齿轮精度及检测36页PPT

均匀接触。 以保证传递载荷时不因出现应力集中而导致局部齿面 过分磨损，影响齿轮使用寿命。 ● 侧隙的合理性（齿轮副传动精度）——要求齿轮啮合时
非工作齿面间应具有合理的齿侧间隙 以防止齿轮在传动过程中卡死或烧伤。
不同用途、不同工作条件下的齿轮，对上述 4项要求侧重点不同，见表11-1示。
第2节 齿轮误差分析
第11章 直齿圆柱齿轮精度与检测
学习 内容
● 对齿轮传动的基本要求 ● 齿轮误差分析 ● 齿轮精度 ● 齿轮精度检测
齿轮传动广泛应用于机器、仪器等制造业中，
机械产品的工作性能、承载能力及使用寿命等都与 齿轮本身的制造精度密切相关。
因此探讨齿轮误差的产生因素，并制定相应精
度标准加以控制，对提高机械产品质量、延长寿命 具有重要意义。
见表11-2示
按3个方面划分的齿轮精度评定指标 见表11-3示
可依此对应学习
（
图10-5 内、外螺纹的基本偏差
例
2．齿轮精度等级 GB/T 10095.2—2008
（1）轮齿同侧齿面的精度等级 规定：13个精度等级：
适用范围：分度圆直径5～10000mm、 法向模数0.5～70mm、 齿宽4～1000mm的渐开线圆柱齿轮。
见本章后P225★内容
5．齿轮检验项目的确定
齿轮检验时，没有必要按14个偏差项目全部进行检测。
标准规定不是必检的项目有：
齿廓和螺旋线的形状偏差和倾斜偏差ffα、fHα、ffβ、 fHβ （为了进行工艺分析或其他某些目的时才用）
切向综合偏差Fi、 fi （可以用来代替齿距偏差）； 齿距累积偏差FPK、FP（一般高速齿轮使用）；
误差等，都会反映到被加工轮齿上，产生齿形和基节误差。
图11-3 影响运动平稳性的误差

渐开线的性质
渐开线具有等距性、展开性和周期性等性质，这些性质使得渐开 线在齿轮设计中具有独特的优势。
渐开线形成过程
当一个圆形的滚轮在直线上滚动时，滚轮上的任意一点都会沿直 线滚动，并形成一条渐开线。
圆柱齿轮的结构与工作原理
圆柱齿轮的结构
圆柱齿轮由齿廓、齿槽、齿根和齿面等部分组成。
圆柱齿轮的工作原理
DIN标准
DIN 3960
1974：定义了齿厚偏差和齿距偏差，适用于单个齿距偏差和齿厚偏差的测量。
DIN 7608
1983：定义了齿轮一阶运动误差的评定方法，包括一阶运动误差的定义、测量方法、评定准则等。
ANSI标准
ANSI/AGMA 2101.01-2004
定义了齿轮一阶运动误差的评定方法，包括一阶运动误差的定义、测量方法、 评定准则等。该标准与ISO 1328-1：1995类似，但有一些差异，如测量参数 和评定准则等。
当两个圆柱齿轮相互啮合时，一个齿轮的齿槽嵌入另一个齿轮的齿 廓中，从而实现动力的传递。
圆柱齿轮的传动特点
圆柱齿轮具有传动平稳、效率高、结构紧凑等优点，因此在工业领 域中得到了广泛应用。
渐开线圆柱齿轮的应用
工业传动
渐开线圆柱齿轮广泛应用于各种 工业传动系统中，如减速器、变
速器、传动装置等。
汽车制造
汽车中的变速器和传动系统广泛采 用渐开线圆柱齿轮，以确保汽车的 动力传输和行驶稳定性。
声的有效途径。
06
齿轮精度与制造工艺的关系
制造工艺对齿轮精度的影响
1 2
材料选择
选用优质材料，如高碳钢、合金钢等，能够提高 齿轮的硬度和耐磨性，从而保证齿轮精度。
热处理工艺
通过适当的热处理工艺，如淬火、回火等，可以 提高齿轮材料的物理性能，进而影响齿轮精度。

轮的左、右齿面同时与测量齿轮接触并转过一整圈时
出现的中心距最大值和最小值之差，如图所示。
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径向综合偏差的进一步说明
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2) 一齿径向综合偏差 f i
一齿径向综合偏差是当产品齿轮啮合一整圈时，对
应一个齿距(360°/z)的径向综合偏差值，即一个齿
距内双啮中心距的最大变动量，如图6.11所示。
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3
2. 齿轮传动的使用要求
1) 传递运动的准确性 要求从动轮与主动轮运动协调一致，即齿轮在一转范围内传 动比的变化尽量小，以保证主动轮和从动轮之间能准确地传 递运动。即要求齿轮在一转范围内实际速比相对于理论速比 的变动量应限制在允许的范围内或者说一转过程中产生的最 大转角误差在允许的范围内，如图6.1所示。
❖ 要求传动时工作齿面接触良好，在全齿宽上 载荷分布均匀，避免载荷集中于局部区域引 起应力集中，造成局部过早磨损，以提高齿 轮的使用寿命。
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矿山机械设备
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4) 齿侧间隙的合理性 齿轮传动的非工作齿面之间应留有一定的间隙，如图6.2所示。 这个侧隙有利于储存润滑油、补偿齿轮的制造误差、安装误差 和热变形，从而防止齿轮传动发生卡死或烧伤。然而，过大的 侧隙也会引起反转时的冲击及回程误差。
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2. 齿廓偏差
齿廓偏差是指实际轮廓偏离设计轮廓的量。齿廓偏差应在 端平面内且垂直于渐开线齿廓的方向计值。
为了更好地理解齿廓偏差的相关内容，下面先介绍一些基 本概念。
1) 可用长度(LAF) 可用长度LAF等于两条端面基圆切线之差。其中一条是从基圆
到可用齿廓的外界限点，另一条是从基圆到可用齿廓的内界 限点。依据设计，可用长度外界限点被齿顶、齿顶倒棱或齿

该系列标准规定了圆柱齿轮的精度制，包括对齿轮的传递误差、齿距偏差、齿廓偏差等 的规定。
GB/T 11365
该标准规定了锥齿轮和准双曲面齿轮的精度制，包括对齿轮的接触斑点、齿厚偏差和侧 隙等参数的规定。
企业标准
企业标准
各企业根据自身生产需求和技术水平制定的关于齿轮传动精度的标准。这些标准通常在国家标准的基础上进行细化和 补充，以满足特定生产需求。
齿轮副传动误差检测法
齿轮副传动误差检测法是用来检 测两个配合使用的齿轮之间的传
动误差。
将两个齿轮装配在一起，通过测 量两个齿轮之间的相对转动角度 误差，可以得出齿轮副的传动误
差。
传动误差的大小直接影响到齿轮 传动的平稳性和精度，是评估齿
轮副性能的重要指标。
齿轮传动精度标准
03
与规范
国际标准
ISO标准
国际标准化组织制定的关于齿轮 传动精度的标准，包括ISO 6336 系列和ISO 1328-1。这些标准规 定了各种类型齿轮的精度等级、 测量方法和公差范围，是全球范 围内广泛认可的参考依据。
ISO 6336系列
该系列标准主要针对渐开线圆柱 齿轮的精度，包括对齿轮的传递 误差、齿距偏差、齿廓偏差等的 规定。
案例二：风电齿轮箱传动精度优化
总结词
风电齿轮箱传动精度优化主要通过改进齿轮设计和制造工艺 实现，以提高风能转换效率。
详细描述
在风力发电中，齿轮箱是实现风能转换的重要部件。为了提 高风能转换效率，需要优化齿轮的设计和制造工艺，降低齿 轮的误差和磨损。同时，还需要加强齿轮箱的维护和保养， 确保其长期稳定运行。
具体操作是，在齿轮一端安装一个传感器，沿着齿轮的径向方向移动，同时记录下 齿轮齿圈的最高点和最低点的位置，计算出径向跳动的最大值和最小值。

减速机齿轮精度检测
通过使用高精度的测量设备和测量方法，对减速机齿轮的齿形、 齿向、齿距等进行测量，确保齿轮精度符合设计要求。
齿轮精度优化
根据测量结果，对齿轮进行优化设计，调整齿轮参数，提高齿轮的 承载能力和使用寿命。
优化效果评估
通过实验验证，对比优化前后的齿轮性能，评估优化效果，为后续 齿轮设计提供参考。
径向跳动检测是齿轮精度检测中的一 种重要方法，用于测量齿轮在旋转一 周过程中，齿轮轴线产生的最大径向 位移量。
径向跳动的大小反映了齿轮的加工精 度和装配质量，对于保证齿轮传动的 平稳性和减小振动具有重要意义。
径向跳动检测通常采用测量仪器，如 千分表或激光测微仪，对齿轮的齿面 进行逐个测量，以获取每个齿面的径 向跳动值。
齿厚检测是齿轮精度检测中的 一项基本指标，用于测量齿轮 上任意一个齿的实际厚度。
齿厚检测通常采用测量仪器， 如卡尺或千分尺，对齿轮的齿 面进行逐个测量，以获取每个 齿面的齿厚值。
齿厚的大小直接影响到齿轮的 强度和装配质量，因此对于保 证齿轮传动的性能和安全性具 有重要意义。
接触斑点检测
接触斑点检测是齿轮精度检测中的一种常用方法，用于评估齿轮副在正 常工作状态下接触面的分布情况。
接触斑点检测通常采用涂色法或光学投影法，将齿轮副装配在一起，然 后通过观察接触面上的颜色变化或投影图像来分析接触斑点的分布情况。
接触斑点的大小和分布反映了齿轮副的接触性能和传动质量，对于保证 齿轮传动的平稳性和减小振动具有重要意义。
03
齿轮精度对设备性能的影 响
对传动效率的影响
总结词
齿轮精度对传动效率具有显著影响。
对设备噪声的影响
总结词
齿轮精度对设备噪声有显著影响。
详细描述

（1）齿厚偏差ΔEs（上偏差Ess、下偏差Esi）
①定义：分度圆柱面上，齿厚的实际值和公称值之差。 对于斜齿轮，指法向齿厚。按定义，齿厚是以分度圆 弧长计算，而测量时则以弦长（弦齿厚）计值。
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②测量仪器——齿厚卡尺，如图所示。
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（2）公法线平均长度偏差（上偏差Ewms、下偏差Ewmi） ①定义：在齿轮一周内，公法线平均长度和公称值之差。 ΔEwm =（W1+W2+…WZ）/Z-W公称 ②测量仪器——公法线千分尺 由于用千分尺测量，不以齿顶圆定位，测量精度高。
①切向综合误差ΔFi´； ②齿距累积误差ΔFｐ； ③径向综合误差ΔFi"与公法线长度变动ΔFw ； ④齿圈径向跳动ΔFr与公法线长度变动ΔFw ； ⑤齿圈径向跳动ΔFr （用于10～12级精度）。
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2．第Ⅱ公差组精度指标及测量
（1）一齿切向综合误差Δfi´（公差fi´ ）
①定义：被测齿轮与理想精确的测量齿轮单面啮合时， 在被测齿轮一齿距角内实际转角与公称转角之差的总 幅度值。以分度圆弧长计
一般情况被测齿轮只需检测螺旋线总偏差f即可12螺旋线形状偏差f在计值范围内包容实际螺旋线迹线的两条与平均螺旋线迹线完全相同的曲线间的距离且两条曲线与平均螺旋线迹线的距离为常数13螺旋线倾斜偏差f在计值范围内两端与平均螺旋线迹线相交的设计螺旋线迹线间的距离34影响齿轮副侧隙的偏差及测量为了保证齿轮副的齿侧间隙就必须控制轮齿的齿厚齿轮轮齿的减薄量可由齿厚偏差和公法线长度偏差来控制
第Ⅲ公差组——控制载荷分布均匀性
每个公差组都分为12个精度等级，齿厚偏
差用C D E F..14个代号表示
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