齿轮 键 公差与配合
齿轮键公差与配合
根据齿轮的工作原理和受力分析，建立数学模型，计算齿轮键的 配合公差。
经验公式法
根据实际生产经验和历史数据，总结出经验公式，用于计算齿轮 键的配合公差。
类比法
参照类似机械设备的齿轮键配合公差，结合实际情况进行调整。
齿轮键配合公差的优化设计
优化设计方案
根据实际生产情况和用户需求 ，制定多种齿轮键配合公差的
实例三：风力发电机齿轮键公差与配合
总结词
高可靠性和耐久性
详细描述
风力发电机在运行过程中需要承受较大的风载和振动，因此要求齿轮键具备高可靠性和 耐久性。在公差与配合方面，需要充分考虑齿轮键的材料、热处理、加工工艺和装配调 整等因素，以确保齿轮键在长期运行过程中的稳定性和可靠性。同时，还需要加强齿轮
键的维护和检修，及时发现和解决潜在问题，以延长其使用寿命。
通过测量和试验，获取齿轮的实际尺寸和偏差数 据，以此为基础确定齿轮键的公差。
经验数据
参考已有的经验数据或设计手册，根据类似工作 条件和要求的齿轮键公差确定当前齿轮键的公差。
3
优化设计
运用现代设计方法和计算机辅助设计软件，对齿 轮键的几何参数进行优化设计，以确定最佳的公 差值。
齿轮键公差的应用场景
工业制造
优化设计方案。
性能评估
对各种方案进行性能评估，包 括齿轮的工作效率、使用寿命 、噪声等指标。
经济性分析
对各种方案进行经济性分析， 包括制造成本、维护成本等。
综合评价与选择
综合考虑性能与经济性等因素 ，选择最优的齿轮键配合公差
优化设计方案。
04
齿轮键公差与配合的检测 与验证
齿轮键公差与配合的检测方法
在机械、汽车、航空航天等工业制造 领域，齿轮键公差广泛应用于各种传 动系统，如减速器、变速器等。
《齿轮的公差与配合》课件
齿轮配合的设计原则
讨论设计齿轮配合时需要遵循的原则，如保证啮合可靠性、考虑装配要求等。
齿轮设计时需要注意的因素
列举齿轮设计时需要考虑的因素，如载荷、速度等，并探讨它们对公差与配合的影响。
齿轮材料对公差和配合的影响
讨论齿轮材料对齿轮公差和配合的影响，包括材料的热稳定性、强度等方面。
齿轮加工时的公差控制方法
《齿轮的公差与配合》PPT课件
本课件将介绍齿轮公差与配合的概念、分类、测量与设计原则，以及影响公 差与配合的因素和常见问题的解决办法。
什么是齿轮公差与配合？
介绍齿轮公差和配合的定义，以及它们在齿轮设计和制造中的重要性。
齿轮公差的意义和作用介绍
解释齿轮公差的意义和作用，包括保证齿轮运转的顺畅性、降低噪声和提高传动效率。
齿轮公差与配合相关标准介绍
介绍与齿轮公差与配合相关的标准体系，如国际标准、行业标准等。
探讨提高齿轮精度的方法，包括选择高精度材料、优化齿轮制造工艺等。
齿轮配合的常见问题及解决办 法
列举齿轮配合常见问题，如啮合不良、配合松紧等，以及相应的解决办法。
齿轮的润滑对公差和配合的影 响
讨论齿轮润滑对公差和配合的影响，包括减少摩擦和磨损、提高传动效率等 方面。
齿轮公差的设计原则
介绍设计齿轮公差时需要遵循的原则，如保证功能需求、考虑使用要求等。
齿轮中的距离系数
讨论齿轮中常用的距离系数，如齿轮间距、齿顶间距等，以及它们对齿轮配合的影响。
如何确定齿轮的齿距公差？
解释确定齿轮的齿距公差的方法与步骤，包括使用标准值和考虑实际应用情 况。
齿轮公差的测量方法
介绍常用的齿轮公差测量方法，如齿间距测量、齿距测量等，并讨论轮加工过程中的公差控制方法，如精密加工、工艺设备的选择等。
配合的选择及常用配合的尺寸公差
d9
一20 一45 一30 一60 一40 一76 一50 一93
e7
一14 一24 一20 一32 一25 一40 一32 一50
e8
一14 一28 一20 一38 一25 一47 一32 一59
e9
一14 一39 一20 一50 一25 一61 一32 一75
f6
一6 一12 一10 一18 一13 一22 一16 一27
[技术参数]
配合选择的基础/尺寸公差及配合
JIS使用方法系列 节选自制图手册(精度篇) 节选自JIS B 0401(1998)
H9 c9 适 用 部 位 功 能 上 的 分 类 功能上需要较大间隙的部位 膨胀。位置误差大。 嵌入长度长。 适 用 例
H6 缓 转 合 可 相 对 移 动 零 件 轻 间 转 隙 合 配 合 转 f6 合 精 转 台 滑 h5 合 压 过 入 渡 配 打 不 合 入 能 相 对 移 动 的 零 件 过 盈 强 压 配 入 合 · 烧 嵌 · 冷 嵌 轻 压 入 压 入 m5 h5 h6 js5 g5
h7
0 一10 0 一12 0 一15 0 一18
h8
0 一14 0 一18 0 一22 0 一27
h9
0 一25 0 一30 0 一36 0 一43
js6
Ú3 Ú4 Ú4.5
js7
Ú5 Ú6 Ú7.5
k5
＋4 0 ＋6 ＋1 ＋7 ＋1 ＋9 ＋1
k6
＋6 0 ＋9 ＋1 ＋10 ＋1 ＋12 ＋1
节选自JIS B 0401(1999)
常用配合中轴的尺寸容许公差
基准尺寸 的分类 (mm) 大于 至
一 3 6 10 14 18 24 30 40 50 65 3
机械制造中公差与配合的选用
机械制造中公差与配合的选用经验法：通过平时实践掌握各种配合特点和通过类比法确定基本偏差，经验法是最常用的方法。
① 间隙配合偏差的选择间隙配合共有A-H（a-h）十一种，其基本偏差的绝对值即等于最小间隙，故可根据要求的最小间隙选择基本偏差代号。
间隙配合中的间隙用于贮存润滑油，形成一层油膜，以保证液体摩擦，还用来补偿温度变形、安装误差及弹性变形等所引起的误差。
间隙配合在生产中应用广泛,不仅用于运动副，加键销等坚固件后也可用于传递力矩。
基本偏差A-C（a-c）为特大间隙配合，用于不重要的配合或高温及工作条件较差处的配合。
基本偏差D（d）、E（e）为较大间隙配合，适用于IT6-IT11级。
基本偏差F（f）为最常用的一种间隙配合，适用于IT5-IT9级，常用于齿轮箱、泵、小电动机中的滑动轴承配合。
基本偏差G（g）为较小间隙的配合，适用于IT5-IT7级，用于精密机构转速较低的滑动配合。
基本偏差H（h）最小间隙为零，IT1-IT12都可采用,常用于有低速滑动的配合，或用于要求精确定心的、便于拆卸的静联接的配合处。
② 过渡配合的基本偏差选择过渡配合有Js-N(js-n)四种基本偏差，主要特点是定心精度高且可拆卸，也可加键销坚固件后用于传递力矩，主要根据机构受力情况、定心精度和要求装拆次数来考虑选择基本偏差，过渡配合公差等级不能太低，一般选IT5-IT8。
过渡配合的松紧程度，一般是以它们获得间隙或过盈的百分率来衡量的，在批量生产时，都采用调整法加工，孔、轴加工后的尺寸接近正态分布。
定心要求高、受冲击负荷、不常拆卸的，可选较紧的基本偏差如N（n），反之应选较松的基本偏差如Js(js)。
③ 过盈配合的基本偏差选择过盈配合共有P-ZC（p-zc）13种基本偏差，其特点上由于有过盈，装配后孔的尺寸被胀大而轴的尺寸被压小，两者产生弹性变形，在结合面上产生一定的正压力和摩擦力，借以传动力矩和坚固零件。
选择过盈配合时，如不附加键销等坚固件，则最小过盈应能保证传递所需的力矩，最大过盈应不使材料破坏，最小与最大过盈量不能相差太大，故一般过盈配合公差等级为IT5-IT7级，基本偏差根据最小过盈量及结合件的标准公差来选取。
键的公差及检测
习题课1
习题课
1. 孔轴配合基本尺寸Φ=30㎜，TD=13µm，Td=9µm，Xmax=11µm， EI=0
试用图解法求孔轴极限尺寸，极限偏差，配合公差并判断其配合
性质。 解： ∵ EI=0 ES=EI+TD=0+13=13µm Xmax=ES-ei ei=ES-Xmax=13-11=2µm es=ei+Td=2+9=11µm dmax=Φ30+0.011=Φ30.011㎜ dmin=Φ30+0.002=Φ30.002㎜ Dmax=Φ30+0.013=Φ30.013㎜
t1 4.9
d t 62.5
Φ70 A
d t1 74.9
键联结的公差与配合
4、键与键槽的形位公差
（1）当键长与键宽比L/b≥8时，键宽在长度方向上的平行度公
差应按GB1184-1996选取，b≤6㎜时取7级，b≥8~36㎜取6级， b≥40㎜取5级。具体数值查P94 表4－6 （2）轴槽及轮毂槽的宽度b对轴及轮毂轴心线的对称度，一般可 按GB/T 1184-1996中对称度公差7~9级选取。当同时采用平键与
过盈配合连接，特别是过盈量较大时，则应严格控制键槽的对称
度公差，以免装配困难。查表时，公称尺寸是指键宽,具体数值 可查P94 表4－7。
键联结的公差与配合
5、表面粗糙度的选择：
① 键槽工作面(两侧面) 3.2, 6.3） ② 非工作面（键槽底面） Ra=6.3µm Ra=1.6~6.3µm （1.6,
查表10 3， 键b h 20 12 键槽宽b 20 0..022 0 074
t 7.50 0.2 t1 4.90 0.2
d t 62.50 0.2 d t1 74.9
齿轮公差的计算及描述
2012—2013学年第一学期课程论文论文题目：浅析精密机械齿轮传动中的误差及计算方法课程名称：误差理论与数据处理学院：机电学院专业：机械工程班级：姓名：学号：2013年1月8日目录0 引言 (3)1 齿轮误差来源 (3)1.1 齿轮制造误差 (4)1.1.1 几何偏心e的影响 (4)r1.1.2 运动偏心e的影响 (5)k1.1.3 齿形误差、周节偏差、齿向误差等因素的影响 (5)1.2 齿轮装配误差 (6)2 齿轮传动计算方法 (6)2.1绝对值法 (6)2.2概率法 (6)3误差源的分布 (7)4传动链精度计算 (8)5结语 (9)参考文献 (10)浅析精密机械齿轮传动中的误差及计算方法摘要：齿轮传动是机械传动中最重要的传动形式之一,在精密传动中的应用也很广泛。
精密机械传动对传动精度要求很高，所以，在精密传动中，我们必须要充分考虑齿轮传动中的误差的影响。
本文给出了误差来源、误差分布及相关计算方法。
文中主要分析了传动误差，并给出了空程误差的计算式，没有考虑齿轮传动中的温度、受力变形的影响。
计算方法采用了常用的概率法，这种方法简单，但算出的误差较大，具体计算时应结合实际情况，看此法是否能满足精密传动机械的精度要求。
若不能满足，则需另寻他法。
关键词：齿轮传动精度传动误差A Brief Analysis Of Error And Computing Method InGear Transmission Of Precise MachineryAbstract: Gear transmission is one of the most important mechanical transmission in the form of transmission and is widespread in precision machinery. It requires a high transmission accuracy in Precision mechanical transmission[]1. To meet the requirements, we must fully consider the influence of gear transmission error in precise transmission. In this paper, it gives the source of error, error distribution and computing method. This paper mainly analyzes the transmission error and gives the error calculation of empty-range without considering the influence of temperature and stress deformation. We use the mostly-used probabilistic method to get the result[]2. This method is brief, but the error is too high. In the specific calculation, we should consider the actual situation to see whether this method can meet the demands of thetransmission accuracy in precise machinery. If not, we have to look for other methods. Key words: gear transmission error analysis transmission accuracy.0 引言齿轮传动是机械传动中最重要的传动形式之一，它形式多，应用广泛，传递功率可达数十万千瓦，圆周速度可达300m/s。
公差与配合的选用
公差与配合的选用 一、基准制的选择 １、基孔制：中等尺寸精度较高的孔的加工和检验，常采用钻头、铰刀、量规等定值刀具和量具，孔的公差带位置固定，可减少刀具、量具的规格，有利于生产和降低成本。
故一般情况下应优先选用基孔制。
２、基轴制：在下列情况下采用基轴制较为经济合理： ⑴采用冷拨光轴，一般ＩＴ８级左右已满足农业机械、纺织机械中某些轴类零件的精度要求，光轴可不再进行加工，因此采用基轴制减少加工较为经济合理，对于细小直径的轴尤为明显。
⑵与标准件配合时，基准制的选择要依据标准件而定，如滚动轴承外圈与壳体孔的配合应采用基轴制。
⑶基些结构上的需要，要求采用基轴制，如图示，柴油机活塞销同时与连孔和支承孔相配合，连杆要转动，故采用间隙配合，而与支承孔配合可紧些，采用过渡配合．如采用基孔制，则如图示，活塞销需做成中间小、两头大形状，这不仅对加工不利，同时装配也有困难，易拉毛连杆孔。
改用基轴制如图示，活塞销可尺寸不变，而连杆孔、支承孔分别按不同要求加工，较为经济合理且便于安装。
⑷任意孔、轴公差带组成的配合：如原需采用F５０ Ｇ７／ｈ６（＋０．０３４／＋０．００９）／（０／－０．０１６），为间隙配合，Ｘｍａｘ＝ＥＳ－ｅｉ＝＋０．０５０， Ｘｍｉｎ＝ＥＩ－ｅｓ＝＋０．００９。
现无法实现，则可改选F５０ Ｆ７／ｋ６（＋０．０５０／＋０．０２５）／（＋０．０１８／＋０．００２）， Ｘｍａｘ＝＋０．０４８， Ｘｍｉｎ＝＋０．００７，使保持近似的配合。
二、公差等级的选择 选择公差等级应在满足机器使用要求的前提下，尽量选用低的公差等级。
但如工艺条件许可，成本增加不多的情况下，也可适当提高公差等级，来保证机器的可靠性、延长使用寿命、提供一定精度储备，以取得更好的经济效益。
⑴用于量块、量规的公差等级 ＩＴ０１－ＩＴ１主要用于高精度量块的公差和其他精密标准块的公差，它们大致相当于量块１－３级精度。
ＩＴ１－ＩＴ７用于检查ＩＴ５－ＩＴ６级工件的量规的尺寸公差。
键联接配合公差及齿轮精度与互换性
（一）概 述
1、定心方式及特点 、
主要保证内、 主要保证内、外花键有较高的同轴 并能传递扭矩。 度，并能传递扭矩。 尺寸有：大径D、小径d和键 和键（ 尺寸有：大径 、小径 和键（槽） 宽B。 。 定心方式只有一种： 定心方式只有一种：小径定心
与平键相比， 与平键相比，其优点
定心精度高 导向性能好 承载能力强
1）为保证定心表面的配合性质，内外花键的小径的尺寸公差和形位公 ）为保证定心表面的配合性质，内外花键的小径的尺寸公差和形位公 差的关系必须采用包容要求 采用包容要求。 差的关系必须采用包容要求。 2）花键的位置度公差采用 ）花键的位置度公差采用MMR（值见表 （ 见表6-24）。用综合量规检验。 ）。用综合量规检验。 3）在单件小批生产时，采用单项测量，可规定对称度和等分度公差。 ）在单件小批生产时，采用单项测量，可规定对称度和等分度公差。 平行度。 4）对于较长的花键，可根据使用要求自行规定键侧对轴线的平行度。 ）对于较长的花键，可根据使用要求自行规定键侧对轴线的平行度
产生：切向、 产生：切向、长周期误差 （3）机床传动链的高频误差 ） （4）滚刀的加工误差和安装误差 ） 产生： 产生：短周期误差
三、齿轮精度和侧隙的评定指标
GB10095-88规定： 规定： 规定 影响运动准确性的误差及第I 影响运动准确性的误差及第I公差组 影响运动平稳性的误差及第II II公差组 影响运动平稳性的误差及第II公差组 影响载荷分布均匀性误差及第III III公差组 影响载荷分布均匀性误差及第III公差组 侧隙的评定指标。 侧隙的评定指标。 影响运动准确性的误差及第I公差组 （一）影响运动准确性的误差及第 公差组 1、切向综合误差（∆F i′） 、切向综合误差（ ） 2、齿距累积误差（∆Fp） 、齿距累积误差（ ） 3、齿圈径向跳动（∆Fr） 、齿圈径向跳动（ ） 4、径向综合误差（∆Fi〞） 、径向综合误差（ 5、公法线长度变动（∆Fw） 、公法线长度变动（ ）
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［例２］已知轴的基本尺寸为φ 50，公差等级为7级，基本 偏差代号为ｆ，写出公差带代号，并查出极限偏差值。 解:公差带代号为φ 50f7
由轴的极限偏差表查得：上偏差为：－ 0.025ｍｍ，下偏 差为：－0.050ｍｍ，轴的尺寸可写为 -0.025) -0.025 或 30f7( -0.050 50 -0.050
5) 尺寸公差(简称公差)—--允许尺寸的变动量，可用下式表示： 尺寸公差＝最大极限尺寸－最小极限尺寸
2.公差带 零线——在极限与配合图解中，表示基本尺寸的一条 直线，以其为基准确定偏差和公差 公差带—--在公差带图解中，由代表上偏差和下偏差或最 大极限尺寸和最小极限尺寸的两条直线所限定的一个区域 公差带示意图
5.1.2 圆柱齿轮的规定画法
(1)单个圆柱齿轮画法 表示轴孔有键槽的齿轮 可采用两个视图，常用一个 视图和一个局部视图(即左视 图中只画键槽口)。
齿根线 齿顶线 分度线
如需要表示轮齿(斜齿、人 字齿)的方向时，可用三条与轮 齿方向一致的细实线表示
如需要表示齿形轮廓曲线，可在 图中用粗实线画出一个或两个齿形， 或单独另画出它的局部放大图。
ห้องสมุดไป่ตู้
常用键的种类、型式、标记和连接画法
普通平键 A型 GB1096-79
键bXLGB1096-79
半圆键 GB1099-79
键bXd1GB1099-79
钩头楔键 GB1565-79
键bXLGB1565-79
轴和轮毂上键槽的画法和尺寸标注
公差与配合
在成批或大量生产中，要求零件具有互换性，即当装配 一台机器或部件时，只要在一批相同规格的零件中任取一件 装配到机器或部件上，不需修配加工就能满足性能要求
对一定的基本尺寸而言，公差等级越高，公差数值越小， 尺寸精度越高。属于同一公差等级的公差数值，基本尺寸越 大，对应的公差数值越大，但被认为具有同等的精确程度
2）基本偏差——是确定公差带相对零线位置的那个 极限偏差，它可以是上偏差或下偏差。一般指靠近零线的 那个偏差。当公差带在零线上方时，基本偏差为下偏差； 反之，则为上偏差。
圆柱齿轮的图样格式
轮齿部分的三个直径尺寸，只需注出分度圆直径和齿顶圆直径
(2)圆柱齿轮啮合画法 在垂直于圆柱齿轮轴线的投影面上的视图中，啮合区内 的齿顶圆均用粗实线绘制(图a)，其省略画法如图b所示。
a
b
在平行于齿轮轴线的投影面上的外形视图中，啮合区只用 粗实线画出节线，齿顶线和齿根线均不画。在两齿轮其它处的 节线仍用细点画线绘制(图a)。如需表示轮齿的方向时，画法与 单个齿轮相同(图b和c)。
a
b
c
两圆柱齿轮内啮合的画法
§12.３ 键及其连接
1. 键的作用 键用于连接轴和轴上的传动件 （如齿轮、皮带轮等）使轴和传动 件不发生相对转动，以传递扭矩或 旋转运动
轴
键
皮带轮
2
键的型式、标记及连接画法 常用键的型式有普通平键、半圆键和钩头楔键，普通平键 分A型、B型、C型
A型
B型 普通平键
C型 半圆键 钩头楔键
一 极限与配合的概念（GB/T 1800.1-1997）
１．公差的有关术语和定义(GB/T 1800.2-1998)
以上图销轴为例 1) 基本尺寸——零件设计时，根据性能和工艺要求，通过 必要的计算和实验确定的尺寸。如图中销轴直径φ 20，长度40 2) 实际尺寸——实际测量获得的尺寸 3) 极限尺寸——允许的零件实际尺寸变化的两个极限值。 实际尺寸应位于其中，也可达到极限尺寸。两个极限值中, 大的一个称最大极限尺寸，小的一个称最小极限尺寸，如图中 销轴的最大极限尺寸为φ 20.023。最小极限尺寸为φ 20.002 4) 尺寸偏差(简称偏差) —— 某一尺寸(实际尺寸、极限尺寸等 等)减去基本尺寸所得的代数差。其中 最小极限尺寸－基本尺寸＝下偏差
(5)齿高(h)是从齿顶到齿根的径向距离，h=ha+hf； 齿顶高(ha)是从齿顶圆到分度圆的径向距离； 齿根高(hf)是从分度圆到齿根圆的径向距离。 (6)模数(m)：设齿轮的齿数为ｚ，则有 ｄ＝ｐ/π *ｚ
令ｐ/π ＝ｍ，则ｄ＝ｍｚ
(7)压力角、齿形角 在分度圆齿廓上的点K在齿轮转动 时，它的运动方向(分度圆的切线方向) 和正压力方向(渐开线的法线方向)所夹 的锐角，称为压力角。 而加工齿轮用的基本齿条的法向 压力角，称为齿形角。 压力角和齿形角均以α 表示。 我国标准规定α 角为20° (8)节圆(d′)： 当两齿轮啮合时，在中心的 连线上，两齿廓的接触点，称为 节点(p)。以o1，o2为圆心，分别 过节点ｐ所作的两个圆，称为节 圆，两节圆相切，其直径分别用 d1′、d2′表示。
按齿轮轮齿方向的不同可分为直齿、斜齿、人字齿等
锥齿轮也有直齿、斜齿等形式
齿形轮廓曲线有渐开线、摆线及圆弧等，通常采用渐开线齿廓 轮毂 轴孔
轮缘
轮齿
齿轮的结构
键槽
辐板
圆柱齿轮
(1)齿顶圆直径(da)是通过 轮齿顶部的圆周直径；
(2)齿根圆直径(df)是通 过轮齿根部的圆周直径；
(3)分度圆直径(d)是齿顶 圆和齿根圆之间的一个圆的 直径，在该圆的圆周上齿厚 (s)和齿槽宽(e)相等(对标准齿 轮而言)。 (4)齿距(p)在分度圆上，是 两个相邻齿对应点间的弧长， 标准齿轮s=e，p=s+e。
基本偏差系列 基本偏差系列确定了孔和轴的公差带位置。
4．公差带代号 公差带代号由基本偏差代号和公差等级组成 ［例1］已知孔的基本尺寸为φ 50，公差等级为8级，基本 偏差代号为H，写出公差带代号，并查出极限偏差值。 解： 由公差带代号定义，公差带代号为φ 50H8 由孔极限偏差表查得：上偏差值为：＋ 0.039 ｍｍ，下偏 差值为0，孔的尺寸可写为 +0.039 或 50H8(+0.039 ) 50 0 0 公差带示意图
孔和轴的上偏差分别以ES 和es表示；孔和轴的下偏差 分别以EI和ei表示
3．标准公差和基本偏差 1）标准公差——标准公差是国标规定的用来确定公差带 大小的标准化数值 （见表 GB1800.3－1998 ） 标准公差按基本尺寸范围和标准公差等级确定，分20个 级别，即IT01、IT0、IT1至IT18