齒輪檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)教學(xué)課件

齒輪傳動(dòng)1齒輪傳動(dòng)1第5章漸開線圓柱齒輪傳動(dòng)的互換性及其檢測(cè)6.2.1齒輪的使用要求及誤差來源6.2基礎(chǔ)知識(shí)1.齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn)及分類齒輪傳動(dòng)是用來傳遞機(jī)器運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的常用機(jī)構(gòu)，與帶、鏈、摩擦、液壓等機(jī)械傳動(dòng)相比，具有功率范圍大、傳動(dòng)效率高、圓周速度高、傳動(dòng)比準(zhǔn)確、使用壽命長(zhǎng)、結(jié)構(gòu)尺寸小等特點(diǎn)。由于齒輪在工業(yè)發(fā)展中的突出地位，其被公認(rèn)為工業(yè)化的一種象征。影響齒輪傳動(dòng)質(zhì)量的因素除安裝齒輪的軸、軸承和箱體之外，最主要的就是齒輪副中兩個(gè)齒輪本身的幾何精度。2第5章漸開線圓柱齒輪傳動(dòng)的互換性及其檢測(cè)6.2.1齒分類齒輪傳動(dòng)的形式是多種多樣的，齒輪本身按照不同的特點(diǎn)也可以分成許多種。按傳動(dòng)的封閉和潤(rùn)滑情況，可分為開式、半開式、閉式齒輪傳動(dòng)；按齒輪的形狀不同，可分為圓柱齒輪、圓錐齒輪、齒條、蝸輪、蝸桿、非圓齒輪等；按齒輪的齒廓曲線來分，則可分為漸開線、圓弧線、準(zhǔn)雙曲線及擺線齒輪等。3分類齒輪傳動(dòng)的形式是多種多樣的，齒輪本身按照不同的特點(diǎn)也可以2.齒輪傳動(dòng)的使用要求1)傳遞運(yùn)動(dòng)的準(zhǔn)確性要求從動(dòng)輪與主動(dòng)輪運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)一致，即齒輪在一轉(zhuǎn)范圍內(nèi)傳動(dòng)比的變化盡量小，以保證主動(dòng)輪和從動(dòng)輪之間能準(zhǔn)確地傳遞運(yùn)動(dòng)。即要求齒輪在一轉(zhuǎn)范圍內(nèi)實(shí)際速比相對(duì)于理論速比的變動(dòng)量應(yīng)限制在允許的范圍內(nèi)或者說一轉(zhuǎn)過程中產(chǎn)生的最大轉(zhuǎn)角誤差在允許的范圍內(nèi)，如圖6.1所示。齒輪傳動(dòng)比的變化42.齒輪傳動(dòng)的使用要求1)傳遞運(yùn)動(dòng)的準(zhǔn)確性齒輪傳動(dòng)比的變百分表齒輪傳動(dòng)5百分表齒輪傳動(dòng)52)傳遞運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性要求齒輪傳動(dòng)在一個(gè)齒距范圍內(nèi)瞬時(shí)傳動(dòng)比的變化盡量小，即應(yīng)限制在允許的范圍內(nèi)，如圖6.1所示。齒輪傳動(dòng)平穩(wěn)性好，就可以保證低噪聲、低沖擊和較小振動(dòng)。62)傳遞運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性6精密齒輪傳動(dòng)7精密齒輪傳動(dòng)73) 載荷分布的均勻性要求傳動(dòng)時(shí)工作齒面接觸良好，在全齒寬上載荷分布均勻，避免載荷集中于局部區(qū)域引起應(yīng)力集中，造成局部過早磨損，以提高齒輪的使用壽命。83) 載荷分布的均勻性8礦山機(jī)械設(shè)備9礦山機(jī)械設(shè)備94)齒側(cè)間隙的合理性齒輪傳動(dòng)的非工作齒面之間應(yīng)留有一定的間隙，如圖6.2所示。這個(gè)側(cè)隙有利于儲(chǔ)存潤(rùn)滑油、補(bǔ)償齒輪的制造誤差、安裝誤差和熱變形，從而防止齒輪傳動(dòng)發(fā)生卡死或燒傷。然而，過大的側(cè)隙也會(huì)引起反轉(zhuǎn)時(shí)的沖擊及回程誤差。104)齒側(cè)間隙的合理性10

不同用途和不同工作條件下的齒輪，對(duì)上述要求的側(cè)重點(diǎn)是不同的。例如：讀數(shù)裝置和分度機(jī)構(gòu)的齒輪，主要要求傳遞運(yùn)動(dòng)的準(zhǔn)確性，而對(duì)接觸均勻性的要求往往是次要的。如果需要正反轉(zhuǎn)，則要求較小的側(cè)隙。對(duì)于低速重載齒輪(如起重機(jī)械、重型機(jī)械)，載荷分布均勻性要求較高，而對(duì)傳遞運(yùn)動(dòng)的準(zhǔn)確性則要求不高。對(duì)于高速重載下工作的齒輪(如汽車減速器齒輪、高速發(fā)動(dòng)機(jī)齒輪)則對(duì)運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確性、傳動(dòng)平穩(wěn)性和載荷分布均勻性的要求都很高，且要求有較大的側(cè)隙以滿足潤(rùn)滑需要。一般汽車、拖拉機(jī)及機(jī)床的變速齒輪主要保證傳動(dòng)平穩(wěn)性要求，使振動(dòng)、噪音小。11不同用途和不同工作條件下的齒輪，對(duì)上述要求的側(cè)3.齒輪加工誤差的來源齒輪的加工誤差主要來源于加工工藝系統(tǒng)，如齒輪加工機(jī)床的誤差、刀具的制造與安裝誤差、齒坯的制造與安裝誤差等?，F(xiàn)以圖示的滾齒加工為例，將上述誤差歸納為以下幾個(gè)方面。123.齒輪加工誤差的來源齒輪的加工誤差主要來源于加工工藝系統(tǒng)1) 幾何偏心e這是由于加工時(shí)齒坯基準(zhǔn)孔軸線O1與滾齒機(jī)工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)軸線O不重合而引起的安裝偏心，如圖6.4(a)所示。加工出的齒輪會(huì)在一轉(zhuǎn)內(nèi)產(chǎn)生齒圈徑向跳動(dòng)誤差，并且齒距和齒厚也會(huì)產(chǎn)生周期性變化，如圖6.4(b)所示。131) 幾何偏心e132) 運(yùn)動(dòng)偏心ey它是指機(jī)床分度蝸輪中心與工作臺(tái)回轉(zhuǎn)中心不重合所引起的偏心ek，會(huì)造成工作臺(tái)及齒坯的轉(zhuǎn)速在一轉(zhuǎn)范圍內(nèi)時(shí)快時(shí)慢的變化，當(dāng)角速度增加時(shí)，切齒提前使齒距和公法線都變長(zhǎng)，當(dāng)角速度減小時(shí)，切齒滯后使齒距和公法線都變短，從而造成齒輪的齒距和公法線長(zhǎng)度在局部上變長(zhǎng)或變短，使齒輪產(chǎn)生切向誤差，如圖6.5所示。142) 運(yùn)動(dòng)偏心ey143) 機(jī)床傳動(dòng)鏈的短周期誤差機(jī)床分度蝸桿有安裝偏心eω和軸向竄動(dòng)時(shí)，會(huì)使分度蝸輪(齒坯)轉(zhuǎn)速不均勻，造成齒輪的齒距和齒廓誤差。分度蝸桿每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，跳動(dòng)重復(fù)一次，誤差出現(xiàn)的次數(shù)將等于分度蝸輪的齒數(shù)。4) 滾刀安裝誤差當(dāng)滾刀有安裝偏心ed、軸線傾斜及軸向竄動(dòng)時(shí)，會(huì)使加工出的齒輪徑向和軸向都產(chǎn)生誤差。如滾刀單頭，齒輪有z牙，則在齒坯一轉(zhuǎn)中產(chǎn)生z次誤差。5) 滾刀的制造誤差滾刀本身的基節(jié)、齒形等制造誤差也會(huì)反映到被加工齒輪的每一齒上，使產(chǎn)生基節(jié)偏差和齒廓誤差。153) 機(jī)床傳動(dòng)鏈的短周期誤差156.2.2現(xiàn)行國(guó)家齒輪標(biāo)準(zhǔn)簡(jiǎn)介2項(xiàng)正式標(biāo)準(zhǔn)為：GB/T10095.1—2008《漸開線圓柱齒輪精度第1部分：輪齒同側(cè)齒面偏差的定義和允許值》GB/T10095.2—2008《漸開線圓柱齒輪精度第2部分：徑向偏差與徑向跳動(dòng)的定義和允許值》。4項(xiàng)指導(dǎo)性技術(shù)文件為：GB/Z18620.1—2008《圓柱齒輪檢驗(yàn)實(shí)施規(guī)范第1部分：輪齒同側(cè)齒面的檢驗(yàn)》GB/Z18620.2—2008《圓柱齒輪檢驗(yàn)實(shí)施規(guī)范第2部分：徑向綜合偏差、徑向跳動(dòng)、齒厚和側(cè)隙的檢驗(yàn)》GB/Z18620.3—2008《圓柱齒輪檢驗(yàn)實(shí)施規(guī)范第3部分：齒輪坯、軸中心距和軸線平行度》GB/Z18620.4—2008《圓柱齒輪檢驗(yàn)實(shí)施規(guī)范第4部分：表面結(jié)構(gòu)和齒面接觸斑點(diǎn)的檢驗(yàn)》。166.2.2現(xiàn)行國(guó)家齒輪標(biāo)準(zhǔn)簡(jiǎn)介2項(xiàng)正式標(biāo)準(zhǔn)為：166.2.3漸開線圓柱齒輪輪齒同側(cè)齒面偏差1.齒距偏差1)單個(gè)齒距偏差fpt單個(gè)齒距偏差指在端平面上接近齒高中部與齒輪軸線同心的圓上，實(shí)際齒距與理論齒距的代數(shù)差，如圖6.6所示，圖中虛線代表理論輪廓，實(shí)線代表實(shí)際輪廓。176.2.3漸開線圓柱齒輪輪齒同側(cè)齒面偏差1.齒距偏差12)齒距累積偏差Fpk齒距累積偏差是任意k個(gè)齒距的實(shí)際弧長(zhǎng)與理論弧長(zhǎng)的代數(shù)差，如圖6.6所示。理論上它等于這k個(gè)齒距的單個(gè)齒距偏差的代數(shù)和。除非另有規(guī)定外，F(xiàn)pk值被限定在不大于1/8的圓周上評(píng)定。因此，F(xiàn)pk的允許值適用于齒距數(shù)k為2到小于z/8的圓弧內(nèi)。通常Fpk取k=z/8就足夠了，對(duì)于特殊的應(yīng)用(如高速齒輪)還需要檢驗(yàn)較小弧段并規(guī)定相應(yīng)的k值。182)齒距累積偏差Fpk183)齒距累積總偏差Fp齒距累積總偏差是指齒輪同側(cè)齒面任意圓弧段(k=1至k=z)內(nèi)的最大齒距累積偏差。它表現(xiàn)為齒距累積偏差曲線的總幅值。齒距累積總偏差反映了一個(gè)齒距和一轉(zhuǎn)內(nèi)任意個(gè)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(yùn)動(dòng)偏心的綜合結(jié)果。因而可以較全面地反映齒輪的傳遞運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確性和平穩(wěn)性，是綜合性的評(píng)定項(xiàng)目。如果在較少的齒距上齒距累積總偏差過大時(shí)，在實(shí)際工作中將產(chǎn)生很大的加速度力，因此，有必要規(guī)定較少齒距范圍內(nèi)的齒距累積差。193)齒距累積總偏差Fp19二、齒距累積總偏差的進(jìn)一步說明是指在分度圓上任意兩個(gè)同側(cè)齒面間的實(shí)際弧長(zhǎng)與公稱弧長(zhǎng)的最大差值。20二、齒距累積總偏差的進(jìn)一步說明202.齒廓偏差

齒廓偏差是指實(shí)際輪廓偏離設(shè)計(jì)輪廓的量。齒廓偏差應(yīng)在端平面內(nèi)且垂直于漸開線齒廓的方向計(jì)值。為了更好地理解齒廓偏差的相關(guān)內(nèi)容，下面先介紹一些基本概念。1)可用長(zhǎng)度(LAF)可用長(zhǎng)度LAF等于兩條端面基圓切線之差。其中一條是從基圓到可用齒廓的外界限點(diǎn)，另一條是從基圓到可用齒廓的內(nèi)界限點(diǎn)。依據(jù)設(shè)計(jì)，可用長(zhǎng)度外界限點(diǎn)被齒頂、齒頂?shù)估饣螨X頂?shù)箞A的起始點(diǎn)(圖6.7中點(diǎn)A)限定在朝齒根方向上，可用長(zhǎng)度的內(nèi)界限點(diǎn)被齒根圓角或挖根的起始點(diǎn)(圖6.7中點(diǎn)F)所限定。212.齒廓偏差齒廓偏差是指實(shí)際輪廓偏離設(shè)計(jì)輪2)有效長(zhǎng)度(LAE)有效長(zhǎng)度LAE指可用長(zhǎng)度對(duì)應(yīng)于有效齒廓的那部分。對(duì)于齒頂，其有與可用長(zhǎng)度同樣的限定(點(diǎn)A)。對(duì)于齒根，有效長(zhǎng)度延伸到與之配對(duì)齒輪有效嚙合的終止點(diǎn)E(即有效齒廓的起始點(diǎn))。如果不知道配對(duì)齒輪，則E點(diǎn)為與基本齒條相嚙合的有效齒廓的起始點(diǎn)。3)齒廓計(jì)值范圍(Lα)齒廓計(jì)值范圍Lα是可用長(zhǎng)度中的一部分，在Lα內(nèi)應(yīng)遵照規(guī)定精度等級(jí)的公差。除另有規(guī)定外，其長(zhǎng)度等于從E點(diǎn)開始延伸的有效長(zhǎng)度LAE的92%。4)設(shè)計(jì)齒廓設(shè)計(jì)齒廓符合設(shè)計(jì)規(guī)定的齒廓，當(dāng)無其他限定時(shí)是指端面齒廓。齒廓跡線是指齒輪齒廓檢查儀畫出的齒廓偏差曲線。在齒廓曲線圖中未經(jīng)修形的漸開線齒廓跡線一般為直線。

222)有效長(zhǎng)度(LAE)22終測(cè)點(diǎn)起測(cè)點(diǎn)起評(píng)點(diǎn)23終測(cè)點(diǎn)起測(cè)點(diǎn)起評(píng)點(diǎn)235)被測(cè)齒面的平均齒廓被測(cè)齒面的平均齒廓指設(shè)計(jì)齒廓跡線的縱坐標(biāo)減去一條斜直線的縱坐標(biāo)后得到的一條跡線。這條斜直線使得在計(jì)值范圍內(nèi)實(shí)際齒廓跡線對(duì)平均齒廓跡線偏差的平方和最小。因此平均齒廓跡線的位置和傾斜可以用最小二乘法求得。平均齒廓是用來確定齒廓形狀偏差ffα和齒廓傾斜偏差fHα的一條輔助齒廓跡線。245)被測(cè)齒面的平均齒廓24(1) 齒廓總偏差Fα：指在計(jì)值范圍內(nèi)，包容實(shí)際齒廓跡線的兩條設(shè)計(jì)齒廓跡線間的距離，如圖6.8(a)所示。(2) 齒廓形狀偏差ffα：指在計(jì)值范圍內(nèi)，包容實(shí)際齒廓跡線的兩條與平均齒廓跡線完全相同的曲線間的距離，且兩條曲線與平均齒廓跡線的距離為常數(shù)，如圖6.8(b)所示。(3) 齒廓傾斜偏差fHα：指在計(jì)值范圍內(nèi)，兩端與平均齒廓跡線相交的兩條設(shè)計(jì)齒廓跡線間的距離，如圖6.8(c)所示。25(1) 齒廓總偏差Fα：指在計(jì)值范圍內(nèi)，包容實(shí)際齒廓跡線的兩3.切向綜合偏差1) 切向綜合總偏差切向綜合總偏差指在被測(cè)齒輪與測(cè)量齒輪單面嚙合的情況下，被測(cè)齒輪一轉(zhuǎn)內(nèi)，齒輪分度圓上實(shí)際圓周位移與理論圓周位移的最大差值，如圖6.9所示。該誤差是幾何偏心、運(yùn)動(dòng)偏心加工誤差的綜合反映，因而是評(píng)定齒輪傳遞運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確性的最佳綜合評(píng)定指標(biāo)。2) 一齒切向綜合偏差一齒切向綜合偏差被測(cè)齒輪與測(cè)量齒輪單面嚙合的情況下，被測(cè)齒輪在一個(gè)齒距內(nèi)，齒輪分度圓上實(shí)際圓周位移與理論圓周位移的最大差值，即在一個(gè)齒距內(nèi)的切向綜合偏差，如圖6.9中小波紋所示。263.切向綜合偏差1) 切向綜合總偏差26切向綜合偏差的進(jìn)一步說明27切向綜合偏差的進(jìn)一步說明27圖6.9切向綜合偏差

28圖6.9切向綜合偏差284.螺旋線偏差螺旋線偏差是在端面基圓切線方向上測(cè)得的實(shí)際螺旋線偏離設(shè)計(jì)螺旋線的量。對(duì)于直齒輪，輪齒的螺旋角等于零，因此設(shè)計(jì)螺旋線為一直線，并平行于基準(zhǔn)軸線。在測(cè)量螺旋線偏差時(shí)得到的記錄圖上螺旋線偏差曲線稱為螺旋線跡線。294.螺旋線偏差29被測(cè)齒輪1安裝在量?jī)x主軸頂尖和尾座頂尖之間，縱向滑臺(tái)4上安裝有傳感器6，其一端的測(cè)頭7與被測(cè)齒輪的齒面在接近齒高中部接觸，另一端與記錄器8相連，當(dāng)縱向滑臺(tái)4平行于齒輪基準(zhǔn)軸線移動(dòng)時(shí)，測(cè)頭7和記錄器8上的記錄紙隨其作軸向位移，同時(shí)它的滑柱在橫向滑臺(tái)3上的分度盤5的導(dǎo)槽中中移動(dòng)，使橫向工作臺(tái)3在垂直于齒輪基準(zhǔn)軸線的方向移動(dòng)，相應(yīng)地使主軸滾輪2帶動(dòng)被測(cè)齒輪1繞其基準(zhǔn)軸線回轉(zhuǎn)，以實(shí)現(xiàn)被測(cè)齒面相對(duì)于測(cè)頭作螺旋線運(yùn)動(dòng)30被測(cè)齒輪1安裝在量?jī)x主軸頂尖和尾座頂尖之間，縱向滑臺(tái)4上安裝1)螺旋線總偏差Fβ螺旋線總偏差Fβ指在計(jì)值范圍內(nèi)，包容實(shí)際螺旋線跡線的兩條設(shè)計(jì)螺旋線跡線間的距離，如圖6.10(a)所示。2)螺旋線形狀偏差ffβ螺旋線形狀偏差ffβ指在計(jì)值范圍內(nèi)，包容實(shí)際螺旋線跡線的兩條與平均螺旋線跡線完全相同的曲線間的距離，且兩條曲線與平均螺旋線跡線的距離為常數(shù)，如圖6.10(b)所示。3)螺旋線傾斜偏差fHβ螺旋線傾斜偏差fHβ指在計(jì)值范圍內(nèi)，兩端與平均螺旋線跡線相交的設(shè)計(jì)螺旋線跡線間的距離，如圖6.10(c)所示。311)螺旋線總偏差Fβ2)螺旋線形狀偏差ffβ316.2.4漸開線圓柱齒輪徑向綜合偏差與徑向跳動(dòng)1.徑向綜合偏差1)徑向綜合總偏差徑向綜合偏差徑向綜合總偏差是指在徑向(雙面)綜合檢驗(yàn)時(shí)產(chǎn)品齒輪的左、右齒面同時(shí)與測(cè)量齒輪接觸并轉(zhuǎn)過一整圈時(shí)出現(xiàn)的中心距最大值和最小值之差，如圖所示。326.2.4漸開線圓柱齒輪徑向綜合偏差與徑向跳動(dòng)1.徑向徑向綜合偏差的進(jìn)一步說明33徑向綜合偏差的進(jìn)一步說明332)一齒徑向綜合偏差一齒徑向綜合偏差是當(dāng)產(chǎn)品齒輪嚙合一整圈時(shí)，對(duì)應(yīng)一個(gè)齒距(360°/z)的徑向綜合偏差值，即一個(gè)齒距內(nèi)雙嚙中心距的最大變動(dòng)量，如圖6.11所示。342)一齒徑向綜合偏差342.齒輪的徑向跳動(dòng)齒輪的徑向跳動(dòng)是指將一個(gè)適當(dāng)?shù)臏y(cè)頭(球形、圓柱形、砧形)相繼放置于每個(gè)齒槽中，從它到齒輪軸線的最大和最小距離之差，如圖6.12所示。齒輪的徑向跳動(dòng)主要是由于齒輪的軸線和基準(zhǔn)孔的中心線存在幾何偏心及齒距偏差引起的。352.齒輪的徑向跳動(dòng)356.2.5漸開線圓柱齒輪的精度結(jié)構(gòu)1.精度等級(jí)1)輪齒同側(cè)齒面偏差的精度等級(jí)GB/T10095.1—2008中，對(duì)于分度圓直徑為5～10

000mm、模數(shù)(法向模數(shù))為0.5～70mm、齒寬為4～1000mm的漸開線圓柱齒輪的11項(xiàng)同側(cè)齒面偏差，GB/T10095.1規(guī)定了0、1、2、…、12共13個(gè)精度等級(jí)，其中，0級(jí)最高，12級(jí)最低。0～2級(jí)精度的齒輪要求非常高，各項(xiàng)偏差的允許值很小，目前我國(guó)只有極少數(shù)的單位能夠制造和測(cè)量2級(jí)精度的齒輪，而對(duì)于大多數(shù)企業(yè)來是無法制造和測(cè)量的，雖然標(biāo)準(zhǔn)給出了公差數(shù)值，但仍屬于有待發(fā)展的精度等級(jí)。3～5級(jí)精度稱為高精度等級(jí)6～8級(jí)稱為中等精度等級(jí)9～12級(jí)則稱為低精度等級(jí)。366.2.5漸開線圓柱齒輪的精度結(jié)構(gòu)1.精度等級(jí)362)徑向綜合偏差的精度等級(jí)GB/T10095.2—2008對(duì)于分度圓直徑為5～1000mm、模數(shù)(法向模數(shù))為0.2～10mm的漸開線圓柱齒輪的徑向綜合偏差Fi和一齒徑向綜合偏差fi，規(guī)定了4、5、7、8、9、10、11、12共9個(gè)精度等級(jí)。

4級(jí)最高，

12級(jí)最低。3)徑向跳動(dòng)的精度等級(jí)GB/T10095.2—2008在附錄B中對(duì)于分度圓直徑為5～10

000mm、模數(shù)(法向模數(shù))為0.5～70mm的漸開線圓柱齒輪的徑向跳動(dòng)，推薦了0，1，…，12共13個(gè)精度等級(jí)。其中0級(jí)最高，12級(jí)最低。

372)徑向綜合偏差的精度等級(jí)372.齒輪偏差的允許值GB/T10095.1—2008、GB/T10095.2—2008中分別規(guī)定：輪齒同側(cè)齒面偏差、徑向綜合偏差、徑向跳動(dòng)的公差或極限偏差表格中的數(shù)值是用對(duì)5級(jí)精度按規(guī)定的公式計(jì)算而得到的結(jié)果乘以級(jí)間公比計(jì)算出來的。兩相鄰精度等級(jí)的級(jí)間公比等于，本級(jí)數(shù)值除以(或乘以)即可得到相鄰較高(較低)等級(jí)的數(shù)值。5級(jí)精度的未圓整的計(jì)算值乘以即可得任一精度等級(jí)的待求值，式中Q是待求值的精度等級(jí)數(shù)。5級(jí)精度的齒輪偏差允許值的計(jì)算式如表6.1所示。實(shí)際應(yīng)用時(shí)一般不需要計(jì)算，直接查表就可以了382.齒輪偏差的允許值5級(jí)精度的齒輪偏差允許值的計(jì)算式如表3.齒輪精度等級(jí)的確定確定齒輪精度等級(jí)的依據(jù)通常是齒輪的用途、使用要求、傳動(dòng)功率和圓周速度以及其他技術(shù)條件等。確定齒輪精度等級(jí)的方法一般有計(jì)算法和類比法兩種，目前大多采用類比法。1)計(jì)算法計(jì)算法是根據(jù)機(jī)構(gòu)最終要達(dá)到的精度要求，應(yīng)用傳動(dòng)尺寸鏈的方法計(jì)算和分配各級(jí)齒輪副的傳動(dòng)精度，確定齒輪的精度等級(jí)。從前面所述的參數(shù)內(nèi)容和影響因素可知，影響齒輪精度的因素既有齒輪自身因素也有安裝誤差的影響，很難計(jì)算出準(zhǔn)確的精度等級(jí)，計(jì)算結(jié)果只能作為參考。所以此方法僅適用于特殊精度機(jī)構(gòu)使用的齒輪。2)類比法類比法是查閱類似機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)方案，根據(jù)經(jīng)過實(shí)際驗(yàn)證的已有的經(jīng)驗(yàn)結(jié)果或者一些參考手冊(cè)來確定齒輪的精度。表6.13和表6.14給出了部分齒輪精度等級(jí)的應(yīng)用情況，僅供參考。393.齒輪精度等級(jí)的確定394.齒輪檢驗(yàn)項(xiàng)目的確定各種齒輪要素的檢驗(yàn)，需要多種測(cè)量工具和設(shè)備。在檢驗(yàn)中，測(cè)量全部齒輪要素的偏差既不經(jīng)濟(jì)也沒有必要，因?yàn)槠渲杏行┮貙?duì)于特定齒輪的功能并沒有明顯的影響。另外，有些測(cè)量項(xiàng)目可以代替別的一些項(xiàng)目，例如，切向綜合偏差檢驗(yàn)?zāi)艽纨X距偏差檢驗(yàn)，徑向綜合偏差檢驗(yàn)?zāi)艽鎻较蛱鴦?dòng)檢驗(yàn)。

GB/T10095.1—2008規(guī)定：切向綜合總偏差和一齒切向綜合偏差是該標(biāo)準(zhǔn)的檢驗(yàn)項(xiàng)目，但不是強(qiáng)制性檢驗(yàn)項(xiàng)目。標(biāo)準(zhǔn)中齒廓總偏差和螺旋線總偏差可以分解為形狀偏差、和傾斜偏差、，所以齒廓和螺旋線的形狀偏差和傾斜極限偏差也不是強(qiáng)制性檢驗(yàn)項(xiàng)目。404.齒輪檢驗(yàn)項(xiàng)目的確定40

綜上所述，GB/T10095.1和GB/T10095.2的標(biāo)準(zhǔn)文本中沒有公差組、檢驗(yàn)組概念，明確規(guī)定把測(cè)量出的單個(gè)齒距偏差、齒距累積總偏差、齒廓總偏差和螺旋線總偏差4項(xiàng)的實(shí)測(cè)值與相應(yīng)的允許值做比較，以評(píng)定齒輪精度等級(jí)(0～12級(jí))。當(dāng)圓柱齒輪用于高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，需要再增加一項(xiàng)齒距累積偏差的允許值。當(dāng)供需雙方同意，可以用切向綜合總偏差和一齒切向綜合偏差替代齒距偏差的、、的測(cè)量。41綜上所述，GB/T10095.1和GB/T

指導(dǎo)性文件GB/Z18620.2－2008中指出：徑向綜合偏差和徑向跳動(dòng)是包含右側(cè)和左側(cè)齒面綜合偏差的成分，故而想確定同側(cè)齒面的單項(xiàng)偏差是不可能的，但可以迅速提供關(guān)于生產(chǎn)用的機(jī)床、工具或產(chǎn)品齒輪裝夾而導(dǎo)致質(zhì)量缺陷方面的信息。當(dāng)批量生產(chǎn)齒輪時(shí)，對(duì)于用某一種方法生產(chǎn)出來的第一批齒輪，為了掌握它們是否符合所規(guī)定的精度等級(jí)，需按照GB/T10095.1－2008規(guī)定的項(xiàng)目進(jìn)行詳細(xì)檢驗(yàn)，以后，按此法接下去生產(chǎn)出來的齒輪有什么變化，就可用測(cè)量徑向綜合偏差的方法來發(fā)現(xiàn)，而不必重復(fù)進(jìn)行詳細(xì)檢驗(yàn)。當(dāng)已經(jīng)測(cè)量徑向綜合偏差時(shí)，就不必再檢查徑向跳動(dòng)。42指導(dǎo)性文件GB/Z18620.2－200齒輪檢驗(yàn)項(xiàng)目總結(jié)1齒輪使用要求對(duì)應(yīng)的誤差項(xiàng)目傳遞運(yùn)動(dòng)的準(zhǔn)確性齒距累積總偏差Fp、齒距累積偏差Fpk、切向綜合總偏差、徑向綜合總偏差齒輪的徑向跳動(dòng)傳動(dòng)的平穩(wěn)性單個(gè)齒距偏差fpt

、一齒切向綜合偏差齒廓總偏差Fα（齒廓形狀偏差ffα、齒廓傾斜偏差fHα

）、一齒徑向綜合偏差載貨分布的均勻性齒廓總偏差Fα（齒廓形狀偏差ffα、齒廓傾斜偏差fHα

）螺旋線總偏差Fβ（螺旋線形狀偏差ffβ

、螺旋線傾斜偏差fHβ

）43齒輪檢驗(yàn)項(xiàng)目總結(jié)1齒輪使用要求對(duì)應(yīng)的誤差項(xiàng)目傳遞運(yùn)動(dòng)的準(zhǔn)確性齒輪檢驗(yàn)項(xiàng)目的確定使用要求首選（必檢）檢驗(yàn)項(xiàng)目供需雙方同意后可用下列替代指標(biāo)首檢合格后可用下列替代指標(biāo)準(zhǔn)確性齒距累積總偏差Fp（高速齒輪還需檢測(cè)：齒距累積偏差Fpk）切向綜合總偏差徑向綜合總偏差（或者齒輪的徑向跳動(dòng)）平穩(wěn)性單個(gè)齒距偏差fpt

、一齒切向綜合偏差一齒徑向綜合偏差載貨均勻性齒廓總偏差Fα（可分解為：齒廓形狀偏差ffα、齒廓傾斜偏差fHα

）螺旋線總偏差Fβ（可分解為：螺旋線形狀偏差ffβ

、螺旋線傾斜偏差fHβ

）44齒輪檢驗(yàn)項(xiàng)目的確定使用要求首選（必檢）檢驗(yàn)項(xiàng)目供需雙方同意后5.齒輪精度等級(jí)及其在圖樣上的標(biāo)注標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：在文件需敘述齒輪精度要求時(shí)，應(yīng)注明GB/T10095.1或GB/T10095.2。具體標(biāo)注方法如下。(1)當(dāng)齒輪的檢驗(yàn)項(xiàng)目同為一個(gè)精度等級(jí)時(shí)，可標(biāo)注精度等級(jí)和標(biāo)準(zhǔn)號(hào)。例如，齒輪檢驗(yàn)項(xiàng)目都為8級(jí)，則標(biāo)注為：8GB/T10095.1或8GB/T10095.2(2)當(dāng)齒輪檢驗(yàn)項(xiàng)目要求的精度等級(jí)不同時(shí)，例如，齒廓總偏差為7級(jí)，而單個(gè)齒距偏差、齒距累積總偏差和螺旋線總偏差均為6級(jí)時(shí)，則標(biāo)注為：7()、6(、、)GB/T10095.1(3)當(dāng)齒輪的徑向綜合偏差要求為6級(jí)精度時(shí)，則標(biāo)注為：6(、)GB/T10095.2455.齒輪精度等級(jí)及其在圖樣上的標(biāo)注456.3漸開線圓柱齒輪檢測(cè)實(shí)訓(xùn)6.3.1用齒距儀或萬能測(cè)齒儀測(cè)齒距偏差2.齒距偏差檢測(cè)資訊測(cè)量位置——應(yīng)在鄰近齒高的中部和(或)齒寬的中部進(jìn)行，如果齒寬大于250mm，則應(yīng)增加兩個(gè)齒廓測(cè)量部位，即在距齒寬每側(cè)約15%的齒寬處測(cè)量。

1)測(cè)量原理齒距的測(cè)量原理是使用“封閉原則”。即當(dāng)同一圓周上的齒距均勻布置時(shí)，所有齒距誤差之和為零。所以，只要選定齒輪上的某一圓周為測(cè)量圓后，不論檢測(cè)齒距的線性誤差或齒距角誤差，都能用來評(píng)定齒距的均勻性。亦即當(dāng)實(shí)測(cè)操作難以找到齒輪分度圓確切位置時(shí)，允許在齒高中部進(jìn)行檢測(cè)。466.3漸開線圓柱齒輪檢測(cè)實(shí)訓(xùn)6.3.1用齒距儀或萬能2)測(cè)量方法絕對(duì)測(cè)量法和相對(duì)測(cè)量法(也稱比較測(cè)量法)兩種。(1)絕對(duì)法測(cè)量及數(shù)據(jù)處理。絕對(duì)測(cè)量法是使用精密的角度器和指示表，直接測(cè)量其實(shí)際齒距角，或者由指示表直接顯示出實(shí)際齒距變化量，以確定齒距偏差和齒距累積偏差的方法。被測(cè)齒輪和精密角度器同軸安裝，定位測(cè)頭在分度圓附近接觸，并始終以與該測(cè)頭相連的指示表上的同一數(shù)值定位。在角度器上讀取角度值后退出指示測(cè)頭，轉(zhuǎn)動(dòng)被測(cè)齒輪，推入指示測(cè)頭至固定徑向位置，待測(cè)頭被齒面壓縮至原指示值時(shí)，再讀取轉(zhuǎn)過后的角度值。這樣依次測(cè)滿一整周，計(jì)算齒距累積角和齒距偏差角。472)測(cè)量方法被測(cè)齒輪和精密角度器同軸安裝，定位測(cè)頭在分度圓(2)相對(duì)法測(cè)量及數(shù)據(jù)處理。相對(duì)測(cè)量法也稱比較測(cè)量法。測(cè)量時(shí)使用兩個(gè)測(cè)量頭，選定任意一齒在分度圓附近的兩個(gè)同側(cè)齒廓接觸，以該處實(shí)際齒距(弦長(zhǎng))為標(biāo)準(zhǔn)值。然后依次測(cè)量其他的齒距，并與這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)值比較，再經(jīng)過計(jì)算確定齒距的變化量。

相對(duì)法測(cè)量在數(shù)值的體現(xiàn)上有兩種情況，一種是先調(diào)零再讀數(shù)，另一種不調(diào)零而直接讀數(shù)。下面分別給予介紹。48(2)相對(duì)法測(cè)量及數(shù)據(jù)處理。48序號(hào)相對(duì)齒距偏差(μm)實(shí)際齒距齒距偏差計(jì)算式單個(gè)齒距偏差齒距偏差累積值10ptPt－（pt+1.5）－1.5－1.52+1Pt+1Pt+1－（pt+1.5）－0.5－230ptPt－（pt+1.5）－1.5－3.54+1Pt+1Pt+1－（pt+1.5）－0.5－45－1Pt－1Pt－1－（pt+1.5）－2.5－6.56+5Pt+5Pt+5－（pt+1.5）3.5－37+3Pt+3Pt+3－（pt+1.5）1.5－1.58+4Pt+4Pt+4－（pt+1.5）2.519+2Pt+2Pt+2－（pt+1.5）0.51.510+3Pt+3Pt+3－（pt+1.5）1.5311+2Pt+2Pt+2－（pt+1.5）0.53.512－2Pt－2Pt－2－（pt+1.5）－3.50測(cè)量值的平均值為（0+1+0+1-1+5+3+4+2+3+2-2）/12=1.5,所以公稱齒距為pt+1.5齒距偏差+fpt=+3.5μm，－fpt=－3.5μm，齒距累計(jì)總偏差為：3.5－（－6.5）=10μm49序號(hào)相對(duì)齒距偏差實(shí)際齒距齒距偏差計(jì)算式單個(gè)齒距偏差齒距偏差累序號(hào)相對(duì)齒距偏差(μm)測(cè)量值的平均值為：（0+1+0+1-1+5+3+4+2+3+2-2）/12=1.5測(cè)得值減去測(cè)得值的平均值即得到齒距偏差齒距偏差齒距偏差累積值10－1.5－1.52+1－0.5－230－1.5－3.54+1－0.5－45－1－2.5－6.56+53.5－37+31.5－1.58+42.519+20.51.510+31.5311+20.53.512－2－3.50測(cè)量值的平均值為（0+1+0+1-1+5+3+4+2+3+2-2）/12=1.5,所以公稱齒距為pt+1.5齒距偏差+fpt=+3.5μm，－fpt=－3.5μm，齒距累計(jì)總偏差為：3.5－（－6.5）=10μm50序號(hào)相對(duì)齒距偏差測(cè)量值的平均值為：齒距偏差齒距偏差累積值10①②③④⑤齒序齒距實(shí)測(cè)值實(shí)測(cè)齒距算術(shù)平均值單個(gè)齒距偏差齒距累積總偏差齒距累積偏差(K=3)12522+3+3+7223+1+4+3326+4+8+8424+2+10+7519-3+7+3619-3+4-47220+4-6819-3+1-6920-2-1-51018-4-5-91123+1-4-51221-1-5-41319-3-8-31421-l-9-51524+2-7-21625+3-4+41727+5+1+101821-10+70051①②③④⑤齒序齒距實(shí)測(cè)值實(shí)測(cè)齒距算術(shù)平均值單個(gè)齒距偏差齒距累圖解法求齒距偏差fpt

52圖解法求齒距偏差fpt52

圖解法求齒距累積總偏差Fp

53圖解法求齒距累積總偏差Fp533)齒距誤差的測(cè)量設(shè)備測(cè)量齒距誤差的設(shè)備常用的有萬能測(cè)齒儀、手持式齒距儀、齒輪測(cè)量中心、三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)、角度分度儀等。下面介紹萬能測(cè)齒儀和手持式齒距儀。543)齒距誤差的測(cè)量設(shè)備54測(cè)量工作臺(tái)和測(cè)量滑座的結(jié)構(gòu)示意圖55測(cè)量工作臺(tái)和測(cè)量滑座的結(jié)構(gòu)示意圖55萬能測(cè)齒儀測(cè)齒距56萬能測(cè)齒儀測(cè)齒距56(2)手持式齒距儀。圖6.19是手持式齒距儀的結(jié)構(gòu)圖，固定量爪8可按照被測(cè)齒輪模數(shù)進(jìn)行調(diào)整，活動(dòng)量爪7通過杠桿將位移傳遞給指示表4，定位支腳可以根據(jù)情況選擇用齒頂圓、齒根圓、裝配孔進(jìn)行定位，如下頁(yè)圖所示。齒距儀可以測(cè)量較大的齒輪，因?yàn)楹茈y得到半徑距離的精確數(shù)值，所以齒距儀很少用于絕對(duì)測(cè)量法測(cè)齒距的真實(shí)的數(shù)值，最合適的用途是用作相對(duì)測(cè)量。1—支架；2—定位支腳；3—主體；4—指示表；5—固定螺母；6—固定螺釘；7—活動(dòng)量爪；8—固定量爪；9—定位支腳57(2)手持式齒距儀。1—支架；2—定位支腳；3—主體；4—齒距儀測(cè)量示意圖58齒距儀測(cè)量示意圖586.3.2用漸開線檢查儀測(cè)齒廓偏差2.齒廓偏差測(cè)量資訊齒廓偏差的測(cè)量方法有展成法、坐標(biāo)法和嚙合法。

1)展成法測(cè)量展成法測(cè)量依據(jù)漸開線形成原理，如圖6.22所示，以被測(cè)齒輪回轉(zhuǎn)軸線為基準(zhǔn)，通過和被測(cè)齒輪1同軸的基圓盤2在直尺3上做純滾動(dòng)，形成理論的漸開線軌跡，將實(shí)際齒形與理論漸開線軌跡進(jìn)行比較，其差值通過傳感器5和記錄器4畫出齒形誤差曲線，在該曲線上按定義評(píng)定得到齒廓偏差。展成法測(cè)量的儀器有單圓盤式漸開線檢查儀、萬能漸開線檢查儀和漸開線螺旋線檢查儀等。596.3.2用漸開線檢查儀測(cè)齒廓偏差2.齒廓偏差測(cè)量資訊單圓盤式漸開線檢查儀的工作原理被測(cè)齒輪1和基圓盤2裝在同一心軸上，基圓盤的直徑等于被測(cè)齒輪的基圓直徑?；鶊A盤在彈簧產(chǎn)生的壓力作用下緊靠直尺3。直尺固定安裝在測(cè)量滑板4上，并且直尺的工作面與測(cè)量滑板的運(yùn)動(dòng)方向平行。當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)手輪5時(shí)，測(cè)量滑板與直尺一起做直線運(yùn)動(dòng)。在摩擦力的作用下，基圓盤被直尺帶著轉(zhuǎn)動(dòng)，相對(duì)直尺做無滑動(dòng)的純滾動(dòng)。杠桿測(cè)頭6和指示表7裝在測(cè)量滑板上，并與其一起移動(dòng)。使用專用附件將測(cè)頭尖端調(diào)整在直尺與基圓盤相切的平面內(nèi)，則測(cè)頭端點(diǎn)相對(duì)于基圓盤2的運(yùn)動(dòng)軌跡即為一條漸開線，也是被測(cè)齒輪齒面的理論漸開線。杠桿測(cè)頭在測(cè)量力作用下與被測(cè)齒面接觸時(shí)，實(shí)際形狀相對(duì)于理論漸開線的偏差就使測(cè)頭產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，通過指示表或記錄器即可將此齒廓誤差顯示出來。60單圓盤式漸開線檢查儀的工作原理被測(cè)齒輪1和基圓盤2裝在同一2)坐標(biāo)法測(cè)量坐標(biāo)法測(cè)量又分為極坐標(biāo)法測(cè)量和直角坐標(biāo)法測(cè)量?jī)煞N。極坐標(biāo)法測(cè)量是以被測(cè)齒輪回轉(zhuǎn)軸線為基準(zhǔn)，通過測(cè)角裝置(如圓光柵、分度盤)和測(cè)長(zhǎng)裝置(如長(zhǎng)光柵、激光)測(cè)量被測(cè)齒輪的角位移和漸開線展開長(zhǎng)度。通過數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，將被測(cè)齒形線的實(shí)際坐標(biāo)位置和理論坐標(biāo)位置進(jìn)行比較，畫出齒形誤差曲線，在該曲線上按定義評(píng)定得到齒廓偏差。612)坐標(biāo)法測(cè)量61

直角坐標(biāo)法測(cè)量原理如圖6.24所示，也是以被測(cè)齒輪回轉(zhuǎn)軸線為基準(zhǔn)(如儀器不具備回轉(zhuǎn)工作臺(tái)，也可用齒頂圓或軸頸外圓代替)。測(cè)量時(shí)被測(cè)齒輪固定不動(dòng)，測(cè)頭在垂直于回轉(zhuǎn)軸線的平面內(nèi)對(duì)齒形線上的被測(cè)點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量，得到被測(cè)點(diǎn)的直角坐標(biāo)值，再將測(cè)得的坐標(biāo)值與理論坐標(biāo)值進(jìn)行比較，將各點(diǎn)的差值繪成齒形誤差曲線，在該曲線上按定義評(píng)定得到齒廓偏差。坐標(biāo)法測(cè)量的儀器有漸開線檢查儀、萬能齒輪測(cè)量?jī)x、齒輪測(cè)量中心及三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)等。62直角坐標(biāo)法測(cè)量原理如圖6.24所示，也是以被測(cè)3) 嚙合法嚙合法是指用單面嚙合整體誤差測(cè)量?jī)x進(jìn)行齒廓偏差的測(cè)量。測(cè)量時(shí)讓被測(cè)齒輪與測(cè)量齒輪(或測(cè)量蝸桿)作單面嚙合傳動(dòng)，將此傳動(dòng)與標(biāo)準(zhǔn)傳動(dòng)相比較。通過誤差處理系統(tǒng)測(cè)量出被測(cè)齒輪的實(shí)際回轉(zhuǎn)角與理論回轉(zhuǎn)角的差值，并由同步記錄器將其記錄成整體誤差曲線，然后按照齒廓偏差的定義在誤差曲線上取值即可。633) 嚙合法636.3.3用齒輪徑向跳動(dòng)測(cè)量?jī)x(或偏擺檢查儀)

測(cè)齒輪徑向跳動(dòng)2.齒輪徑向跳動(dòng)檢測(cè)的資訊齒輪的徑向跳動(dòng)(Fr)是指將一個(gè)適當(dāng)?shù)臏y(cè)頭(球形、圓柱形、砧形)相繼放置于每個(gè)齒槽中，從它到齒輪軸線的最大和最小距離之差，其測(cè)量原理如圖6.25所示。646.3.3用齒輪徑向跳動(dòng)測(cè)量?jī)x(或偏擺檢查儀)

測(cè)齒輪徑齒輪的徑向跳動(dòng)的測(cè)量可以在齒輪徑向跳動(dòng)測(cè)量?jī)x或偏擺檢測(cè)儀上進(jìn)行，圖6.26是齒輪徑向跳動(dòng)測(cè)量?jī)x的結(jié)構(gòu)圖。測(cè)量時(shí)應(yīng)使測(cè)頭與齒輪在齒槽的中部分度圓附近的位置接觸。對(duì)于球形測(cè)頭其直徑d按下式計(jì)算：d=1.68mn式中：d為測(cè)頭直徑；mn為齒輪的法向模數(shù)。65齒輪的徑向跳動(dòng)的測(cè)量可以在齒輪徑向跳動(dòng)測(cè)量?jī)x或偏擺檢測(cè)儀上進(jìn)齒輪徑向跳動(dòng)測(cè)量的具體過程如下。

(1)根據(jù)被測(cè)齒輪模數(shù)的大小，按d=1.68mn選擇相應(yīng)直徑的指示表測(cè)頭。

(2)安裝好指示表支架5的位置，同時(shí)按被測(cè)齒輪的直徑大小轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)節(jié)螺母6，使支架作上下移動(dòng)，并固定在某一適當(dāng)位置，以指示表測(cè)頭與被測(cè)齒輪在齒槽接觸。

(3)測(cè)量時(shí)應(yīng)上翻指示表扳手4，提起指示表測(cè)頭后才可將齒輪轉(zhuǎn)過一齒，再將扳手輕輕放下，使測(cè)頭與齒面接觸，指示表測(cè)頭調(diào)零(旋動(dòng)微調(diào)手輪3)開始逐齒測(cè)取讀數(shù)，直至測(cè)完全部齒槽為止。最后當(dāng)指示表測(cè)頭回到調(diào)零的那個(gè)齒槽時(shí)，表上讀數(shù)應(yīng)仍然為零，若偏差超過一個(gè)格值應(yīng)檢查原因，并重新測(cè)量。

(4)在記錄的全部讀數(shù)中，取其最大值與最小值之差，即為被測(cè)齒輪的徑向跳動(dòng)。66齒輪徑向跳動(dòng)測(cè)量的具體過程如下。66復(fù)習(xí)：1.各齒輪偏差對(duì)使用要求的影響

2.齒輪的必檢指標(biāo)

3.齒距偏差檢測(cè)的數(shù)據(jù)處理方法67復(fù)習(xí)：1.各齒輪偏差對(duì)使用要求的影響

齒輪檢驗(yàn)項(xiàng)目總結(jié)1齒輪使用要求對(duì)應(yīng)的誤差項(xiàng)目傳遞運(yùn)動(dòng)的準(zhǔn)確性齒距累積總偏差Fp、齒距累積偏差Fpk、切向綜合總偏差、徑向綜合總偏差齒輪的徑向跳動(dòng)傳動(dòng)的平穩(wěn)性單個(gè)齒距偏差fpt

、一齒切向綜合偏差齒廓總偏差Fα（齒廓形狀偏差ffα、齒廓傾斜偏差fHα

）、一齒徑向綜合偏差載貨分布的均勻性齒廓總偏差Fα（齒廓形狀偏差ffα、齒廓傾斜偏差fHα

）螺旋線總偏差Fβ（螺旋線形狀偏差ffβ

、螺旋線傾斜偏差fHβ

）68齒輪檢驗(yàn)項(xiàng)目總結(jié)1齒輪使用要求對(duì)應(yīng)的誤差項(xiàng)目傳遞運(yùn)動(dòng)的準(zhǔn)確性齒輪檢驗(yàn)項(xiàng)目的確定使用要求首選（必檢）檢驗(yàn)項(xiàng)目供需雙方同意后可用下列替代指標(biāo)首檢合格后可用下列替代指標(biāo)準(zhǔn)確性齒距累積總偏差Fp（高速齒輪還需檢測(cè)：齒距累積偏差Fpk）切向綜合總偏差徑向綜合總偏差（或者齒輪的徑向跳動(dòng)）平穩(wěn)性單個(gè)齒距偏差fpt

、一齒切向綜合偏差一齒徑向綜合偏差載貨均勻性齒廓總偏差Fα（可分解為：齒廓形狀偏差ffα、齒廓傾斜偏差fHα

）螺旋線總偏差Fβ（可分解為：螺旋線形狀偏差ffβ

、螺旋線傾斜偏差fHβ

）69齒輪檢驗(yàn)項(xiàng)目的確定使用要求首選（必檢）檢驗(yàn)項(xiàng)目供需雙方同意后6.6拓展知識(shí)6.6.1漸開線圓柱齒輪副的精度前面的內(nèi)容都是針對(duì)單個(gè)齒輪進(jìn)行分析的，下面介紹一對(duì)嚙合的齒輪副的精度要求。由于各種產(chǎn)品對(duì)齒輪副的要求差別很大，故GB/T10095.1和GB/T10095.2兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)中沒有對(duì)齒輪副規(guī)定要求，只是在指導(dǎo)性技術(shù)文件GB/Z18620.2、GB/Z18620.3和GB/Z18620.4中作了推薦要求，由設(shè)計(jì)者自行確定。齒輪副的檢驗(yàn)項(xiàng)目有齒輪副的切向綜合偏差、接觸斑點(diǎn)、側(cè)隙(圓周側(cè)隙、法向側(cè)隙)和安裝精度(軸中心距偏差、軸線平行度偏差)。706.6拓展知識(shí)6.6.1漸開線圓柱齒輪副的精度1.齒輪副的切向綜合偏差按設(shè)計(jì)中心距安裝好的齒輪副，嚙合轉(zhuǎn)動(dòng)足夠多的轉(zhuǎn)數(shù)，一個(gè)齒輪相對(duì)于另一個(gè)齒輪的實(shí)際轉(zhuǎn)角與公稱轉(zhuǎn)角的之差的總幅度值，以分度圓弧長(zhǎng)計(jì)算。齒輪副的切向綜合偏差，主要影響運(yùn)動(dòng)精度。齒輪副的切向綜合偏差的測(cè)量與單齒的測(cè)量原理相同，只是單齒是采用測(cè)量齒輪與被測(cè)齒輪嚙合，而齒輪副使用兩個(gè)被測(cè)齒輪相互嚙合進(jìn)行測(cè)量。711.齒輪副的切向綜合偏差712.齒輪副的接觸斑點(diǎn)1)接觸斑點(diǎn)的定義齒輪副的接觸斑點(diǎn)是指裝配好的齒輪副在輕微制動(dòng)下運(yùn)轉(zhuǎn)后齒面的接觸擦亮痕跡，可以用沿齒高方向和沿齒長(zhǎng)方向的百分?jǐn)?shù)來表示。典型的規(guī)范接觸近似為：齒寬b的80%，有效齒面高度h的70%，齒端修薄

齒長(zhǎng)方向配合正確，有齒廓偏差

波紋度

有螺旋線偏差，齒廓正確，有齒端修薄

722.齒輪副的接觸斑點(diǎn)典型的規(guī)范接觸近似為：齒寬b的80%，2)接觸斑點(diǎn)的獲得接觸斑點(diǎn)的獲得方法分為靜態(tài)方法(通過軟涂層的轉(zhuǎn)移)和動(dòng)態(tài)方法(通過硬涂層的磨損)兩種。

靜態(tài)方法是指將齒輪徹底清洗干凈，去除油污，在小齒輪3個(gè)或更多齒上涂上一層薄(5～15μm)而均勻的印痕涂料(如紅丹、普魯士藍(lán)軟膏、劃線藍(lán)油等)，然后在大齒輪上將與涂有涂料的小齒輪嚙合的齒上噴一層薄薄的顯像液膜。由操作者轉(zhuǎn)動(dòng)小齒輪，使有涂料的輪齒與大齒輪嚙合，并由助手在大齒輪上施加一個(gè)足夠的反力矩以保證接觸，然后把輪齒反轉(zhuǎn)回到原來的位置，在輪齒的背面做上記號(hào)，以便對(duì)接觸斑點(diǎn)進(jìn)行觀察。得到的接觸斑點(diǎn)應(yīng)用照相、畫草圖或透明膠帶等方法記錄下來，以便保存。732)接觸斑點(diǎn)的獲得73

動(dòng)態(tài)方法是指將齒輪徹底清洗干凈，去除油污，將小齒輪和大齒輪至少3個(gè)以上的輪齒噴上劃線用的藍(lán)油，形成的膜應(yīng)薄而光滑，不能太厚。然后給齒輪副一個(gè)載荷增量作短時(shí)間運(yùn)行，然后停止，將其斑點(diǎn)記錄下來，徹底清洗干凈齒輪后在下一個(gè)載荷增量下重復(fù)以上程序。整個(gè)操作過程至少應(yīng)在3個(gè)不同載荷上重復(fù)進(jìn)行。典型載荷增量為5%、25%、50%、75%和100%，用所得的接觸斑點(diǎn)進(jìn)行比較，以保證在規(guī)定的工作條件下，觀察到齒輪逐漸發(fā)展的接觸面積達(dá)到設(shè)計(jì)的接觸面大小。74動(dòng)態(tài)方法是指將齒輪徹底清洗干凈，去除油污，3)接觸斑點(diǎn)的評(píng)定檢測(cè)產(chǎn)品齒輪副在其箱體內(nèi)所產(chǎn)生的接觸斑點(diǎn)可以有助于對(duì)輪齒間的載荷分布情況進(jìn)行評(píng)估。產(chǎn)品齒輪與測(cè)量齒輪的接觸斑點(diǎn)，可用于評(píng)估裝配后的齒輪的螺旋線和齒廓精度。下圖是指導(dǎo)性技術(shù)文件GB/Z18620.4—2008給出的齒輪裝配后(空載)檢測(cè)時(shí)，所預(yù)計(jì)的齒輪接觸斑點(diǎn)的分布情況，實(shí)際接觸斑點(diǎn)不一定與該圖所示的一致。753)接觸斑點(diǎn)的評(píng)定75精度等級(jí)按GB/T10095bc1占齒寬的百分比

hc1占有效齒面高度的百分比bc2占齒寬的百分比

hc2占有效齒面高度的百分比

4級(jí)及更高507040505和6455035307和8355035309至1225502530直齒輪裝配后的接觸斑點(diǎn)(摘自GB/Z18620.4—2008)注：bc1—接觸斑點(diǎn)的較大長(zhǎng)度，單位為%；bc2—接觸斑點(diǎn)的較小長(zhǎng)度，單位為%；

hc1—接觸帶點(diǎn)的較大高度，單位為%；hc2—接觸帶點(diǎn)的較小高度，單位為%。76精度等級(jí)按bc1占齒寬hc1占有效齒面高度的百分比bc2占齒精度等級(jí)按GB/T10095bc1占齒寬的百分比

hc1占有效齒面高度的百分比

bc2占齒寬的百分比

hc2占有效齒面高度的百分比

4級(jí)及更高505040305和6454035207和8354035209至1225402520斜齒輪裝配后的接觸斑點(diǎn)(摘自GB/Z18620.4—2008)77精度等級(jí)按GB/T10095bc1占齒寬的百分比hc13.最小側(cè)隙和齒厚極限偏差的確定

1)側(cè)隙的定義及分類側(cè)隙j是指相互嚙合的齒輪工作齒面相接觸時(shí)，在兩個(gè)非工作齒面之間所形成的間隙，也就是在節(jié)圓上齒槽寬度超過相嚙合輪齒齒厚的量，如圖所示。側(cè)隙可以在法向平面上或沿嚙合線測(cè)量，但是它是在端平面上或嚙合平面(基圓切平面)上計(jì)算和規(guī)定的。用塞尺測(cè)量側(cè)隙(法向平面)783.最小側(cè)隙和齒厚極限偏差的確定用塞尺測(cè)量圓周側(cè)隙、法向側(cè)隙和徑向側(cè)隙圓周側(cè)隙jwt：是當(dāng)固定兩個(gè)相嚙合齒輪中的一個(gè)時(shí)，另一個(gè)齒輪所能轉(zhuǎn)過的節(jié)圓弧長(zhǎng)的最大值。法向側(cè)隙jbn：是當(dāng)兩個(gè)齒輪的工作齒面相互接觸時(shí)，其非工作齒面之間的最短距離。它與圓周側(cè)隙的關(guān)系如下：式中：為端面壓力角；為法向螺旋角。徑向側(cè)隙jr：將兩個(gè)相配齒輪的中心距縮小，直到左側(cè)齒面和右側(cè)齒面都接觸時(shí)，這個(gè)縮小的量即為徑向側(cè)隙。它與圓周側(cè)jwt的關(guān)系如下。79圓周側(cè)隙、法向側(cè)隙和徑向側(cè)隙圓周側(cè)隙jwt：是當(dāng)固定兩個(gè)相嚙

決定側(cè)隙大小的齒輪副尺寸要素有：小齒輪的齒厚s1、大齒輪的齒厚s2和箱體孔的中心距a。我國(guó)實(shí)現(xiàn)側(cè)隙的方法是采用減小單個(gè)齒輪齒厚的方法，而有的國(guó)家是通過改變中心距的方法來實(shí)現(xiàn)的。所有相互嚙合的齒輪必定都有些側(cè)隙。必須要保證非工作齒面不會(huì)相互接觸。在一個(gè)已定的嚙合中，在齒輪傳動(dòng)中側(cè)隙會(huì)隨著速度、溫度、負(fù)載等的變化而變化。在靜態(tài)可測(cè)量的條件下，必須有足夠的側(cè)隙，以保證在帶負(fù)載運(yùn)行于最不利的工作條件下仍有足夠的側(cè)隙。需要的側(cè)隙量與齒輪的大小、精度、安裝和應(yīng)用情況有關(guān)。80決定側(cè)隙大小的齒輪副尺寸要素有：小齒輪的齒2)最小法向側(cè)隙的確定最小法向側(cè)隙是當(dāng)一個(gè)齒輪的輪齒以最大允許實(shí)效齒厚與一個(gè)也具有最大允許實(shí)效齒厚的相配齒在最緊的允許中心距相嚙合時(shí)，在靜態(tài)條件下存在的最小允許側(cè)隙。這是設(shè)計(jì)者所提供的傳統(tǒng)“允許間隙”，以補(bǔ)償下列情況。

(1)箱體、軸和軸承的偏斜。

(2)由于箱體的偏差和軸承的間隙導(dǎo)致齒輪軸線的不對(duì)準(zhǔn)。

(3)由于箱體的偏差和軸承的間隙導(dǎo)致齒輪軸線的歪斜。

(4)安裝誤差，例如，軸的偏心。

(5)軸承徑向跳動(dòng)。

(6)溫度影響(箱體與齒輪零件的溫度差、中心距和材料差異所致)。

(7)旋轉(zhuǎn)零件的離心脹大。

(8)其他因素，例如，由于潤(rùn)滑劑的允許污染以及非金屬齒輪材料的溶脹。812)最小法向側(cè)隙的確定81mn

最小中心距ai5010020040080016001.50.090.11———20.100.120.15———30.120.140.170.24——5—0.180.210.28——8—0.240.270.340.47—12——0.350.420.55—18———0.540.670.94對(duì)于中、大模數(shù)齒輪最小側(cè)隙的推薦值(摘自GB/Z18620.2—2008)mm82mn最小中心距ai501002004008001最小法向側(cè)隙也可用下式進(jìn)行計(jì)算：

jbnmin=(0.06+0.0005ai+0.03mn)式中：ai是最小中心距，但必須是絕對(duì)值。如何獲得所需要的側(cè)隙？——通過對(duì)齒厚進(jìn)行減薄來實(shí)現(xiàn)，因而需要確定齒厚偏差。

齒厚偏差是指分度圓柱面上，實(shí)際齒厚與公稱齒厚之差(對(duì)于斜齒輪指法向平面的齒厚)。公稱齒厚是指一個(gè)齒的兩側(cè)理論齒廓之間的分度圓弧長(zhǎng)，常稱為分度圓弧齒厚，該弧齒厚所對(duì)應(yīng)的弦長(zhǎng)則稱為分度圓弦齒厚。83最小法向側(cè)隙也可用下式進(jìn)行計(jì)算：如何獲得所需要的側(cè)隙？齒厚極限偏差可以用計(jì)算法或者類比法確定（略）下面介紹齒厚和公法線的檢測(cè)方法84齒厚極限偏差可以用計(jì)算法或者類比法確定（略）下面介紹齒厚和公6.6.2齒厚的測(cè)量弦齒厚的測(cè)量多用齒厚游標(biāo)卡尺和光學(xué)測(cè)齒卡尺。測(cè)量時(shí)以齒頂圓為基準(zhǔn)，按計(jì)算出的弦齒高h(yuǎn)a調(diào)整高度尺的位置，先松開螺釘11并鎖緊螺釘10，再調(diào)整微調(diào)螺母8使高度游標(biāo)尺的示值為ha，然后固緊螺釘11；將支撐板5置于被測(cè)齒頂上，并使卡尺的量爪2垂直于齒輪的軸線，再用同樣方法調(diào)整水平游標(biāo)卡尺的微調(diào)螺母，使可動(dòng)量爪和固定量爪與齒面對(duì)稱接觸，這時(shí)，水平游標(biāo)尺示值即為實(shí)際齒厚值。1—主尺；2—水平量爪；3—水平尺尺框；4—高度尺尺框；5—高度尺；6—游標(biāo)；7—微調(diào)螺桿；8—微調(diào)螺母；9—微調(diào)裝置；10—微調(diào)鎖緊螺釘；11—尺框鎖緊螺釘856.6.2齒厚的測(cè)量弦齒厚的測(cè)量多用齒厚游標(biāo)卡尺和光學(xué)測(cè)公稱弦齒厚和齒高按下面公式計(jì)算86公稱弦齒厚和齒高按下面公式計(jì)算86齒厚偏差測(cè)量示意圖測(cè)量齒厚以齒頂圓為基準(zhǔn)，測(cè)量結(jié)果受齒頂圓偏差影響較大，因此需提高齒頂圓精度或改用測(cè)量公法線平均長(zhǎng)度偏差的辦法。測(cè)量時(shí)注意調(diào)零和準(zhǔn)確讀數(shù)

對(duì)于小模數(shù)的齒輪，還可采用投影儀或萬能工具顯微鏡以影像法進(jìn)行測(cè)量。87齒厚偏差測(cè)量示意圖測(cè)量齒厚以齒頂圓為基準(zhǔn)，測(cè)量結(jié)果受齒頂圓偏數(shù)顯齒厚卡尺88數(shù)顯齒厚卡尺886.6.3公法線長(zhǎng)度的測(cè)量

由于直接法測(cè)量齒厚一般難以達(dá)到較高的測(cè)量精度，因而還可用另一等效的檢驗(yàn)項(xiàng)目——公法線平均長(zhǎng)度偏差，它是指在齒輪一周內(nèi)的公法線平均長(zhǎng)度值對(duì)其公稱值之差。公法線長(zhǎng)度的測(cè)量是使用公法線千分尺按計(jì)算出的跨齒數(shù)K進(jìn)行測(cè)量。合理的跨齒數(shù)使測(cè)量時(shí)的切點(diǎn)位于齒高中部，即分度圓上或其附近。

K≈0.111z+0.5(取最接近的整數(shù))

通?？琮X數(shù)K可近似地取為齒數(shù)的1/9。896.6.3公法線長(zhǎng)度的測(cè)量由于直接法測(cè)

公法線千分尺可測(cè)量模數(shù)大于1mm的直齒和斜齒公法線長(zhǎng)度。公法線千分尺的結(jié)構(gòu)與外徑千分尺相似，區(qū)別僅在于測(cè)量砧的尺寸不同。讀數(shù)與使用方法也與外徑千分尺相同。90公法線千分尺可測(cè)量模數(shù)大于1mm的直齒和斜齒公法線公稱值的計(jì)算當(dāng)α=20o時(shí)

=m[1.476(2k－1)＋0.014z]注意：K是跨齒數(shù)，一定是整數(shù)用測(cè)得值的平均值減去公稱值即得到公法線平均長(zhǎng)度偏差91公法線公稱值的計(jì)算當(dāng)α=20o時(shí)=m[1.476(公法線杠桿千分尺92公法線杠桿千分尺92齒輪傳動(dòng)93齒輪傳動(dòng)1第5章漸開線圓柱齒輪傳動(dòng)的互換性及其檢測(cè)6.2.1齒輪的使用要求及誤差來源6.2基礎(chǔ)知識(shí)1.齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn)及分類齒輪傳動(dòng)是用來傳遞機(jī)器運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的常用機(jī)構(gòu)，與帶、鏈、摩擦、液壓等機(jī)械傳動(dòng)相比，具有功率范圍大、傳動(dòng)效率高、圓周速度高、傳動(dòng)比準(zhǔn)確、使用壽命長(zhǎng)、結(jié)構(gòu)尺寸小等特點(diǎn)。由于齒輪在工業(yè)發(fā)展中的突出地位，其被公認(rèn)為工業(yè)化的一種象征。影響齒輪傳動(dòng)質(zhì)量的因素除安裝齒輪的軸、軸承和箱體之外，最主要的就是齒輪副中兩個(gè)齒輪本身的幾何精度。94第5章漸開線圓柱齒輪傳動(dòng)的互換性及其檢測(cè)6.2.1齒分類齒輪傳動(dòng)的形式是多種多樣的，齒輪本身按照不同的特點(diǎn)也可以分成許多種。按傳動(dòng)的封閉和潤(rùn)滑情況，可分為開式、半開式、閉式齒輪傳動(dòng)；按齒輪的形狀不同，可分為圓柱齒輪、圓錐齒輪、齒條、蝸輪、蝸桿、非圓齒輪等；按齒輪的齒廓曲線來分，則可分為漸開線、圓弧線、準(zhǔn)雙曲線及擺線齒輪等。95分類齒輪傳動(dòng)的形式是多種多樣的，齒輪本身按照不同的特點(diǎn)也可以2.齒輪傳動(dòng)的使用要求1)傳遞運(yùn)動(dòng)的準(zhǔn)確性要求從動(dòng)輪與主動(dòng)輪運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)一致，即齒輪在一轉(zhuǎn)范圍內(nèi)傳動(dòng)比的變化盡量小，以保證主動(dòng)輪和從動(dòng)輪之間能準(zhǔn)確地傳遞運(yùn)動(dòng)。即要求齒輪在一轉(zhuǎn)范圍內(nèi)實(shí)際速比相對(duì)于理論速比的變動(dòng)量應(yīng)限制在允許的范圍內(nèi)或者說一轉(zhuǎn)過程中產(chǎn)生的最大轉(zhuǎn)角誤差在允許的范圍內(nèi)，如圖6.1所示。齒輪傳動(dòng)比的變化962.齒輪傳動(dòng)的使用要求1)傳遞運(yùn)動(dòng)的準(zhǔn)確性齒輪傳動(dòng)比的變百分表齒輪傳動(dòng)97百分表齒輪傳動(dòng)52)傳遞運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性要求齒輪傳動(dòng)在一個(gè)齒距范圍內(nèi)瞬時(shí)傳動(dòng)比的變化盡量小，即應(yīng)限制在允許的范圍內(nèi)，如圖6.1所示。齒輪傳動(dòng)平穩(wěn)性好，就可以保證低噪聲、低沖擊和較小振動(dòng)。982)傳遞運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性6精密齒輪傳動(dòng)99精密齒輪傳動(dòng)73) 載荷分布的均勻性要求傳動(dòng)時(shí)工作齒面接觸良好，在全齒寬上載荷分布均勻，避免載荷集中于局部區(qū)域引起應(yīng)力集中，造成局部過早磨損，以提高齒輪的使用壽命。1003) 載荷分布的均勻性8礦山機(jī)械設(shè)備101礦山機(jī)械設(shè)備94)齒側(cè)間隙的合理性齒輪傳動(dòng)的非工作齒面之間應(yīng)留有一定的間隙，如圖6.2所示。這個(gè)側(cè)隙有利于儲(chǔ)存潤(rùn)滑油、補(bǔ)償齒輪的制造誤差、安裝誤差和熱變形，從而防止齒輪傳動(dòng)發(fā)生卡死或燒傷。然而，過大的側(cè)隙也會(huì)引起反轉(zhuǎn)時(shí)的沖擊及回程誤差。1024)齒側(cè)間隙的合理性10

不同用途和不同工作條件下的齒輪，對(duì)上述要求的側(cè)重點(diǎn)是不同的。例如：讀數(shù)裝置和分度機(jī)構(gòu)的齒輪，主要要求傳遞運(yùn)動(dòng)的準(zhǔn)確性，而對(duì)接觸均勻性的要求往往是次要的。如果需要正反轉(zhuǎn)，則要求較小的側(cè)隙。對(duì)于低速重載齒輪(如起重機(jī)械、重型機(jī)械)，載荷分布均勻性要求較高，而對(duì)傳遞運(yùn)動(dòng)的準(zhǔn)確性則要求不高。對(duì)于高速重載下工作的齒輪(如汽車減速器齒輪、高速發(fā)動(dòng)機(jī)齒輪)則對(duì)運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確性、傳動(dòng)平穩(wěn)性和載荷分布均勻性的要求都很高，且要求有較大的側(cè)隙以滿足潤(rùn)滑需要。一般汽車、拖拉機(jī)及機(jī)床的變速齒輪主要保證傳動(dòng)平穩(wěn)性要求，使振動(dòng)、噪音小。103不同用途和不同工作條件下的齒輪，對(duì)上述要求的側(cè)3.齒輪加工誤差的來源齒輪的加工誤差主要來源于加工工藝系統(tǒng)，如齒輪加工機(jī)床的誤差、刀具的制造與安裝誤差、齒坯的制造與安裝誤差等?，F(xiàn)以圖示的滾齒加工為例，將上述誤差歸納為以下幾個(gè)方面。1043.齒輪加工誤差的來源齒輪的加工誤差主要來源于加工工藝系統(tǒng)1) 幾何偏心e這是由于加工時(shí)齒坯基準(zhǔn)孔軸線O1與滾齒機(jī)工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)軸線O不重合而引起的安裝偏心，如圖6.4(a)所示。加工出的齒輪會(huì)在一轉(zhuǎn)內(nèi)產(chǎn)生齒圈徑向跳動(dòng)誤差，并且齒距和齒厚也會(huì)產(chǎn)生周期性變化，如圖6.4(b)所示。1051) 幾何偏心e132) 運(yùn)動(dòng)偏心ey它是指機(jī)床分度蝸輪中心與工作臺(tái)回轉(zhuǎn)中心不重合所引起的偏心ek，會(huì)造成工作臺(tái)及齒坯的轉(zhuǎn)速在一轉(zhuǎn)范圍內(nèi)時(shí)快時(shí)慢的變化，當(dāng)角速度增加時(shí)，切齒提前使齒距和公法線都變長(zhǎng)，當(dāng)角速度減小時(shí)，切齒滯后使齒距和公法線都變短，從而造成齒輪的齒距和公法線長(zhǎng)度在局部上變長(zhǎng)或變短，使齒輪產(chǎn)生切向誤差，如圖6.5所示。1062) 運(yùn)動(dòng)偏心ey143) 機(jī)床傳動(dòng)鏈的短周期誤差機(jī)床分度蝸桿有安裝偏心eω和軸向竄動(dòng)時(shí)，會(huì)使分度蝸輪(齒坯)轉(zhuǎn)速不均勻，造成齒輪的齒距和齒廓誤差。分度蝸桿每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，跳動(dòng)重復(fù)一次，誤差出現(xiàn)的次數(shù)將等于分度蝸輪的齒數(shù)。4) 滾刀安裝誤差當(dāng)滾刀有安裝偏心ed、軸線傾斜及軸向竄動(dòng)時(shí)，會(huì)使加工出的齒輪徑向和軸向都產(chǎn)生誤差。如滾刀單頭，齒輪有z牙，則在齒坯一轉(zhuǎn)中產(chǎn)生z次誤差。5) 滾刀的制造誤差滾刀本身的基節(jié)、齒形等制造誤差也會(huì)反映到被加工齒輪的每一齒上，使產(chǎn)生基節(jié)偏差和齒廓誤差。1073) 機(jī)床傳動(dòng)鏈的短周期誤差156.2.2現(xiàn)行國(guó)家齒輪標(biāo)準(zhǔn)簡(jiǎn)介2項(xiàng)正式標(biāo)準(zhǔn)為：GB/T10095.1—2008《漸開線圓柱齒輪精度第1部分：輪齒同側(cè)齒面偏差的定義和允許值》GB/T10095.2—2008《漸開線圓柱齒輪精度第2部分：徑向偏差與徑向跳動(dòng)的定義和允許值》。4項(xiàng)指導(dǎo)性技術(shù)文件為：GB/Z18620.1—2008《圓柱齒輪檢驗(yàn)實(shí)施規(guī)范第1部分：輪齒同側(cè)齒面的檢驗(yàn)》GB/Z18620.2—2008《圓柱齒輪檢驗(yàn)實(shí)施規(guī)范第2部分：徑向綜合偏差、徑向跳動(dòng)、齒厚和側(cè)隙的檢驗(yàn)》GB/Z18620.3—2008《圓柱齒輪檢驗(yàn)實(shí)施規(guī)范第3部分：齒輪坯、軸中心距和軸線平行度》GB/Z18620.4—2008《圓柱齒輪檢驗(yàn)實(shí)施規(guī)范第4部分：表面結(jié)構(gòu)和齒面接觸斑點(diǎn)的檢驗(yàn)》。1086.2.2現(xiàn)行國(guó)家齒輪標(biāo)準(zhǔn)簡(jiǎn)介2項(xiàng)正式標(biāo)準(zhǔn)為：166.2.3漸開線圓柱齒輪輪齒同側(cè)齒面偏差1.齒距偏差1)單個(gè)齒距偏差fpt單個(gè)齒距偏差指在端平面上接近齒高中部與齒輪軸線同心的圓上，實(shí)際齒距與理論齒距的代數(shù)差，如圖6.6所示，圖中虛線代表理論輪廓，實(shí)線代表實(shí)際輪廓。1096.2.3漸開線圓柱齒輪輪齒同側(cè)齒面偏差1.齒距偏差12)齒距累積偏差Fpk齒距累積偏差是任意k個(gè)齒距的實(shí)際弧長(zhǎng)與理論弧長(zhǎng)的代數(shù)差，如圖6.6所示。理論上它等于這k個(gè)齒距的單個(gè)齒距偏差的代數(shù)和。除非另有規(guī)定外，F(xiàn)pk值被限定在不大于1/8的圓周上評(píng)定。因此，F(xiàn)pk的允許值適用于齒距數(shù)k為2到小于z/8的圓弧內(nèi)。通常Fpk取k=z/8就足夠了，對(duì)于特殊的應(yīng)用(如高速齒輪)還需要檢驗(yàn)較小弧段并規(guī)定相應(yīng)的k值。1102)齒距累積偏差Fpk183)齒距累積總偏差Fp齒距累積總偏差是指齒輪同側(cè)齒面任意圓弧段(k=1至k=z)內(nèi)的最大齒距累積偏差。它表現(xiàn)為齒距累積偏差曲線的總幅值。齒距累積總偏差反映了一個(gè)齒距和一轉(zhuǎn)內(nèi)任意個(gè)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(yùn)動(dòng)偏心的綜合結(jié)果。因而可以較全面地反映齒輪的傳遞運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確性和平穩(wěn)性，是綜合性的評(píng)定項(xiàng)目。如果在較少的齒距上齒距累積總偏差過大時(shí)，在實(shí)際工作中將產(chǎn)生很大的加速度力，因此，有必要規(guī)定較少齒距范圍內(nèi)的齒距累積差。1113)齒距累積總偏差Fp19二、齒距累積總偏差的進(jìn)一步說明是指在分度圓上任意兩個(gè)同側(cè)齒面間的實(shí)際弧長(zhǎng)與公稱弧長(zhǎng)的最大差值。112二、齒距累積總偏差的進(jìn)一步說明202.齒廓偏差

齒廓偏差是指實(shí)際輪廓偏離設(shè)計(jì)輪廓的量。齒廓偏差應(yīng)在端平面內(nèi)且垂直于漸開線齒廓的方向計(jì)值。為了更好地理解齒廓偏差的相關(guān)內(nèi)容，下面先介紹一些基本概念。1)可用長(zhǎng)度(LAF)可用長(zhǎng)度LAF等于兩條端面基圓切線之差。其中一條是從基圓到可用齒廓的外界限點(diǎn)，另一條是從基圓到可用齒廓的內(nèi)界限點(diǎn)。依據(jù)設(shè)計(jì)，可用長(zhǎng)度外界限點(diǎn)被齒頂、齒頂?shù)估饣螨X頂?shù)箞A的起始點(diǎn)(圖6.7中點(diǎn)A)限定在朝齒根方向上，可用長(zhǎng)度的內(nèi)界限點(diǎn)被齒根圓角或挖根的起始點(diǎn)(圖6.7中點(diǎn)F)所限定。1132.齒廓偏差齒廓偏差是指實(shí)際輪廓偏離設(shè)計(jì)輪2)有效長(zhǎng)度(LAE)有效長(zhǎng)度LAE指可用長(zhǎng)度對(duì)應(yīng)于有效齒廓的那部分。對(duì)于齒頂，其有與可用長(zhǎng)度同樣的限定(點(diǎn)A)。對(duì)于齒根，有效長(zhǎng)度延伸到與之配對(duì)齒輪有效嚙合的終止點(diǎn)E(即有效齒廓的起始點(diǎn))。如果不知道配對(duì)齒輪，則E點(diǎn)為與基本齒條相嚙合的有效齒廓的起始點(diǎn)。3)齒廓計(jì)值范圍(Lα)齒廓計(jì)值范圍Lα是可用長(zhǎng)度中的一部分，在Lα內(nèi)應(yīng)遵照規(guī)定精度等級(jí)的公差。除另有規(guī)定外，其長(zhǎng)度等于從E點(diǎn)開始延伸的有效長(zhǎng)度LAE的92%。4)設(shè)計(jì)齒廓設(shè)計(jì)齒廓符合設(shè)計(jì)規(guī)定的齒廓，當(dāng)無其他限定時(shí)是指端面齒廓。齒廓跡線是指齒輪齒廓檢查儀畫出的齒廓偏差曲線。在齒廓曲線圖中未經(jīng)修形的漸開線齒廓跡線一般為直線。

1142)有效長(zhǎng)度(LAE)22終測(cè)點(diǎn)起測(cè)點(diǎn)起評(píng)點(diǎn)115終測(cè)點(diǎn)起測(cè)點(diǎn)起評(píng)點(diǎn)235)被測(cè)齒面的平均齒廓被測(cè)齒面的平均齒廓指設(shè)計(jì)齒廓跡線的縱坐標(biāo)減去一條斜直線的縱坐標(biāo)后得到的一條跡線。這條斜直線使得在計(jì)值范圍內(nèi)實(shí)際齒廓跡線對(duì)平均齒廓跡線偏差的平方和最小。因此平均齒廓跡線的位置和傾斜可以用最小二乘法求得。平均齒廓是用來確定齒廓形狀偏差ffα和齒廓傾斜偏差fHα的一條輔助齒廓跡線。1165)被測(cè)齒面的平均齒廓24(1) 齒廓總偏差Fα：指在計(jì)值范圍內(nèi)，包容實(shí)際齒廓跡線的兩條設(shè)計(jì)齒廓跡線間的距離，如圖6.8(a)所示。(2) 齒廓形狀偏差ffα：指在計(jì)值范圍內(nèi)，包容實(shí)際齒廓跡線的兩條與平均齒廓跡線完全相同的曲線間的距離，且兩條曲線與平均齒廓跡線的距離為常數(shù)，如圖6.8(b)所示。(3) 齒廓傾斜偏差fHα：指在計(jì)值范圍內(nèi)，兩端與平均齒廓跡線相交的兩條設(shè)計(jì)齒廓跡線間的距離，如圖6.8(c)所示。117(1) 齒廓總偏差Fα：指在計(jì)值范圍內(nèi)，包容實(shí)際齒廓跡線的兩3.切向綜合偏差1) 切向綜合總偏差切向綜合總偏差指在被測(cè)齒輪與測(cè)量齒輪單面嚙合的情況下，被測(cè)齒輪一轉(zhuǎn)內(nèi)，齒輪分度圓上實(shí)際圓周位移與理論圓周位移的最大差值，如圖6.9所示。該誤差是幾何偏心、運(yùn)動(dòng)偏心加工誤差的綜合反映，因而是評(píng)定齒輪傳遞運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確性的最佳綜合評(píng)定指標(biāo)。2) 一齒切向綜合偏差一齒切向綜合偏差被測(cè)齒輪與測(cè)量齒輪單面嚙合的情況下，被測(cè)齒輪在一個(gè)齒距內(nèi)，齒輪分度圓上實(shí)際圓周位移與理論圓周位移的最大差值，即在一個(gè)齒距內(nèi)的切向綜合偏差，如圖6.9中小波紋所示。1183.切向綜合偏差1) 切向綜合總偏差26切向綜合偏差的進(jìn)一步說明119切向綜合偏差的進(jìn)一步說明27圖6.9切向綜合偏差

120圖6.9切向綜合偏差284.螺旋線偏差螺旋線偏差是在端面基圓切線方向上測(cè)得的實(shí)際螺旋線偏離設(shè)計(jì)螺旋線的量。對(duì)于直齒輪，輪齒的螺旋角等于零，因此設(shè)計(jì)螺旋線為一直線，并平行于基準(zhǔn)軸線。在測(cè)量螺旋線偏差時(shí)得到的記錄圖上螺旋線偏差曲線稱為螺旋線跡線。1214.螺旋線偏差29被測(cè)齒輪1安裝在量?jī)x主軸頂尖和尾座頂尖之間，縱向滑臺(tái)4上安裝有傳感器6，其一端的測(cè)頭7與被測(cè)齒輪的齒面在接近齒高中部接觸，另一端與記錄器8相連，當(dāng)縱向滑臺(tái)4平行于齒輪基準(zhǔn)軸線移動(dòng)時(shí)，測(cè)頭7和記錄器8上的記錄紙隨其作軸向位移，同時(shí)它的滑柱在橫向滑臺(tái)3上的分度盤5的導(dǎo)槽中中移動(dòng)，使橫向工作臺(tái)3在垂直于齒輪基準(zhǔn)軸線的方向移動(dòng)，相應(yīng)地使主軸滾輪2帶動(dòng)被測(cè)齒輪1繞其基準(zhǔn)軸線回轉(zhuǎn)，以實(shí)現(xiàn)被測(cè)齒面相對(duì)于測(cè)頭作螺旋線運(yùn)動(dòng)122被測(cè)齒輪1安裝在量?jī)x主軸頂尖和尾座頂尖之間，縱向滑臺(tái)4上安裝1)螺旋線總偏差Fβ螺旋線總偏差Fβ指在計(jì)值范圍內(nèi)，包容實(shí)際螺旋線跡線的兩條設(shè)計(jì)螺旋線跡線間的距離，如圖6.10(a)所示。2)螺旋線形狀偏差ffβ螺旋線形狀偏差ffβ指在計(jì)值范圍內(nèi)，包容實(shí)際螺旋線跡線的兩條與平均螺旋線跡線完全相同的曲線間的距離，且兩條曲線與平均螺旋線跡線的距離為常數(shù)，如圖6.10(b)所示。3)螺旋線傾斜偏差fHβ螺旋線傾斜偏差fHβ指在計(jì)值范圍內(nèi)，兩端與平均螺旋線跡線相交的設(shè)計(jì)螺旋線跡線間的距離，如圖6.10(c)所示。1231)螺旋線總偏差Fβ2)螺旋線形狀偏差ffβ316.2.4漸開線圓柱齒輪徑向綜合偏差與徑向跳動(dòng)1.徑向綜合偏差1)徑向綜合總偏差徑向綜合偏差徑向綜合總偏差是指在徑向(雙面)綜合檢驗(yàn)時(shí)產(chǎn)品齒輪的左、右齒面同時(shí)與測(cè)量齒輪接觸并轉(zhuǎn)過一整圈時(shí)出現(xiàn)的中心距最大值和最小值之差，如圖所示。1246.2.4漸開線圓柱齒輪徑向綜合偏差與徑向跳動(dòng)1.徑向徑向綜合偏差的進(jìn)一步說明125徑向綜合偏差的進(jìn)一步說明332)一齒徑向綜合偏差一齒徑向綜合偏差是當(dāng)產(chǎn)品齒輪嚙合一整圈時(shí)，對(duì)應(yīng)一個(gè)齒距(360°/z)的徑向綜合偏差值，即一個(gè)齒距內(nèi)雙嚙中心距的最大變動(dòng)量，如圖6.11所示。1262)一齒徑向綜合偏差342.齒輪的徑向跳動(dòng)齒輪的徑向跳動(dòng)是指將一個(gè)適當(dāng)?shù)臏y(cè)頭(球形、圓柱形、砧形)相繼放置于每個(gè)齒槽中，從它到齒輪軸線的最大和最小距離之差，如圖6.12所示。齒輪的徑向跳動(dòng)主要是由于齒輪的軸線和基準(zhǔn)孔的中心線存在幾何偏心及齒距偏差引起的。1272.齒輪的徑向跳動(dòng)356.2.5漸開線圓柱齒輪的精度結(jié)構(gòu)1.精度等級(jí)1)輪齒同側(cè)齒面偏差的精度等級(jí)GB/T10095.1—2008中，對(duì)于分度圓直徑為5～10

000mm、模數(shù)(法向模數(shù))為0.5～70mm、齒寬為4～1000mm的漸開線圓柱齒輪的11項(xiàng)同側(cè)齒面偏差，GB/T10095.1規(guī)定了0、1、2、…、12共13個(gè)精度等級(jí)，其中，0級(jí)最高，12級(jí)最低。0～2級(jí)精度的齒輪要求非常高，各項(xiàng)偏差的允許值很小，目前我國(guó)只有極少數(shù)的單位能夠制造和測(cè)量2級(jí)精度的齒輪，而對(duì)于大多數(shù)企業(yè)來是無法制造和測(cè)量的，雖然標(biāo)準(zhǔn)給出了公差數(shù)值，但仍屬于有待發(fā)展的精度等級(jí)。3～5級(jí)精度稱為高精度等級(jí)6～8級(jí)稱為中等精度等級(jí)9～12級(jí)則稱為低精度等級(jí)。1286.2.5漸開線圓柱齒輪的精度結(jié)構(gòu)1.精度等級(jí)362)徑向綜合偏差的精度等級(jí)GB/T10095.2—2008對(duì)于分度圓直徑為5～1000mm、模數(shù)(法向模數(shù))為0.2～10mm的漸開線圓柱齒輪的徑向綜合偏差Fi和一齒徑向綜合偏差fi，規(guī)定了4、5、7、8、9、10、11、12共9個(gè)精度等級(jí)。

4級(jí)最高，

12級(jí)最低。3)徑向跳動(dòng)的精度等級(jí)GB/T10095.2—2008在附錄B中對(duì)于分度圓直徑為5～10

000mm、模數(shù)(法向模數(shù))為0.5～70mm的漸開線圓柱齒輪的徑向跳動(dòng)，推薦了0，1，…，12共13個(gè)精度等級(jí)。其中0級(jí)最高，12級(jí)最低。

1292)徑向綜合偏差的精度等級(jí)372.齒輪偏差的允許值GB/T10095.1—2008、GB/T10095.2—2008中分別規(guī)定：輪齒同側(cè)齒面偏差、徑向綜合