第9章 漸開線圓柱齒輪公差與檢測(cè)

1、第九章 漸開線圓柱齒輪公差與檢測(cè)9.1 概 述9.2 齒輪誤差的評(píng)定指標(biāo)及檢測(cè)9.3 齒輪副誤差的評(píng)定指標(biāo)及其檢測(cè)9.4 齒輪精度標(biāo)準(zhǔn)及其應(yīng)用實(shí)例9.1 概 述 在機(jī)電產(chǎn)品的傳動(dòng)裝置中，齒輪傳動(dòng)的應(yīng)用極為廣泛，種類也很多。這種傳動(dòng)機(jī)構(gòu)由齒輪副、軸、軸承及箱體（或支承座）等組成，其運(yùn)轉(zhuǎn)性能的好壞與齒輪的制造、安裝精度以及支承部件質(zhì)量密切相關(guān)。 根據(jù)用途和工作條件的不同，對(duì)齒輪傳動(dòng)主要有以下四方面的使用要求：傳遞運(yùn)動(dòng)的準(zhǔn)確性 、傳動(dòng)的平穩(wěn)性、載荷分布的均勻性、 傳動(dòng)側(cè)隙。9.1.1 齒輪傳動(dòng)的實(shí)際使用要求9.1.1 齒輪傳動(dòng)的實(shí)際使用要求1. 傳遞運(yùn)動(dòng)的準(zhǔn)確性 從齒輪嚙合原理可知，理論上在一對(duì)的漸

2、開線齒輪傳動(dòng)過(guò)程中，兩輪之間的傳動(dòng)比是恒定的，這時(shí)的傳遞運(yùn)動(dòng)是準(zhǔn)確的。但實(shí)際上由于齒輪的制造和安裝誤差，從動(dòng)輪在一轉(zhuǎn)過(guò)程中，實(shí)際轉(zhuǎn)角往往不同于理論轉(zhuǎn)角，常產(chǎn)生轉(zhuǎn)角誤差齒，導(dǎo)致傳遞運(yùn)動(dòng)的不準(zhǔn)確。要使齒輪副的傳動(dòng)誤差盡可能小，必須要求齒輪在旋轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)范圍內(nèi)，齒輪副的傳動(dòng)比盡可能不變。2. 傳動(dòng)的平穩(wěn)性 傳動(dòng)的平穩(wěn)性是指齒輪在轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)齒距角的范圍內(nèi)，其最大轉(zhuǎn)角誤差應(yīng)限制在一定范圍內(nèi)，使齒輪副瞬時(shí)傳動(dòng)比變化小，以保證傳遞運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性。齒輪在傳遞運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，由于受齒廓誤差、齒距誤差等影響，從一對(duì)輪齒過(guò)渡到另一對(duì)輪齒的齒距角的范圍內(nèi)，也存在著較小的轉(zhuǎn)角誤差，并且在齒輪一轉(zhuǎn)中多次重復(fù)出現(xiàn)，導(dǎo)致一個(gè)齒距角內(nèi)瞬時(shí)

3、傳動(dòng)比也在變化。一個(gè)齒距角內(nèi)瞬時(shí)傳動(dòng)比如果過(guò)大，將引起沖擊、噪聲和振動(dòng)，嚴(yán)重時(shí)會(huì)損壞齒輪。3. 載荷分布的均勻性 載荷分布的均勻性是指在輪齒嚙合過(guò)程中，工作齒面沿全齒高和全齒長(zhǎng)上保持均勻接觸，并且接觸面積盡可能的大。齒輪在傳遞運(yùn)動(dòng)中，齒輪的工作齒面不可能全部均勻接觸。如載荷集中于局部齒面，將使齒面磨損加劇，甚至輪齒折斷?？梢?，齒輪傳動(dòng)裝置還要求輪齒在運(yùn)轉(zhuǎn)中齒面接觸良好，使載荷均勻分布在齒面上，避免引起輪齒但應(yīng)力集中或造成局部磨損，從而使裝置具有較高的承載能力和較長(zhǎng)的使用壽命。4. 傳動(dòng)側(cè)隙圖 傳動(dòng)側(cè)隙是指齒輪在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，主、從動(dòng)齒輪的非工作齒面間所形成的間隙。齒輪副側(cè)隙(見圖9-1)對(duì)儲(chǔ)藏潤(rùn)

4、滑油，補(bǔ)償齒輪傳動(dòng)受力后的彈性變形和熱變形，以及補(bǔ)償齒輪及其傳動(dòng)裝置的加工誤差和安裝誤差都是必要的。但對(duì)于需要反轉(zhuǎn)的齒輪傳動(dòng)裝置，側(cè)隙又不能太大，否則回程誤差及沖擊都較大。為保證齒輪副側(cè)隙的合理性，可在幾何要素方面，對(duì)齒厚和齒輪箱體孔中心距偏差加以控制。在非工作齒面間應(yīng)留有合理的間隙，否則會(huì)出現(xiàn)卡死或燒傷現(xiàn)象。9.1.1 齒輪傳動(dòng)的實(shí)際使用要求 齒輪在設(shè)計(jì)制造中，一般都應(yīng)提出上述四個(gè)方面要求，但由于用途及其工作條件的不同，側(cè)重點(diǎn)不同，合理確定齒輪的精度和側(cè)隙要求是設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。圖9-1 齒輪副的側(cè)隙9.1.1 齒輪傳動(dòng)的實(shí)際使用要求9.1.2 齒輪加工誤差 在機(jī)械制造中，齒輪的加工方法很多，按漸

5、開線的形成原理可分為：仿形法，即用成型銑刀在銑床上直接銑出齒形；范成法，如用滾刀在滾齒機(jī)上滾齒、用插刀在插齒機(jī)上插齒，即利用齒坯與刀具的合成運(yùn)動(dòng)，多次切削形成需要的齒形。按范成法加工齒輪，其輪齒的形成，是滾刀對(duì)齒坯周期性地連續(xù)滾切的結(jié)果，猶如齒條與齒輪的嚙合運(yùn)動(dòng)，過(guò)程中把多余的材料去除，如果滾刀和齒坯的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)沒有嚴(yán)格地保持相對(duì)運(yùn)動(dòng)關(guān)系，則切出齒距和齒形將不準(zhǔn)確。齒輪產(chǎn)生的這種誤差將隨轉(zhuǎn)角的變化而周期性變化。9.1.2 齒輪加工誤差1. 齒輪加工誤差的來(lái)源 圖9-2所示為滾齒機(jī)滾切加工齒輪的情形，加工時(shí)產(chǎn)生誤差的主要因素有：圖9-2 滾齒機(jī)滾切齒輪(1) 幾何偏心e1 幾何偏心e1是指由于齒坯

6、定位孔與心軸外圓之間存在間隙，即圖中齒坯定位孔的軸心線O1O1,與機(jī)床工作臺(tái)的回轉(zhuǎn)軸心線OO不重合，產(chǎn)生的偏心e1。9.1.2 齒輪加工誤差 當(dāng)齒坯在機(jī)床上安裝有幾何偏心e1，滾切出的齒輪，其齒圈上各齒到孔中心O1O1的距離是不等的，表現(xiàn)出齒距和齒厚不均勻，齒高不均勻。這樣的齒輪按齒坯孔的中心線旋轉(zhuǎn)時(shí)，使輸出不勻速。這種傳遞運(yùn)動(dòng)的不準(zhǔn)確，可認(rèn)為是圓周切線方向的誤差，故可把它稱為“切向誤差”。也就是說(shuō)，切齒加工時(shí)的徑向誤差，結(jié)果是造成完工齒輪的切向誤差。當(dāng)以齒輪基準(zhǔn)孔定位進(jìn)行測(cè)量時(shí)，在齒輪一轉(zhuǎn)內(nèi)產(chǎn)生周期性的齒圈徑向跳動(dòng)誤差，同時(shí)齒距和齒厚也產(chǎn)生周期性變化。 有幾何偏心的齒輪裝在傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中之后，就

7、回引起每轉(zhuǎn)為周期的速比變化，產(chǎn)生時(shí)快時(shí)慢的現(xiàn)象。對(duì)于齒坯基準(zhǔn)孔較大的齒輪，為了消除此偏心帶來(lái)的加工誤差，工藝上有時(shí)采用液性塑料可脹心軸安裝齒坯。設(shè)計(jì)上，為了避免由于幾何偏心帶來(lái)的徑向誤差，齒輪基準(zhǔn)孔和軸的配合一般采用過(guò)渡配合或過(guò)盈量不大的過(guò)盈配合。9.1.2 齒輪加工誤差(2) 運(yùn)動(dòng)偏心e2 運(yùn)動(dòng)偏心是指由于分度蝸輪的軸心線O2O2與機(jī)床工作臺(tái)的回轉(zhuǎn)軸心線OO不重合，產(chǎn)生的偏心e2。運(yùn)動(dòng)偏心的存在使齒坯相對(duì)于滾刀的轉(zhuǎn)速不均勻，忽快忽慢，破壞了齒坯與刀具之間的正常滾切運(yùn)動(dòng)，而使被加工齒輪的齒廓在切線方向上產(chǎn)生了切向誤差。(3) 機(jī)床傳動(dòng)鏈的高頻誤差 加工直齒輪時(shí)，受分度傳動(dòng)鏈的傳動(dòng)誤差(主要是分

8、度蝸桿的徑向跳動(dòng)和軸向竄動(dòng))的影響，使蝸輪(齒坯)在一周范圍內(nèi)轉(zhuǎn)速發(fā)生多次變化，加工出的齒輪產(chǎn)生齒距偏差、齒形誤差。加工斜齒輪時(shí)，除了分度傳動(dòng)鏈誤差外，還受差動(dòng)傳動(dòng)鏈的傳動(dòng)誤差的影響。(4) 滾刀的安裝誤差和加工誤差 滾刀的安裝偏心e3使被加工齒輪產(chǎn)生徑向誤差。滾刀刀架導(dǎo)軌或齒坯軸線相對(duì)于工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)軸線的傾斜及軸向竄動(dòng)，使?jié)L刀的進(jìn)刀方向與輪齒的理論方向不一致，直接造成齒面沿軸向方向歪斜，產(chǎn)生齒向誤差。滾刀的加工誤差主要指滾刀的徑向跳動(dòng)、軸向竄動(dòng)和齒型角誤差等，它們將使加工出來(lái)的齒輪產(chǎn)生基節(jié)偏差和齒形誤差。2. 齒輪加工誤差對(duì)傳動(dòng)要求的影響 由幾何偏心和運(yùn)動(dòng)偏心引起的誤差都是影響齒輪傳動(dòng)的準(zhǔn)確性

9、的，對(duì)于高速齒輪傳動(dòng)，也會(huì)影響到工作平穩(wěn)性。9.1.2 齒輪加工誤差 傳動(dòng)蝸桿和滾刀的轉(zhuǎn)速比齒坯的轉(zhuǎn)速高得多，它們所引起的誤差在齒坯一轉(zhuǎn)中多次重復(fù)出現(xiàn)，所以是屬于短周期誤差，所以機(jī)床傳動(dòng)鏈的高頻誤差主要影響齒輪傳動(dòng)工作的平穩(wěn)性。 滾齒加工時(shí)，若滾刀的軸向進(jìn)刀方向與要求的理論方向不一致（如立柱導(dǎo)軌與工作臺(tái)主軸軸線不平行），會(huì)使完工齒輪的輪齒在軸向方向上產(chǎn)生誤差，影響齒面接觸，破壞承載的均勻性；若滾刀徑向進(jìn)刀有誤差會(huì)引起輪齒的齒厚偏差，影響齒輪副的側(cè)隙的大小。 此外，滾刀的齒形角誤差會(huì)引起被加工齒輪的齒形角和基節(jié)等產(chǎn)生偏差，這些誤差會(huì)影響齒輪傳動(dòng)的工作平穩(wěn)性和載荷分布均勻性。9.1.2 齒輪加工誤

10、差9.1.3 我國(guó)現(xiàn)行的齒輪精度標(biāo)準(zhǔn) 我國(guó)現(xiàn)行的齒輪精度國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)有GB/T 10095.1-2008圓柱齒輪 精度制 第1部分：輪齒同側(cè)齒面偏差的定義和允許值和GB/T 10095.2-2008圓柱齒輪 精度制 第2部分：徑向綜合偏差與徑向跳動(dòng)的定義和允許值。另外，還有四個(gè)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化指導(dǎo)性文件，屬于“圓柱齒輪檢驗(yàn)實(shí)施規(guī)范”，包括四個(gè)部分。第1部分：GB/Z 18620.12008輪齒同側(cè)齒面的檢測(cè)；第2部分：GB/Z 18620.22008徑向綜合偏差、徑向跳動(dòng)、齒厚和側(cè)隙的檢驗(yàn)；第3部分：GB/Z 18620.32008齒輪坯、軸中心距和軸線平行度；第4部分：GB/Z 18620.42008

11、表面結(jié)構(gòu)和輪齒接觸斑點(diǎn)的檢驗(yàn)。 這些國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了較多種類的誤差評(píng)定項(xiàng)目，可分為如下幾類：(1) 控制傳遞運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確性的齒輪轉(zhuǎn)一周范圍內(nèi)的誤差。(2) 齒輪轉(zhuǎn)一齒范圍內(nèi)的誤差，它主要引起齒輪沖擊振動(dòng)、傳動(dòng)不平穩(wěn)。(3) 會(huì)使齒輪嚙合時(shí)齒面接觸不良的誤差，其影響齒面載荷分布的均勻性。(4) 會(huì)引起齒輪副的齒側(cè)間隙變化的誤差。9.1.3 我國(guó)現(xiàn)行的齒輪精度標(biāo)準(zhǔn)9.2 齒輪誤差的評(píng)定指標(biāo)及檢測(cè)9.2.1影響傳遞運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確性的誤差評(píng)定指標(biāo)及其檢測(cè)1切向綜合總偏差Fi (tangential composite deviation) 被測(cè)齒輪與理想精確的測(cè)量齒輪單面嚙合時(shí)，在被測(cè)齒輪一轉(zhuǎn)內(nèi)，齒輪分度圓上實(shí)際

12、圓周位移與理論圓周位移的最大差值，以分度圓弧長(zhǎng)計(jì)值(如圖9-3所示)。從定義可知，它反映齒輪一轉(zhuǎn)中的轉(zhuǎn)角誤差，說(shuō)明齒輪運(yùn)動(dòng)的不均勻性，在一轉(zhuǎn)過(guò)程中，其轉(zhuǎn)速忽快忽慢，其值是在特定條件下測(cè)量得到的最大轉(zhuǎn)角誤差。由于測(cè)量是在較接近于工作狀況下連續(xù)進(jìn)行的，故較為真實(shí)地反映工作時(shí)的誤差狀況，它綜合反映了被測(cè)齒輪圓周切線方向甚至直徑方向上的誤差，是評(píng)定齒輪傳遞運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確性較為理想的指標(biāo)。9.2.1影響傳遞運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確性的誤差評(píng)定指標(biāo)及其檢測(cè)圖9-3 切向綜合偏差 這項(xiàng)誤差的測(cè)量要用到齒輪單面嚙合誤差檢查儀，可直接畫出誤差曲線，計(jì)算得到相應(yīng)的誤差值。被測(cè)齒輪在適當(dāng)?shù)闹行木嘞?有一定的側(cè)隙)與測(cè)量齒輪單面嚙合，同時(shí)

13、要加上一輕微而足夠的載荷。根據(jù)比較裝置的不同，單嚙儀可分為機(jī)械式、光柵式、磁分度式和地震儀式等等。圖9-4 為光柵式單嚙儀的工作原理圖。它是由兩光柵盤建立標(biāo)準(zhǔn)傳動(dòng)，被測(cè)齒輪與標(biāo)準(zhǔn)蝸桿單面嚙合組成實(shí)際傳動(dòng)。圖9-4 光柵式單嚙儀工作原理圖 儀器的傳動(dòng)鏈?zhǔn)牵弘妱?dòng)機(jī)通過(guò)傳動(dòng)系統(tǒng)帶動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)蝸桿和圓光柵盤I轉(zhuǎn)動(dòng)，標(biāo)準(zhǔn)蝸桿帶動(dòng)被測(cè)齒輪及其同軸上的圓光柵盤轉(zhuǎn)動(dòng)。 圓光柵盤I和圓光柵盤分別通過(guò)信號(hào)發(fā)生器I和將標(biāo)準(zhǔn)蝸桿和被測(cè)齒輪的角位移轉(zhuǎn)變成電信號(hào)，并根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)蝸桿的頭數(shù)K及被測(cè)齒輪的齒數(shù)z，通過(guò)分頻器將高頻電信號(hào)f1作z分頻，低頻電信號(hào)f2 作K 分頻，于是將圓光柵盤I和圓光柵盤發(fā)出的脈沖信號(hào)變?yōu)橥l信號(hào)。 當(dāng)被

14、測(cè)齒輪有誤差時(shí)將引起被測(cè)齒輪的回轉(zhuǎn)角誤差，此回轉(zhuǎn)角的微小角位移誤差變?yōu)閮呻娪嵦?hào)的相位差，兩電信號(hào)輸入比相器進(jìn)行比相后輸出，再輸入電子記錄器記錄，便可得出被測(cè)齒輪誤差曲線，最后根據(jù)定標(biāo)值讀出誤差值。9.2.1影響傳遞運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確性的誤差評(píng)定指標(biāo)及其檢測(cè)9.2.1影響傳遞運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確性的誤差評(píng)定指標(biāo)及其檢測(cè)2齒距累積總偏差Fp(total accumulative deliation) 齒距累積偏差Fpk 是指在端平面上，在接近齒高中部的與齒輪軸線同心的圓上，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，如圖9-5 所示。理論上，它等于這k個(gè)齒距的各單個(gè)齒距偏差的代數(shù)和。除另有規(guī)定，齒距累積偏差Fpk 值被限

15、定在不大于1/8的圓周上評(píng)定。因此，F(xiàn)pk的允許值適用于齒距數(shù)k為2 到小于z/8 的弧段內(nèi)。通常，F(xiàn)pk取k = z/8就足夠了，如果對(duì)于特殊的應(yīng)用(如高速齒輪)還需檢驗(yàn)較小弧段，并規(guī)定相應(yīng)的k值。 齒距累積總偏差Fp是指齒輪同側(cè)齒面任意弧段(k=1z)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，如圖9-6所示。9.2.1影響傳遞運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確性的誤差評(píng)定指標(biāo)及其檢測(cè)圖9-5齒距偏差與齒距累計(jì)偏差 齒距累積總偏差能反映齒輪一轉(zhuǎn)中偏心誤差引起的轉(zhuǎn)角誤差，故齒距累積總誤差可代替切向綜合總偏差Fi作為評(píng)定齒輪傳遞運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確性的項(xiàng)目。但齒距累積總偏差只是有限點(diǎn)的誤差，而切向綜合總偏差可反映齒輪每

16、瞬間傳動(dòng)比變化。顯然，齒距累積總偏差在反映齒輪傳遞運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確性時(shí)不及切向綜合總偏差那樣全面。因此，齒距累積總偏差僅作為切向綜合總偏差的代用指標(biāo)。9.2.1影響傳遞運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確性的誤差評(píng)定指標(biāo)及其檢測(cè)圖9-6 齒距累積總偏差9.2.1影響傳遞運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確性的誤差評(píng)定指標(biāo)及其檢測(cè)圖9-7 用齒距儀測(cè)量測(cè)距 圖9-8 用萬(wàn)能測(cè)齒儀測(cè)齒距1活動(dòng)測(cè)頭；2固定測(cè)頭；3被測(cè)齒輪；4指示表 9.2.1影響傳遞運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確性的誤差評(píng)定指標(biāo)及其檢測(cè) 齒距累積總偏差和齒距累積偏差的測(cè)量可分為絕對(duì)測(cè)量和相對(duì)測(cè)量。其中，以相對(duì)測(cè)量應(yīng)用最廣，中等模數(shù)的齒輪多采用這種方法。測(cè)量?jī)x器有齒距儀(可測(cè)7級(jí)精度以下齒輪，如圖9-7)所示和萬(wàn)能測(cè)

17、齒儀(可測(cè)4 到6 級(jí)精度齒輪，如見圖9-8)所示。這種相對(duì)測(cè)量是以齒輪上任意一齒距為基準(zhǔn)，把儀器指示表調(diào)整為零，然后依次測(cè)出其余各齒距相對(duì)于基準(zhǔn)齒距之差，稱為相對(duì)齒距偏差。然后將相對(duì)齒距偏差逐個(gè)累加，計(jì)算出最終累加值的平均值，并將平均值的相反數(shù)與各相對(duì)齒距偏差相加，獲得絕對(duì)齒距偏差(實(shí)際齒距相對(duì)于理論齒距之差)。最后再將絕對(duì)齒距偏差累加，累加值中的最大值與最小值之差即為被測(cè)齒輪的齒距累積總偏差。k個(gè)絕對(duì)齒距偏差的代數(shù)和則是k個(gè)齒距的齒距累積。9.2.1影響傳遞運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確性的誤差評(píng)定指標(biāo)及其檢測(cè) 相對(duì)測(cè)量按其定位基準(zhǔn)不同，可分為以齒頂圓、齒根圓和孔為定位基準(zhǔn)三種，如圖9-10 所示。采用齒頂圓定

18、位時(shí)，由于齒頂圓相對(duì)于齒圈中心可能有偏心，將引起測(cè)量誤差。用齒根圓定位時(shí)，由于齒根圓與齒圈同時(shí)切出，不會(huì)因偏心而引起測(cè)量誤差。在萬(wàn)能測(cè)齒儀上進(jìn)行測(cè)量，可用齒輪的裝配基準(zhǔn)孔作為測(cè)量基準(zhǔn)，則可免除定位誤差。圖9-10 測(cè)量齒距 齒距累積誤差與切向綜合誤差同是一項(xiàng)綜合性的誤差指標(biāo)，但切向綜合誤差是連續(xù)地測(cè)量齒面上所有點(diǎn)的齒距誤差，能全面地反映誤差情況。齒距累積誤差僅是在測(cè)量條件受到限制時(shí)才使用的代用指標(biāo)。 9.2.1影響傳遞運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確性的誤差評(píng)定指標(biāo)及其檢測(cè)3徑向綜合總偏差Fi(radial composition deviation) 產(chǎn)品齒輪與理想精確的測(cè)量齒輪雙面嚙合時(shí)，在產(chǎn)品齒輪一轉(zhuǎn)內(nèi)，雙嚙中

19、心距的最大變動(dòng)量。徑向綜合總偏差是在齒輪雙面嚙合綜合檢查儀上進(jìn)行測(cè)量的，該儀器如圖9-11所示。將被測(cè)齒輪與基準(zhǔn)齒輪分別安裝在雙面嚙合檢查儀的兩平行心軸上，在彈簧作用下，兩齒輪作緊密無(wú)側(cè)隙的雙面嚙合。使被測(cè)齒輪回轉(zhuǎn)一周，被測(cè)齒輪一轉(zhuǎn)中指示表的最大讀數(shù)差值(即雙嚙中心距的總變動(dòng)量)即為被測(cè)齒輪的徑向綜合總偏差F，也可用記錄裝置畫出中心距變動(dòng)曲線，如圖9-12所示。由于其中心距變動(dòng)主要反映徑向誤差，也就是說(shuō)徑向綜合總偏差F主要反映徑向誤差，它可代替徑向跳動(dòng)Fr，并且可綜合反映齒形、齒厚均勻性等誤差在徑向上的影響。9.2.1影響傳遞運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確性的誤差評(píng)定指標(biāo)及其檢測(cè)圖9-11 齒輪雙面嚙合綜合檢測(cè)儀測(cè)

20、量 圖9-12 徑向綜合總偏差徑向綜合總偏差反映齒輪在一轉(zhuǎn)范圍內(nèi)的徑向誤差，主要影響運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確性。9.2.1影響傳遞運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確性的誤差評(píng)定指標(biāo)及其檢測(cè) 徑向跳動(dòng)Fr是指測(cè)頭(球形、圓柱或砧形)相繼置于齒槽內(nèi)時(shí)，從它到齒輪軸線的最大和最小徑向距離之差，如圖在齒輪一轉(zhuǎn)范圍內(nèi)，測(cè)量頭在齒槽內(nèi)，于齒高中部雙面接觸，測(cè)量頭相對(duì)于齒輪軸線的最大變動(dòng)量，如圖9-13所示。檢查時(shí)，測(cè)頭在近似齒高中部，與左右齒面同時(shí)接觸。圖9-14是徑向跳動(dòng)測(cè)量結(jié)果的圖例，圖中齒輪偏心量是徑向跳動(dòng)的一部分。 圖9-13 徑向跳動(dòng)的測(cè)量 徑向跳動(dòng)也是反映齒輪反映徑向性質(zhì)的誤差指標(biāo)，與徑向綜合總偏差的性質(zhì)相似。但兩者有一定區(qū)別，徑向跳

21、動(dòng)Fr僅在齒高中部一點(diǎn)上作測(cè)量，而徑向綜合總偏差Fi則在被測(cè)齒輪一轉(zhuǎn)過(guò)程中，對(duì)齒面上所有嚙合點(diǎn)作連續(xù)測(cè)量。因此，對(duì)同一齒輪測(cè)量，兩者數(shù)值會(huì)不相同。所以，如果檢測(cè)了徑向綜合總偏差Fi，就不用再檢測(cè)徑向跳動(dòng)Fr。圖9-14 徑向跳動(dòng)測(cè)量結(jié)果圖例9.2.1影響傳遞運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確性的誤差評(píng)定指標(biāo)及其檢測(cè)9.2.1影響傳遞運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確性的誤差評(píng)定指標(biāo)及其檢測(cè)5公法線長(zhǎng)度變動(dòng)FW(base tangent length varation) 漸開線圓柱齒輪的公法線長(zhǎng)度W是指跨越k個(gè)齒的兩異側(cè)齒廓的平行切線間的距離，理想狀態(tài)下公法線應(yīng)與基圓相切。公法線長(zhǎng)度變動(dòng)是指在齒輪一周范圍內(nèi)，實(shí)際公法線長(zhǎng)度最大值與最小值之差。如圖

22、9-15所示，公法線長(zhǎng)度變動(dòng)FW=Wmax-Wmin。GB/T 10095.1-2008和GB/T 10095.2-2008均無(wú)此定義。 它反映了齒輪機(jī)床上齒坯旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)傳動(dòng)誤差的影響，而導(dǎo)致的齒廓在切線方向上產(chǎn)生的位置誤差，可作為影響傳遞運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確性的評(píng)定指標(biāo)。9.2.1影響傳遞運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確性的誤差評(píng)定指標(biāo)及其檢測(cè) 公法線長(zhǎng)度變動(dòng)FW可用齒輪公法線千分尺測(cè)量，按選得的跨齒數(shù)測(cè)得齒輪一圈內(nèi)所有的公法線長(zhǎng)度值，取得最大值與最小值的差值就為這一誤差。若被測(cè)齒輪輪齒分布疏密不均，則實(shí)際公法線的長(zhǎng)度就會(huì)有變動(dòng)。但公法線長(zhǎng)度變動(dòng)的測(cè)量不是以齒輪基準(zhǔn)孔軸線為基準(zhǔn)，它反映齒輪加工時(shí)的切向誤差，不能反映齒輪的徑向誤差

23、，可作為影響傳遞運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確性指標(biāo)中屬于切向性質(zhì)的單項(xiàng)性指標(biāo)。圖9-15 公法線長(zhǎng)度變動(dòng)的測(cè)量9.2.1影響傳遞運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確性的誤差評(píng)定指標(biāo)及其檢測(cè) 綜上所述，影響傳遞運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確性的誤差，為齒輪一轉(zhuǎn)中出現(xiàn)一次的長(zhǎng)周期誤差，主要包括徑向誤差和切向誤差。評(píng)定傳遞運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確性的指標(biāo)中，能同時(shí)反映徑向誤差和切向誤差的綜合性指標(biāo)有：切向綜合總偏差Fi、齒距累積總偏差Fp (齒距累積偏差Fpk )；只反映徑向誤差或切向誤差兩者之一的單項(xiàng)指標(biāo)有：徑向跳動(dòng)Fr、徑向綜合總偏差Fi和公法線長(zhǎng)度變動(dòng)FW。使用時(shí)，可選用一個(gè)綜合性指標(biāo)，也可選用兩個(gè)單項(xiàng)性指標(biāo)的組合(徑向指標(biāo)與切向指標(biāo)各選一個(gè))來(lái)評(píng)定，才能全面反映對(duì)傳遞運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確

24、性的影響。此外，組合指標(biāo)中若有一項(xiàng)超差，還不能立即判定齒輪不合格，還應(yīng)增加檢測(cè)Fp，以此為最終判定指標(biāo)。9.2.2 影響傳動(dòng)平穩(wěn)性的誤差評(píng)定指標(biāo)及其檢測(cè)1. 一齒切向綜合誤差及公差fi一齒切向綜合偏差是指被測(cè)齒輪與理想精確的測(cè)量齒輪單面嚙合時(shí)，在被測(cè)齒輪一個(gè)齒距角內(nèi)，實(shí)際轉(zhuǎn)角與設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)角之差的最大幅度值，以分度圓弧長(zhǎng)計(jì)值。它是如圖9-3所示的小波紋的變化幅度。在大多數(shù)情況下，直齒圓柱齒輪的切向綜合誤差曲線上的小波紋數(shù)等于被測(cè)齒輪的齒數(shù)，即其波紋波長(zhǎng)為齒輪的一個(gè)齒距角，這種小波紋的幅度正是這一轉(zhuǎn)角誤差。由于其出現(xiàn)頻率較高，所以主要影響傳動(dòng)平穩(wěn)性。該誤差同樣要用齒輪單面嚙合誤差檢查儀測(cè)量，數(shù)值可與切

25、向綜合總偏差Fi同時(shí)獲得。雖然Fi和fi是評(píng)價(jià)齒輪運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確性和平穩(wěn)性的最佳綜合指標(biāo)，但標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，它們不是必檢項(xiàng)目。9.2.2 影響傳動(dòng)平穩(wěn)性的誤差評(píng)定指標(biāo)及其檢測(cè)2. 一齒徑向綜合偏差fi 一齒徑向綜合偏差fi是指被測(cè)齒輪與理想精確的測(cè)量齒輪雙面嚙合時(shí)，在被測(cè)齒輪一齒距角內(nèi)，雙嚙中心距的最大變動(dòng)量，如圖9-12所示。在徑向綜合誤差曲線上，小波紋中的最大幅度值即是fi，它反映了基圓齒距偏差和齒形誤差的綜合結(jié)果，但該誤差值會(huì)受非工作齒面誤差的影響，與實(shí)際工作情況有偏離。它是在測(cè)量Fi的同時(shí)測(cè)出的，反映齒輪的小周期徑向的誤差，主要影響運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性，但不如用一齒切向綜合偏差fi客觀。 這項(xiàng)誤差同樣要用齒

26、輪雙面嚙合誤差檢查儀測(cè)量獲得.9.2.2 影響傳動(dòng)平穩(wěn)性的誤差評(píng)定指標(biāo)及其檢測(cè)3齒廓偏差(tooth profile deviation) 齒廓偏差是指實(shí)際齒廓偏離設(shè)計(jì)齒廓的偏離量，該量在端平面內(nèi)且垂直于漸開線齒廓的方向計(jì)值。在GB/T 10059-2008標(biāo)準(zhǔn)中已用齒廓偏差代替齒形偏差的控制。(1) 齒廓總偏差F 齒廓總偏差是指在計(jì)值范圍L內(nèi)，包容實(shí)際齒廓跡線的兩條設(shè)計(jì)齒廓跡線間的距離，如圖9-16所示。圖9-16 齒廓與齒廓總偏差1齒根圓角或挖根的起點(diǎn)；2相配齒輪的齒頂圓；3齒頂、齒頂?shù)估饣螨X頂?shù)箞A的起點(diǎn)9.2.2 影響傳動(dòng)平穩(wěn)性的誤差評(píng)定指標(biāo)及其檢測(cè) 圖9-17為齒廓圖，它是由齒輪齒廓檢

27、查儀在紙上畫出的齒廓偏差曲線。圖中，LAF為可用長(zhǎng)度，LAE為有效長(zhǎng)度，L為計(jì)值范圍，L為L(zhǎng)AE的92%，圖中F、E、A分別與圖9-16中的1、2、3點(diǎn)對(duì)應(yīng)。圖9-17a為齒廓總偏差。 圖9-17 齒廓圖與齒廓偏差9.2.2 影響傳動(dòng)平穩(wěn)性的誤差評(píng)定指標(biāo)及其檢測(cè)(2) 齒廓形狀偏差ff 齒廓形狀偏差是指在計(jì)值范圍L內(nèi)，包容實(shí)際齒廓跡線的兩條與平均齒廓跡線完全相同的曲線間的距離，且兩條曲線與平均齒廓跡線的距離為常數(shù)，如圖9-17b所示。平均齒廓跡線是實(shí)際齒廓跡線對(duì)該跡線的偏差的平方和為最小的一條跡線，可以用最小二乘法求得。 (3) 齒廓傾斜偏差fH齒廓傾斜偏差是指在計(jì)值范圍L內(nèi)，兩端與平均齒廓跡

28、線相交的兩條齒廓跡線間的距離，如圖9-17c所示。9.2.2 影響傳動(dòng)平穩(wěn)性的誤差評(píng)定指標(biāo)及其檢測(cè) 齒廓偏差主要影響運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性，這是因?yàn)辇X廓偏差的存在，造成嚙合接觸點(diǎn)的偏離，從而引起瞬時(shí)傳動(dòng)比的變化。這種接觸點(diǎn)偏離嚙合線的現(xiàn)象在一對(duì)齒輪嚙合轉(zhuǎn)齒過(guò)程中會(huì)多次發(fā)生，其結(jié)果使齒輪一轉(zhuǎn)內(nèi)的傳動(dòng)比發(fā)生了高頻率、小幅度地周期性變化，產(chǎn)生振動(dòng)和噪聲，從而影響齒輪運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性。齒廓偏差必須與揭示換齒性質(zhì)的單項(xiàng)性指標(biāo)組合，才能評(píng)定齒輪傳動(dòng)平穩(wěn)性。同時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定齒廓形狀偏差和齒廓傾斜偏差不是必檢項(xiàng)目。 齒廓偏差常用采用展成法的專用單圓盤漸開線檢查儀上進(jìn)行測(cè)量，其原理如圖9-18所示。以被測(cè)齒輪回轉(zhuǎn)軸線為基準(zhǔn)，通

29、過(guò)和被測(cè)齒輪1同軸的基圓盤2在直尺3上純滾動(dòng)，形成理論的漸開線軌跡，實(shí)際齒廓線與設(shè)計(jì)漸開線軌跡進(jìn)行比較，其差值通過(guò)傳感器5和記錄器4畫出齒廓偏差曲線，在該曲線上按偏差定義確定齒廓偏差。圖9-19是單圓盤漸開線檢查儀的工作原理圖。 9.2.2 影響傳動(dòng)平穩(wěn)性的誤差評(píng)定指標(biāo)及其檢測(cè)圖9-18 齒廓展成法測(cè)量原理1被測(cè)齒輪；2基圓盤；3直尺；4記錄器；5傳感器 圖9-19 單盤漸開線檢查儀的工作原理 9.2.2 影響傳動(dòng)平穩(wěn)性的誤差評(píng)定指標(biāo)及其檢測(cè)4.基圓齒距偏差fpb 基圓齒距偏差fpb是指實(shí)際基節(jié)與公稱基節(jié)之差，如圖所示。它主要是由刀具的基節(jié)偏差和齒形角誤差造成的。實(shí)際基節(jié)是指基圓柱切平面與兩相

30、鄰?fù)瑐?cè)齒面相交，兩交線之間的法向距離?；鶊A齒距偏差的存在會(huì)引起傳動(dòng)比的瞬時(shí)變化，即從上一對(duì)輪齒換到下一對(duì)輪齒嚙合的瞬間發(fā)生碰撞、沖擊，影響傳動(dòng)的平穩(wěn)性。GB/T 10059.1中沒有規(guī)定基圓齒距偏差fpb，而在GB/Z 18620.1-2008中給出了這個(gè)檢測(cè)參數(shù)。它可作為評(píng)定齒輪傳動(dòng)平穩(wěn)性中屬于換齒性質(zhì)的單項(xiàng)指標(biāo)，必須與反映轉(zhuǎn)齒性質(zhì)的單項(xiàng)指標(biāo)組合，才能評(píng)定齒輪傳動(dòng)平穩(wěn)性。 這項(xiàng)誤差的測(cè)量用到齒輪基節(jié)誤差檢查儀，可測(cè)量模數(shù)為216mm的齒輪，如圖9-20a所示?；顒?dòng)量爪的另一端經(jīng)杠桿系統(tǒng)和與指示表相連，旋轉(zhuǎn)微動(dòng)螺桿可調(diào)節(jié)固定量爪的位置。利用儀器附件(如組合量快)，按被測(cè)齒輪基節(jié)的公稱值Pb調(diào)節(jié)

31、活動(dòng)量爪與固定量爪之間的距離，并使指示表對(duì)零。9.2.2 影響傳動(dòng)平穩(wěn)性的誤差評(píng)定指標(biāo)及其檢測(cè) 測(cè)量時(shí)，將固定量爪和輔助支腳插入相鄰齒槽(圖9-20b)，利用螺桿調(diào)節(jié)支腳的位置，使它們與齒廓接觸，借以保持測(cè)量時(shí)量爪的位置穩(wěn)定。擺動(dòng)檢查儀，兩相鄰?fù)瑐?cè)齒廓間的最短距離即為實(shí)際基節(jié)(指示表指示出實(shí)際基節(jié)對(duì)公稱基節(jié)之差)。在相隔120處對(duì)左右齒廓進(jìn)行測(cè)量，取所有讀數(shù)中絕對(duì)值最大的數(shù)作為被測(cè)齒輪的基圓齒距偏差 圖9-20 齒輪基節(jié)檢查儀9.2.2 影響傳動(dòng)平穩(wěn)性的誤差評(píng)定指標(biāo)及其檢測(cè)5. 單個(gè)齒距偏差fpt圖9-21 單個(gè)齒距偏差 單個(gè)齒距偏差fpt是指在端平面上，在接近齒高中部的一個(gè)與齒輪軸線同心的圓

32、上，實(shí)際齒距與理論齒距的代數(shù)差，如圖9-21所示。它是GB/T 10095.1-2008規(guī)定的評(píng)定齒輪幾何精度的基本參數(shù)，主要影響運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性。 單個(gè)齒距偏差在某種程度上反映基圓齒距偏差fpb或齒廓形狀偏差ff對(duì)齒輪傳動(dòng)平穩(wěn)性的影響。故單個(gè)齒距偏差fpt可作為齒輪傳動(dòng)平穩(wěn)性中的單項(xiàng)性指標(biāo)。圖9-21 單個(gè)齒距偏差 單個(gè)齒距偏差也用齒距檢查儀測(cè)量，在測(cè)量齒距累積總偏差的同時(shí)，可得到單個(gè)齒距偏差值。用相對(duì)法測(cè)量時(shí)，理論齒距是指在某一測(cè)量圓周上對(duì)各齒測(cè)量得到的所有實(shí)際齒距的平均值。在測(cè)得的各個(gè)齒距偏差中，可能出現(xiàn)正值或負(fù)值，以其最大數(shù)字的正值或負(fù)值作為該齒輪的單個(gè)齒距偏差值。 綜上所述，影響齒輪傳動(dòng)平

33、穩(wěn)性的誤差，為齒輪一轉(zhuǎn)中多次重復(fù)出現(xiàn)的短周期誤差，主要包括轉(zhuǎn)齒誤差和換齒誤差。評(píng)定傳遞運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性的指標(biāo)中，能同時(shí)反映轉(zhuǎn)齒誤差和換齒誤差的綜合性指標(biāo)有：一齒切向綜合偏差fi、一齒徑向綜合偏差fi；只反映轉(zhuǎn)齒誤差或換齒誤差兩者之一的單項(xiàng)指標(biāo)有：齒廓偏差、基圓齒距偏差fpb和單個(gè)齒距偏差fpt。使用時(shí)，可選用一個(gè)綜合性指標(biāo)，也可選用兩個(gè)單項(xiàng)性指標(biāo)的組合(轉(zhuǎn)齒指標(biāo)與換齒指標(biāo)各選一個(gè))來(lái)評(píng)定，才能全面反映對(duì)傳遞運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性的影響。9.2.2 影響傳動(dòng)平穩(wěn)性的誤差評(píng)定指標(biāo)及其檢測(cè)9.2.3影響載荷分布均勻性的誤差評(píng)定指標(biāo)及其檢測(cè)1. 螺旋線偏差 螺旋線偏差是指在端面基圓切線方向測(cè)得的實(shí)際螺旋線偏離設(shè)計(jì)螺旋線

34、的量。(1) 螺旋線總偏差F (spiral total deviation)螺旋線總偏差是指在計(jì)值范圍內(nèi)，包容實(shí)際螺旋線跡線的兩條設(shè)計(jì)螺旋線跡線間的距離，如圖9-22a所示。圖9-22 螺旋形圖和螺旋線偏差9.2.3影響載荷分布均勻性的誤差評(píng)定指標(biāo)及其檢測(cè) 圖9-22為螺旋線圖，它是由螺旋線檢查儀在紙上畫出來(lái)的。設(shè)計(jì)螺旋線可以是未修型的直線(直齒)或螺旋線(斜齒)，它們?cè)诼菪€圖上均為直線，也可以是鼓形、齒端減薄等修形的螺旋線，它們?cè)诼菪€圖上為適當(dāng)?shù)那€。螺旋線偏差的計(jì)值范圍L是指在輪齒兩端處，各減去下面兩個(gè)數(shù)值中較小的一個(gè)后的跡線長(zhǎng)度，即5%的齒寬或等于一個(gè)模數(shù)的長(zhǎng)度。 (2) 螺旋線形

35、狀偏差ff(form deviation of spiral)螺旋線形狀偏差是指在計(jì)值范圍內(nèi)，包容實(shí)際螺旋線跡線的兩條與平均螺旋線跡線完全相同的曲線間的距離，且兩條曲線與平均螺旋線跡線的距離為常數(shù)，如圖9-22b所示。平均螺旋線跡線是實(shí)際螺旋線對(duì)該跡線的偏差的平方和為最小，因此可用最小二乘法求得。(3) 螺旋線傾斜偏差fH (angle deviation of spiral)螺旋線傾斜偏差是指在計(jì)值范圍的兩端與平均螺旋線跡線相交的設(shè)計(jì)螺旋線跡線間的距離，如圖9-22c所示。9.2.3影響載荷分布均勻性的誤差評(píng)定指標(biāo)及其檢測(cè) 螺旋線偏差反映了輪齒在齒向方面的誤差，是評(píng)定載荷分布均勻性的單項(xiàng)指標(biāo)

36、。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，ff和fH不是必檢項(xiàng)目。 螺旋線總偏差的測(cè)量方法有展成法和坐標(biāo)法。展成法的測(cè)量?jī)x器有單盤式漸開線螺旋檢查儀、分級(jí)圓盤式漸開線螺旋檢查儀、杠桿圓盤式通用漸開線螺旋檢查儀以及導(dǎo)程儀等。坐標(biāo)法的測(cè)量?jī)x器有螺旋線樣板檢查儀、齒輪測(cè)量中心以及三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)等。圖9-23是螺旋線總偏差展成法的測(cè)量原理圖。以被測(cè)齒輪回轉(zhuǎn)軸線為基準(zhǔn)，通過(guò)精密傳動(dòng)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)被測(cè)齒輪1回轉(zhuǎn)和測(cè)頭2沿軸向移動(dòng)，以形成理論的螺旋線軌跡。實(shí)際螺旋線與設(shè)計(jì)螺旋線軌跡進(jìn)行比較，其差值輸入記錄器3繪出螺旋線偏差曲線，在該曲線上按定義確定螺旋線偏差。圖9-23 螺旋線的展成法原理1被測(cè)齒輪；2測(cè)頭；3記錄器9.2.4 影響影響齒輪副側(cè)

37、隙的誤差評(píng)定指標(biāo)及其檢測(cè) 按理論中心距安裝的齒輪副，為保證必要的齒側(cè)側(cè)隙，可將傳動(dòng)齒輪的齒厚減薄?？刂萍霸u(píng)定齒厚減薄量，可用以下兩個(gè)指標(biāo)。1. 齒厚偏差fsn 齒厚偏差fsn是指在齒輪的分度圓柱面上，齒厚的實(shí)際值與公稱值之差(對(duì)于斜齒輪，指法向齒厚)，如圖9-24所示。為了獲得適當(dāng)?shù)凝X輪副側(cè)隙，規(guī)定用齒厚的極限偏差來(lái)限制實(shí)際齒厚偏差，即Esni fsn Esns 。一般情況下， Esns 和Esni 分別為齒厚的上下偏差，且均為負(fù)值。該評(píng)定指標(biāo)由GB/Z 18620.22002 推薦。 圖9-24 齒厚偏差 9.2.4 影響影響齒輪副側(cè)隙的誤差評(píng)定指標(biāo)及其檢測(cè) 齒厚偏差是反映齒輪副側(cè)隙要求的一

38、項(xiàng)單項(xiàng)性指標(biāo)，實(shí)質(zhì)為分度圓弧齒厚的偏差，即應(yīng)沿分度圓進(jìn)行測(cè)量。但由于弧長(zhǎng)難以直接測(cè)量，故實(shí)際測(cè)量為分度圓弦齒厚。圖9-25是用齒厚游標(biāo)卡尺測(cè)量分度圓弦齒厚的情況。測(cè)量時(shí)，以齒頂圓作為測(cè)量基準(zhǔn)，通過(guò)調(diào)整縱向游標(biāo)卡尺來(lái)確定分度圓的高度h；再?gòu)臋M向游標(biāo)尺上讀出分度圓弦齒厚的實(shí)際值Sa。圖9-25 齒厚偏差的測(cè)量 由于用齒厚游標(biāo)卡尺測(cè)量時(shí)，對(duì)測(cè)量技術(shù)要求高，測(cè)量精度受齒頂圓誤差的影響，測(cè)量精度不高，故它僅用在公法線千分尺不能測(cè)量齒厚的場(chǎng)合，如大螺旋角斜齒輪、錐齒輪、大模數(shù)齒輪等。測(cè)量精度要求高時(shí)，分度圓高度h 應(yīng)根據(jù)齒頂圓實(shí)際直徑進(jìn)行修正。9.2.4 影響影響齒輪副側(cè)隙的誤差評(píng)定指標(biāo)及其檢測(cè)2. 公法

39、線長(zhǎng)度偏差 公法線長(zhǎng)度偏差是指在齒輪一轉(zhuǎn)范圍內(nèi)，實(shí)際公法線長(zhǎng)度Wkactual 與公稱公法線長(zhǎng)度Wkthe之差。該評(píng)定指標(biāo)由GB/Z 18620.22002 推薦。 公法線長(zhǎng)度偏差是齒厚偏差的函數(shù)，能反映齒輪副側(cè)隙的大小，可規(guī)定極限偏差(上偏差Ebns、下偏差Ebni)來(lái)控制公法線長(zhǎng)度偏差。如圖9-15b所示，可用齒論公法線千分尺測(cè)量，按選得的跨齒數(shù)測(cè)得齒輪一圈內(nèi)所有的公法線長(zhǎng)度值，它們的平均值與該跨齒數(shù)的理論公法線長(zhǎng)度的差值就為這一偏差。 公法線平均長(zhǎng)度偏差與公法線長(zhǎng)度變動(dòng)FW有很大區(qū)別： (1) 公法線長(zhǎng)度變動(dòng)量大，表明公法線有長(zhǎng)有短相差大，輪齒分布的均勻性差，故影響傳遞運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確性。 (2

40、) 公法線平均長(zhǎng)度偏差可反映輪齒的厚薄。比如，當(dāng)公法線平均長(zhǎng)度值比公稱公法線小時(shí)，表明該齒輪的實(shí)際公法線偏小和齒厚偏小。這是因?yàn)辇X圈上各齒距相連具有封閉性，齒距偏差的平均值為零，所以公法線平均長(zhǎng)度偏差與齒距誤差無(wú)關(guān)系，只能是齒厚薄了的原因。同時(shí)，為保證嚙合時(shí)具有一定的齒側(cè)間隙，一般要求公法線平均長(zhǎng)度偏差為負(fù)偏差。9.2.4 影響影響齒輪副側(cè)隙的誤差評(píng)定指標(biāo)及其檢測(cè)9.3 齒輪副誤差的評(píng)定指標(biāo)及其檢測(cè) 前面所介紹的是單個(gè)齒輪的加工誤差以及相應(yīng)的評(píng)定指標(biāo)，實(shí)際上，齒輪副的安裝誤差也會(huì)對(duì)齒輪傳動(dòng)造成影響，因此必須有相應(yīng)的技術(shù)指標(biāo)對(duì)其誤差加以控制。GB/Z 18620-2008規(guī)定了相應(yīng)的檢測(cè)參數(shù)。9

41、.3.1 中心距偏差fa 中心距偏差是指在齒輪副的齒寬中間平面內(nèi)，實(shí)際中心距與公稱中心距之差。標(biāo)準(zhǔn)齒輪的公稱中心距。該評(píng)定指標(biāo)由GB/Z 18620.32002 推薦。 中心距偏差主要影響齒輪副的齒側(cè)間隙。當(dāng)實(shí)際中心距小于公稱(設(shè)計(jì))中心距時(shí)，會(huì)使側(cè)隙減??；反之，會(huì)使側(cè)隙增大。其允許值(極限偏差)的確定要考慮很多因素，如齒輪是否經(jīng)常反轉(zhuǎn)、齒輪所承受的載荷是否常反向、工作溫度、對(duì)運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確性要求的程度等。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)沒有對(duì)中心距的極限偏差作出規(guī)定，設(shè)計(jì)時(shí)可參考成熟同類產(chǎn)品的設(shè)計(jì)，也可參考表9-1。9.3.2 軸線平行度偏差f和f f是指一對(duì)齒輪的軸線在軸線平面內(nèi)的平行度偏差。軸線平面是用兩軸距中較長(zhǎng)的

42、一個(gè)L和另一根軸上的一個(gè)軸承來(lái)確定的，如圖9-26所示。f是指一對(duì)齒輪的軸線在垂直平面內(nèi)的平行度偏差，如圖9-26所示。表9-1 中心距極限偏差 fa齒輪精度等級(jí)123456789101112fa0.5IT40.5IT60.5IT70.5IT80.5IT90.5IT119.3.2 軸線平行度偏差f和f 因此，f和f主要影響齒輪副的側(cè)隙和載荷均勻性，而且f的影響更為敏感，所以指導(dǎo)性文件中推薦它們的最大允許值為 由于齒輪軸要通過(guò)軸承安裝在箱體或其他構(gòu)件上，所以軸線的平行度誤差與軸承的跨距L 有關(guān)。一對(duì)齒輪副的軸線若產(chǎn)生平行度誤差，必然會(huì)影響齒面的正常接觸，使載荷分布不均勻，同時(shí)還會(huì)使側(cè)隙在全齒寬上

43、大小不等。FbLf)(5.0ff2圖9-26 軸線平行度偏差9.3.3 輪齒接觸斑點(diǎn) 接觸斑點(diǎn)是指裝配好(在箱體內(nèi)或嚙合試驗(yàn)臺(tái)上)的齒輪副，在輕微制動(dòng)下運(yùn)轉(zhuǎn)后齒面的接觸痕跡，是齒面接觸精度的綜合評(píng)定指標(biāo)。它是根據(jù)接觸痕跡的狀況，在齒面展開圖上用百分?jǐn)?shù)計(jì)算，如圖9-27所示。 沿齒長(zhǎng)方向：接觸痕跡的長(zhǎng)度b（扣除超過(guò)模數(shù)值的斷開部分c）與工作長(zhǎng)度b之比的百分?jǐn)?shù)，即：(bc)/b 100%。沿齒高方向：接觸痕跡的平均高度h與工作高度h之比的百分?jǐn)?shù)，即(h/h)100。圖9-27 接觸斑點(diǎn) 產(chǎn)品齒輪副在其箱體內(nèi)所產(chǎn)生的接觸斑點(diǎn)的大小反映了載荷分布的均勻性。產(chǎn)品齒輪在嚙合試驗(yàn)臺(tái)上與測(cè)量齒輪的接觸斑點(diǎn)可反

44、映齒廓和螺旋線偏差(主要用于大齒輪不能裝在現(xiàn)有檢查儀或工作現(xiàn)場(chǎng)沒有其他檢查儀可用的場(chǎng)合)。接觸斑點(diǎn)是為了保證齒輪副的接觸精度或承載能力而提出的一個(gè)特殊的檢驗(yàn)項(xiàng)目。設(shè)計(jì)時(shí)，給定齒長(zhǎng)方向與高度方向的兩個(gè)百分?jǐn)?shù)。 它的檢驗(yàn)，對(duì)較大的齒輪副，一般在安裝好的齒輪傳動(dòng)裝置中檢驗(yàn)，對(duì)于成批生產(chǎn)的機(jī)器中的中小齒輪，允許在專用嚙合機(jī)上與精確齒輪嚙合檢驗(yàn)。 GB/Z 18620.4-2008給出了圓柱齒輪各精度等級(jí)的接觸斑點(diǎn)的允許值。9.3.3 輪齒接觸斑點(diǎn)9.3.4 齒輪副的側(cè)隙1. 圓周側(cè)隙jwt 圓周側(cè)隙是指裝配好的齒輪副，一個(gè)齒輪固定，測(cè)得的另一個(gè)齒輪的圓周晃動(dòng)量，以分度圓弧長(zhǎng)計(jì)值，如圖9-28. 可分為

45、圓周側(cè)隙jwt和法向側(cè)隙jbn兩種:圖9-28 齒輪副圓周側(cè)隙9.3.4 齒輪副的側(cè)隙圖9-29 齒輪副的法向側(cè)隙2. 法向側(cè)隙jbn 法向側(cè)隙是指裝配好的齒輪副，當(dāng)工作齒面接觸時(shí)，測(cè)得的非工作齒面間的最小距離，如圖9-29。 圓周側(cè)隙可用指示表測(cè)量，法向側(cè)隙可用塞尺測(cè)量。圓周側(cè)隙jwt與法向側(cè)隙jbn的關(guān)系為：jbn=jwtcosbcosn,式中b為基圓螺旋角，n為分度圓法面壓力角。9.3.5 其他相關(guān)參數(shù) 該部分參數(shù)包括齒輪副的切向綜合總偏差Fic和齒輪副的一齒切向綜合總偏差fic。 1. 齒輪副的切向綜合總偏差是指按設(shè)計(jì)中心距安裝好的齒輪副，在嚙合轉(zhuǎn)動(dòng)足夠多的轉(zhuǎn)數(shù)內(nèi)，一個(gè)齒輪相對(duì)于另一個(gè)

46、齒輪的實(shí)際轉(zhuǎn)角與公稱轉(zhuǎn)角之差的總幅度值。以分度圓弧長(zhǎng)計(jì)值。一對(duì)工作齒輪的切向綜合總偏差等于兩齒輪的切向綜合總偏差Fi之和，它是評(píng)定齒輪副的傳遞運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確性的指標(biāo)。對(duì)于分度傳動(dòng)鏈用的精密齒輪副，它是重要的評(píng)定指標(biāo)。 2. 齒輪副的一齒切向綜合偏差是指安裝好的齒輪副，在嚙合轉(zhuǎn)動(dòng)足夠多的轉(zhuǎn)數(shù)內(nèi)，一個(gè)齒輪相對(duì)于另一個(gè)齒輪，在一個(gè)齒距角內(nèi)的實(shí)際轉(zhuǎn)角與公稱轉(zhuǎn)角之差的最大幅度值。以分度圓弧長(zhǎng)計(jì)值。也就是齒輪副的切向綜合總偏差記錄曲線上的小波紋的最大幅度值。齒輪副的一齒切向綜合偏差是評(píng)定齒輪副傳遞平穩(wěn)性的直接指標(biāo)。對(duì)于高速傳動(dòng)用齒輪副，它是重要的評(píng)定指標(biāo)。9.4 齒輪精度標(biāo)準(zhǔn)及其應(yīng)用實(shí)例9.4.1漸開線圓柱齒輪

47、精度1. 精度等級(jí) 圓柱齒輪 精度制(GB/T 10095.1-2008)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)輪齒同側(cè)齒面的11項(xiàng)偏差規(guī)定了13個(gè)精度等級(jí)，即0、1、2、12級(jí)。其中，0級(jí)最高，12級(jí)最低。適用于分度圓直徑510000mm、法向模數(shù)0.570mm、齒寬41000mm的漸開線圓柱齒輪。 圓柱齒輪 精度制(GB/T 10095.2-2008)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)徑向綜合總偏差Fi和一齒徑向綜合偏差fi規(guī)定了4、5、12共9個(gè)精度等級(jí)，其中4級(jí)最高、12級(jí)最低。使用的尺寸范圍：分度圓直徑51000mm、法向模數(shù)0.210mm。 02級(jí)精度的齒輪要求非常高，我國(guó)目前的制造水平和測(cè)量條件尚未達(dá)到，屬于有待發(fā)展的精度等級(jí)。其余的精度

48、大致分為三類：35級(jí)為高精度等級(jí)；68級(jí)為中等精度等級(jí)；912級(jí)為低精度等級(jí)。5級(jí)精度是確定齒輪各項(xiàng)允許值計(jì)算式的基礎(chǔ)級(jí)。9.4.1漸開線圓柱齒輪精度2. 精度等級(jí)的選用 齒輪的精度等級(jí)選擇的主要依據(jù)是齒輪傳動(dòng)的用途、使用條件及對(duì)它的技術(shù)要求，即要考慮傳遞運(yùn)動(dòng)的精度、齒輪的圓周速度、傳遞的功率、工作持續(xù)時(shí)間、振動(dòng)與噪聲、潤(rùn)滑條件、使用壽命及生產(chǎn)成本等的要求，同時(shí)還要考慮工藝的可能性和經(jīng)濟(jì)性。 確定齒輪精度等級(jí)目前多采用類比法，即根據(jù)齒輪的用途、使用要求和工作條件，查閱有關(guān)參考資料，參照經(jīng)過(guò)實(shí)踐驗(yàn)證的類似產(chǎn)品的精度進(jìn)行選用。 計(jì)算法是根據(jù)運(yùn)動(dòng)精度要求，按誤差傳遞規(guī)律，計(jì)算出齒輪一轉(zhuǎn)中允許的最大轉(zhuǎn)

49、角誤差，然后再根據(jù)工作條件或根據(jù)圓周速度或噪聲強(qiáng)度要求確定齒輪的精度等級(jí)。9.4.1漸開線圓柱齒輪精度在進(jìn)行類比選擇時(shí)，應(yīng)注意以下問(wèn)題：(1) 了解各級(jí)精度應(yīng)用的大體情況。如表9-2、9-3所示。(2) 輪齒同側(cè)齒面各項(xiàng)偏差的精度等級(jí)可以相同，也可以不同。(3) 徑向綜合總偏差Fi、一齒徑向綜合偏差fi及徑向跳動(dòng)Fr的精度等級(jí)應(yīng)相同，但它們與輪齒同側(cè)齒面偏差的精度等級(jí)可以相同，也可以不相同。應(yīng)用范圍精度等級(jí)應(yīng)用范圍精度等級(jí)單嚙儀、雙嚙儀渦25載重汽車69輪減速器35通用減速器69金屬切削機(jī)床38軋鋼機(jī)510航空發(fā)動(dòng)機(jī)47礦用絞車610內(nèi)燃機(jī)58起重機(jī)69輕型汽車58拖拉機(jī)610表9-2 部分機(jī)

50、械采用的齒輪精度等級(jí)精度等級(jí)圓周速度/(ms-1)工作條件及應(yīng)用范圍切齒方法直齒斜齒34075用于特別精密的分度機(jī)構(gòu)或在最平穩(wěn)且無(wú)噪聲的極高速下工作的齒輪傳動(dòng)中的齒輪；特別是精密機(jī)構(gòu)中的齒輪、高速傳動(dòng)的齒輪(透平傳動(dòng))；檢測(cè)5、6級(jí)的測(cè)量齒輪在周期誤差特小的精密機(jī)床上用展成法加工43570用于特別精密的分度機(jī)構(gòu)或在最平穩(wěn)且無(wú)噪聲的極高速下工作的齒輪傳動(dòng)中的齒輪；特別是精密機(jī)構(gòu)中的齒輪、高速透平傳動(dòng)的齒輪；檢測(cè)7級(jí)的測(cè)量齒輪在周期誤差極小的精密機(jī)床上用展成法加工52040用于精密的分度機(jī)構(gòu)或在極平穩(wěn)且無(wú)噪聲的高速下工作的齒輪傳動(dòng)中的齒輪；特別是精密機(jī)構(gòu)中的齒輪、透平傳動(dòng)的齒輪；檢測(cè)8、9級(jí)的測(cè)量

51、齒輪在周期誤差小的精密機(jī)床上用展成法加工61530用于要求最高效率且無(wú)噪聲的高速下工作的齒輪傳動(dòng)中的齒輪傳動(dòng)或分度機(jī)構(gòu)的齒輪傳動(dòng)中的齒輪；特別重要的航空、汽車用齒輪；讀數(shù)裝置中的特別精密的齒輪在精密機(jī)床上用展成法加工71015在高速和適度功率或大功率和適度速度下工作的齒輪；金屬切削機(jī)床中需要協(xié)調(diào)性的進(jìn)給齒輪；高速減速器齒輪；航空、汽車以及讀數(shù)裝置用齒輪在精密機(jī)床上用展成法加工8610無(wú)需特別精密的一般機(jī)械制造用齒輪，不包括在分度鏈中的機(jī)床齒輪；飛機(jī)、汽車制造業(yè)中不重要的齒輪；起重機(jī)構(gòu)用齒輪；農(nóng)業(yè)機(jī)械中的重要齒輪；通用減速器齒輪用展成法加工或分度法加工924用于粗糙工作的，不提正常精度要求的齒輪

52、，因結(jié)構(gòu)上考慮受載低于計(jì)算載荷的傳動(dòng)齒輪任何方法9.4.1漸開線圓柱齒輪精度表9-3 圓柱齒輪精度等級(jí)的適用范圍9.4.1漸開線圓柱齒輪精度3. 單個(gè)齒輪各項(xiàng)偏差的允許值 GB/T 10059.1-2008和GB/T 10059.2-2008對(duì)單個(gè)齒輪的14項(xiàng)偏差允許值列出了計(jì)算式，并據(jù)此經(jīng)過(guò)計(jì)算圓整后編制成表(Fi、fi和Fpk沒有直接可用的表格，需要時(shí)可用公式計(jì)算)。表9-49-10為常用表格的摘錄。在GB/T 10059-2008和4個(gè)指導(dǎo)性文件中沒有規(guī)定基圓齒距偏差(舊標(biāo)準(zhǔn)稱為基節(jié)極限偏差)fpb推薦值，表9-11為舊標(biāo)準(zhǔn)推薦值。9.4.1漸開線圓柱齒輪精度分度圓直徑d/mm法向模數(shù)m

53、n/mm精度等級(jí)56789fpt/m20d502mn3.55.57.511.015.022.03.5mn66.08.512.017.024.050d1252mn3.56.08.512.017.023.03.5mn66.59.013.018.026.06mn107.510.015.021.030.0125d2802mn3.56.59.013.018.026.03.5mn67.010.014.020.028.06mn108.011.016.023.032.0280d5602mn3.57.010.014.020.029.03.5mn68.011.016.022.031.06mn108.512.017

54、.025.035.0表9-4 單個(gè)齒距極限偏差fpt9.4.1漸開線圓柱齒輪精度分度圓直徑d/mm法向模數(shù)mn/mm精度等級(jí)56789Fp/m20d502mn3.515.021.030.042.059.03.5mn615.022.031.044.062.050d1252mn3.519.027.038.053.076.03.5mn619.028.039.055.078.06mn1020.029.041.058.082.0125d2802mn3.525.035.050.070.0100.03.5mn625.036.051.072.0102.06mn1026.037.053.075.0106.028

55、0d5602mn3.533.046.065.092.0131.03.5mn633.047.066.094.0133.06mn1034.048.068.097.0137.0表9-5 齒距累積總偏差Fp9.4.1漸開線圓柱齒輪精度表9-6 齒廓總偏差F分度圓直徑d/mm法向模數(shù)mn/mm精度等級(jí)56789F/m20d502mn3.57.010.014.020.029.03.5mn69.012.018.025.035.050d1252mn3.58.011.016.022.031.03.5mn69.513.019.027.038.06mn1012.016.023.033.046.0125d2802mn

56、3.59.013.018.025.036.03.5mn611.015.021.030.042.06mn1013.018.025.036.050.0280d5602mn3.510.015.021.029.041.03.5mn612.017.024.034.048.06mn1014.020.028.040.056.09.4.1漸開線圓柱齒輪精度表9-7 螺旋線總偏差F分度圓直徑d/mm齒寬b/mm精度等級(jí)56789F/m20d5010b207.010.014.020.029.020b408.011.016.023.032.050d12510b207.511.015.021.030.020b408.

57、512.017.024.034.040b8010.014.020.028.039.0125d28010b208.011.016.022.032.020b409.013.018.025.036.040b8010.015.021.029.041.0280d56020b409.513.019.027.038.040b8011.015.022.031.044.080b16013.018.026.036.052.09.4.1漸開線圓柱齒輪精度表9-8 徑向綜合總偏差Fi分度圓直徑d/mm法向模數(shù)mn/mm精度等級(jí)56789Fi/m20d501.0mn1.516.023.032.045.064.01.5m

58、n2.518.026.037.052.073.050d1251.0mn1.519.027.039.055.077.01.5mn2.522.031.043.061.086.02.5mn4.025.036.051.072.0102.0125d2801.0mn1.524.034.048.068.097.01.5mn2.526.037.053.075.0106.02.5mn4.030.043.061.086.0121.04.0mn6.036.051.072.0102.0144.0280d5601.0mn1.530.043.061.086.0122.01.5mn2.533.046.065.092.013

59、1.02.5mn4.037.052.073.0104.0146.04.0mn6.042.060.084.0119.0169.09.4.1漸開線圓柱齒輪精度表9-9 一齒徑向綜合偏差fi分度圓直徑d/mm法向模數(shù)mn/mm精度等級(jí)56789fi/m20d501.0mn1.54.56.59.013.018.01.5mn2.56.59.513.019.026.050d1251.0mn1.54.56.59.013.018.01.5mn2.56.59.513.019.026.02.5mn4.010.014.020.029.041.0125d2801.0mn1.54.56.59.013.018.01.5m

60、n2.56.59.513.019.027.02.5mn4.010.015.021.029.041.04.0mn6.015.022.031.044.062.0280d5601.0mn1.54.56.59.013.018.01.5mn2.56.59.513.019.027.02.5mn4.010.015.021.029.041.04.0mn6.015.022.031.044.062.09.4.1漸開線圓柱齒輪精度表9-10 徑向跳動(dòng)偏差Fr分度圓直徑d/mm法向模數(shù)mn/mm精度等級(jí)56789Fr/m20d502mn3.512.017.024.034.047.03.5mn612.017.025.0