第十章漸開線圓柱齒輪傳動(dòng)公差與檢測(cè)齒輪傳動(dòng)是一種重要的傳動(dòng)方式。影響齒輪傳動(dòng)質(zhì)量的因素很多，主要是：齒輪加工精度齒輪副的安裝精度∴必須規(guī)定：齒輪幾何參數(shù)的加工精度齒輪副的安裝精度第一節(jié)對(duì)齒輪傳動(dòng)的基本要求1、傳遞運(yùn)動(dòng)的準(zhǔn)確性（運(yùn)動(dòng)精度）要求齒輪在一轉(zhuǎn)范圍內(nèi)，傳動(dòng)比要恒定，即最大轉(zhuǎn)角誤差控制在一定范圍。2、傳動(dòng)的平穩(wěn)性（工作平穩(wěn)性）要求齒輪在一齒或瞬時(shí)內(nèi)傳動(dòng)比變化限制在一定范圍。即限制瞬時(shí)傳動(dòng)比的變化量，以保證傳動(dòng)平穩(wěn)，減少?zèng)_擊、振動(dòng)和噪聲。3、載荷分布的均勻性（接觸精度）

要求齒輪在嚙合時(shí)接觸良好，載荷分布均勻，避免應(yīng)力集中,造成齒面局部磨損加劇，影響齒輪的使用壽命。4、傳動(dòng)側(cè)隙的合理性（配合精度）

要求齒輪在嚙合時(shí)非工作面有一定的間隙。它對(duì)貯藏潤(rùn)滑油、補(bǔ)償齒輪傳動(dòng)受力后的彈性變形、熱膨脹以及齒輪傳動(dòng)裝置制造誤差和裝配誤差等都是必需的。否則，齒輪在傳動(dòng)過程中可能卡死或燒傷。根據(jù)使用要求的不同，齒輪可分為：低速動(dòng)力齒輪中高速動(dòng)力齒輪

讀數(shù)分度齒輪齒輪傳動(dòng)的分類分類使用場(chǎng)合特點(diǎn)要求低速動(dòng)力齒輪礦山、起重機(jī)械等傳遞功率大、轉(zhuǎn)速低接觸精度高，側(cè)隙大中速動(dòng)力齒輪汽車、機(jī)床變速裝置等功率大、轉(zhuǎn)速較高傳動(dòng)平穩(wěn)，振動(dòng)噪聲小高速動(dòng)力齒輪汽輪機(jī)、渦輪機(jī)等傳遞動(dòng)力大、轉(zhuǎn)速高傳動(dòng)平穩(wěn)，振動(dòng)噪聲小讀數(shù)分度齒輪測(cè)量?jī)x器、分度機(jī)構(gòu)等模數(shù)小、轉(zhuǎn)速低運(yùn)動(dòng)要求準(zhǔn)確，側(cè)隙小圓柱齒輪傳動(dòng)直齒斜齒外嚙合內(nèi)嚙合人字齒輪齒輪齒條

第二節(jié)影響漸開線圓柱齒輪精度的因素（1）幾何偏心，引起了齒輪徑向誤差（2）運(yùn)動(dòng)偏心，引起了齒輪切向誤差（3）機(jī)床分度蝸桿有安裝偏心和軸向竄動(dòng)兩種，使蝸輪（齒坯）轉(zhuǎn)速不均勻，加工出的齒輪有齒距偏差和齒廓偏差兩種。（4）滾道本身的基節(jié)、齒形等制造誤差也會(huì)反映到被加工齒輪的每一齒上，使其產(chǎn)生基節(jié)偏差和

齒廓偏差。滾齒加工示意圖幾何偏心——

齒坯定位孔與機(jī)床心軸之間的間隙等原因，會(huì)造成齒坯孔基準(zhǔn)軸線與機(jī)床工作臺(tái)回轉(zhuǎn)軸線不重合，產(chǎn)生幾何偏心，引起了齒輪徑向誤差。

運(yùn)動(dòng)偏心——

滾齒加工時(shí)機(jī)床分度蝸輪與工作臺(tái)中心線有安裝偏心時(shí)，就會(huì)使齒輪在加工過程中出現(xiàn)蝸輪蝸桿中心距周期性的變化，產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)偏心，引起了齒輪切向誤差。齒輪傳動(dòng)的使用要求影響使用要求的誤差（或因素）傳遞運(yùn)動(dòng)的準(zhǔn)確性長(zhǎng)周期誤差：包括幾何偏心和運(yùn)動(dòng)偏心分別引起的徑向和切向長(zhǎng)周期（一轉(zhuǎn)）誤差。兩種偏心同時(shí)存在，可能疊加，也可能抵消。這類誤差用齒輪上的長(zhǎng)周期偏差作為評(píng)定指標(biāo)傳動(dòng)的平穩(wěn)性

短周期（一齒）誤差：包括齒輪加工過程中的刀具誤差、機(jī)床傳動(dòng)鏈的短周期誤差。這類誤差用齒輪上的短周期偏差作為評(píng)定指標(biāo)載荷分布的均勻性齒坯軸線歪斜、機(jī)床刀架導(dǎo)軌的誤差等。種類誤差用輪齒同側(cè)齒面軸向偏差來評(píng)定側(cè)隙的合理性影響側(cè)隙的主要因素是齒輪副的中心距偏差和齒厚偏差一、齒輪輪齒同側(cè)面偏差與檢測(cè)

1、齒距偏差①單個(gè)齒距偏差fpt第三節(jié)漸開線圓柱齒輪精度的評(píng)定參數(shù)與檢測(cè)指在端平面上接近齒高中部與齒輪軸線同心的圓上，實(shí)際齒距與理論齒距的代數(shù)差。②齒距累積偏差FpK③齒距累積總偏差Fp;

任意k個(gè)齒距的實(shí)際弧長(zhǎng)與理論弧長(zhǎng)的代數(shù)差,理論上它等于這k個(gè)齒距的單個(gè)齒距偏差的代數(shù)和。指齒輪同側(cè)齒面任意圓弧段（k=1至k=z）內(nèi)的最大齒距累積偏差。它表現(xiàn)為齒距累積偏差曲線的總幅值。1-支架2-定位支腳3-指示表4-主體5-固定螺母6-固定螺釘7-活動(dòng)量爪8-固定量爪9-定位支腳齒距儀比較式測(cè)距儀萬能測(cè)齒儀測(cè)齒距齒頂圓定位齒根圓定位裝配孔定位齒距儀測(cè)量示意圖齒距累積總偏差Fp和齒距累積偏差Fpk通常在萬能測(cè)齒儀和比較齒距儀上測(cè)量。2、齒廓偏差①齒廓總偏差Fα;②齒廓形狀偏差ffα;③齒廓傾斜偏差fHα。3a為設(shè)計(jì)輪廓跡線3b為實(shí)際輪廓跡線3c為平均輪廓跡線一般情況被測(cè)齒輪只需檢測(cè)齒廓總偏差Fα即可。

Fα通常用萬能漸開線檢查儀或單圓盤漸開線檢查儀進(jìn)行測(cè)量。

螺旋線偏差是指在端面基圓切線方向上，實(shí)際螺旋線對(duì)設(shè)計(jì)螺旋線的偏離量。國(guó)標(biāo)規(guī)定用螺旋線偏差來評(píng)定載荷分布均勻性。一般情況被測(cè)齒輪只需檢測(cè)螺旋線總偏差Fβ。3、螺旋線偏差直齒輪的設(shè)計(jì)螺旋線為直線，斜齒輪的設(shè)計(jì)螺旋線為螺旋線①螺旋線總偏差Fβ;②螺旋線形狀偏差ffβ;③螺旋線傾斜偏差fHβ。實(shí)際螺線跡線設(shè)計(jì)螺線跡線平均螺線跡線齒寬螺旋線計(jì)值范圍4、切向綜合偏差①切向綜合總偏差F′I指被測(cè)齒輪與測(cè)量齒輪單面嚙合檢驗(yàn)時(shí)，被測(cè)齒輪一轉(zhuǎn)內(nèi)，齒輪分度圓上實(shí)際圓周位移與理論圓周位移的最大差值②一齒切向綜合偏差f′I指被測(cè)齒輪與測(cè)量齒輪單面嚙合時(shí)，在被測(cè)齒輪一個(gè)齒距內(nèi)，齒輪分度圓上實(shí)際圓周位移與理論圓周位移的最大差值二、齒輪徑向綜合偏差與檢測(cè)1、徑向綜合偏差①?gòu)较蚓C合總偏差F″i指在徑向(雙面)綜合檢驗(yàn)時(shí)，產(chǎn)品齒輪的左右齒面同時(shí)與測(cè)量齒輪接觸，并轉(zhuǎn)過一整轉(zhuǎn)時(shí)，出現(xiàn)的中心距的最大值和最小值之差

②一齒徑向綜合偏差f″i指當(dāng)產(chǎn)品齒輪嚙合一整圈時(shí)，對(duì)應(yīng)一個(gè)齒距(360°/z)的徑向綜合偏差值，亦即齒輪在一個(gè)齒距內(nèi)雙嚙齒輪中心距的最大變動(dòng)量

徑向綜合總偏差的檢測(cè)用齒輪雙面嚙合檢查儀進(jìn)行測(cè)量。三、齒輪徑向圓跳動(dòng)與檢測(cè)指在齒輪一轉(zhuǎn)范圍內(nèi)，將測(cè)頭（球形、圓柱形、砧形）逐個(gè)放置在被測(cè)齒輪的齒槽內(nèi)，在齒高中部雙面接觸，測(cè)頭相對(duì)于齒輪軸線的最大和最小徑向距離之差。

輪齒的徑向跳動(dòng)測(cè)量原理

四、其他常見評(píng)定參數(shù)

1、基圓齒距偏差fpb(又稱基節(jié)偏差)

指實(shí)際基圓齒距與公稱基圓齒距之差

單個(gè)齒距偏差壓力角2、齒厚上、下偏差Esns、Esni;齒厚游標(biāo)卡尺在分度圓柱上測(cè)得3、公法線長(zhǎng)度

①公法線長(zhǎng)度變動(dòng)Fw：Fw=Wmax-Wmin在齒輪一周范圍內(nèi)，實(shí)際公法線長(zhǎng)度最大值與最小值之差。②公法線平均長(zhǎng)度上、下偏差Ewms、Ewmi：公法線平均長(zhǎng)度偏差是指在齒輪一周范圍內(nèi)，公法線長(zhǎng)度平均值與公稱值之差公法線千分尺五、齒輪安裝精度評(píng)定參數(shù)

1、齒輪副的中心距偏差±fa2、軸線的平行度公差①軸線平面內(nèi)的偏差f∑δ;②垂直平面上的偏差f∑β?！笇?shí)際中心距與理論中心距的差值。3、齒輪接觸斑點(diǎn)接觸斑點(diǎn)是指安裝好的齒輪副在輕微制動(dòng)下，運(yùn)轉(zhuǎn)后齒面上分布的接觸擦亮痕跡。接觸痕跡的大小由齒高方向和齒長(zhǎng)方向的百分?jǐn)?shù)表示。齒長(zhǎng)方向

齒高方向4、側(cè)隙：①圓周側(cè)隙jt②法向側(cè)隙jn裝配好的齒輪副，一個(gè)齒輪固定，測(cè)得另一個(gè)齒輪的圓周晃動(dòng)量，以分度圓弧長(zhǎng)計(jì)。第四節(jié)漸開線圓柱齒輪精度等級(jí)及其應(yīng)用結(jié)構(gòu)

一、漸開線圓柱齒輪精度等級(jí)1、輪齒同側(cè)齒面偏差規(guī)定了13個(gè)精度等級(jí)

0，1，2，3，…，12表示

2、徑向綜合公差的精度等級(jí)共9級(jí)高低4，5，6，7，…，12表示高低3、徑向跳動(dòng)規(guī)定了13個(gè)精度等級(jí)

0，1，2，3，…，12表示

高低二、偏差的計(jì)算公式及允許值

GB/T10095.1—2008對(duì)漸開線圓柱齒輪輪齒同側(cè)齒面偏差規(guī)定了極限允許值（表10-2至表10-5）GB/T10095.2—2008對(duì)漸開線圓柱齒輪徑向偏差規(guī)定了極限允許值（表10-6至表10-8）GB/Z18620.4—2008中推薦了輪齒表面粗糙度上限值和接觸斑點(diǎn)百分比（表10-10至表10-11）GB/Z18620.3—2008中推薦了軸線平行度的最大值公式（P210）表10-12為資料推薦的中心距的偏差極限允許值）齒輪的精度設(shè)計(jì)應(yīng)用一、齒輪精度等級(jí)和評(píng)定參數(shù)選擇應(yīng)用

1、精度等級(jí)

①

輪齒同側(cè)齒面偏差13個(gè)等級(jí)；②

徑向綜合偏差9個(gè)精度等級(jí)；③徑向跳動(dòng)公差13個(gè)精度等級(jí)。0～2級(jí)為待發(fā)展級(jí)；3～5級(jí)為高精度級(jí)；6～9級(jí)為中等精度級(jí)，使用最廣；10～12級(jí)為低精度級(jí)。2、齒輪檢驗(yàn)要求

GB/T10095.1規(guī)定必檢項(xiàng)目：齒距累積總偏差Fp、齒距累積偏差Fpk、單個(gè)齒距偏差fpt、齒廓總偏差Fα

、螺旋線總偏差Fβ、齒厚偏差Esn或公法線長(zhǎng)度極限偏差Ebn非必檢項(xiàng)目：其余的由采購(gòu)方和供貨方協(xié)商確定。※

對(duì)齒輪加工誤差的分類按齒輪各項(xiàng)誤差對(duì)齒輪傳動(dòng)性能的主要影響及檢驗(yàn)要求，分為三組：1、影響傳遞運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確性的誤差①齒距累積總偏差Fp;②齒距累積偏差FpK;③徑向綜合總偏差F″i;④徑向跳動(dòng)公差Fr;⑤切向綜合總偏差Fj

′。

2、影響傳動(dòng)平穩(wěn)性的誤差①單個(gè)齒距偏差±fpt;②一齒徑向綜合偏差fi″;③一齒切向綜合偏差fi′;④齒廓總偏差Fα;⑤螺旋線總偏差fβ；

⑥齒廓形狀偏差ffα。

⑦螺旋線形狀偏差ffβ。3、影響載荷分布均勻性的誤差①齒廓總偏差Fα;②螺旋線總偏差fβ；③齒廓傾斜偏差±fHα；

④螺旋線傾斜偏差±fHβ。

二、齒輪精度設(shè)計(jì)1、齒輪精度等級(jí)的確定①計(jì)算法——②類比法——依據(jù)齒輪傳動(dòng)用途的主要要求，計(jì)算確定出其中一種使用要求的精度等級(jí)，再按其他方面要求，作適當(dāng)協(xié)調(diào)，來確定其它使用要求的精度等級(jí)根據(jù)生產(chǎn)實(shí)踐中總結(jié)出來的同類產(chǎn)品的經(jīng)驗(yàn)資料，經(jīng)過對(duì)比選擇精度等級(jí)。在生產(chǎn)實(shí)際中類比法較為常用。參閱表10-16、17、18

圓柱齒輪精度的適用范圍

精度等級(jí)456789圓周速度(m/s)直齒輪＞35斜齒輪＞70直齒輪＞20斜齒輪＞40直齒輪至15斜齒輪至30直齒輪至10斜齒輪至15直齒輪至6斜齒輪至10直齒輪至2斜齒輪至4工作條件與適用范圍特別精密分度機(jī)構(gòu)中或在最平穩(wěn)、且無噪聲的極高速情況下工作的齒輪；特別精密分度機(jī)構(gòu)中的齒輪；高速汽輪機(jī)齒輪；檢測(cè)6～7級(jí)齒輪用的測(cè)量齒輪精密分度機(jī)中或要求極平穩(wěn)且無噪聲的高速工作的齒輪；精密分度機(jī)構(gòu)用齒輪；高速汽輪機(jī)齒輪；檢測(cè)8～9級(jí)齒輪用測(cè)量齒輪要求最高效率且無噪聲的高速平穩(wěn)工作的齒輪；分度機(jī)構(gòu)的齒輪；特別重要的航空、汽車齒輪；讀數(shù)裝置中特別精密傳動(dòng)的齒輪增速和減速用齒輪傳動(dòng)；金屬切削機(jī)床進(jìn)刀機(jī)構(gòu)用齒輪；高速減速器用齒輪；航空、汽車用齒輪；讀數(shù)裝置用齒輪無需特別精密的一般機(jī)械制造用齒輪；分度鏈以外的機(jī)床傳動(dòng)齒輪；航空、汽車制造業(yè)中不重要齒輪；起重機(jī)構(gòu)用齒輪；農(nóng)業(yè)機(jī)械中的小齒輪；通用減速器齒輪用于粗糙工作的齒輪各種機(jī)械采用的齒輪的精度等級(jí)

應(yīng)用范圍精度等級(jí)應(yīng)用范圍精度等級(jí)測(cè)量齒輪3～5拖拉機(jī)6～10汽輪減速器3～6一般用途的減速器6～9金屬切削機(jī)床3～8軋鋼設(shè)備的小齒輪6～10內(nèi)燃機(jī)車與電氣機(jī)車6～7礦用絞車8～10輕型汽車5～8起重機(jī)機(jī)構(gòu)7～10重型汽車6～9農(nóng)業(yè)機(jī)械8～11航空發(fā)動(dòng)機(jī)4～72、齒側(cè)間隙的確定

①最小法向側(cè)隙的確定齒輪副極限側(cè)隙的大小按齒輪工作條件而定，與齒輪的精度等級(jí)無關(guān)，表10-19、20。如：汽輪機(jī)的齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)：工作溫升高，為了保證正常潤(rùn)滑，避免發(fā)熱卡死，要求較大的保證側(cè)隙。

如：正反轉(zhuǎn)或讀數(shù)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)齒輪：為了避免空程影響，要求較小的保證側(cè)隙。影響齒輪副側(cè)隙的因素①中心距②齒厚偏差為了獲得所需側(cè)隙，可把其中一個(gè)因素固定下來，改變另一個(gè)因素。GB規(guī)定采用“基中心距制”?；行木嘀啤潭ㄖ行木鄻O限偏差，通過改變齒厚偏差的大小而獲得不同的最小側(cè)隙。②齒厚極限偏差及齒厚公差的確定為了滿足不同的使用要求，