圓柱齒輪公差與檢測

1、目的：了解圓柱齒輪的公差標準目的：了解圓柱齒輪的公差標準初步掌握：初步掌握： 1. 1.應(yīng)用要求、加工誤差應(yīng)用要求、加工誤差 2. 2.評定指標評定指標 3. 3.圖樣標注圖樣標注 4. 4.齒輪精度設(shè)計齒輪精度設(shè)計操作技能：評定指標的檢驗操作技能：評定指標的檢驗 特點特點1 1 結(jié)構(gòu)緊湊結(jié)構(gòu)緊湊2 2 恒定的傳動比恒定的傳動比3 3 傳動效率高傳動效率高4 4 可實現(xiàn)平行軸、相可實現(xiàn)平行軸、相交軸和交錯軸之間的交軸和交錯軸之間的傳動傳動5 5 使用壽命長使用壽命長6 6 維護保養(yǎng)簡單維護保養(yǎng)簡單作用：傳遞空間任意兩軸（平行、相交、交錯）的旋作用：傳遞空間任意兩軸（平行、相交、交錯）的旋 轉(zhuǎn)運

2、動，或?qū)⑥D(zhuǎn)動轉(zhuǎn)換為移動。轉(zhuǎn)運動，或?qū)⑥D(zhuǎn)動轉(zhuǎn)換為移動。缺點：要求較高的制造和安裝精度，加工成本缺點：要求較高的制造和安裝精度，加工成本 高、不適宜遠距離傳動。高、不適宜遠距離傳動。傳動齒輪傳動齒輪：轉(zhuǎn)速較高，功率較大轉(zhuǎn)速較高，功率較大 （汽車（汽車 飛機等變速裝置）飛機等變速裝置）動力齒輪動力齒輪：轉(zhuǎn)速不高，傳遞扭矩轉(zhuǎn)速不高，傳遞扭矩 （礦山機械（礦山機械 起重機械）起重機械）分度齒輪分度齒輪：精確回轉(zhuǎn)精確回轉(zhuǎn) （精密機床（精密機床 儀表中的分度裝置）儀表中的分度裝置） 齒輪副、軸、齒輪副、軸、軸承、箱體軸承、箱體失效形式失效形式輪齒折斷輪齒折斷1.由于多次重復(fù)的彎曲應(yīng)力和應(yīng)力集中造成的疲勞折斷

3、；2.由于突然嚴重過載或沖擊載荷作用引起的過載折斷。直齒輪：齒寬較小的往往發(fā)生全齒折斷，齒寬較大的直齒輪或斜齒輪則容易發(fā)生局部折斷。一、一、 輪齒的失效形式輪齒的失效形式失效形式失效形式齒面點蝕齒面點蝕原因原因：由于在齒面嚙合處脈動循環(huán)變接觸應(yīng)力長期作用下，當(dāng)應(yīng)力峰值超過材料的接觸疲勞極限，經(jīng)過一定應(yīng)力循環(huán)次數(shù)后，先在節(jié)線附近的齒廓表面產(chǎn)生細微的疲勞裂紋。隨著裂紋的擴展，將導(dǎo)致小塊金屬剝落，產(chǎn)生齒面點蝕。點蝕不良影響點蝕不良影響：影響輪齒正常嚙合，引起沖擊和噪聲，造成傳動的不平穩(wěn)。一、一、 輪齒的失效形式輪齒的失效形式失效形式失效形式齒面膠合齒面膠合 高速重載傳動中，常因嚙合區(qū)溫度升高而引起潤

4、滑失效，致使齒面金屬直接接觸而相互粘連。當(dāng)齒面向?qū)瑒訒r，較軟的齒面沿滑動方向被撕下而形成溝紋。 傳動精度傳動精度 齒側(cè)間隙齒側(cè)間隙-齒輪副合理性齒輪副合理性傳遞運動的準確性傳遞運動的準確性傳遞運動的平穩(wěn)性傳遞運動的平穩(wěn)性載荷分布的均勻性載荷分布的均勻性 要求從動輪與主動輪運動協(xié)調(diào)，應(yīng)限要求從動輪與主動輪運動協(xié)調(diào)，應(yīng)限制齒輪制齒輪一轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)內(nèi)傳動比的不均勻性。內(nèi)傳動比的不均勻性。要求:齒輪在轉(zhuǎn)過一個齒距角的范圍內(nèi)，其最大轉(zhuǎn)角誤差應(yīng)限制在一定的范圍內(nèi)。一個齒距角內(nèi)瞬時傳動比沖擊、振動和噪聲 輪齒嚙合過程中，工作齒面沿全齒高和全齒長上保持均勻接觸，并且接觸面積盡可能的大。 引起應(yīng)力集中，造成局部磨損

5、，引起應(yīng)力集中，造成局部磨損，輪齒折斷，影響齒輪的使用壽命輪齒折斷，影響齒輪的使用壽命 齒輪傳動過程中，非齒輪傳動過程中，非接觸面之間一定要有合接觸面之間一定要有合理的間隙。理的間隙。1. 1.貯存潤滑油貯存潤滑油2. 2.補償齒輪的變形補償齒輪的變形3.3.制造和安裝誤差所制造和安裝誤差所引起的尺寸變動引起的尺寸變動傳動齒輪傳遞運動的準確性傳動的平穩(wěn)性載荷分布的均勻性動力齒輪載荷分布的均勻性齒輪副側(cè)隙的合理性分度齒輪傳遞運動的準確性齒輪副側(cè)隙為零加工方法：加工方法：按齒廓形成原理按齒廓形成原理 仿形法仿形法 展成法展成法滾刀滾刀進給進給0 0范成運動范成運動齒輪滾刀齒輪滾刀被加工齒輪被加工齒

6、輪工藝系統(tǒng)：機床、夾具工藝系統(tǒng)：機床、夾具、刀具刀具、齒坯本身齒坯本身安裝、調(diào)整安裝、調(diào)整齒坯ej o o o o齒圈孔的同心圓o oej1分度蝸輪 2 蝸桿 3 滾刀 4 齒坯 34e ej je ed do o 機床工作臺回轉(zhuǎn)軸線機床工作臺回轉(zhuǎn)軸線o o工件孔軸線工件孔軸線o o 分度蝸輪幾何軸線分度蝸輪幾何軸線o o o o” 12e ek kewo” o 原因：分度蝸桿的安裝偏心和軸向躥動 導(dǎo)致蝸輪（齒坯）轉(zhuǎn)速不均勻， 結(jié)果：加工出的齒輪有齒距偏差和齒形偏差 34e ej je ed do o 機床工作臺回轉(zhuǎn)軸線機床工作臺回轉(zhuǎn)軸線o o工件孔軸線工件孔軸線o o 分度蝸輪幾何軸線分度蝸

7、輪幾何軸線o o o o” 12e ek kewo” o滾刀偏心 按表現(xiàn)特征可分為4類：齒廓誤差齒廓誤差 齒距誤差齒距誤差齒向誤差齒向誤差 齒厚偏差齒厚偏差齒廓相對于工件的旋轉(zhuǎn)中心分布不均勻齒廓不是理論的漸開線齒面沿齒輪軸線方向的形狀和位置誤差齒厚相對于理論值在整個齒圈上不一致徑向誤差 切向誤差 軸向誤差齒高方向 齒厚方向 齒向方向 傳遞運動的準確性工作平穩(wěn)性以齒輪一轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)為周期以齒輪一齒一齒為周期第第公差公差組組傳遞運動的準確性傳遞運動的準確性 第第公差公差組組傳動的平穩(wěn)性傳動的平穩(wěn)性 第第公差公差組組載荷分布的均勻性載荷分布的均勻性 傳遞運動準確性的評定指標 傳遞運動平穩(wěn)性的評定指標 載荷

8、分布均勻性的評定指標 1. 影響側(cè)隙的單個齒輪因素7.3 7.3 單個齒輪的評定指標單個齒輪的評定指標 切向綜合總偏差（切向綜合總偏差（F i） 齒距累積總偏差（齒距累積總偏差（Fp） 徑向跳動（徑向跳動（F Fr r） 徑向綜合總偏差（徑向綜合總偏差（Fi） 公法線長度變動（公法線長度變動（F Fw w） 齒輪一轉(zhuǎn)范圍內(nèi)，測頭在齒槽內(nèi)與齒輪一轉(zhuǎn)范圍內(nèi)，測頭在齒槽內(nèi)與齒高中部雙面接觸，測頭相對于齒輪軸齒高中部雙面接觸，測頭相對于齒輪軸線的最大變動量稱齒圈徑向跳動。線的最大變動量稱齒圈徑向跳動。 一齒切向綜合偏差 f i 一齒徑向綜合偏差 f i 齒廓偏差 基圓齒距偏差基圓齒距偏差 f fpbp

9、b 單個齒距偏差 fpt 螺旋線偏差：螺旋線偏差：在端面基圓切線方向上測得的實際螺旋線偏離設(shè)計螺旋線的量 （1 1） 螺旋線總偏差螺旋線總偏差F F 在計值范圍內(nèi)，包容實際螺旋線跡線的兩條設(shè)計螺旋線跡線間的距離 （2 2） 螺旋線形狀偏差螺旋線形狀偏差 f ff f 在計值范圍內(nèi)，包容實際螺旋線跡線的兩條與平均螺旋線跡線完全相同曲線間的距離 （3 3） 螺旋線傾斜偏差螺旋線傾斜偏差f fhh 在計值范圍的兩端與平均螺旋跡線相交的設(shè)計螺旋線跡線間的距離一般都為負值一般都為負值2 公法線長度偏差1 1 軸線的平行度誤差軸線的平行度誤差2 2 中心距偏差中心距偏差3 3 接觸斑點接觸斑點4 4 齒輪

10、副的側(cè)隙齒輪副的側(cè)隙由于軸線平行度偏差的影響與其向量的方向有關(guān)。由于軸線平行度偏差的影響與其向量的方向有關(guān)。標準中對標準中對“軸線平面內(nèi)的偏差軸線平面內(nèi)的偏差”f f和和“垂直平垂直平面上的偏差面上的偏差”f f作了不同的規(guī)定。作了不同的規(guī)定。3 齒輪副的接觸斑點 裝配好的齒輪副在輕微制裝配好的齒輪副在輕微制動下運轉(zhuǎn)后齒面的動下運轉(zhuǎn)后齒面的接觸擦亮痕接觸擦亮痕跡跡，可以用沿齒高方向和沿齒，可以用沿齒高方向和沿齒長方向的百分數(shù)來表示。長方向的百分數(shù)來表示。沿齒長方向沿齒長方向 影響承載能力影響承載能力沿齒高方向沿齒高方向 影響工作的平穩(wěn)影響工作的平穩(wěn)性性接觸斑點接觸斑點精度等級精度等級56789

11、按高度不小于按高度不小于55%50%45%40%30%按長度不小于按長度不小于80%70%60%50%40%摘自摘自GB/T10095-1988 齒輪副的最小極齒輪副的最小極限側(cè)隙應(yīng)根據(jù)齒輪工限側(cè)隙應(yīng)根據(jù)齒輪工作時的溫度和潤滑條作時的溫度和潤滑條件確定，與齒輪的精件確定，與齒輪的精度等級無關(guān)。度等級無關(guān)。 高溫工作的傳動齒輪，為保證正常潤滑，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；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)機構(gòu)的齒輪，為避免空而需正反轉(zhuǎn)或讀數(shù)機構(gòu)的齒輪，為避免空程，則要求較小的側(cè)隙。程，則要求較小的側(cè)隙。指裝配好的齒輪副，當(dāng)工作指裝配好的齒輪

12、副，當(dāng)工作齒面接觸時，非工作齒面之齒面接觸時，非工作齒面之間的最小距離。間的最小距離。用塞尺測量用塞尺測量指裝配好的齒輪副，當(dāng)一個齒輪固定時，指裝配好的齒輪副，當(dāng)一個齒輪固定時，另一個齒輪的圓周晃動量，以分度圓弧另一個齒輪的圓周晃動量，以分度圓弧長計值。長計值。 用指示表測量。用指示表測量。1.1.基齒厚制基齒厚制: :即固定齒厚的極限偏差，通過改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)的機構(gòu)。限側(cè)隙，此方法用于中心距可調(diào)的機構(gòu)。2.2.基中心距制基中心距制: :即固定中心距的極限偏差，即固定中心距的極限偏

13、差，通過改變齒厚的上下偏差來得到不同的最通過改變齒厚的上下偏差來得到不同的最小極限側(cè)隙，國標采用后一種小極限側(cè)隙，國標采用后一種. . = + 工作溫度工作溫度 潤滑方式潤滑方式 圓周速度圓周速度補償溫升補償溫升引起的變形引起的變形保證齒輪工保證齒輪工作面的正常作面的正常潤滑潤滑bn11122nja(tt )2sin1212na : mm.:1t . t :20: 中心距齒輪和箱體材料的線膨脹系數(shù)，（ /） 齒輪和箱體在正常工作下對標準溫度 （）的溫差，法向壓力角，（）潤滑方式圓周速度 V m/sV1010V2525V60V60噴油潤滑0.01mn0.02mn0.03mn0.030.05mn油

14、池潤滑0.0050.01mn 注：mn為法向模數(shù)mm 齒輪精度等級的確定齒輪精度等級的確定 齒輪副側(cè)隙、齒厚極限偏差的齒輪副側(cè)隙、齒厚極限偏差的確定確定 齒坯精度和齒輪表面粗糙度齒坯精度和齒輪表面粗糙度 圖樣標注圖樣標注 GB/T 10095.1-2001 漸開線圓柱齒輪漸開線圓柱齒輪 精度第精度第1部分部分 輪齒同側(cè)齒面偏差的定義輪齒同側(cè)齒面偏差的定義 和允許值和允許值 GB/T 10095.2-2001 漸開線圓柱齒輪漸開線圓柱齒輪 精度第精度第2部分部分 徑向綜合偏差與徑向跳動徑向綜合偏差與徑向跳動 的定義和允許值的定義和允許值 GB/Z 18620.14 指導(dǎo)性技術(shù)文件指導(dǎo)性技術(shù)文件分

15、度圓直徑：510000mm法向模數(shù)：0.570mm齒寬：41000mm標準適用范圍1313個精度等級個精度等級0 0 、1 1 、2 2 3 3 5 5 6 6 8 8 9 9 1212待用待用高精度等級高精度等級中等精度中等精度等級等級最低最低精度精度等級等級7 7 GB/T10095.2GB/T10095.2（1 1）20012001 根據(jù)用途、使用要求、傳遞功率、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)濟性。1 1）計算法）計算法 依據(jù)齒輪傳動用途的主要要求，計算確定出其中一種使用要求的精度等級，再按其他方面要求，作適當(dāng)協(xié)調(diào)，來確定其它使用要求的精度等級. 當(dāng)對傳遞運動準確性沒有

16、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。 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。齒輪圓周線速度第公差組的精度等級2 2）類比法）類比法 依據(jù)以往產(chǎn)品設(shè)計、性能試驗以及使用過程中所積累的經(jīng)驗、可靠的技術(shù)資料，經(jīng)過與所設(shè)計的齒輪在用途、工作條件及技術(shù)性能上作對比后，選定其精度等級。應(yīng)用范圍應(yīng)用范圍精度等級精度等級應(yīng)用范圍應(yīng)用范圍精度等級精度等級測量齒輪測量齒輪3 35 5拖拉機拖拉機6 61010汽輪減速器汽輪減速器3 36 6一般用途的一般用途的減速器減速器6 69 9精密切削機床精密切削機床3 37

17、 7軋鋼設(shè)備的軋鋼設(shè)備的小齒輪小齒輪6 61010一般金屬切削一般金屬切削機床機床5 58 8礦用絞車礦用絞車8 81010輕型汽車輕型汽車5 58 8起重機械起重機械7 71010重型汽車重型汽車6 69 9農(nóng)業(yè)機械農(nóng)業(yè)機械8 81111航空發(fā)動機航空發(fā)動機4 48 8精度等級456789圓周速度(m/s)直齒輪35斜齒輪70直齒輪20斜齒輪40直齒輪至15斜齒輪至30直齒輪至10斜齒輪至15直齒輪至6斜齒輪至10直齒輪至2斜齒輪至4工作條件與適用范圍特別精密分度機構(gòu)中或在最平穩(wěn)、且無噪聲的極高速情況下工作的齒輪；特別精密分度機構(gòu)中的齒輪；高速汽輪機齒輪；檢測67級齒輪用的測量齒輪精密分度機

18、中或要求極平穩(wěn)且無噪聲的高速工作的齒輪；精密分度機構(gòu)用齒輪；高速汽輪機齒輪；檢測89級齒輪用測量齒輪要求最高效率且無噪聲的高速平穩(wěn)工作的齒輪；分度機構(gòu)的齒輪；特別重要的航空、汽車齒輪；讀數(shù)裝置中特別精密傳動的齒輪增速和減速用齒輪傳動；金屬切削機床進刀機構(gòu)用齒輪；高速減速器用齒輪；航空、汽車用齒輪；讀數(shù)裝置用齒輪無需特別精密的一般機械制造用齒輪；分度鏈以外的機床傳動齒輪；航空、汽車制造業(yè)中不重要齒輪；起重機構(gòu)用齒輪；農(nóng)業(yè)機械中的小齒輪；通用減速器齒輪用于粗糙工作的齒輪精度標注精度標注精度等級精度等級側(cè)隙代號側(cè)隙代號齒厚極限偏差齒厚極限偏差標準代號標準代號 -0.330 -0.330 -0.495

19、-0.495（ ）GB/T10095.22001GB/T10095.22001例：7 7-6-6-6-6 G MG M GB/T10095.22001 GB/T10095.220017 F L GB/T10095.22001表示齒輪第表示齒輪第、公差組的精度分別公差組的精度分別為為7級、級、6級、級、6級。級。齒厚上、下偏差代號齒厚上、下偏差代號分別為、。分別為、。齒厚極限偏差的數(shù)值=齒距極限偏差（fpt）的倍數(shù) 國標規(guī)定國標規(guī)定:14種齒厚極限偏種齒厚極限偏差的數(shù)值，大差的數(shù)值，大寫的英文字母寫的英文字母表示。表示。最小側(cè)隙jbn min 齒厚上偏差Esns 齒厚公差Tsn齒厚下偏差Esni切齒徑向進刀公差br齒圈徑向跳動公差Fr種類種類項目名稱項目名稱尺寸尺寸公差公差齒頂圓直徑的極限偏差齒頂圓直徑的極限偏差軸孔或齒輪軸軸頸的公差軸孔或齒輪軸軸頸的公差鍵槽寬度鍵槽寬度b的極限偏差和尺寸的極限偏差和尺寸 d-t的極限的極限偏差偏差形位形位公差公差齒頂圓的徑向跳動公差齒頂圓的徑向跳動公差齒輪端面的跳動公差齒輪端面的跳動公差齒輪孔軸的圓柱度公差（齒輪孔軸的圓柱度公差（0.3倍尺寸公差）倍尺寸公差）鍵槽的對稱