1、圆柱齿轮公差及检测10.1 概述10.2 齿轮的精度评定指标及检测10.3 齿轮副和齿坯精度评定指标1传递运动的准确性传递运动的准确性 要求齿轮在一转范围内，最大转角误差限制在一定范围要求齿轮在一转范围内，最大转角误差限制在一定范围内，以保证从动件与主动件协调内，以保证从动件与主动件协调2传动的平稳性传动的平稳性 即保证齿轮传动的每个瞬间传动比变化小，以减小即保证齿轮传动的每个瞬间传动比变化小，以减小振动振动, ,降低噪声（主要控制齿轮以一齿为周期的短周降低噪声（主要控制齿轮以一齿为周期的短周期转角误差）。期转角误差）。3载荷分布的均匀性载荷分布的均匀性 即要求齿轮啮合时齿面接触良好，以免引起
2、应力集即要求齿轮啮合时齿面接触良好，以免引起应力集中，造成齿面局部磨损加剧，影响齿轮的使用寿命。中，造成齿面局部磨损加剧，影响齿轮的使用寿命。4传动侧隙的合理性传动侧隙的合理性 即保证齿轮啮合时，非工作齿面间应留有一定的间隙。即保证齿轮啮合时，非工作齿面间应留有一定的间隙。它对贮藏润滑油、补偿齿轮传动受力后的弹性变形、热膨胀它对贮藏润滑油、补偿齿轮传动受力后的弹性变形、热膨胀以及齿轮传动装置制造误差和装配误差等都是必需的。否则，以及齿轮传动装置制造误差和装配误差等都是必需的。否则，齿轮在传动过程中可能卡死或烧伤。齿轮在传动过程中可能卡死或烧伤。 1.几何偏心几何偏心oo齿坯e几oo齿圈孔的同心
3、圆o oe几 几何偏心的影响几何偏心的影响2. 运动偏心运动偏心 （1 1）是指机床分度蜗轮中心与工作台回转中心不重）是指机床分度蜗轮中心与工作台回转中心不重合所引起的偏心。合所引起的偏心。（2 2）形成原因是由分度蜗轮旋转速度变化引起的。）形成原因是由分度蜗轮旋转速度变化引起的。1234e几e运e刀e蜗杆oooooooo机床工作台回转轴线oo 工件孔轴线 oo分度蜗轮几何轴线3. 机床传动链的高频误差机床传动链的高频误差 主要是指分度蜗杆的径向跳动和轴向窜动等引起的轮齿的主要是指分度蜗杆的径向跳动和轴向窜动等引起的轮齿的高频误差，如齿形误差。高频误差，如齿形误差。4.滚刀的安装误差滚刀的安装
4、误差(e刀刀)和制造误差和制造误差 10.2 10.2 齿轮的精度评定指标及其检测齿轮的精度评定指标及其检测一、影响齿轮传递运动准确性的主要齿轮偏差一、影响齿轮传递运动准确性的主要齿轮偏差及检测及检测1、 齿距累积总偏差Fp和k个齿距累积偏差Fpk 2、 切向综合总偏差Fi 3、径向综合总偏差Fi 4、径向跳动Fr1 1、 齿距累积总偏差齿距累积总偏差F Fp p k k个齿距累积偏差个齿距累积偏差F Fpkpk（1 1）是指分度圆上任意两个同侧齿面间的实际弧长与公）是指分度圆上任意两个同侧齿面间的实际弧长与公称弧长之差的最大绝对值。称弧长之差的最大绝对值。（2 2）主要由几何偏心和运动偏心造
5、成，能较好地综合反）主要由几何偏心和运动偏心造成，能较好地综合反映运动准确性误差，可以代替切向综合误差。映运动准确性误差，可以代替切向综合误差。k k个齿距累积误差个齿距累积误差F Fpkpk1 1）是在分度圆上）是在分度圆上k k个齿距的实际弧长与理论弧长个齿距的实际弧长与理论弧长之差的最大绝对值，之差的最大绝对值，k k为为2 2到到Z/2Z/2的整数。的整数。2、 切向综合总偏差切向综合总偏差Fi（1 1）是指被测齿轮与理想、精确的测量齿轮单面啮合时，在）是指被测齿轮与理想、精确的测量齿轮单面啮合时，在被测齿轮被测齿轮1 1转内，齿轮分度圆上实际圆周位移与理论圆周位转内，齿轮分度圆上实际
6、圆周位移与理论圆周位移的最大差值。该误差以分度圆弧长计值。移的最大差值。该误差以分度圆弧长计值。（2 2）F Fi i是几何偏心、运动偏心和基节偏差、齿形误差等的是几何偏心、运动偏心和基节偏差、齿形误差等的综合结果。是评定齿轮传递运动准确性较完善的指标。综合结果。是评定齿轮传递运动准确性较完善的指标。3、径向综合总偏差、径向综合总偏差Fi（1 1）是指被测齿轮与理想、精确的测量齿轮双面啮合时，）是指被测齿轮与理想、精确的测量齿轮双面啮合时，在被测齿轮在被测齿轮1 1转内的双啮中心距的最大变动量。转内的双啮中心距的最大变动量。（2 2） F Fi i 主要由几何偏心引起的，同时还反映部分高频主要
7、由几何偏心引起的，同时还反映部分高频误差，也是一个单向指标。误差，也是一个单向指标。4 4、径向跳动、径向跳动F Fr r（1 1）是指齿圈）是指齿圈1 1转范围内，测头在齿槽内与齿高中部双面接转范围内，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触，测头相对于齿轮轴线的最大变动量。（2 2）F Fr r主要是由于几何偏心引起的，但并不反映由运动偏心主要是由于几何偏心引起的，但并不反映由运动偏心引起的切向误差，只能作为单项指标。引起的切向误差，只能作为单项指标。二、主要影响传动平稳性的偏差项目及其检测二、主要影响传动平稳性的偏差项目及其检测 1 1、 单个齿距偏差单个齿距偏差
8、f fptpt 2 2、齿廓总偏差、齿廓总偏差 3 3、 齿廓形状偏差齿廓形状偏差 4 4、齿廓倾斜偏差、齿廓倾斜偏差 5 5、 一齿切向综合误差一齿切向综合误差f fi i 6 6、一齿径向综合误差、一齿径向综合误差f fi i 1 1、 单个齿距偏差单个齿距偏差f fptpt1 1、单个齿距偏差是指在齿轮端平面上，在接近齿高中部的、单个齿距偏差是指在齿轮端平面上，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。差。2 2、由机床传动链误差引起。、由机床传动链误差引起。2 2、齿廓总偏差、齿廓总偏差F指在计值范围内，包容
9、实际齿廓迹线间的距离指在计值范围内，包容实际齿廓迹线间的距离 在计值范围内，包容实际齿廓迹线的两条与平均在计值范围内，包容实际齿廓迹线的两条与平均 齿廓迹线完全相同的曲线间的距离齿廓迹线完全相同的曲线间的距离ff3 3、齿廓形状偏差、齿廓形状偏差4 4、齿廓倾斜偏差、齿廓倾斜偏差Hf在计值范围内，两端与平均齿廓迹线相交的两条设计齿在计值范围内，两端与平均齿廓迹线相交的两条设计齿 廓迹线间的距离廓迹线间的距离5 5、 一齿切向综合偏差一齿切向综合偏差f fi i （1 1）是指被测齿轮与理想、精确的测量齿轮单面啮合时，）是指被测齿轮与理想、精确的测量齿轮单面啮合时，在被测齿轮在被测齿轮1 1齿距
10、角内的实际转角与公称转角之差的最大齿距角内的实际转角与公称转角之差的最大幅度值，以分度圆弧长计值。幅度值，以分度圆弧长计值。（2 2）f fi i用单啮仪测量，它是切向综合误差曲线上小波纹用单啮仪测量，它是切向综合误差曲线上小波纹中幅值最大的那一段所代表的误差。中幅值最大的那一段所代表的误差。（3 3）主要有刀具制造和安装误差，以及机床传动链短周）主要有刀具制造和安装误差，以及机床传动链短周期误差引起。期误差引起。6 6、一齿径向综合偏差、一齿径向综合偏差f fi i （1 1）是指被测齿轮与理想、精确的测量齿轮双面啮合时，）是指被测齿轮与理想、精确的测量齿轮双面啮合时，在被测齿轮在被测齿轮1
11、 1齿距角内双啮中心距的最大变动量。齿距角内双啮中心距的最大变动量。（2 2） f fi i “用双啮仪测量，它是径向综合误差曲线上小用双啮仪测量，它是径向综合误差曲线上小波纹中幅值最大的那一段所代表的误差。波纹中幅值最大的那一段所代表的误差。 （3 3）只反映刀具制造和安装误差引起的径向误）只反映刀具制造和安装误差引起的径向误 差，差，不能反映机床运动链短周期误差引起的周期切向误差。不能反映机床运动链短周期误差引起的周期切向误差。三、主要影响载荷分布均匀性的偏差项目三、主要影响载荷分布均匀性的偏差项目及其检测及其检测一一 螺旋线偏差螺旋线偏差在端面基圆切线方向上，实际螺旋线与设计螺旋线的偏移
12、量。1 1 螺旋线总偏差螺旋线总偏差F F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的距离。 一般情况被测齿轮只需检测螺旋线总偏差F即可 -基准面 -非基准面 b-齿宽或两端倒角之间的距离 L-螺旋线计值范围 2 2 螺旋线形状偏差螺旋线形状偏差ff 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 -基准面 -非基准面 b-齿宽或两端倒角之间的距离 L-螺旋线计值范围 3 3 螺旋线倾斜偏差螺旋线倾斜偏差fH 在计值范围内，两端与平均螺在计值范围内，两端与平均螺旋线迹线相交的设计螺旋线迹线间的旋线迹线相交的设计螺旋
13、线迹线间的距离距离 。 -基准面 -非基准面 b-齿宽或两端倒角之间的距离 L-螺旋线计值范围 四、齿轮副侧隙及相关偏差测量四、齿轮副侧隙及相关偏差测量 1 齿厚偏差齿厚偏差 指在齿轮分度圆柱法向平面上，齿厚的实际值与公称指在齿轮分度圆柱法向平面上，齿厚的实际值与公称值之差。值之差。 snf2 2 公法线长度极限偏差公法线长度极限偏差 在基圆柱切平面上跨在基圆柱切平面上跨K K个齿在接触一个齿的右面和另个齿在接触一个齿的右面和另一个齿的左面的两平行平面间的距离。一个齿的左面的两平行平面间的距离。KW实际公法线长度实际公法线长度W Wkaka与公称公法线与公称公法线长度长度W Wk k之差。之差
14、。10.3 10.3 齿轮副和齿坯精度评定指标齿轮副和齿坯精度评定指标1、接触斑点、接触斑点 轴齿接触斑点是指安装好的齿轮副，齿面上涂上薄印痕图轴齿接触斑点是指安装好的齿轮副，齿面上涂上薄印痕图层，在保持被测齿面稳定接触的轻载下运转后，齿面上分层，在保持被测齿面稳定接触的轻载下运转后，齿面上分布的接触痕迹。布的接触痕迹。 大小用沿齿长和齿高方向的百分比表示。大小用沿齿长和齿高方向的百分比表示。2、轴线平行度偏差、轴线平行度偏差轴线平面内的平行度偏差轴线平面内的平行度偏差 在公共平面上两轴线的平行度偏差在公共平面上两轴线的平行度偏差垂直平面上的平行度偏差垂直平面上的平行度偏差 在与公共平面相垂直
15、的平面上两轴线的平行度偏差在与公共平面相垂直的平面上两轴线的平行度偏差ff3、中心距偏差、中心距偏差中心距偏差是指实际中心距与理论中心距的差值。中心距偏差是指实际中心距与理论中心距的差值。齿轮副存在中心距偏差时，会影响齿轮副的侧隙。齿轮副存在中心距偏差时，会影响齿轮副的侧隙。 10.4 10.4 渐开线圆柱齿轮精度标准渐开线圆柱齿轮精度标准一一 齿轮的精度等级齿轮的精度等级1 1 齿轮精度等级齿轮精度等级 渐开线圆柱齿轮精度共分为渐开线圆柱齿轮精度共分为1313级级 0.1.20.1.212: 012: 0级精度最高，级精度最高，1212级精度最低级精度最低 径向综合总偏差和一齿径向综合偏差，
16、规定仅用于径向综合总偏差和一齿径向综合偏差，规定仅用于4-124-12级。级。2 2 齿轮精度等级的选用齿轮精度等级的选用 计算法和类比法计算法和类比法3 3、 齿形误差齿形误差 fff f（公差（公差f ff f）（1 1）是指端截面上齿形工作部分（齿顶倒棱部分除外）包容）是指端截面上齿形工作部分（齿顶倒棱部分除外）包容实际齿形且距离为最小的两条设计齿形线间的法向距离。实际齿形且距离为最小的两条设计齿形线间的法向距离。4 4 、基节偏差、基节偏差ffpbpb（极限偏差（极限偏差f fpbpb）（1 1）实际基节实际基节与公称基节之差。与公称基节之差。 实际基节是指基圆柱切平面所截两相邻同侧齿
17、实际基节是指基圆柱切平面所截两相邻同侧齿面的交线之间的法向距离面的交线之间的法向距离（2 2）基节误差主要是由刀具的基齿矩偏差和齿形）基节误差主要是由刀具的基齿矩偏差和齿形 角误差造成的。角误差造成的。 二二 轴向齿距偏差轴向齿距偏差FFpxpx（极限偏差（极限偏差F Fpxpx）（1 1）是指在与齿轮基准轴线平行而大约通过齿）是指在与齿轮基准轴线平行而大约通过齿高中部的一条直线上，任意两个同侧齿面间的高中部的一条直线上，任意两个同侧齿面间的实际距离与公称距离之差，沿齿面法线方向计实际距离与公称距离之差，沿齿面法线方向计值。值。（2 2） FFpxpx主要反映斜齿轮螺旋角误差，它是宽主要反映斜齿轮螺旋角误差，它是宽斜齿轮控制齿长方向接触精度的指标。斜齿轮控制齿长方向接触精度的指标。5 5、公法线长度变动误差、公法线长度变动误差FF（公差（公差F F） （1 1）是指在齿轮）是指在齿轮1 1周范围内实际公法线长度最大值与最小周范围内实际公法线长度最大值与最小值之差值之差(2)(2)公法线长度的变动说明齿廓沿基圆切线方向有误差，公法线长度的变动说明齿廓沿基圆切线方向有误差，因此公法线长度变动可以反映滚齿时由运动偏心影响引因此公法线长度变动可以反映滚齿时由运动偏心影响引起的切向误差。起的切向误差。
