第11章_渐开线圆柱齿轮精度与检测

• 传递运动的准确性 • 传动的平稳性 • 载荷分布的均匀性 • 传动侧隙的合理性
对应的精度要求
• 运动精度：传递运动的准确性。为了保证齿轮传动
的运动精度，应限制齿轮一转中最大转角误差。
• 运动平稳性精度：要求齿轮运转平稳，没有冲击、
振动和噪声。要限制一齿距角范围内转角误差的最
大值。
• 接触精度：要求齿轮在接触过程中，载荷分布要均
切向综合总偏差
切向综合总偏差 (total tangential composite deviation) 是指 被测齿轮与测量齿轮单面啮合检验时，被测齿轮一转内， 齿轮分度圆上实际圆周位移与理论圆周位移的最大差值， 以分度圆弧长计
一齿切向综合偏差 f i'
一齿切向综合偏差(tooth-to-tooth total tangential composite deviation)是指切向综合偏差记录曲线上小 波纹的幅度值，以分度圆弧长计。即一个齿距内的切向 综合偏差
分：轮齿同侧齿面偏差的定义和允许值
➢GB/T10095.2-2008 圆柱齿轮 精度制 第2部
分：径向综合偏差与径向跳动的定义和允许值
➢GB/T10096-88 齿条精度
➢GB/T13924-2008 渐开线圆柱齿轮精度 检
验细则
第一节 齿轮传动使用要求和齿轮加工工艺误差
对齿轮传动的要求
• 传递运动的准确性: 指齿轮在一转范围 内，速比变化不超过一定的限度
匀，接触良好，以免引起应力集中，造成局部磨损，
影响齿轮的使用寿命。
✓说明：对于Biblioteka Baidu同用途、不同工作条件的齿轮，
对其要求的侧重点也应有所不同。
• 对于分度机构，仪器仪表中读数机构的齿轮，齿轮一转 中的转角误差不超过1′～2′，甚至是几秒，此时，传递 运动准确性是主要的；
• 对于高速、大功率传动装置中用的齿轮，如汽轮机减速器上 的齿轮，圆周速度高，传递功率大，其运动精度、工作平稳 性精度及接触精度要求都很高，特别是瞬时传动比的变化要 求小，以减少振动和噪声；
径向综合总偏差 Fi"
径向综合总偏差(total radial composite deviation) 是指在径向（双面）综合检验时，被测齿轮的左右齿面 同时与测量齿轮接触并转过一整圈时出现的中心距最大 值与最小值之差
一齿径向综合偏差
f
" i
一齿径向综合偏差(tooth-to-tooth total radial
• 几何偏心：齿坯孔轴线与齿轮加工时的回转中心轴
线的偏心。
• 运动偏心：分度涡轮的加工误差及安装偏心所引起。 • 机床传动链高频误差。 • 滚刀的安装误差和加工误差。
• 1) 影响齿轮传递运动准确性的主要工艺误差
就齿轮特征来说是齿轮轮齿分布不均匀
而影响齿轮轮齿分布的主要工艺误差是几何偏心和运动 偏心
• 检测仪器
2. 齿轮副的一齿切向综合误差及检测
齿轮副的一齿切向综合误差是指安装好的齿轮副， 在啮合转动足够多的转数内，一个齿轮（齿数为 z2的大齿轮）相对另一个齿轮（齿数为z1的小 齿轮）在一个齿距内的实际转角与公称转角之差 的最大幅度值
3. 齿轮副的接触斑点
• 1）接触斑点及其与齿轮精度等级的一般关系
• 4） 影响齿侧间隙的主要工艺原因
就齿轮特征来说，影响齿侧间隙的主要因素是齿轮齿厚
偏差
• 主要因素是齿轮副中心距偏差造成齿轮副中心距偏
差的主要原因是箱体孔的中心距偏差
第二节 齿轮精度的评定指标
1. 齿轮精度的评定指标（10个）
• 单个齿距偏差fpt
单个齿距偏差(single pitch deviation)是指在端平面上， 在接近齿高中部的一个与齿轮轴线同心的圆上，实际齿 距与理论齿距的代数差
•3） 齿厚偏差及检测 • 几个术语
公称齿厚 实际齿厚 齿厚偏差 极限齿厚 齿厚公差 齿厚极限偏差
• 实际齿厚测量
第四节 齿轮坯和箱体孔的精度
•1. 齿轮坯精度
1） 基准轴线与工作轴线之间的关系 2） 确定基准轴线的方法 3） 中心孔的应用 4） 基准面的形状公差、工作及制造安装面的形
• 3） 影响载荷分布均匀性的主要工艺误差
影响载荷分布均匀性的主要工艺误差，就齿轮特征来说，是指齿 轮螺旋线偏差（主要影响齿长方向的接触精度）、基圆齿距偏差
和齿廓偏差（主要影响齿高方向的接触精度）
• 机床导轨相对于工作台回转轴线的平行度误差的影响 • 齿轮坯安装误差的影响 • 齿轮坯自身误差的影响
状公差
5） 工作安装面的跳动公差
•2. 中心距和轴线的平行度
第五节 渐开线圆柱齿轮精度设计
• 1. 精度等级的选择 • 2. 齿厚要求的确定 • 3. 齿轮精度的标注
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• 对于轧钢机、起重机、运输机、透平机等低速重载机械，传 递动力大，但圆周速度不高，故齿轮接触精度要求较高，齿 侧间隙也应足够大，而对其运动精度则要求不高。
影响齿轮使用要求的主要工艺误差
齿轮的加工方法按齿廓的形成原理可分为
• 仿形法 成形铣刀在铣床上铣齿 • 范成法 滚刀在滚齿机上滚齿
滚齿加工产生加工误差的主要因素有
• 传动的平稳性:
指齿轮在转一齿 范围内，瞬时传 动比变化不超过 一定的限度
• 载荷分布的均匀性: 指一对齿轮在啮合
时，工作齿面要保证一定的接触面积
• 齿侧间隙：在齿轮传动过程中，非接触
面一定要有合理的间隙。一方面为了贮 存润滑油，一方面为了补偿齿轮的制造 和变形误差。
对齿轮传动的要求（归纳）
• 几何偏心是指齿轮坯在机床工作台心轴上的安装偏
心。
• 运动偏心是指机床分齿传动链传动误差
2） 影响齿轮传动平稳性的主要工艺误差
影响齿轮传动平稳性的主要工艺误差，就齿轮特征来说， 是齿轮齿距偏差（特别直接的是基圆齿距偏差）和齿廓 偏差（包括齿廓渐开线形状偏差和渐开线压力角偏差）
• 滚刀齿形角偏差的影响 • 滚刀轴向齿距偏差的影响 • 滚刀安装误差的影响 • 机床小周期误差的影响
第8章 渐开线圆柱齿轮精度及检测
学习要求： 了解渐开线圆柱齿轮传动的精度要求。 了解齿轮误差产生的原因及误差特性。 了解圆柱齿轮传动精度的评定指标。 掌握渐开线圆柱齿轮传动精度的设计的基本方法。 重点：齿轮的精度指标 难点：各项齿轮精度的术语及定义
相关标准：
➢GB/T10095.1-2008 圆柱齿轮 精度制 第1部
齿距累积偏差Fpk
齿距累积偏差(cumulative pitch deviation)是指任意 k个齿距的实际弧长与理论弧长的代数差
齿距累积总偏差Fp
齿距累积总偏差(total cumulative pitch deviation)是指齿轮 同侧齿面任意弧段内的最大齿距累计偏差
齿廓总偏差 F
composite deviation)是指径向综合偏差记录曲线上小
波纹的幅度值
径向跳动Fr
径向跳动(run-out)是指测头在每个齿槽内近似齿高中部 与左右齿面接触，测头到齿轮轴线的最大和最小距离之 差
齿轮精度的评定指标小结
• 2.齿轮精度的结构
GB/T10095.1-2008和GB/T10095.2-2008 分别对上述的10个指标规定了精度等级，0级或 4级最高，12级最低；还分别给出了这些指标的 5级精度偏差允许值计算式
接触斑点是指装配（在箱体内或啮合实验台上） 好的齿轮副，在轻微制动下运转后齿面的接触痕 迹。接触斑点用接触痕迹占齿宽b和有效齿面高 度h的百分比表示
• 2） 齿轮副轴线平行度偏差
4. 齿轮副的侧隙
1） 齿轮副侧隙和侧隙配合体制
圆周侧隙 法向侧隙 径向侧隙
•2） 齿轮副中心距偏差
齿轮副的中心距偏差fa（中心距极限偏差±fa） 是指在箱体两侧轴承孔跨距L的范围内，实际中 心距与公称中心距之差
3.齿轮精度的检验 1） 单个齿距和齿距累积偏差的检验
(1)用齿距比较仪检测齿距偏差
(2）用角度转位法（一个触头）检测齿距
2） 齿廓偏差的检验
3） 径向综合偏差的检验
第三节 齿轮副精度的评定及检测
1. 齿轮副的切向综合误差及检测
齿轮副的切向综合误差是指安装好的齿轮副，在 啮合转动足够多的转数内，一个齿轮（齿数为z2 的大齿轮）相对另一个齿轮（齿数为z1的小齿轮） 的实际转角与公称转角之差的总幅度值
齿廓总偏差(total profiler deviation)是指在计值范围内， 包容实际齿廓迹线的两条设计齿廓迹线间的距离
LAF称为可用长度(useable length） 有效长度LAE（active length） 计值范围则是从E点开始延伸至有效长度92%处
螺旋线总偏差 F
螺旋线总偏差(total helix deviation)是指在齿廓计值范围 La (profiler evaluation range)内，包容实际螺旋线迹线的 两条设计螺旋线间的距离