1、齿轮基本知识第1页，共61页。齿轮基本知识第1 页，共6 1 页。何谓齿轮？何谓齿轮？一个有齿的机械构件，它与另一个有一个有齿的机械构件，它与另一个有齿构件通过其共轭齿面的相继啮合，从而传齿构件通过其共轭齿面的相继啮合，从而传递运动或改变运动的形式，称为齿轮。递运动或改变运动的形式，称为齿轮。第2页，共61页。何谓齿轮？第2 页，共6 1 页。齿轮的种类齿轮的种类 1、按啮合方式分类：按啮合方式分类：1）外啮合齿轮外啮合齿轮 2）内啮合齿轮内啮合齿轮2、按轴线在空间的位置分类按轴线在空间的位置分类 1）轴线平行的圆柱齿轮轴线平行的圆柱齿轮 2）轴线相交的锥齿轮轴线相交的锥齿轮 3）轴线相交的螺
2、旋齿轮，双曲线齿轮和轴线相交的螺旋齿轮，双曲线齿轮和蜗轮蜗杆蜗轮蜗杆第3页，共61页。齿轮的种类 1、按啮合方式分类：第3 页，共6 1 页。3、按传动的工作条件分类按传动的工作条件分类 1）开式齿轮开式齿轮齿轮暴露在外齿轮暴露在外 2）闭式齿轮闭式齿轮置于密封箱体内置于密封箱体内4、按齿轮轮齿的形态分类按齿轮轮齿的形态分类 1）直齿直齿 2）斜齿斜齿 3）曲线齿曲线齿齿轮的种类齿轮的种类第4页，共61页。齿轮的种类第4 页，共6 1 页。5、按轮齿齿廓曲线的形状分类按轮齿齿廓曲线的形状分类 1）摆线齿形摆线齿形 2）渐开线齿形渐开线齿形 3）圆弧齿形圆弧齿形6、按齿坯形状可分为：按齿坯形状可
3、分为：圆柱齿轮、锥齿轮、椭圆齿轮、圆柱齿轮、锥齿轮、椭圆齿轮、鼓形齿鼓形齿轮、扇形齿轮、齿条等轮、扇形齿轮、齿条等 齿轮的种类齿轮的种类第5页，共61页。齿轮的种类第5 页，共6 1 页。我国齿轮发展现状我国齿轮发展现状 50年代年代 一般采用以调质热处理为主的软齿面齿轮制造精一般采用以调质热处理为主的软齿面齿轮制造精度达度达8-9级。级。70年代末年代末 齿面经渗碳淬火、氮化或感应淬火处理的所谓齿面经渗碳淬火、氮化或感应淬火处理的所谓硬齿面齿轮开始重视。硬齿面齿轮开始重视。80年代末年代末 普遍采用硬齿面普遍采用硬齿面 精度达精度达6-7级级 高精度可达高精度可达4-5级级 双圆弧齿轮已在大
4、功率、高转速齿轮传动装置上双圆弧齿轮已在大功率、高转速齿轮传动装置上推广推广 在应用珩齿新工艺基础上开发出超硬滚切（也称在应用珩齿新工艺基础上开发出超硬滚切（也称刮齿）刮齿）第6页，共61页。我国齿轮发展现状 第6 页，共6 1 页。变位齿轮应用日益增多变位齿轮应用日益增多避免根切，减少传动结构尺寸，提高齿面接触强度避免根切，减少传动结构尺寸，提高齿面接触强度在不改变结构，不增加成本条件下提高承载性能与使用在不改变结构，不增加成本条件下提高承载性能与使用寿命。寿命。重要的齿轮传动设计为修形齿轮重要的齿轮传动设计为修形齿轮不求符合理论齿廓不求符合理论齿廓与理论齿向与理论齿向 齿顶修形（也称修缘）
5、齿顶修形（也称修缘）齿向修鼓形齿向修鼓形可降低轮齿变形与制造安装误差影响，降低噪音。可降低轮齿变形与制造安装误差影响，降低噪音。我国齿轮发展现状我国齿轮发展现状第7页，共61页。我国齿轮发展现状第7 页，共6 1 页。行星传动：行星传动：是一种至少有一个齿轮的集合轴线绕中心是一种至少有一个齿轮的集合轴线绕中心轴线回转的齿轮传动。轴线回转的齿轮传动。特点：特点：体积小，重量轻，速比范围大，传动效率高，噪体积小，重量轻，速比范围大，传动效率高，噪音小，作为增速减速与变速的传动装置。音小，作为增速减速与变速的传动装置。形式：形式：渐开线行星传动，少齿差式行星传动（渐渐开线行星传动，少齿差式行星传动（
6、渐开线、摆线、谐波齿轮开线、摆线、谐波齿轮）我国齿轮发展现状我国齿轮发展现状第8页，共61页。行星传动：是一种至少有一个齿轮的集合轴线绕中心轴线回转的齿轮锥齿轮与准双曲面齿轮锥齿轮与准双曲面齿轮弧齿锥齿轮弧齿锥齿轮 格里森（格里森（Gleason）延伸外摆线延伸外摆线瑞士奥利康（瑞士奥利康（Oerlikon）德国克林根贝尔格（德国克林根贝尔格（Kingelnberg）蜗杆传动蜗杆传动用于要求单级大减速比并传递大转矩的齿用于要求单级大减速比并传递大转矩的齿轮传动。轮传动。普通圆柱蜗杆、圆弧圆柱蜗杆、环面涡杆普通圆柱蜗杆、圆弧圆柱蜗杆、环面涡杆第9页，共61页。锥齿轮与准双曲面齿轮第9 页，共6
7、1 页。我国目前设计制造水平我国目前设计制造水平 高 速 圆 周 速 度 最 高 达高 速 圆 周 速 度 最 高 达 1 5 6m/s 最 大 功 率 为最 大 功 率 为44000KW；制造精度为制造精度为4-5级级重载齿轮：圆周速度最高达重载齿轮：圆周速度最高达30-50m/s；重载功率达重载功率达6000第10页，共61页。我国目前设计制造水平 高速圆周速度最高达1 5 6 m/s 最大功齿轮发展趋势齿轮发展趋势动力传动装置：动力传动装置：小型化、高速化、低噪音、高可小型化、高速化、低噪音、高可靠性靠性齿形：齿形：硬齿面、圆弧齿轮、行星齿轮、非圆齿硬齿面、圆弧齿轮、行星齿轮、非圆齿轮轮
8、齿轮用钢材及热处理：齿轮用钢材及热处理：提高接触和弯曲应力提高接触和弯曲应力采用硬齿面（渗碳淬火）采用硬齿面（渗碳淬火）为提高钢化韧度、改善加工性能为提高钢化韧度、改善加工性能采用真空脱采用真空脱气气为保证心部硬度、减少热处理变形为保证心部硬度、减少热处理变形应用保证淬应用保证淬透性钢透性钢第11页，共61页。齿轮发展趋势动力传动装置：小型化、高速化、低噪音、高可靠性为缩短渗碳周期为缩短渗碳周期推行稀土渗碳工艺推行稀土渗碳工艺为保证加工质量、效率及减少变形为保证加工质量、效率及减少变形重视齿坯预备热重视齿坯预备热处理（正火）处理（正火）切齿：切齿：向高速、高效、高精度向高速、高效、高精度硬质合
9、金刀、多头滚刀、机床采用数控、数显硬质合金刀、多头滚刀、机床采用数控、数显硬质合金负前角滚刀超硬滚齿代磨硬质合金负前角滚刀超硬滚齿代磨Tin涂层涂层 蜗杆式珩齿蜗杆式珩齿采用采用CBN（立方氮化硼砂轮）蜗杆砂轮、数控磨齿机、立方氮化硼砂轮）蜗杆砂轮、数控磨齿机、高效高精度高效高精度采用齿轮专用采用齿轮专用CAD软件软件开拓新的磨削原理、环面蜗杆砂轮连续成形磨齿开拓新的磨削原理、环面蜗杆砂轮连续成形磨齿齿轮发展趋势齿轮发展趋势第12页，共61页。为缩短渗碳周期推行稀土渗碳工艺齿轮发展趋势第1 2 页，共6柳工齿轮加工简况柳工齿轮加工简况柳工齿轮主要在箱体及驱动桥中柳工齿轮主要在箱体及驱动桥中5
10、0 C 箱 体箱 体：齿 轮 共 有齿 轮 共 有 1 5 种种 2 2 件，齿 轮 材 料 为件，齿 轮 材 料 为20CrMnTi 主要种类有：主要种类有：直齿圆柱、内齿轮直齿圆柱、内齿轮 模数有：模数有：，4，6.5 3种种 压力角压力角均为均为20 精度等级精度等级均为均为8-7-7GK 其中变位齿轮其中变位齿轮2个个 主要加工工艺主要加工工艺为滚、剃为滚、剃 滚、剃、滚、剃、珩珩 滚、硬齿面滚、硬齿面刮齿刮齿 滚磨、插滚磨、插第13页，共61页。柳工齿轮加工简况柳工齿轮主要在箱体及驱动桥中第1 3 页，共6 150C驱动桥齿轮驱动桥齿轮齿轮共有齿轮共有：7种种 36件件主要种类有：主
11、要种类有：直齿圆柱、直齿内齿轮、直齿锥齿轮、弧直齿圆柱、直齿内齿轮、直齿锥齿轮、弧齿锥齿轮齿锥齿轮齿轮材料：齿轮材料：除内齿轮为除内齿轮为40Cr外其余均为外其余均为20CrMnTi模数有：模数有：轮边行星齿轮副：行星轮、太阳轮、内齿轮轮边行星齿轮副：行星轮、太阳轮、内齿轮 m6；20；ha 差速器直齿锥齿轮、锥齿轮、半轴齿轮差速器直齿锥齿轮、锥齿轮、半轴齿轮；20；变位；变位；ha 主传动弧齿锥齿轮副：主传动弧齿锥齿轮副：m11；20；35；ha柳工齿轮加工简况柳工齿轮加工简况第14页，共61页。5 0 C 驱动桥齿轮柳工齿轮加工简况第1 4 页，共6 1 页。（2）切削用量选择不正确。（1
12、）齿顶部变肥且左右齿廓对称，齿形渐开线曲率变小，压力角减小，原因：刀具修磨齿形变小或刃磨产生较大的正前角，使齿形角变小。（老标准JB178-83）GB10095-88（1）齿顶部变肥且左右齿廓对称，齿形渐开线曲率变小，压力角减小，原因：刀具修磨齿形变小或刃磨产生较大的正前角，使齿形角变小。（老标准JB178-83）GB10095-88Fi，Fy，Fw1、高的硬度注意：检查前应检查心棒径跳不大于。（5）齿距误差 fpt滚刀的模数、头数不对；采用CBN（立方氮化硼砂轮）蜗杆砂轮、数控磨齿机、高效高精度（3）齿坯刚性不好或没有夹紧。2、高的耐磨性齿轮制造工艺过程的五个阶段齿轮制造工艺过程的五个阶段
13、材料制备材料制备齿坯加工齿坯加工切齿切齿齿坯热处理齿坯热处理齿齿坯精加工坯精加工齿坯加工齿坯加工必须保证基准面精度、必须保证基准面精度、热处理热处理直接决定轮齿的内在质量直接决定轮齿的内在质量齿形加工和热处理后精加工齿形加工和热处理后精加工是制造的关键，也反映齿轮是制造的关键，也反映齿轮制造水平。制造水平。常用轮齿加工方法常用轮齿加工方法：铣齿、滚齿、刨齿、扦齿、剃齿、：铣齿、滚齿、刨齿、扦齿、剃齿、珩齿、梳齿、挤齿、研齿、磨齿、刮齿等珩齿、梳齿、挤齿、研齿、磨齿、刮齿等第15页，共61页。（2）切削用量选择不正确。齿轮制造工艺过程的五个阶段常用切齿工艺常用切齿工艺 圆柱中小模数齿轮：圆柱中小
14、模数齿轮：滚（插）齿滚（插）齿剃（挤）齿剃（挤）齿热处理热处理珩齿珩齿大中模数齿轮大中模数齿轮：调质处理：调质处理滚（插）齿滚（插）齿低速重载与高速低速重载与高速：滚（插）齿：滚（插）齿渗碳淬火渗碳淬火磨（括）磨（括）齿齿蜗轮副加工：蜗轮副加工：蜗杆加工：通常用铣削、车削、或磨削蜗杆加工：通常用铣削、车削、或磨削蜗轮：滚削、但齿或多齿飞刀、剃齿蜗轮：滚削、但齿或多齿飞刀、剃齿第16页，共61页。常用切齿工艺 圆柱中小模数齿轮：滚（插）齿剃（挤）齿锥齿轮加工：锥齿轮加工：直齿、斜齿直齿、斜齿-刨齿（展成法、仿形法）、圆拉齿、刨齿（展成法、仿形法）、圆拉齿、双刀盘铣齿、磨齿、成形铣刀（盘状、指状铣
15、刀）双刀盘铣齿、磨齿、成形铣刀（盘状、指状铣刀）曲齿锥齿轮：曲齿锥齿轮：弧齿锥齿轮弧齿锥齿轮铣齿、磨齿铣齿、磨齿延伸外摆线延伸外摆线滚切滚切特种齿轮加工：特种齿轮加工：（包括非圆齿轮、谐波齿轮和摆（包括非圆齿轮、谐波齿轮和摆线齿轮）线齿轮）采用相应的滚齿、铣齿、扦齿、磨齿等方法的特殊应采用相应的滚齿、铣齿、扦齿、磨齿等方法的特殊应用。用。常用切齿工艺常用切齿工艺第17页，共61页。锥齿轮加工：常用切齿工艺第1 7 页，共6 1 页。齿轮加工的工艺过程，因其结构形状精度等级，生产齿轮加工的工艺过程，因其结构形状精度等级，生产批量和各厂生产条件的不同而采取不同的工艺规程。批量和各厂生产条件的不同而
16、采取不同的工艺规程。每个操作者应熟悉整个齿轮加工工艺过程，特别是了解上下每个操作者应熟悉整个齿轮加工工艺过程，特别是了解上下道工序的加工步骤加工位置，加工余量，这时本道工序的道工序的加工步骤加工位置，加工余量，这时本道工序的加工是有益处的，尽可能做到加工是有益处的，尽可能做到设计、工艺（加工）、测设计、工艺（加工）、测量量基准统一和基准重合，保证零件的加工质量。基准统一和基准重合，保证零件的加工质量。常用切齿工艺常用切齿工艺第18页，共61页。常用切齿工艺第1 8 页，共6 1 页。齿轮加工齿轮加工 齿轮加工主要是齿坯加工与齿形的加工齿轮加工主要是齿坯加工与齿形的加工对齿坯加工的要求对齿坯加工
17、的要求：尺寸精度、表面粗糙度、形位：尺寸精度、表面粗糙度、形位公差公差齿形加工齿形加工：按加工原理分主要有成形法和展成法两大：按加工原理分主要有成形法和展成法两大类。类。成形法成形法使用与齿槽形状相同的成形刀具加工使用与齿槽形状相同的成形刀具加工出齿形。出齿形。特点：特点：刀具简单、操作方便，一般在铣床上一刀具简单、操作方便，一般在铣床上一齿一齿铣成，加工精度较低，效率高。主要有齿一齿铣成，加工精度较低，效率高。主要有铣齿、拉齿铣齿、拉齿第19页，共61页。齿轮加工 第1 9 页，共6 1 页。展成法展成法利用齿轮啮合原理，即刀具和毛坯在啮利用齿轮啮合原理，即刀具和毛坯在啮合运动中切削加工齿形
18、的方法。合运动中切削加工齿形的方法。特点：特点：效率高，齿轮精度高，可加工各种形状复效率高，齿轮精度高，可加工各种形状复杂的齿轮。杂的齿轮。主要有：滚齿、插齿、剃齿、珩齿、磨齿、硬齿主要有：滚齿、插齿、剃齿、珩齿、磨齿、硬齿面刮齿、刨齿、铣齿、冷挤。面刮齿、刨齿、铣齿、冷挤。另外另外还可通过小（无）切削加工方法加工齿还可通过小（无）切削加工方法加工齿形，主要有：形，主要有：热轧齿轮、铸造齿轮、精密模锻齿热轧齿轮、铸造齿轮、精密模锻齿齿轮加工齿轮加工第20页，共61页。展成法利用齿轮啮合原理，即刀具和毛坯在啮合运动中切削加工齿轮机床的名称、型号齿轮机床的名称、型号机床的分类：机床的分类：金属切削
19、机床，按其产品的工作原理，结金属切削机床，按其产品的工作原理，结构性能特点和使用范围，分为车、铣、刨、钻、齿、构性能特点和使用范围，分为车、铣、刨、钻、齿、磨等十二大类。磨等十二大类。用大写的汉语拼音字母表示，例车床用用大写的汉语拼音字母表示，例车床用C，铣床用铣床用X、X62，齿轮机床（牙）用齿轮机床（牙）用Y。齿轮机床齿轮机床第21页，共61页。齿轮机床第2 1 页，共6 1 页。齿轮机床型号举例：齿轮机床型号举例：Y M 31 80（X8）（）（A）（）（/1）Y：类代号：齿轮加工类代号：齿轮加工 M：通用特性：精密级通用特性：精密级 31：组、代号：滚齿机组、代号：滚齿机 80：主参数
20、或设计顺序号：最大工件直径主参数或设计顺序号：最大工件直径 800（X8）第二主参数：最大工作模数第二主参数：最大工作模数1-8mm（A）重大改进顺序号，第一次改进重大改进顺序号，第一次改进（/1）：）：同一型号机床的变形号：第一种同一型号机床的变形号：第一种齿轮机床齿轮机床第22页，共61页。齿轮机床型号举例：齿轮机床第2 2 页，共6 1 页。常用齿轮刀具材料常用齿轮刀具材料 一、一、刀具材料的性能刀具材料的性能 1、高的硬度高的硬度 2、高的耐磨性高的耐磨性 3、足够的硬度和韧性足够的硬度和韧性 4、高耐热性高耐热性第23页，共61页。常用齿轮刀具材料 一、刀具材料的性能第2 3 页，共
21、6 1 页。常用齿轮刀具材料种类常用齿轮刀具材料种类1、高速钢，又称锋钢高速钢，又称锋钢 淬火后硬度为淬火后硬度为HRC62-70允许切削允许切削 速度为速度为25-30m/min2、硬质合金硬质合金常温硬度常温硬度HRA74-93允许切削允许切削 速度可达速度可达200m/min第24页，共61页。常用齿轮刀具材料种类1、高速钢，又称锋钢 第2 4 页，共6直齿圆柱齿轮各部分名称基本参数尺寸直齿圆柱齿轮各部分名称基本参数尺寸计算计算 1、齿顶圆齿顶圆过齿轮各轮顶端所作的圆，用过齿轮各轮顶端所作的圆，用“d0”2、齿根圆齿根圆与齿轮各轮齿的齿槽底部相切的圆用与齿轮各轮齿的齿槽底部相切的圆用“d
22、f”3、齿厚齿厚在任意圆上，一个轮齿的两侧齿廓间的在任意圆上，一个轮齿的两侧齿廓间的弧线长度，又称弧齿厚，用弧线长度，又称弧齿厚，用“S”表示分度圆上弧齿表示分度圆上弧齿厚。厚。4、齿槽宽齿槽宽相邻两齿之间的间隙，用相邻两齿之间的间隙，用“e”表示分表示分度圆的齿槽宽度圆的齿槽宽5、齿距齿距在任意圆周上，相邻两齿同一侧齿廓间在任意圆周上，相邻两齿同一侧齿廓间的弧线长度，的弧线长度，“p”第25页，共61页。直齿圆柱齿轮各部分名称基本参数尺寸计算 1、齿顶圆过齿6、分度圆分度圆标准齿轮上齿厚与齿槽宽相等的圆，标准齿轮上齿厚与齿槽宽相等的圆，用用“d”表示其直径表示其直径7、齿顶高齿顶高位于齿顶圆
23、与分度圆之间的轮齿部分，位于齿顶圆与分度圆之间的轮齿部分，用用“ha”8、齿根高齿根高位于齿根圆与分度圆之间的轮齿部分，位于齿根圆与分度圆之间的轮齿部分，用用“hf”表示表示9、全齿高全齿高齿顶圆与齿根圆之间的径向距离，用齿顶圆与齿根圆之间的径向距离，用“h”表示表示:h=ha+hf第26页，共61页。6、分度圆标准齿轮上齿厚与齿槽宽相等的圆，用“d”表齿轮的基本参数齿轮的基本参数1、齿数齿数齿轮轮齿的数目，用齿轮轮齿的数目，用“Z”表示表示2、模数模数衡量轮齿大小的基本参数，用衡量轮齿大小的基本参数，用“m”表表示示 或或 3、压力角压力角齿廓曲线上受压力方向与运动速度齿廓曲线上受压力方向与
24、运动速度方向的夹角，用方向的夹角，用“”表示表示Zdm（齿数）分度圆直径）(pm第27页，共61页。齿轮的基本参数1、齿数齿轮轮齿的数目，用“Z”表示第2 74、齿顶高系数齿顶高系数齿顶高度与模数之比，用齿顶高度与模数之比，用 “ha*”表示表示 规定：标准齿轮规定：标准齿轮 ha*=1 短齿齿轮短齿齿轮 ha*行星轮、太阳行星轮、太阳 轮、内轮、内齿轮用齿轮用“C*”表示表示5、顶隙系数顶隙系数规定：规定：标准齿轮标准齿轮 C*短齿齿轮短齿齿轮 C*采用扦齿、剃齿法加工时：采用扦齿、剃齿法加工时：C*齿轮的基本参数齿轮的基本参数第28页，共61页。4、齿顶高系数齿顶高度与模数之比，用 “h
25、a*5、顶隙系数规定：（2）测量结果精确，数值稳定不受齿顶高误差、齿圈径向跳动的影响。注意：检查前应检查心棒径跳不大于。对齿坯加工的要求：尺寸精度、表面粗糙度、形位公差1）开式齿轮齿轮暴露在外其中变位齿轮2个法向侧隙装配好的齿轮副，当工作齿面接触时，非工作齿面之间的最小距离。主要种类有：直齿圆柱、内齿轮常温硬度HRA74-93（1）滚刀刃磨质量差，径向跳动大，刀具磨损，未固紧而产生的振动，刀杆辅助轴承支承不好。成形法使用与齿槽形状相同的成形刀具加工出齿形。基节是影响齿轮工作性能的重要因素。（6）成品检验时，检验项目应包括：由于滚刀轴向齿距误差齿坯安装偏心，刀架扳转角度不正确，机床蜗轮副周接 节
26、差大。为提高钢化韧度、改善加工性能采用真空脱气齿轮的精度和检测齿轮的精度和检测对齿轮精度的基本要求：对齿轮精度的基本要求：（GB10095-88）传递运动准确、平稳、振动和噪声小传递运动准确、平稳、振动和噪声小齿面接触良好，载荷分布均匀齿面接触良好，载荷分布均匀有一定的齿侧间隙有一定的齿侧间隙第29页，共61页。5、顶隙系数规定：齿轮的精度和检测对齿轮精度的基本要求GB1009588渐开线圆柱齿轮精度渐开线圆柱齿轮精度简介简介 1、适用范围：适用范围：适用于符合适用于符合GB1356渐开线圆柱齿轮基渐开线圆柱齿轮基本齿廓本齿廓 法向模数法向模数mn1mm的渐开线直齿（或斜齿）圆柱齿轮。的渐开线
27、直齿（或斜齿）圆柱齿轮。2、误差定义和代号：误差定义和代号：定义定义22项误差项误差 常用常用12种种：（1）齿距累积误差：齿距累积误差：Fp 在分度圆上（允许在齿高中部测量）任意两个同侧在分度圆上（允许在齿高中部测量）任意两个同侧齿间的实际弧长与公称弧长之差的最大绝对值齿间的实际弧长与公称弧长之差的最大绝对值第30页，共61页。G B 1 0 0 9 5 8 8 渐开线圆柱齿轮精度简介 1、适用（2）齿圈径向跳动齿圈径向跳动 Fn 在齿轮一转范围内，测头在内槽内，于齿高中部双在齿轮一转范围内，测头在内槽内，于齿高中部双面接触，测头相对于齿轮轴线的最大变动量。面接触，测头相对于齿轮轴线的最大变
28、动量。（3）公法线长度变动公法线长度变动 Fw在齿轮一周范围内，实际公法线长度最大值与最小之在齿轮一周范围内，实际公法线长度最大值与最小之差。差。（4）齿形误差齿形误差 ff 在端截面上（允许用检查被测齿轮和测量蜗杆啮合在端截面上（允许用检查被测齿轮和测量蜗杆啮合时齿轮齿面上的接触迹线代替，但仍按基圆切线方时齿轮齿面上的接触迹线代替，但仍按基圆切线方向计值）齿形工作部分内（齿顶倒棱部分除外），向计值）齿形工作部分内（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间的法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。向距离。GB1009588渐开线圆柱齿轮精渐开线圆柱齿轮精 度简
29、介度简介第31页，共61页。（2）齿圈径向跳动 F n G B 1 0 0 9 5 8 8（5）齿距误差齿距误差 fpt在分度圆上（允许在齿高中部测量）实际齿距与公称齿在分度圆上（允许在齿高中部测量）实际齿距与公称齿距之差。距之差。公称齿距是指所有实际齿距的平均值。公称齿距是指所有实际齿距的平均值。（6）基节偏差基节偏差 fpb实际基节与公称基节之差。实际基节与公称基节之差。公称基节是指基圆柱切平面所截两相邻同侧齿面的交线公称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。之间的法向距离。（7）齿向误差齿向误差 F在分度圆柱面上，齿宽有效部分范围内（端面倒角部分在分度圆柱面上，齿宽
30、有效部分范围内（端面倒角部分除外），包容实际齿线的两条设计齿线之间的端面距除外），包容实际齿线的两条设计齿线之间的端面距离。离。第32页，共61页。（5）齿距误差 f p t 第3 2 页，共6 1 页。（8）轴向齿距误差轴向齿距误差 Fp在与齿轮基准轴线平行而大约通过齿高中部的一条直线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实际距离与公称距离之差，上，任意两个同侧齿面间的实际距离与公称距离之差，沿齿面法线方向计值。沿齿面法线方向计值。（9）齿厚偏差齿厚偏差 E分度圆柱面上，齿厚实际值与公称值之差。分度圆柱面上，齿厚实际值与公称值之差。对于斜齿轮指法向齿厚。对于
31、斜齿轮指法向齿厚。（10）公法线平均长度偏差公法线平均长度偏差 E w在齿轮一周内，公法线长度平均值与公称值之差。在齿轮一周内，公法线长度平均值与公称值之差。第33页，共61页。（8）轴向齿距误差 F p 第3 3 页，共6 1 页（11）齿轮副的接触斑点齿轮副的接触斑点 装配好的齿轮副，在啮合转动轻微的制动下，运转后齿装配好的齿轮副，在啮合转动轻微的制动下，运转后齿面上分布的接触擦亮痕迹。面上分布的接触擦亮痕迹。接触痕迹的大小在齿面展开图上用百分数计算。接触痕迹的大小在齿面展开图上用百分数计算。（12）齿轮副的侧隙齿轮副的侧隙 jt（圆周），圆周），jn（法向）法向）圆周侧隙圆周侧隙装配好的
32、齿轮副，当一个齿轮固定时，装配好的齿轮副，当一个齿轮固定时，另一个齿轮的圆周晃动量，以分度圆上弧长计值。另一个齿轮的圆周晃动量，以分度圆上弧长计值。法向侧隙法向侧隙装配好的齿轮副，当工作齿面接触时，装配好的齿轮副，当工作齿面接触时，非工作齿面之间的最小距离非工作齿面之间的最小距离。第34页，共61页。（1 1）齿轮副的接触斑点 第3 4 页，共6 1 页。精度等级精度等级（1）齿轮有齿轮有12个精度个精度等级，等级，1级最高，级最高，12级最低。级最低。齿轮副中两个配对齿轮的精度一段取相同的等级，也齿轮副中两个配对齿轮的精度一段取相同的等级，也允许取不同的等级。允许取不同的等级。（2）根据使用
33、要求不同根据使用要求不同，允许各公差组选用不同的，允许各公差组选用不同的精度等级，但在同一公差组内，各项公差与极限偏差精度等级，但在同一公差组内，各项公差与极限偏差应保持相同的精度等级。应保持相同的精度等级。（3）公差组按误差项目对传动性能的主要影响将公差组按误差项目对传动性能的主要影响将各项精度指标分为三个公差组各项精度指标分为三个公差组第35页，共61页。精度等级（1）齿轮有1 2 个精度等级，1 级最高，1 2 级最公差组公差组公差与极限偏差公差与极限偏差项目项目误差特性误差特性对传动性能的对传动性能的主要影响主要影响 Fi，Fp，Fpk Fi，Fy，Fw以齿轮一转为周以齿轮一转为周期的
34、误差期的误差 传递运动的准传递运动的准确性确性 fi，fi，fi fpt，fpb，fp在齿轮一周内多在齿轮一周内多次周期地重复出次周期地重复出现的误差现的误差 传递的平稳性、传递的平稳性、噪声、振动噪声、振动 F，Fb，Fpx齿向线的误差齿向线的误差 载荷分布的均载荷分布的均匀性匀性 第36页，共61页。公差组公差与极限偏差项目误差特性对传动性能的主要影响 F i（4）精度等级的选择精度等级的选择 应根据应根据 传动的用途，使用条件传动的用途，使用条件.传动功率和圆周传动功率和圆周速度及其它技术要求确定速度及其它技术要求确定（5）齿坯检验齿坯检验 在加工、检验、安装时的径向基准和轴向在加工、检
35、验、安装时的径向基准和轴向辅助基准面应尽量一致辅助基准面应尽量一致 由于齿坯加工精度对齿加工有很大影响，因此由于齿坯加工精度对齿加工有很大影响，因此对齿坯的孔、顶圆直径、基准面尺寸和形位公差都对齿坯的孔、顶圆直径、基准面尺寸和形位公差都有规定。有规定。第37页，共61页。（4）精度等级的选择第3 7 页，共6 1 页。（6）成品检验时，检验项目应包括：成品检验时，检验项目应包括：齿轮传递运动的准确性，传动的平稳性，载荷分齿轮传递运动的准确性，传动的平稳性，载荷分布的均匀性，齿厚偏差布的均匀性，齿厚偏差（7）齿厚极限偏差齿厚极限偏差对齿厚偏差的上下偏差用对齿厚偏差的上下偏差用cs共共14个字母代
36、号。个字母代号。（8）齿轮精度和齿厚极限偏差标注齿轮精度和齿厚极限偏差标注 第38页，共61页。（6）成品检验时，检验项目应包括：第3 8 页，共6 1 页。例一、例一、齿轮的三个公差组的精度同为齿轮的三个公差组的精度同为7级，其齿厚上级，其齿厚上偏差为偏差为F，下偏差为下偏差为L （老标准老标准JB178-83）GB10095-887-F-L 7齿轮第、公差组的精度等级均为7级 F齿厚上偏差 L齿厚下偏差第39页，共61页。例一、齿轮的三个公差组的精度同为7 级，其齿厚上偏差为F例二、例二、50C内齿轮，太阳轮、行星齿轮内齿轮，太阳轮、行星齿轮（老标准老标准JB178-83）GB10095-
37、88 8-7-7 G K8第第公差组精度公差组精度8级（传递运动的准确性）级（传递运动的准确性）7第第公差精度公差精度7级（传递平稳性）级（传递平稳性）7第第公差精度公差精度7级（载荷分布均匀性）级（载荷分布均匀性）G齿厚上偏差齿厚上偏差K齿厚下偏差齿厚下偏差第40页，共61页。例二、5 0 C 内齿轮，太阳轮、行星齿轮第4 0 页，共6 1 页齿轮常用检测方法齿轮常用检测方法 由于齿轮种类不同，制造方法不同，检测手段也有由于齿轮种类不同，制造方法不同，检测手段也有所不同，小批生产时应件件按要求，逐个进行单项检测所不同，小批生产时应件件按要求，逐个进行单项检测在大量生产时，日常检测为提高生产率
38、，保证质量降低在大量生产时，日常检测为提高生产率，保证质量降低成本，一般采用综合检测来代替单项检测，同时对工艺成本，一般采用综合检测来代替单项检测，同时对工艺装备机床、量具等也要定期检测。装备机床、量具等也要定期检测。一、齿厚的检测一、齿厚的检测常用方法：常用方法：齿厚游标卡尺测量法齿厚游标卡尺测量法 滚珠或滚柱测量法滚珠或滚柱测量法 公法线长度测量法公法线长度测量法第41页，共61页。齿轮常用检测方法 由于齿轮种类不同，制造方法不1、齿厚游标卡尺测量方法齿厚游标卡尺测量方法 是在保证齿侧间隙条件下，采用测量固定弦齿高和固定弦齿厚的是在保证齿侧间隙条件下，采用测量固定弦齿高和固定弦齿厚的单齿测
39、量方法。单齿测量方法。特点：特点：使用简便计算数值只与模数、压力角有关，是以齿轮外圆为测量基准，测量使用简便计算数值只与模数、压力角有关，是以齿轮外圆为测量基准，测量精度受齿顶圆直径误差影响。精度受齿顶圆直径误差影响。固定弦齿高：固定弦齿高：指固定弦到齿顶的距离指固定弦到齿顶的距离固定弦齿厚：固定弦齿厚：指标准齿条齿形与齿轮齿形对称相切的两切点指标准齿条齿形与齿轮齿形对称相切的两切点A、B间的距离。间的距离。（1）计算公式：）计算公式：从公式中可看出，固定弦齿高和固定弦齿厚只与模数压力角有关，与齿从公式中可看出，固定弦齿高和固定弦齿厚只与模数压力角有关，与齿轮齿数无关。轮齿数无关。2cos2)
40、2sin81(mSmhcc第42页，共61页。1、齿厚游标卡尺测量方法第4 2 页，共6 1 页。当当=20时，时，ha=0.7476m，Sc（2）测量要点）测量要点：a、测量时先按固定弦齿高调整垂直卡尺，螺丝拧测量时先按固定弦齿高调整垂直卡尺，螺丝拧紧固定，再使高度尺端面轻轻与齿顶圆接触，再紧固定，再使高度尺端面轻轻与齿顶圆接触，再调整水平主尺，水平主尺的读数即为齿厚尺寸。调整水平主尺，水平主尺的读数即为齿厚尺寸。b、注意卡尺的测量平面应与齿向垂直，使活动量爪注意卡尺的测量平面应与齿向垂直，使活动量爪和固定量爪按垂直方向与齿面接触，无间隙后进和固定量爪按垂直方向与齿面接触，无间隙后进行读数。
41、行读数。c、可在每隔可在每隔120的齿圈上测量，取其偏差最大值。的齿圈上测量，取其偏差最大值。第43页，共61页。当=2 0 时，h a=0.7 4 7 6 m，S c 第4 3 页，共6 1 页2、滚珠或滚柱测量法滚珠或滚柱测量法特点：特点：（1）此法比齿厚游标卡尺测量精度高，比万能显）此法比齿厚游标卡尺测量精度高，比万能显微镜简便，可见解确定齿厚误差值。微镜简便，可见解确定齿厚误差值。（2）测量结果精确，数值稳定不受齿顶高误差、齿圈）测量结果精确，数值稳定不受齿顶高误差、齿圈径向跳动的影响。径向跳动的影响。适用范围：适用范围：内齿轮、蜗轮、内外花键、加工中的现场检内齿轮、蜗轮、内外花键、加
42、工中的现场检测。测。测量方法：测量方法：将规定要求的滚珠、滚柱（量棒）方于被测齿轮将规定要求的滚珠、滚柱（量棒）方于被测齿轮的两个相对的齿槽内，用卡尺、外径千分尺或其他量的两个相对的齿槽内，用卡尺、外径千分尺或其他量仪测量圆柱的跨距。跨距大小简称为仪测量圆柱的跨距。跨距大小简称为M值值。第44页，共61页。2、滚珠或滚柱测量法第4 4 页，共6 1 页。M值的误差与齿厚的误差的关系是：值的误差与齿厚的误差的关系是：M=S ctg当当=20时，时，M=2.75 S当当=30时，时，M=1.732 S3、公法线千分尺测量公法线千分尺测量特点：特点：简便、准确、实用、不受测量基准面限制，长度值也简便
43、、准确、实用、不受测量基准面限制，长度值也不受齿轮外径公差的影响。可用公法线千分尺，也可用普不受齿轮外径公差的影响。可用公法线千分尺，也可用普通游标卡尺，适用于各种生产方式、内外齿。通游标卡尺，适用于各种生产方式、内外齿。计算公式：计算公式：W=m cos（k 0.5）+z inv当当=20时，时，W=m cos（k 0.5）+z invK为跨齿数为跨齿数 K=1/9 Z第45页，共61页。M值的误差与齿厚的误差的关系是：第4 5 页，共6 1 页。二、齿圈径向跳动的检验二、齿圈径向跳动的检验 使用齿圈径向跳动仪、或偏摆仪测量。使用齿圈径向跳动仪、或偏摆仪测量。如使用齿圈径向跳动仪，可先按模数
44、选取适合的锥形如使用齿圈径向跳动仪，可先按模数选取适合的锥形（锥角为（锥角为2倍压力角）测量头或球形（倍压力角）测量头或球形（）安装在千分安装在千分表上，再将被测零件套在锥度心轴上两端顶尖顶，表上，再将被测零件套在锥度心轴上两端顶尖顶，逐齿测量，或使用偏摆仪，可选用上述测量头或逐齿测量，或使用偏摆仪，可选用上述测量头或量棒。量棒。注意：注意：检查前应检查心棒径跳不大于。检查前应检查心棒径跳不大于。第46页，共61页。二、齿圈径向跳动的检验 使用齿圈径向跳动仪、或偏摆仪测量。第三、齿向误差的测量三、齿向误差的测量齿向误差反映了齿轮在齿宽方向的接触精度。齿向误差反映了齿轮在齿宽方向的接触精度。测量
45、方法：测量方法：齿圈径向跳动仪测量直齿圆柱齿轮，用标准齿轮齿圈径向跳动仪测量直齿圆柱齿轮，用标准齿轮进行啮合涂色检验，观看接触情况。进行啮合涂色检验，观看接触情况。万能测齿仪对直齿或斜齿。万能测齿仪对直齿或斜齿。第47页，共61页。三、齿向误差的测量第4 7 页，共6 1 页。四、基节的测量四、基节的测量 基节基节是基圆上的齿距。是基圆上的齿距。基节是影响齿轮工作性能的重要因素。基节是影响齿轮工作性能的重要因素。可分析机床分度传动链和刀具齿形角的误差（基节的可分析机床分度传动链和刀具齿形角的误差（基节的测量与齿轮的同心度无关）测量与齿轮的同心度无关）测量方法：测量方法：通常用基节仪测量，也可用
46、万能测齿仪通常用基节仪测量，也可用万能测齿仪及工具显微镜检测。及工具显微镜检测。第48页，共61页。四、基节的测量 第4 8 页，共6 1 页。五、齿轮副中心距偏差的检测五、齿轮副中心距偏差的检测 通过被测齿轮与标准齿轮作无间隙啮合转动进行通过被测齿轮与标准齿轮作无间隙啮合转动进行检测，由于它的啮合情况与加工齿轮时的啮合情检测，由于它的啮合情况与加工齿轮时的啮合情况相似，它可以反映生产过程中的不稳定因素，况相似，它可以反映生产过程中的不稳定因素，如：毛坯质量、安装调整误差、加工设备的振动，如：毛坯质量、安装调整误差、加工设备的振动，刀具磨损，适用于成批生产，这种方法效率高操刀具磨损，适用于成批
47、生产，这种方法效率高操作简单。作简单。第49页，共61页。五、齿轮副中心距偏差的检测第4 9 页，共6 1 页。测量方法：测量方法：采用双啮仪采用双啮仪 测量时，齿轮转过一转，千分表所反映的最大测量时，齿轮转过一转，千分表所反映的最大值与最小值之差，即为值与最小值之差，即为“一转中心距变动量一转中心距变动量”，转，转过一齿的变化即为过一齿的变化即为“一齿中心距变动量一齿中心距变动量”，中心距，中心距变动量是反映齿轮的综合误差，也表示齿轮的齿圈变动量是反映齿轮的综合误差，也表示齿轮的齿圈径向跳动和公法线变动量，反映了齿侧间隙的变化径向跳动和公法线变动量，反映了齿侧间隙的变化和齿轮的运动精度。和齿
48、轮的运动精度。第50页，共61页。测量方法：采用双啮仪第5 0 页，共6 1 页。六、齿面粗糙度检验六、齿面粗糙度检验 一般采用比较法检验，即用标准块与被测齿面相一般采用比较法检验，即用标准块与被测齿面相比较凭眼力来评定等级。比较凭眼力来评定等级。也可采用粗糙度测量仪。也可采用粗糙度测量仪。七、接触斑点（啮合面）的检测七、接触斑点（啮合面）的检测 一般在双啮合仪上进行，即在标准齿轮上涂一一般在双啮合仪上进行，即在标准齿轮上涂一层很薄的红丹油，双面转动啮合，在被测齿轮的齿层很薄的红丹油，双面转动啮合，在被测齿轮的齿面上接触痕迹。面上接触痕迹。第51页，共61页。六、齿面粗糙度检验第5 1 页，共
49、6 1 页。常见齿轮的误差及其常见齿轮的误差及其产生的原因产生的原因 齿轮加工过程中，由于齿轮加工过程中，由于机床机床刀具刀具工件加工件加工系统工系统以及操作调整等误差因素，造成齿轮的误差以及操作调整等误差因素，造成齿轮的误差及报废。及报废。一、产生误差的主要因素一、产生误差的主要因素1、理论误差、理论误差 也称原理误差，指加工设备原理上的缺陷造成的误也称原理误差，指加工设备原理上的缺陷造成的误差，由于条件限制，所以是不能完全克服的。如：差，由于条件限制，所以是不能完全克服的。如：渐开线齿形，理论上是光滑连续曲线，在制造上是渐开线齿形，理论上是光滑连续曲线，在制造上是达不到绝对光滑的。因为滚刀
50、齿形是直线形，刀齿达不到绝对光滑的。因为滚刀齿形是直线形，刀齿圆周上仅圆周上仅810齿，在滚切过程中是断续地形成折齿，在滚切过程中是断续地形成折线，滚切大模数时就十分明显，扦齿、刨齿也同样。线，滚切大模数时就十分明显，扦齿、刨齿也同样。第52页，共61页。常见齿轮的误差及其产生的原因 齿轮加2、机床误差：、机床误差：指机床的几何精度误差，造成齿轮几何形指机床的几何精度误差，造成齿轮几何形状和尺寸的误差。状和尺寸的误差。如：扦齿机主轴垂直移动，滚齿机立柱刀架垂直移动，如：扦齿机主轴垂直移动，滚齿机立柱刀架垂直移动，对工作台回转轴线平行度误差，造成齿轮齿向误差。对工作台回转轴线平行度误差，造成齿轮
