章圆柱齿轮传动的互换性.ppt

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1、第十二章第十二章第十二章第十二章 齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性第一节第一节 概述概述一、传动齿轮的使用要求一、传动齿轮的使用要求传传递递运运动动的的准准确确性性：要要求求一一转转范范围围内内传传动动比比的的变变化化尽尽量量小小，以以保保证传递运动准确。证传递运动准确。传传动动的的平平稳稳性性：要要求求瞬瞬时时传传动动比比的的变变化化尽尽量量小小，以以保保证证传传动动平平稳稳，冲击及振动小，噪声低。冲击及振动小，噪声低。载载荷荷分分布布的的均均匀匀性性：要要求求在在受受载载下下工工作作齿齿面面能能够够良良好好接接触触，以以保保证足够的承载能力和使用寿命。证足够

2、的承载能力和使用寿命。齿齿侧侧间间隙隙：要要求求齿齿轮轮副副有有适适当当的的齿齿侧侧间间隙隙（啮啮合合轮轮齿齿的的非非工工作作面面间的间隙，以补偿热变形和贮存润滑油）。间的间隙，以补偿热变形和贮存润滑油）。第十二章第十二章第十二章第十二章 齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性第十二章第十二章第十二章第十二章 齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性 不同用途和不同工作条件的齿轮及齿轮副对上述不同用途和不同工作条件的齿轮及齿轮副对上述四项要求的侧重点是不同的。四项要求的侧重点是不同的。如，控制系统或随动系统的分度传动的侧重点是运动如，控制系统或

3、随动系统的分度传动的侧重点是运动精度，以保证主、从动齿轮的运动协调。精度，以保证主、从动齿轮的运动协调。汽车和拖拉机变速齿轮传动的侧重点是工作平稳汽车和拖拉机变速齿轮传动的侧重点是工作平稳性，以降低噪声。性，以降低噪声。低速重载齿轮传动（如轧钢机的齿轮传动）的侧低速重载齿轮传动（如轧钢机的齿轮传动）的侧重点是齿面接触精度，以保证齿面接触良好。重点是齿面接触精度，以保证齿面接触良好。而涡轮机中的高速重械齿轮传动对三项精度的要而涡轮机中的高速重械齿轮传动对三项精度的要求都很高，而且要求很大的齿侧间隙，以保证较大流求都很高，而且要求很大的齿侧间隙，以保证较大流量的润滑油通过。量的润滑油通过。第十二章

4、第十二章第十二章第十二章 齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性第二节第二节 齿轮加工误差的来源及其特点齿轮加工误差的来源及其特点 齿轮的加工误差主要来源于加工工艺系统，如齿轮加工机床齿轮的加工误差主要来源于加工工艺系统，如齿轮加工机床的误差、刀具的制造与安装误差、齿坯的制造与安装误差等。的误差、刀具的制造与安装误差、齿坯的制造与安装误差等。1.1.几何偏心几何偏心j j 2.2.运动偏心运动偏心e ey y 3.3.机床传动链的短周期误差机床传动链的短周期误差 4.4.滚刀的制造误差滚刀的制造误差 5.5.滚刀安装误差滚刀安装误差 第十二章第十二章第十二章第十二章

5、齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性第十二章第十二章第十二章第十二章 齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性几何偏心误差几何偏心误差加工误差举例：加工误差举例：齿坯孔与机床心轴的安装偏心（齿坯孔与机床心轴的安装偏心（e e），），也称几何偏心，是齿坯也称几何偏心，是齿坯在机床上安装时，在机床上安装时，齿坯基准轴线齿坯基准轴线O O1 1O O1 1与工作台回转轴线与工作台回转轴线OOOO不重不重合形成的偏心合形成的偏心e e。第十二章第十二章第十二章第十二章 齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性运动偏心误差运动偏

6、心误差加工误差举例：加工误差举例：分度蜗轮轴线与工作台中心线的安装偏心（分度蜗轮轴线与工作台中心线的安装偏心（e eK K）。O O2 2O O2 2为机床分度为机床分度蜗轮的轴线，它与机床心轴的轴线蜗轮的轴线，它与机床心轴的轴线OOOO不重合，形成安装偏心不重合，形成安装偏心e eK K。第十二章第十二章第十二章第十二章 齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性机机床床分分度度蜗蜗轮轮的的安安装装偏偏心心（e ew w）和和轴轴向向窜窜动动。此此误误差差使使蜗蜗轮轮（齿齿坯坯）转转速速不不均均匀匀，加加工工出出的的齿齿轮轮有有齿齿距距偏偏差差和和齿齿形形偏偏差差，如如

7、蜗蜗杆杆为为单单头头，蜗蜗轮轮为为n n牙牙，则则在在蜗蜗轮轮（齿齿坯）一转中产生坯）一转中产生n n次误差。次误差。滚滚刀刀偏偏心心（e ed d）、轴轴线线倾倾斜斜及及轴轴向向窜窜动动。此此误误差差使使加加工工出出的的齿齿轮轮径径向向和和轴轴向向都都产产生生误误差差，如如滚滚刀刀单单头头，齿齿轮轮z z牙，则在齿坯一转中产生牙，则在齿坯一转中产生z z次误差。次误差。滚滚刀刀本本身身的的基基节节、齿齿形形等等制制造造误误差差。此此误误差差会会复复映映到到被被加工齿轮的每一齿上，使之产生基节偏差和齿形误差。加工齿轮的每一齿上，使之产生基节偏差和齿形误差。第十二章第十二章第十二章第十二章 齿轮

8、传动的互换性齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性第三节第三节 齿轮齿轮(轮齿部分轮齿部分)的的应检应检精度指标精度指标(同同侧齿面偏差侧齿面偏差)、侧隙指标及检测、侧隙指标及检测(GB/T10095.1-2008GB/T10095.1-2008)单个齿轮的单个齿轮的应检应检指标指标：齿距累积总偏差齿距累积总偏差FpFp(高速时加检高速时加检齿距累积偏差齿距累积偏差FpkFpk)评定运动准确性评定运动准确性单个齿距偏差单个齿距偏差fptfpt、齿廓总偏差、齿廓总偏差FF 评定传动平稳性评定传动平稳性螺旋线总偏差螺旋线总偏差FF 评定载荷分布均匀性评定载荷分布均匀性齿厚偏差齿厚偏差Es

9、nEsn(中小模数大批量生产齿轮选中小模数大批量生产齿轮选公法线长度偏差公法线长度偏差EwEw)评定侧隙评定侧隙第十二章第十二章第十二章第十二章 齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性单个齿距偏差（单个齿距偏差（f fptpt）是指在端平面上接近齿高中部与齿轮轴线同心的圆上，是指在端平面上接近齿高中部与齿轮轴线同心的圆上，实际齿距与理论齿距的代数差实际齿距与理论齿距的代数差。取其中绝对值最大的数值作为评定值取其中绝对值最大的数值作为评定值第十二章第十二章第十二章第十二章 齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性齿距累积偏差（齿距累积偏差（F F

10、pkpk）任意任意k k个齿距的实际弧长与理论弧长的代数差个齿距的实际弧长与理论弧长的代数差,理论上它理论上它等于这等于这k k个齿距的单个齿距偏差的代数和。个齿距的单个齿距偏差的代数和。齿距累积总偏差（齿距累积总偏差（F Fp p）是指齿轮同侧齿面任意圆弧段（是指齿轮同侧齿面任意圆弧段（k k=1=1至至k k=z=z）内的最大齿）内的最大齿距累积偏差。它表现为齿距累积偏差曲线的总幅值。距累积偏差。它表现为齿距累积偏差曲线的总幅值。第十二章第十二章第十二章第十二章 齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性1-支架支架2-定位支脚定位支脚3-指示表指示表4-主体主体5-

11、固定螺母固定螺母6-固定螺钉固定螺钉7-活动量爪活动量爪8-固定量爪固定量爪9-定位支脚定位支脚图图8-7齿距仪齿距仪第十二章第十二章第十二章第十二章 齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性 a)齿顶圆定位齿顶圆定位b)齿根圆定位齿根圆定位c)装配孔定位装配孔定位图图8-8齿距仪测量示意图齿距仪测量示意图第十二章第十二章第十二章第十二章 齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性第十二章第十二章第十二章第十二章 齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性相对法相对法的计算的计算测量齿序测量齿序相对齿距偏差相对齿距偏差相对齿距

12、累积相对齿距累积误差误差齿距偏差齿距偏差fpt齿距累积误差齿距累积误差Fp100+1+12+15+15+16+173-8+7-7+104-5+2-4+65-10-8-9-36-15-23-14-177+10-13+11-68+5-8+60计算出各相对齿距偏差之和，见表中第三列，相对齿距累积误差一栏最一项（计算出各相对齿距偏差之和，见表中第三列，相对齿距累积误差一栏最一项（-8）。）。计算出计算出K值，值，K值为测量时作为基准的齿距实际值与公称值之差。值为测量时作为基准的齿距实际值与公称值之差。（-8）/8=-1对各齿相对齿距偏差进行修正，即将各相对偏差减对各齿相对齿距偏差进行修正，即将各相对偏

13、差减K，得出各齿距的绝对齿距，得出各齿距的绝对齿距偏差，其中第列中的最大值为偏差，其中第列中的最大值为+16m，即为该齿轮的齿距偏差实际值，即为该齿轮的齿距偏差实际值fpt。将第四列逐个累积记入第五列，即为绝对齿距累积误差，该列中最大值与最小将第四列逐个累积记入第五列，即为绝对齿距累积误差，该列中最大值与最小值之差，为齿轮的齿距累积误差值之差，为齿轮的齿距累积误差Fp=（+17）-（-17）=34（m）第十二章第十二章第十二章第十二章 齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性齿廓总偏差齿廓总偏差FF 在端平面内且垂直于渐开线齿廓的方向上，包容实际齿在端平面内且垂直于渐开

14、线齿廓的方向上，包容实际齿廓迹线的两条设计齿廓迹线间的距离。廓迹线的两条设计齿廓迹线间的距离。沿圆周均布测量沿圆周均布测量3 3个或更多个或更多FF，取其中最大值为该齿轮，取其中最大值为该齿轮FF第十二章第十二章第十二章第十二章 齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性螺旋线总偏差螺旋线总偏差F F 在端面基圆切线方向上，包容实际螺旋线迹线的两条设在端面基圆切线方向上，包容实际螺旋线迹线的两条设计螺旋线迹线间的距离计螺旋线迹线间的距离第十二章第十二章第十二章第十二章 齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性齿厚偏差齿厚偏差E ESnSn 齿厚偏差

15、是指齿厚偏差是指在齿轮分度圆柱面上，齿厚的实际值与公称在齿轮分度圆柱面上，齿厚的实际值与公称值之差值之差。对于斜齿轮，指法向齿厚。对于斜齿轮，指法向齿厚。为了保证一定的齿侧间隙，齿厚的上偏差（为了保证一定的齿侧间隙，齿厚的上偏差（E ESnSSnS），），下偏下偏差（差（E ESniSni）一般都为负值。一般都为负值。第十二章第十二章第十二章第十二章 齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性齿厚游标卡尺测量齿厚 sh第十二章第十二章第十二章第十二章 齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性齿厚游标卡尺第十二章第十二章第十二章第十二章 齿轮传动的互

16、换性齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性公法线长度偏差（公法线长度偏差（E EW W）公公法法线线平平均均长长度度偏偏差差E EW W是是指指实实际际公公法法线线长长度度WkWk与其公称值之差与其公称值之差。即。即 E EW W=Wk-W =Wk-W 齿齿轮轮因因齿齿厚厚减减薄薄使使公公法法线线长长度度也也相相应应减减小小，所所以以可可用用公公法法线线平平均均长长度度偏偏差差作作为为反反映映侧侧隙隙的的一一项项指指标标。通通常常是是通通过过跨跨一一定定齿齿数数测测量量公公法法线线长长度来检查齿厚偏差的。度来检查齿厚偏差的。第十二章第十二章第十二章第十二章 齿轮传动的互换性齿轮传动的

17、互换性齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性用公法线千分尺测量的公法线用公法线千分尺测量的公法线W第十二章第十二章第十二章第十二章 齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性公法线千分尺第十二章第十二章第十二章第十二章 齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性第四节第四节 评定齿轮精度评定齿轮精度可采用可采用的指标的指标(径向综径向综合偏差和径向跳动合偏差和径向跳动)及检测及检测(GB/T10095.2-2008GB/T10095.2-2008)1.1.切向综合总偏差（切向综合总偏差（FFi i）和一齿切向综）和一齿切向综合偏差（合偏差（ff i i）2

18、.2.齿圈径向跳动（齿圈径向跳动（FrFr）3.3.径向综合总偏差（径向综合总偏差（FF）和一齿径向综）和一齿径向综合偏差（合偏差（ff）第十二章第十二章第十二章第十二章 齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性第十二章第十二章第十二章第十二章 齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性渐开线圆柱齿轮精度的评定参数渐开线圆柱齿轮精度的评定参数（单个齿轮的精度评定参数）（单个齿轮的精度评定参数）渐开线圆柱齿轮的评定参数分为渐开线圆柱齿轮的评定参数分为轮齿同侧齿面偏差、轮齿同侧齿面偏差、径向偏差和径向跳动。径向偏差和径向跳动。第十二章第十二章第十二章第

19、十二章 齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性轮齿同侧齿面偏差轮齿同侧齿面偏差（GB/T10095.1-2008GB/T10095.1-2008）齿距偏差齿距偏差 单个齿距偏差单个齿距偏差齿距累积偏差齿距累积偏差齿距累积总偏差齿距累积总偏差齿廓偏差齿廓偏差 齿廓总偏差齿廓总偏差齿廓形状偏差齿廓形状偏差齿廓倾斜偏差齿廓倾斜偏差螺旋线偏差螺旋线偏差 螺旋线总偏差螺旋线总偏差螺旋线形状偏差螺旋线形状偏差螺旋线倾斜偏差螺旋线倾斜偏差切向综合偏差切向综合偏差 切向综合偏差切向综合偏差一齿切向综合偏差一齿切向综合偏差第十二章第十二章第十二章第十二章 齿轮传动的互换性齿轮传动的互换

20、性齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性径向综合偏差和径向跳动径向综合偏差和径向跳动（GB/T10095.2-2008GB/T10095.2-2008）径向综合总偏差径向综合总偏差一齿径向综合偏差一齿径向综合偏差径向跳动径向跳动齿厚偏差齿厚偏差EsnEsn 上偏差（上偏差（EsnsEsns），下偏差（），下偏差（EsniEsni）公法线长度偏差公法线长度偏差EbnEbn 上偏差（上偏差（EbnsEbns），下偏差（），下偏差（EbniEbni）第十二章第十二章第十二章第十二章 齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性必检项目：必检项目：辅助检验项目：辅助检验项目：第十二章第十

21、二章第十二章第十二章 齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性检验项目的选用：检验项目的选用：3-63-6级精度等级齿轮或单件小批量生产时级精度等级齿轮或单件小批量生产时，检验项，检验项目为目为四个四个必检项目必检项目。7-127-12级精度等级的齿轮大批量生产时级精度等级的齿轮大批量生产时，每个齿轮都，每个齿轮都检验检验必检项目必检项目是不经济的，所以，第一批少量齿轮用是不经济的，所以，第一批少量齿轮用必检必检项目项目检验。合格稳定后，可采用检验。合格稳定后，可采用辅助检验项目辅助检验项目来检验，可来检验，可以提高检验效率。最后一批齿轮再用以提高检验效率。最后一批齿轮

22、再用必检项目必检项目核实就可以核实就可以了。这样批量生产既能全部保证精度质量，又能节省生产了。这样批量生产既能全部保证精度质量，又能节省生产时间和费用。时间和费用。第十二章第十二章第十二章第十二章 齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性第五节第五节 齿轮精度指标的公差及精度等级齿轮精度指标的公差及精度等级一、齿轮精度指标的精度等级和公差计算公式一、齿轮精度指标的精度等级和公差计算公式精度等级精度等级 必检项目必检项目GB/T 10095.1GB/T 10095.1规定了规定了0 0、1 1、2 2、1212共共1313个精度个精度等级，等级，0 0级最高，级最高，12

23、12级最低。级最低。辅助检验项目辅助检验项目GB/T 10095.2GB/T 10095.2对径向综合总偏差对径向综合总偏差FiFi和一齿和一齿径向综合偏差径向综合偏差fi规定了规定了4 4、5 5、1212共共9 9个精度等级，其中个精度等级，其中4 4级级最高、最高、1212级最低。级最低。对径向跳动对径向跳动FrFr规定了规定了0 0、1 1、1212共共1313个等级。个等级。第十二章第十二章第十二章第十二章 齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性 公差值公差值 5 5级精度级精度的公差值（或极限偏差值）按规定的的公差值（或极限偏差值）按规定的公式计算得到公式

24、计算得到第十二章第十二章第十二章第十二章 齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性 其余精度等级其余精度等级的公差值用的公差值用5 5级精度公差值乘以级精度公差值乘以级间公比计算出来的。级间公比计算出来的。T TQ Q=T=T5 52 20.5(Q-5)0.5(Q-5)表表12-512-5至至12-812-8为计算好的各项齿轮公差值表为计算好的各项齿轮公差值表格。格。查表时所需参数主要为法向模数查表时所需参数主要为法向模数m mn n、分度圆、分度圆直径直径d d、齿宽、齿宽b b、跨齿数、跨齿数k k等。等。第十二章第十二章第十二章第十二章 齿轮传动的互换性齿轮传动的

25、互换性齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性二、齿轮精度等级的选择二、齿轮精度等级的选择 根据齿轮的用途、使用要求、传动功率和回转速根据齿轮的用途、使用要求、传动功率和回转速度等技术条件，齿轮精度等级的选用方法一般有计度等技术条件，齿轮精度等级的选用方法一般有计算法和类比法，算法和类比法，大多情况下采用类比法大多情况下采用类比法确定。确定。1.1.计算法计算法 根据齿轮传动机构最终达到的精度要求，应用传根据齿轮传动机构最终达到的精度要求，应用传动尺寸链的方法计算和分配各级齿轮副的传动精度，动尺寸链的方法计算和分配各级齿轮副的传动精度，确定齿轮的精度等级。确定齿轮的精度等级。2.2.类比法类比法 查阅

26、类似机构的设计，根据实际验证的已有经验查阅类似机构的设计，根据实际验证的已有经验来确定齿轮精度，并且针对本机构自身特点进行修来确定齿轮精度，并且针对本机构自身特点进行修正。这就是类比法。正。这就是类比法。(动力传动齿轮主要依据圆周动力传动齿轮主要依据圆周线速度选择齿轮精度等级线速度选择齿轮精度等级)第十二章第十二章第十二章第十二章 齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性第十二章第十二章第十二章第十二章 齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性第十二章第十二章第十二章第十二章 齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性第十二

27、章第十二章第十二章第十二章 齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性三、齿轮精度等级的标注三、齿轮精度等级的标注具体标注方法如下：具体标注方法如下：若齿轮的若齿轮的检验项目同为某一精度等级时检验项目同为某一精度等级时，可标注精度，可标注精度等级和标准号。如，齿轮检验项目都为等级和标准号。如，齿轮检验项目都为8 8级，则标注为：级，则标注为：8GB/T10095.1或或8GB/T10095.18GB/T10095.2若齿轮若齿轮检验项目的精度等级不同时检验项目的精度等级不同时，如齿廓总偏差，如齿廓总偏差F F 为为7 7级，而单个齿距偏差级，而单个齿距偏差f fptpt、

28、齿距累积总偏差、齿距累积总偏差F Fp p和螺旋线和螺旋线总偏差总偏差F F 均为均为8 8级时，则标注为：级时，则标注为：8（Fp）、7（fpt、F、F）GB/T10095.1第十二章第十二章第十二章第十二章 齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性第六节第六节 齿轮副的误差及公差齿轮副的误差及公差 前面的内容都是针对前面的内容都是针对单个单个单个齿轮进行分析的，本单个齿轮进行分析的，本节介绍节介绍一对一对啮合的齿轮副的精度要求。啮合的齿轮副的精度要求。一、一、中心距偏差中心距偏差fafa（其极限偏差为（其极限偏差为fafa）实际中心距与公称中心距之差。实际中心距与公

29、称中心距之差。中心距极限偏差参考中心距极限偏差参考值值齿轮齿轮精度等精度等级级5678910中心距极限偏差中心距极限偏差1/2IT71/2IT81/2IT9第十二章第十二章第十二章第十二章 齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性 标准中对标准中对轴线平面内的偏差轴线平面内的偏差f f和和垂直平面上的垂直平面上的偏差偏差f f作了不同的规定。作了不同的规定。二、轴线平行度偏差二、轴线平行度偏差第十二章第十二章第十二章第十二章 齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性 三、轮齿的接触斑点三、轮齿的接触斑点齿轮副的接触斑点是指装配好的齿轮副在齿轮副的

30、接触斑点是指装配好的齿轮副在轻微制动轻微制动下下运转后齿面的运转后齿面的接触擦亮痕迹接触擦亮痕迹，可以用沿齿高方向和沿齿长，可以用沿齿高方向和沿齿长方向的方向的百分数来表示百分数来表示。沿齿长方向为接触痕迹沿齿长方向为接触痕迹的长度的长度bb（扣除超过模数值（扣除超过模数值的断开部分的断开部分c c）与工作长度）与工作长度bb之比，即：之比，即：第十二章第十二章第十二章第十二章 齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性直直齿轮齿轮装配后的接触斑点（摘自装配后的接触斑点（摘自GB/Z18620.4-2002）精度等精度等级级按按GB/T10095bc1占占齿宽齿宽的的百分

31、比百分比hc1占有效占有效齿齿面面高度的百分比高度的百分比bc2占占齿宽齿宽的的百分比百分比hc2占有效占有效齿齿面面高度的百分比高度的百分比4级级及更高及更高50%70%40%50%5和和645%50%35%30%7和和835%50%35%30%9至至1225%50%25%30%第十二章第十二章第十二章第十二章 齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性第六节第六节 齿轮侧隙指标的公差和齿轮坯公差齿轮侧隙指标的公差和齿轮坯公差一、齿厚极限偏差的确定一、齿厚极限偏差的确定 决定侧隙大小的齿轮副尺寸要素有：小齿轮的齿厚决定侧隙大小的齿轮副尺寸要素有：小齿轮的齿厚s s1 1

32、、大、大齿轮的齿厚齿轮的齿厚s s2 2和箱体孔的中心距和箱体孔的中心距a a。我国实现侧隙的方法是采用我国实现侧隙的方法是采用减小单个齿轮齿厚的方法减小单个齿轮齿厚的方法。最小法向侧隙最小法向侧隙j jbnbn min min 法向侧隙法向侧隙j jbnbn是指在一对装配好的齿是指在一对装配好的齿轮副中，当两个齿轮的工作齿面互相接轮副中，当两个齿轮的工作齿面互相接触时，非工作齿面间的最短距离。触时，非工作齿面间的最短距离。第十二章第十二章第十二章第十二章 齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性对对于中、大模数于中、大模数齿轮齿轮最小最小侧侧隙隙jbnmin的推荐的推

33、荐值值（摘自（摘自GB/Z18620.2-2002）mmmn最小中心距最小中心距ai5010020040080016001.50.090.1120.100.120.1530.120.140.170.2450.180.210.2880.240.270.340.47120.350.420.55180.540.670.94第十二章第十二章第十二章第十二章 齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性jn1：补偿温升而引起变形所必需的最小侧隙补偿温升而引起变形所必需的最小侧隙jn2：保证正常润滑所必需的最小侧隙：保证正常润滑所必需的最小侧隙第十二章第十二章第十二章第十二章 齿轮传动

34、的互换性齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性式中，式中，E Esns1sns1、E Esns2sns2小齿轮、大齿轮的齿厚上偏差；小齿轮、大齿轮的齿厚上偏差；f fa a中心距偏差；中心距偏差；nn法向压力角。法向压力角。jbnjbn min min 最小法向侧隙最小法向侧隙 JbJbn n齿轮和齿轮副的加工、安装误差对侧隙减小的补偿量齿轮和齿轮副的加工、安装误差对侧隙减小的补偿量按等值分配法按等值分配法(12-9)齿厚上偏差的确定齿厚上偏差的确定齿轮副的传动侧隙由减薄齿厚得到齿轮副的传动侧隙由减薄齿厚得到，该法向，该法向侧隙的大小要能足够补偿：中心距偏差使法向侧隙减少的量侧隙的大

35、小要能足够补偿：中心距偏差使法向侧隙减少的量；齿轮和齿轮箱体加工误差、安装误差所引起的侧隙减小量；齿轮和齿轮箱体加工误差、安装误差所引起的侧隙减小量；齿轮传动装置温升变形和保证正常润滑所需间隙量齿轮传动装置温升变形和保证正常润滑所需间隙量。因此。因此它们之间的关系为：它们之间的关系为：第十二章第十二章第十二章第十二章 齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性齿厚下偏差的确定齿厚下偏差的确定Esni=Esns-Tsn 齿厚公差可按下式计算齿厚公差可按下式计算T Tsnsn：Tsn表8-23 切齿径向进刀公差 齿轮精度等级 4 5 6 7 8 9 br 1.26IT7 IT

36、8 1.26IT8 IT9 1.26IT9 IT10 式中，式中，Fr径向跳动公差；径向跳动公差；br切齿径向进刀公差，可按表切齿径向进刀公差，可按表8-23选用选用第十二章第十二章第十二章第十二章 齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性总结：总结：齿厚上偏差齿厚上偏差计算齿厚公差计算齿厚公差Tsn 齿厚下偏差齿厚下偏差 E Esnisni=E Esnssns-T Tsnsn图纸上须注写出齿厚公称尺寸及上、下偏差图纸上须注写出齿厚公称尺寸及上、下偏差第十二章第十二章第十二章第十二章 齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性二、公法线长度极限偏差

37、的确定二、公法线长度极限偏差的确定 齿轮因齿厚减薄使公法线长度也相应减小，所以可用公法齿轮因齿厚减薄使公法线长度也相应减小，所以可用公法线平均长度偏差作为反映侧隙的一项指标。线平均长度偏差作为反映侧隙的一项指标。一般中小模数大批一般中小模数大批量用控制公法线长度偏差来保证侧隙。量用控制公法线长度偏差来保证侧隙。公法线长度极限偏差由齿厚极限偏差换算得到公法线长度极限偏差由齿厚极限偏差换算得到第十二章第十二章第十二章第十二章 齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性三、齿轮坯公差（尺寸、形位公差）三、齿轮坯公差（尺寸、形位公差）1.1.盘形齿轮的齿坯公差盘形齿轮的齿坯公差

38、尺寸公差尺寸公差：基准孔基准孔直径尺寸公差并采用直径尺寸公差并采用包容要求包容要求 齿顶圆柱面直径尺寸公差齿顶圆柱面直径尺寸公差 形位公差形位公差：定位端面对基准孔轴线的：定位端面对基准孔轴线的端面圆跳动公差端面圆跳动公差 (齿顶圆做基准时齿顶圆做基准时)齿顶圆柱面对基准孔轴线的齿顶圆柱面对基准孔轴线的径向圆跳动公差径向圆跳动公差第十二章第十二章第十二章第十二章 齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性第十二章第十二章第十二章第十二章 齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性公差值按下表公差值按下表第十二章第十二章第十二章第十二章 齿轮传动的互换

39、性齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性2.2.齿轮轴的齿坯公差齿轮轴的齿坯公差 尺寸公差尺寸公差：安装轴承的轴颈直径尺寸公差并采用：安装轴承的轴颈直径尺寸公差并采用包容要求包容要求 齿顶圆柱面直径尺寸公差齿顶圆柱面直径尺寸公差 形位公差形位公差：两轴颈对它们公共基准轴线的：两轴颈对它们公共基准轴线的径向圆跳动公差径向圆跳动公差 （齿顶圆做基准时）齿顶圆柱面对两轴颈公共（齿顶圆做基准时）齿顶圆柱面对两轴颈公共基准轴线的基准轴线的径向圆跳径向圆跳 动公差动公差第十二章第十二章第十二章第十二章 齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性第十二章第十二章第十二章第十二

40、章 齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性四、齿轮齿面和基准面的表面粗糙度四、齿轮齿面和基准面的表面粗糙度第十二章第十二章第十二章第十二章 齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性第八节第八节 齿轮精度设计齿轮精度设计步骤步骤:1:1）确定齿轮精度等级；）确定齿轮精度等级；2 2）查表确定应检项目的公差或极限偏差（及辅助项目）；）查表确定应检项目的公差或极限偏差（及辅助项目）；3 3）计算和确定齿厚极限偏差；）计算和确定齿厚极限偏差；或换算成公法线长度极限偏差或换算成公法线长度极限偏差 (中小模数大批量时中小模数大批量时)4 4）确定齿坯公差（

41、轮齿之外的其余部分的尺寸精度和形位精）确定齿坯公差（轮齿之外的其余部分的尺寸精度和形位精度）；度）；5 5）确定表面粗糙度；）确定表面粗糙度；6 6）绘制齿轮零件图。）绘制齿轮零件图。第十二章第十二章第十二章第十二章 齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性第十二章第十二章第十二章第十二章 齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性例例:某某通通用用减减速速器器中中有有一一对对直直齿齿齿齿轮轮副副，模模数数m=3mmm=3mm，齿齿形形角角=20=20，齿齿数数Z Z1 1=20=20，Z Z2 2=79=79，齿齿宽宽b=60mmb=60mm，箱

42、箱体体上上轴轴承承跨跨距距L=105mmL=105mm。小小齿齿轮轮传传递递最最大大功功率率为为5kW5kW，转转速速n=750rn=750rminmin，齿齿轮轮箱箱用用喷喷油油润润滑滑，齿齿轮轮的的工工作作温温度度t t1 1=60=60C C，箱箱体体的的工工作作温温度度t t1 1=40=40C C，线线膨膨胀胀系系数数：钢钢齿齿轮轮1 1=11.5=11.5 ，铸铸铁铁箱箱体体2 2=10.5=10.5 ，生生产产条条件件为为小小批批生生产产。试试确确定定小小齿齿轮轮精精度度等等级级，检检验验项项目目，齿齿厚厚上上、下下偏偏差差及及齿齿坯坯公公差，并画出工作图。差，并画出工作图。支撑

43、轴的滚动轴承是：支撑轴的滚动轴承是：0 0级滚动轴承，承受轻负荷，级滚动轴承，承受轻负荷，内圈承受循环负荷，外圈承受固定负荷。轴颈直径内圈承受循环负荷，外圈承受固定负荷。轴颈直径 4040。第十二章第十二章第十二章第十二章 齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性解：解：1 1 确定精度等级确定精度等级 对对减减速速器器,主主要要要要求求运运动动平平稳稳性性，首首先先按按圆圆周周速速度度，确确定精度等级。圆周速度定精度等级。圆周速度v v 根据表根据表9-49-4，确定精度等级为，确定精度等级为8 8级级第十二章第十二章第十二章第十二章 齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性

44、齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性2 2 查表确定相应公差或极限偏差查表确定相应公差或极限偏差 查表得公差值为查表得公差值为 小齿轮：小齿轮：螺旋线总公差螺旋线总公差FF齿廓总公差齿廓总公差FF齿距累计总公差齿距累计总公差Fp单个齿距极限偏差单个齿距极限偏差fpt8GB/T10095.1精度等级精度等级（GB)3模数模数m20齿数齿数Z 0.0170.0530.0220.028大齿轮大齿轮fpt=18m第十二章第十二章第十二章第十二章 齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性查表确定必检项目的公差或极限偏差查表确定必检项目的公差或极限偏差第十二章第十二章第十二章第十二章

45、齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性第十二章第十二章第十二章第十二章 齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性第十二章第十二章第十二章第十二章 齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性第十二章第十二章第十二章第十二章 齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性3 3 计算确定齿厚上、下偏差计算确定齿厚上、下偏差 计算齿轮副的最小极限侧隙计算齿轮副的最小极限侧隙(j jnminnmin)j jbn1bn1=a(=a(1 1tt1 1-2 2tt2 2)2sin2sinn n =m(z =m(z1 1

46、+z+z2 2)()(1 1tt1 1-2 2tt2 2)sin)sinn n =3(20+79)11.5 =3(20+79)11.5 40-1040-105 5 2020sin20sin20 =0.025mm =0.025mm =25m =25m 保证正常润滑所需要的侧隙为：保证正常润滑所需要的侧隙为：j jbn2bn2=10m=10mn n=30m=30m 因此，因此，j jnminnmin=j=jbn1bn1+j+jbn2bn2=55m=55m第十二章第十二章第十二章第十二章 齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性 确定齿厚上偏差确定齿厚上偏差E Essss 补

47、补偿偿齿齿轮轮的的加加工工误误差差和和安安装装误误差差所所需需的的侧侧隙隙，查查表大齿轮表大齿轮f fptpt=18m=18mJbn=54m a=m(z1+z2)/2=148.5mm,查表查表12-1212-12，得，得f fa a=31.5m=31.5m 令大、小齿轮齿厚上偏差相等，得令大、小齿轮齿厚上偏差相等，得第十二章第十二章第十二章第十二章 齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性 齿厚下偏差齿厚下偏差E Esisi 对小齿轮，切齿进刀公差对小齿轮，切齿进刀公差,查表查表12-1512-15，得，得 brbr=1.26IT9=1.26*74m=93=1.26IT

48、9=1.26*74m=93mEss=-(+fatgn)=-（+31.5tg20）=-69m第十二章第十二章第十二章第十二章 齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性Ts=2tgn=2tg20=75mEsi=EssTs=-69-75=-144mSnc=4.708-0.069-0.144第十二章第十二章第十二章第十二章 齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性采用公法线平均长度偏差来保证侧隙采用公法线平均长度偏差来保证侧隙 计算公法线长度公称值计算公法线长度公称值跨齿数跨齿数k=+0.5=+0.53W=m1.476(2k-1)+0.014z=31.4

49、76(231)+0.01420=22.981mm（1 1）计算公法线平均长度偏差）计算公法线平均长度偏差(E Ewmswms,E Ewmiwmi)第十二章第十二章第十二章第十二章 齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性 E Essss=-69m;=-69m;E Esisi=-144m=-144mE Ewmswms=E=Esssscoscosn n-0.72F-0.72Fr rsinsinn n=-69cos20=-69cos20-0.72-0.7243sin2043sin20 =-75m =-75mE Ewmiwmi=E=Esisicoscosn n+0.72F+0.

50、72Fr rsinsinn n=-144cos20=-144cos20+0.72+0.7243sin2043sin20 =-146m =-146m图样上标注为图样上标注为：mm。第十二章第十二章第十二章第十二章 齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性齿轮传动的互换性 小小齿齿轮轮为为齿齿轮轮轴轴，其其轴轴颈颈与与滚滚动动轴轴承承相相配配合合，因因此此轴轴颈颈的的尺尺寸寸公公差差和和形形位位公公差差均均按按与与滚滚动动轴轴承承配配合精度来考虑。合精度来考虑。4 4 确定齿坯精度确定齿坯精度 支撑轴的滚动轴承是：支撑轴的滚动轴承是：0 0级滚动轴承，承受轻负荷，级滚动轴承，承受轻负荷，内