnmin ）外，還應(yīng)補(bǔ)償齒輪的加工誤差 與安裝誤差（jn）。 補(bǔ)償齒輪副的制造與安裝誤差所引起的側(cè)隙減小量jn可按P217公式 （115）計(jì)算。 通常為便于設(shè)計(jì)和計(jì)算，可取大、小齒輪上偏差相等，即Ess1 Ess2 Ess。 由公式（117）、（118）、（119）可分別計(jì)算齒厚上偏差 （ Ess ）、齒厚公差(Ts )及齒厚下偏差(Esi ) 。 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定14種齒厚極限偏差，代號(hào)由CS，其偏差值依次遞增， 以齒距極限偏差（fpt）的倍數(shù)表示。 如FL表示齒厚上偏差為F， Ess4 fpt ； 下偏差為L(zhǎng)， Esi 16 fpt ， 齒厚公差 Ts Ess Esi 12 fpt 對(duì)于大模數(shù)齒輪，在生產(chǎn)中通常測(cè)量齒厚；中、小模數(shù)齒輪，在成批生 產(chǎn)中，一般測(cè)量公法線(xiàn)長(zhǎng)度。 公法線(xiàn)平均長(zhǎng)度上、下偏差及公差（Ess、 Esi 、Tw ）與齒厚上、下偏差 及公