齿轮几何量公差PPT课件

❖ 但因切向综合误差是在单面啮合综合检查仪 （简称单啮仪）上进行测量的，单啮仪结构 复杂，价格昂贵，在生产车间很少使用。
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一齿切向综合偏差（Δf i′）
❖ 实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，实际圆周位移与理 论圆周位移的最大差值 。
❖ Δf i′单个齿距偏差和齿廓偏差等单齿误差的 综合结果，是综合性指标。其测量仪器与测 量 高频ΔF波i′相纹同即，为Δ如f 图i′。，切向综合偏差曲线上的
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载荷分布均匀性的应检验指标
❖ 齿轮工作时，两齿面接触良好，才能保证齿面上 载荷分布均匀。在齿高方向上，齿廓偏差会影响 两齿面的接触；在齿宽方向上，螺旋线偏差会影 响两齿面的接触。
❖ 在齿高方向,齿廓偏差是传动平稳性的检验指标 ❖ 螺旋线偏差:在端面基圆切线方向上，测得的实际
螺旋线对设计螺旋线的偏离量.
❖ 项目的公差代号均为对应的误差代号去掉△ ❖ 单个齿轮各应检指标的公差数值确定
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齿轮精度等级的确定（续）
❖ 齿轮的精度等级(0,1,2, …，12)应根据齿轮的用途、 使用要求、传递功率及圆周速度及其它技术要求 而定，同时考虑切齿工艺及经济性。同一齿轮的3 项精度要求,可取相同等级,也可取不同等级组合。
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齿廓总偏差（△Fα）
❖ 齿廓总偏差是在端截面上，齿形工作部分内（从 齿廓有效长度扣除齿顶倒棱部分），包容实际齿 廓迹线且距离为最小的两条设计齿廓迹线间的法 向距离。设计齿形可以根据工作条件对理论渐开 线进行修正为凸齿形或修缘齿形。
❖ 齿廓误差会造成齿廓面在啮合过程中使接触点偏 离啮合线，引起瞬时传动比的变化，破坏了传动 的平稳性。
❖ 与理想精确的测量齿轮双面啮合时，在被测齿轮一转内， 双啮中心距的最大变动量称为径向综合总偏差△Fi〞。
❖ 被测齿轮由于双面啮合综合测量时的啮合情况与切齿时的 啮合情况相似，能够反映齿轮坯和刀具安装调整误差，测 量所用仪器远比单啮仪简单，操作方便，测量效率高，故 在大批量生产中应用很普通。但它只能反映径向误差，且 测量状况与齿轮实际工作状况不完全相符。
❖ 为控制齿厚减薄量，以获得必要的侧隙，可 以采用下列评定指标：齿厚偏差（△ESn），
❖ 公法线长度偏差（△EW）
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齿厚偏差（△ESn）
❖ 为了保证一定的齿侧 间隙，齿厚的上偏差 （ESnS），下偏差 （ESni）一般都为负值。
❖ 齿厚偏差是指在齿轮 分度圆柱面上，齿厚 的实际值与公称值之 差。对于斜齿轮，指 法向齿厚。
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一齿径向综合偏差（△fi〞）
❖ 被测齿轮与理想精确的测量齿轮双面啮合时，在 被测齿轮一齿角内的最大变动量。
❖ 由于这种测量受左右齿面的共同影响，因而不如 一齿切向综合误差反映那么全面。不宜采用这种 方法来验收高精度的齿轮，但因在双啮仪上测量 简单，操作方便，故该项目适用于大批量生产的 场合。
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snc mz sin
hc
ra
mz 2
cos
s Esns nc Esni
合格条件：
Esni Esn Esns
图10－22 分度圆弦齿厚的测量
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公法线长度偏差（△EW）
❖ 齿轮因齿厚减薄使公法线长度也相应减小，
所以可用公法线长度偏差作为反映侧隙的一 项指标。
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运动偏心
❖ 分度蜗轮轴线与工作台中心线的安装偏心 （e1y） 。
❖ 运动偏心并不产生径向误差，而往齿轮产生切 向误差。
❖ 以上两项误差均以齿坯一转为周期，同时存在， 应以两者综合造成齿轮的齿距分布不均而产生 的转角误差最大值（它的线性值称齿距累积总 偏差）来评定准确性。
❖ 精度等级选择方法有类比法和计算法
❖ 一般齿轮传动多按类比法。精密齿轮传动主要用 计算法 HOME
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图样上齿轮精度等级的标注
❖ 例：齿轮所有精度指标的公差为同一精度等级: 7 GB/T10095.1
❖ 例：齿轮各个精度指标的公差为不同精度等级： 8(Fp 、fpt、 Fα)、7(Fβ) ＧB/T10095.1
❖ 侧隙应检验指标
❖ 齿轮副精度的评定指标
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运动准确性的应检验指标
❖ 齿距累积总偏差（ΔFp）及齿距累积偏差 （ΔFpk）
❖ 运动准确性合格条件： ΔFp≤Fp ❖ 对于高速齿轮还应满足：－Fpk ≤ΔFpk≤Fpk
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齿距累积总偏差（ΔFp）及齿距累 积偏差（ΔFpk）
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齿轮径向跳动（△Fr）
❖ 齿轮一转范围内，测头在齿 槽内与齿高中部双面接触， 测头相对于齿轮轴线的最大 变动量称齿轮径向跳动。
❖△Fr主要反映由于齿坯偏 心引起的齿轮径向误差。可 用齿轮径向跳动测量仪测量， 测头可以用球形或锥形。
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径向综合总偏差（△Fi〞）
❖ 齿轮径向跳动（ΔF r） ❖ 径向综合总偏差(△Fi〞)和一齿径向综合偏差
(△fi〞)。
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图10－25 单啮仪测量原理
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切向综合总偏差（ΔF i′）
❖ ΔFi′是指在齿轮单面啮合情况下测得的齿轮 一转内转角误差的总幅度值，该误差是齿距 累积总偏差和单个齿距偏差的综合结果，因 而可评定齿轮传递运动准确性的。
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运动偏心
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影响齿轮传递运动平稳性的主要误差
⑴单个齿距偏差——同侧相邻齿廓间的实际齿距与 理论齿距的代数差
⑵齿廓偏差——齿轮端平面内实际齿廓形状对渐开 线的形状误差
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❖ 获得侧隙的方法有两种，一种是基齿厚制，此方 法用于中心距可调的机构。
❖ 另一种方法是基中心距制，通过改变齿厚的上偏 差来得到不同的最小极限侧隙，国标采用后一种。
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一、齿轮副的最小法向侧隙j bnmin
❖
j
应据齿轮工作时的温度和润滑条件及齿轮的
bnmin
圆周速度确定，与齿轮的精度等级无关。
❖ j bnmin应等于为补偿温升变形而引起的最小侧隙量j bn1和为保证齿轮工作面的正常工作润滑所需的最 小侧隙 j bn2之和。即： jbnmin = j bn1 + j bn2
❖ 齿轮端平面上，在接近齿高中部与齿轮基准轴线同心的圆上,任 意两个同侧齿面间的实际弧长与理论弧长代数差的最大绝对值为 ΔFp 。
❖ 齿距累积偏差ΔFpk是指在齿轮端平面上，在接近齿高中部与齿轮 基准轴线同心的圆上，任意K个齿距间的实际弧长与理论弧长代 数差的最大绝对值，K为2到小于Z／8的整数 。
f pt max ≤ fpt， △Fαmax≤ Fα
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❖
单个齿距偏差
单个齿距偏差是指在齿
（△fpt
）
轮端平面上，在接近齿
高中部与齿轮基准轴线
同心的圆上，实际齿距
与理论齿距代数差 。
❖ 取最大绝对值△fptmax 作 检测值
❖ 齿距偏差可在测量齿距 累积误差时得到，所以 比较简单。该项偏差主
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不同圆柱齿轮的传动精度要求
❖ 侧隙是独立与三项精度要求之外的另一类要 求。
❖ 齿轮副所要求的侧隙大小，主要取决于齿轮 副的工作条件。
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§7.2影响齿轮使用要求的主要误差
❖ 1.影响齿轮传递运动准确性的主要误差 ❖ 2.影响齿轮传递运动平稳性的主要误差 ❖ 3.影响齿轮载荷分布均匀性的主要误差 ❖ 4.影响齿轮侧隙的主要误差 ❖ 影响上述4项要求的误差因素，主要包括齿轮
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不同圆柱齿轮的传动精度要求
❖ 上述4项要求，前三项是对齿轮的精度要求。对于不同 用途、不同工作条件的齿轮精度的侧重点也应有所不同。
❖ 如：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；
齿轮渐开线的形成
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一对渐开线齿轮的啮合过程
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影响齿轮载荷分布均匀性的主要误差
⑴螺旋线偏差（齿宽方向） 实际螺旋线对理想螺旋线的偏离量
⑵齿廓偏差（齿高方向）
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影响齿轮侧隙的主要误差
❖ 对于一般齿轮传动,不需要检测ΔFpk 。 ❖ 齿距累积误差反映了一转内任意个齿距的最大变化，它直接反映
齿轮的转角误差，是几何偏心和运动偏心的综合结果。因而可以 较为全面地反映齿轮的传递运动准确性。
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运动平稳性的应检验指标
❖ 单个齿距偏差 （△fpt ） ❖ 齿廓总偏差（△Fα） ❖ 齿轮运动平稳性合格条件：
§7.1渐开线圆柱齿轮传动的使用要求
❖ 传递运动的准确性：属运动精度的要求，应 限制齿轮一转中最大转角误差 。
❖ 齿轮运转平稳性：属运动平稳性精度：要求 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。
❖ 载荷分布均匀性：属接触精度要求 ❖ 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。
❖
公法线长度偏差 称值之差。即
△EW实际公
法线长度
与公
❖ W=mcosα ［ π （ k － 0.5） ＋ z invα ］ ＋ 2xmsinα
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公法线长度偏差（△EWm）
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§7.4评定齿轮精度可采用的其它指标
❖ 切向综合总偏差（ΔF i′）和一齿切向综合偏 差（Δfi′）
❖ 或8—8—7ＧB/T10095.1—2001
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§7.5齿轮副中心距极限偏差和轴线的平 行度公差
一、齿轮中心距极限偏差△fa
合格条件： fa fa fa
f
二、齿轮副轴线平行度公差 f
合格条件： f f 且f f
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§7.7齿轮侧隙指标的公差和齿轮坯公差
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螺旋线总偏差（△Fβ）
❖ 螺旋线总偏差（△Fβ）： 齿宽有效部分范围内（端部 倒角部分除外），包容实际 螺旋线且距离为最小的两条 设计螺旋线之间的法向距 离。
❖ 直齿轮的设计螺旋线为直线。 合格条件： △Fβmax≤ Fβ
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侧隙的评定指标
❖ 为使齿轮啮合时有一定的侧隙，应将箱体中 心距加大或将轮齿减薄。考虑到箱体加工与 齿轮加工的特点，宜采用减薄齿厚的方法获 得齿侧间隙（即基中心距制）。
的加工误差和齿轮副的安装误差。
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影响齿轮传递运动准确性的主要误差
几何偏心
❖ 以滚切直齿圆柱齿轮为例，分析在切齿过 程中造成齿距不均的主要误差 。
❖ 齿坯孔与机床心轴的安装偏心（e1），也 称几何偏心e1 。
❖ 齿轮坯滚切成如图所示的齿轮，使齿面位 置相对于齿轮孔的中心在径向发生了变化， 该齿轮工作时产生以一转为周期的转角误 差。
齿厚偏差及其变动量
---实际齿厚与公称齿厚之差
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圆柱齿轮应检精度的指标
❖ 根据齿轮精度要求，把齿轮的误差分成影响运动准 确性误差、影响运动平稳性误差、影响载荷分布均
匀性误差和影响侧隙的误差。并相应提出应检精度 的指标。
❖ 运动准确性的应检验指标
❖ 平稳性的应检验指标
❖ 载荷分布均匀性应检验指标
❖ 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；
❖ 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。
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§7.5齿轮精度等级及齿轮精度指标的公差
❖ 齿轮精度等级的确定 ❖ 齿轮副侧隙的确定 ❖ 图样标注
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齿轮精度等级的确定
❖ 对 只齿有轮 4,5精,6度…及，应1检2,九验个指精标度的等相级应)公分差别(规Fi〞定了fi〞13除个外精, 度等级，用0,1，2，…，12表示。其中0级精度最 高，12级精度最低。