渐开线圆柱齿轮传动的互换性(Ⅰ)
第7章渐开线圆柱齿轮传动的互换性
• 传递运动的准确性、传递运动的平稳性、载荷分 布的均匀性要求是对齿轮本身的精度要求，传动 侧隙是对齿轮副的要求 • 机械常用齿轮，通常对齿轮本身精度要求差别不 大，对齿轮精度评定项目可要求同精度等级 • 个别齿轮，若对齿轮本身精度中的某一项有特殊 功能要求，可对该项提出更高的要求 • 对齿侧间隙，无论何种齿轮，为保证齿轮正常运 转都必须规定合理的间隙大小，尤其是仪器仪表 齿轮传动，保证合适的间隙尤为重要 • 为降低齿轮的加工、检测成本，若齿轮总是用一 侧齿面工作，则可对非工作齿面提出较低的精度 邓洪超主讲 2010.11.28 要求
2010.11.28
邓洪超主讲
（3）螺旋线偏差 • 在端面基圆切线方向上测得的实际螺旋线偏离设 计螺旋线的量 ①螺旋线总偏差（Fβ）：在计值范围内，包容实 际螺旋线迹线的两条设计螺旋线迹线间的距离 • 该偏差主要影响齿面接触精度 在螺旋线检查仪上测量非修形螺旋线的斜齿轮偏 差
2010.11.28
2010.11.28 邓洪超主讲
7.2 渐开线圆柱齿轮精度的评定指标及检测 • 齿轮误差、偏差统称为齿轮偏差，将偏差与公差 共用一个符号表示 • 单项要素测量偏差符号用小写字母加相应下标 • 若干单项要素偏差组成的“累积”或“总”偏差 用大写字母加相应下标
2010.11.28
邓洪超主讲
7.2.1 轮齿同侧齿面偏差 （1）齿距偏差 ①单个齿距偏差（fPt）：在端平面上接近齿高中 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 • 存在齿距偏差，会造成一对齿啮合完了而另一对 齿进入啮合时，主动齿与被动齿发生冲撞，影响 齿轮传动的平稳性 ②齿距累积偏差（FPk）：任意k个齿距的实际弧 长与理论弧长的代数差，理论上等于k个齿距的 各单个齿距偏差的代数和。一般±FPk 适用于齿 距数k为2到z/8，通常k取z/8 • 齿距累积偏差控制在圆周上的齿距累积偏差，偏 邓洪超主讲 2010.11.28 差过大，将产生振动和噪声，影响平稳性
第8章-圆柱齿轮传动的互换性-习题参考答案-(1)
第8章圆柱齿轮传动的互换性习题参考答案一、判断题（正确的打√，错误的打×）1、齿轮传动的平稳性是要求齿轮一转内最大转角误差限制在一定的范围内。
（×）2、高速动力齿轮对传动平稳性和载荷分布均匀性都要求很高。
（√）3、齿轮传动的振动和噪声是由于齿轮传递运动的不准确性引起的。
（×）4、齿向误差主要反映齿宽方向的接触质量，它是齿轮传动载荷分布均匀性的主要控制指标之一。
（√）5、精密仪器中的齿轮对传递运动的准确性要求很高，而对传动的平稳性要求不高。
（√）6、齿轮的一齿切向综合公差是评定齿轮传动平稳性的项目。
（√）7、齿形误差是用作评定齿轮传动平稳性的综合指标。
（×）8、圆柱齿轮根据不同的传动要求，对三个公差组可以选用不同的精度等级。
（√）9、齿轮副的接触斑点是评定齿轮副载荷分布均匀性的综合指标。
（√）10、在齿轮的加工误差中，影响齿轮副侧隙的误差主要是齿厚偏差和公法线平均长度偏差。
（√）二、选择题（将下列题目中所有正确的论述选择出来）1、影响齿轮传递运动准确性的误差项目有（ACD）A．齿距累积误差；B．一齿切向综合误差；C．切向综合误差；D．公法线长度变动误差；E．齿形误差。
2、影响齿轮载荷分布均匀性的误差项目有（C ）。
A．切向综合误差；B．齿形误差；C．齿向误差；D．一齿径向综合误差。
3、影响齿轮传动平稳性的误差项目有（AC）A．一齿切向综合误差；B．齿圈径向跳动；C．基节偏差；D．齿距累积误差。
4、单件、小批量生产直齿圆柱齿轮7FLGB10095—88，其第Ⅰ公差组的检验组应选用（C ）。
A．切向综合公差；B．齿距累积公差；C．径向综合公差和公法线长度变动公差；D．齿圈径向跳动公差。
5、大批大量生产的直齿圆柱齿轮766GMGB10095—88，其第Ⅱ公差组的检验组应选用（ A）。
A．一齿切向综合公差；B．齿形公差和基节极限偏差；C．齿距偏差；D．齿向公差。
6、影响齿轮副侧隙的加工误差有（AD）。
cljh
基节偏差（△fpb）
基节偏差是指实际基节与公称基节之差 。 一对齿轮正常啮合时，当第一个轮齿尚未脱离 啮合时，第二个轮齿应进入啮合。当两齿轮基 节相等时，这种啮合过程将平稳地连续进行， 若齿轮具有基节偏差，则这种啮合过程将被破 坏，使瞬时速比发生变化，产生冲击、振动。 基节偏差可用基节仪和万能测齿仪进行测量。
齿形误差（△ff）
齿形误差是在端截面上，齿形工作部分内（齿顶 部分除外），包容实际齿形且距离为最小的两条 设计齿形间的法向距离。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。 齿形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。
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，齿形误差会 影响两齿面的接触；在齿宽方向上，齿向误差 会影响两齿面的接触。 齿向误差（△Fβ）：在分度圆柱面上，齿宽有效 部分范围内（端部倒角部分除外），包容实际 齿线且距离为最小的两条设计齿向线之间的端 面距离为齿向误差 。 齿向线是齿面和分度圆柱面的交线。通常直齿 轮的齿向线为直线，斜齿轮的齿向线是螺旋线。
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渐开线圆柱齿轮的制造误差
影响上述4项要求的误差因素，主要包括齿轮的加工误 差和齿轮副的安装误差。 为了便于分析齿轮的各种制造误差对齿轮传动质量的 影响，按误差相对于齿轮的方向特征，可分为径向误 差、切向误差和轴向误差； 齿轮为圆周分度零件，其误差具有周期性，按误差在 齿轮一转中是否多次出现，即在齿轮一转中出现的周 期或频率，可分为以齿轮一转为周期的长周期误差， 或低频误差，它主要影响传递运动的准确性；以齿轮 一齿为周期短周期误差，或高频误差，它主要影响工 作平稳性。
渐开线圆柱齿轮传动的互换性
影响互换性的因素
1 齿轮的精度
齿轮的制造精度直接影响其互换性，精度越 高，互换性越好。
2 润滑情况
良好的润滑条件有助于减少齿轮间的摩擦和 磨损，提高互换性。
3 传动间隙
4 工作环境
适当控制齿轮的传动间隙可以减少干涉现象， 提高互换性。
恶劣的工作环境会导致齿轮损坏，降低互换 性的性能。
如何提高互换性
渐开线齿轮用于风力发电设备中的传动系统。
船舶推进
渐开线齿轮被用于船舶推进装置的传动组件。
结论和展望
渐开线圆柱齿轮传动的互换性是确保机械设备正常运行的重要因素，未来的发展将进一步提高互换性和性能。
2 传动效率高
渐开线齿轮传动效率通常在95%以上，能够对 动力源进行有效传递。
3 使用寿命长
渐开线齿轮传动件经过精密加工，具有较强 的耐磨性和使用寿命。
4 结构简单
渐开线齿轮传动结构简单、紧凑，易于维修 和组装。
互换性的重要性
互换性是确保机械设备顺利运行和维修的重要保证，能够提高设备的可靠性和可维护性。
齿轮传动是一种常用的动力传递方式，具有很高的互换性，本文 将介绍其定义、特点以及相关影响因素和提高互换性的方法。
互换性的定义
互换性指的是渐开线圆柱齿轮传动件之间可以互相替换使用，而不影响传动系统的正常运行。
渐开线圆柱齿轮的特点
1 平稳传动
渐开线齿轮传动效率高，传动过程稳定，噪 声小。
1
加工精度
提高齿轮的加工精度，确保尺寸和间隙的准确控制。
2
润滑管理
定期进行润滑维护，选择合适的润滑剂和方法。
3
定期检查
定期检查齿轮传动件的使用情况，及时发现和排除问题。
渐开线圆柱齿轮的应用
第7章 渐开线圆柱齿轮传动的互换性
第7章渐开线圆柱齿轮传动的互换性1、齿轮的加工误差有哪四种形式并简述？（1）径向误差刀具与被切齿轮之间径向距离的偏差。
它是由齿坯在机床上的定位误差、刀具的径向跳动、齿坯轴或刀具轴位置的周期变动引起的。
（2）切向加工误差刀具与工件的展成运动遭到破坏或分度不准确而产生的加工误差。
机床运动链各构件的误差，主要是分度蜗轮副的误差，或机床分度盘和展成运动链中进给丝杠的误差，产生切向误差。
（3）轴向误差刀具沿工件轴向移动的误差。
它主要是由于机床导轨的不精确、齿坯轴线的歪斜所造成的，对于斜齿轮，机床运动链也有影响。
轴向误差破坏齿的纵向接触，对斜齿轮，还破坏齿高接触。
（4）齿轮刀具铲形面的误差它是由于刀具铲形面的近似造形，或由于其制造和刃磨误差而产生的。
此外，由于进给量和刀具切削刃数目有限，切削过程断续也会产生齿形误差。
2、轮齿同侧齿面偏差有哪些并简述？①齿距偏差（1）单个齿距偏差（fpt）在端平面上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。
（2）齿距累积偏差（Fpk）任意k个齿距的实际弧长与理论弧长的代数差，理论上它等于h个齿距的各单个齿距偏差的代数和。
（3）齿距累积总偏差（Fp）齿距同侧齿面任意弧段内的最大齿距累积偏差。
②齿廓偏差实际齿廓偏离设计齿廓的量，在端平面内且垂直于渐开线齿廓的方向计值。
③螺旋线偏差在端面基圆切线方向上测得的实际螺旋线偏离设计螺旋线的量。
④切向综合偏差（1）切向综合总偏差（F＇i）被测齿轮与测量齿轮单面啮合检验时，被测齿轮转一转内，齿轮分度圆上实际圆周位移与理论圆周位移的最大差值。
（2）一齿切向综合偏差（f＇i）在一个齿距角内，过偏差曲线的最高、最低点作与横坐标平行的两条直线，此平行线间的距离即为f＇i。
3、径向综合偏差与径向跳动有哪些并简述？（1）径向综合总偏差（F”）径向综合总偏差是在径向（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和最小值之差。
第6章：渐开线圆柱齿轮传动的互换性
选择精度等级时，应综合考虑齿轮的使用要求， 选择精度等级时，应综合考虑齿轮的使用要求，工作 条件、及技术要求确定。 条件、及技术要求确定。
齿轮检验项目的确定
对单个齿轮的加工精度： 对单个齿轮的加工精度： 高速齿轮的检验， 高速齿轮的检验，增加
f pt ; Fp ; Fα ; Fβ
F
pk
当检验切向综合偏差时， 当检验切向综合偏差时，可不检验
径向 综合 总偏 '' Fi Fp 差 一齿 径向 综合 偏差
fi ' '
对传动性能的 主要影响
Fi ' Fi " Fr
f pt
Fβ
f i ' fi " Fα
fβ
径向跳动
螺旋线倾斜偏差
FHβ
Fr
§6.3 渐开线圆柱齿轮的精度标准及选用
齿轮精度等级
尺寸公差、形位公差和轴承精度等级分别有多少级？ 尺寸公差、形位公差和轴承精度等级分别有多少级？ GB/T10095.1-2001和GB/T10095.2-2001规定 GB/T10095.1-2001和GB/T10095.2-2001规定 轮齿同侧齿面偏差： 轮齿同侧齿面偏差：0、1～12共13级，0级最高。 12共13级 级最高。 径向综合偏差： 径向综合偏差：4、5～12共9级，4级最高。 12共 级最高。 径向跳动： 径向跳动：0、1～12共13级，0级最高。 12共13级 级最高。
S
计算齿厚上极限偏差（公式6 计算齿厚上极限偏差（公式6-8）
Esns1+Esns2=-jbnmin/cosαn
Esns Tsn Esni
计算齿厚公差（公式6 10） 计算齿厚公差（公式6-10）
互换性与测量技术基础：第八章-渐开线圆柱齿轮的互换性
§8.1 概 述
齿轮加工误差
范成法（滚齿为例） 运动偏心：滚齿机分度传动链误差
影响结果： -齿距分布不均 -齿厚分布不均匀
§8.1 概 述
齿轮加工误差
范成法（滚齿为例）
机床传动链的高频误差：分度蜗杆的径向跳动 和轴向窜动
滚刀的制造误差和安装误差：滚刀的基节、齿 形误差以及滚刀安装偏心
互换性与测量技术基础
第八章 渐开线圆柱齿轮的互换性
齿轮传动
齿轮传动是机械传动中最主要的传动形 式之一，它在现代机械中应用极为广泛。 本章主要研究影响齿轮传动精度的齿轮或 齿轮副的偏差或公差项目。
汽车变速器
齿轮传动装置
学习要点
了解齿轮传动的四项使用要求 了解影响齿轮传动使用要求的主要齿轮误差项目 理解渐开线圆柱齿轮精度的评定指标（必检指标） 了解渐开线圆柱齿轮的精度标准及精度设计
齿轮传动使用要求 传动准确性 传动平稳性
齿面载荷分布均匀性
偏差与公差项目
Fp ±fpt
Fa
Fpk Fi” Fr Fi’
fi” fi’ Fa Fb ffa ffb
Fb ±fHa ±fHb
§8.3齿轮坯精度、齿轮副相关偏差和轮齿接触斑点
一、齿轮坯精度 P250
齿轮工作图上除了齿轮公差外还要标注齿坯公差
影响传动平稳性的误差
4.单个齿距偏差fpt (齿距偏差△fpt ） ：在分度圆上，实
际齿距与公称齿距之差。(可正可负) 前面哪个参数还用到齿距？有何区别？
7
影响载荷分布均匀性的误差
三、影响载荷分布均匀性的误差2个：（直齿1个） 齿廓总偏差Fa
影响载荷分布均匀性的误差
螺旋线总偏差Fb 螺旋线总偏差Fb在分度圆柱面上，齿宽有效部分范围内 包容实际齿向线的两条设计齿向线间的端面距离。
第六章 渐开线圆柱齿轮的互换性(1)
长周期误差：包括几何偏心和运动偏心分别引起的 传递运动的 径向和切向长周期（一转）误差。两种偏心同时存 在，可能叠加，也可能抵消。这类误差用齿轮上的 准确性 长周期偏差作为评定指标 短周期（一齿）误差：包括齿轮加工过程中的刀具 传动的 误差、机床传动链的短周期误差。这类误差用齿轮 平稳性 上的短周期偏差作为评定指标 载荷分布的 齿坯轴线歪斜、机床刀架导轨的误差等。种类误差 用轮齿同侧齿面轴向偏差来评定 均匀性 侧隙的 合理性
第八章 渐开线圆柱齿轮的互换性
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。
2016/3/13
互换性与测量技术
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第一节 齿轮传动的使用要求 与制造误差
齿轮的功用：传递运动、扭矩和动力
2016/3/13
互换性与测量技术
3
载荷分布均匀性：在轮齿啮合过程中，工作齿
面沿全齿宽和全齿长上保持均匀接触，并具有尽 可能大的接触面积比。
要求齿轮在接触过程中，载荷分布要均匀， 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。
齿侧间隙：非接触面间
合理的间隙。——贮存润 滑油；补偿齿轮的制造和 变形误差。
机床传动链的高频误差：
机床分度蜗杆的安装偏心（ew）和轴向窜动。
滚刀的安装误差：
滚刀偏心（ed）、轴线倾斜及轴向窜动。
滚刀的加工误差：
滚刀本身的基节、齿形等制造误差。
以上三项误差在齿坯一转中多次重 复出现，为短周期误差。
2016/3/13 互换性与测量技术 13
齿轮传动 的使用要求
影响使用要求的误差（或因素）