渐开线圆柱齿轮精度标准及应用课件.pptx

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1、公差配合与测量技术公差配合与测量技术渐开线圆柱齿轮精度标准及应用2GB/T 10095.12008 对渐开线圆柱齿轮给出了轮齿同侧对渐开线圆柱齿轮给出了轮齿同侧 齿面偏差的定义和允许值；齿面偏差的定义和允许值；GB/T 10095.22008 给出了径向综合偏差与径向跳动的给出了径向综合偏差与径向跳动的 定义和允许值；定义和允许值；GB/Z 18620.12008 GB/Z 18620.22008GB/Z 18620.32008GB/Z 18620.42008四个指导性技术文件规定了圆四个指导性技术文件规定了圆柱齿轮的检测实施规范。柱齿轮的检测实施规范。渐开线渐开线圆柱齿圆柱齿轮的精轮的精度度

2、检检测标准测标准体系体系 由于齿轮不仅是一种产品，更是一种商品，所以，齿由于齿轮不仅是一种产品，更是一种商品，所以，齿轮精度标准的应用主要遵循供需双方协商一致的原则。上轮精度标准的应用主要遵循供需双方协商一致的原则。上述各项国家标准都不具有强制性。述各项国家标准都不具有强制性。渐开线圆柱齿轮精度标准及应用渐开线圆柱齿轮精度标准及应用3国标适用的范围：国标适用的范围：4齿轮精度设计的主要任务：齿轮精度设计的主要任务：确定精度等级、精度项目、精度项目数值；确定精度等级、精度项目、精度项目数值；齿轮配合的选用，既计算侧隙，确定齿厚极限偏差代号；齿轮配合的选用，既计算侧隙，确定齿厚极限偏差代号；齿坯精

3、度的确定；齿坯精度的确定；绘制齿轮工作图。绘制齿轮工作图。接触斑点的确定；接触斑点的确定；56(1)(1)精度等级的选择精度等级的选择 GB/T 10095.1、22008规定了齿轮的规定了齿轮的13个精度等级个精度等级（GB/T 10095.22001中的 只规定了412共9个精度等级），即即0、1、2、12级。级。0 0级精度最高，级精度最高，1212级精度最低。各级精度最低。各精度项目的标准数值可查阅相应国标。精度项目的标准数值可查阅相应国标。02级精度的齿轮对制造工艺与检测水平要求极高，是保留作为待发展的精度等级；35级精度称为高精度等级；69级精度称为中等精度等级，使用最多；1012

4、级精度称为低精度等级；5级精度是确定齿轮各项允许值计算式的基础级。齿轮的精度等级应根据齿轮的用途、使用要求、传递功率、圆齿轮的精度等级应根据齿轮的用途、使用要求、传递功率、圆周速度以及其他技术要求而定，同时要考虑加工工艺与经济性。周速度以及其他技术要求而定，同时要考虑加工工艺与经济性。1.精度等级、精度项目的选择精度等级、精度项目的选择7计算法计算法选择精度等级的方法有选择精度等级的方法有计算法计算法和和类比法类比法：按产品性能对齿轮提出的具体使用要求，计算选定精度等级。已知传动链末端元件传动的精度要求：按传动链误差传递规律，分配各级已知传动链末端元件传动的精度要求：按传动链误差传递规律，分配

5、各级 齿轮副的传动精度要求，计算出允齿轮副的传动精度要求，计算出允 许的转角误差（推算出切向综合总许的转角误差（推算出切向综合总 误差），确定其传动准确性指标精误差），确定其传动准确性指标精 度等级；度等级；已知传动装置所允许的振动：在确定装置的动态特性过程中，根据机械动已知传动装置所允许的振动：在确定装置的动态特性过程中，根据机械动 力学和机械振动学并考虑振动、噪声及圆周力学和机械振动学并考虑振动、噪声及圆周 速度计算，确定传动平稳性指标精度等级；速度计算，确定传动平稳性指标精度等级；已知承载要求：按所承受的转矩及使用寿命，经齿面接触强度计算，确定已知承载要求：按所承受的转矩及使用寿命，经齿

6、面接触强度计算，确定 其承载能力精度等级其承载能力精度等级 8 设计者根据齿轮传动的用途和工作条件的不同，通常是根据齿轮传动性能的主要要求，首先确定精度要求高的使用要求的评定指标精度等级，然后再确定其余评定指标的精度等级。由于齿轮传动中受力的动态情况很复杂，所以用计算由于齿轮传动中受力的动态情况很复杂，所以用计算法来确定精度有它复杂的因素。大多数情况下，精度等级法来确定精度有它复杂的因素。大多数情况下，精度等级是用类比法来确定的。是用类比法来确定的。类比法类比法 按已有的经验资料，设计类似的齿轮传动时可以采用相近的精按已有的经验资料，设计类似的齿轮传动时可以采用相近的精度等级。度等级。各类机械

7、产品中的齿轮常用的精度等级范围见表各类机械产品中的齿轮常用的精度等级范围见表1-1。49级齿轮的切齿方法、应用范围及与传动平稳的精度等级相适应级齿轮的切齿方法、应用范围及与传动平稳的精度等级相适应的齿轮圆周速度范围见表的齿轮圆周速度范围见表1-2，可供设计时参考。，可供设计时参考。9表表1-1 1-1 各类机械产品中的齿轮常用的精度等级范围各类机械产品中的齿轮常用的精度等级范围10表表1-21-2 4 49 9级齿轮的切齿方法、应用范围及与传动平稳的级齿轮的切齿方法、应用范围及与传动平稳的精度等级相适应的齿轮圆周速度范围精度等级相适应的齿轮圆周速度范围11(2)(2)精度项目的选择精度项目的选

8、择 精密项目的选用主要考虑精度级别、项目间的协调、精密项目的选用主要考虑精度级别、项目间的协调、生产批量和检测费用等因素。见生产批量和检测费用等因素。见表表1-31-3到到表表1-71-7。精度等级较高的齿轮：应该选用同侧齿面的精度项目，如齿廓精度等级较高的齿轮：应该选用同侧齿面的精度项目，如齿廓 公差、齿距公差、齿线公差、切向综合公差、齿距公差、齿线公差、切向综合 公差等；公差等；精度等级较低的齿轮：可以选用径向综合公差或径向跳动公差精度等级较低的齿轮：可以选用径向综合公差或径向跳动公差 等双侧齿面的精度项目。因为同侧齿面等双侧齿面的精度项目。因为同侧齿面 的精度项目比较接近齿轮的实际工作状

9、的精度项目比较接近齿轮的实际工作状 态，而双侧齿面的精度项目受非工作齿态，而双侧齿面的精度项目受非工作齿 面精度的影响，反映齿轮实际工作状态面精度的影响，反映齿轮实际工作状态 的可靠性较差。的可靠性较差。生产批量较大时：宜采用综合性项目，如切向综合公差和径向生产批量较大时：宜采用综合性项目，如切向综合公差和径向 综合公差，以减少测量费用。综合公差，以减少测量费用。12表表1-31-3 齿轮精度项目齿轮精度项目13表表1-41-4 齿轮安装精度项目齿轮安装精度项目14表表1-51-5 各精度项目与齿轮传动功能要求的关系各精度项目与齿轮传动功能要求的关系 15表表1-61-6 各类齿轮推荐选用的精

10、度项目组合各类齿轮推荐选用的精度项目组合 切向综合公差（切向综合公差（，），齿廓、齿线的形状公差和倾斜极限偏差（），齿廓、齿线的形状公差和倾斜极限偏差（、）都不是必检的项目。）都不是必检的项目。16表表1-71-7 各精度项目组合的测量器具各精度项目组合的测量器具17说明：说明：GB/T 10095.12008还规定，根据供需双方的协议，齿轮的工作还规定，根据供需双方的协议，齿轮的工作齿面和非工作齿面可以给出不同的精度等级。也可以只给出工作齿齿面和非工作齿面可以给出不同的精度等级。也可以只给出工作齿面的精度等级，而不对非工作齿面提出精度要求。面的精度等级，而不对非工作齿面提出精度要求。必须指出

11、，在齿轮精度设计时，如果必须指出，在齿轮精度设计时，如果GB/T 10095.12008中某个中某个精度项目给出了某级精度而无其他规定时，则该齿轮的同侧齿面的精度项目给出了某级精度而无其他规定时，则该齿轮的同侧齿面的各精度项目（齿廓各精度项目（齿廓 ，齿距，齿距 、，齿线，齿线 等）均按该精度等）均按该精度等级确定其公差或极限偏差值。等级确定其公差或极限偏差值。此外，此外，GB/T 10095.22008规定的径向综合公差（规定的径向综合公差（、）和径）和径向跳动公差（向跳动公差（）不一定要选用）不一定要选用与与GB/T 10095.12008规规定的同侧定的同侧齿面的精度项目相同的精度等级。

12、因此，在技术文件中说明齿轮精齿面的精度项目相同的精度等级。因此，在技术文件中说明齿轮精度等级时，应注明标准编号。度等级时，应注明标准编号。18关于齿轮精度等级标注建议如下：关于齿轮精度等级标注建议如下：若齿轮的检验项目同为某一精度等级时，可标注精度等级和标若齿轮的检验项目同为某一精度等级时，可标注精度等级和标准号。如齿轮检验项目同为准号。如齿轮检验项目同为7级，则标注为：级，则标注为：若齿轮检验项目的精度等级不同时，如齿廓总误差若齿轮检验项目的精度等级不同时，如齿廓总误差 为为6级，级，而齿距累积总误差而齿距累积总误差 和齿线总误差和齿线总误差 均为均为7级时，则标注为：级时，则标注为：7 G

13、B/T 10095.120087 GB/T 10095.22008 6（）、）、7（、）GB/T 10095.12008 192.接触斑点接触斑点 实际现场中还可以用轮齿的接触斑点的检验来控制齿轮轮齿在实际现场中还可以用轮齿的接触斑点的检验来控制齿轮轮齿在齿宽方向上的齿向精度，以保证满足承载能力的要求。接触斑点是齿宽方向上的齿向精度，以保证满足承载能力的要求。接触斑点是由由GB/Z 18620.42002规定的。规定的。接触斑点的接触斑点的评定用百分评定用百分比来确定：比来确定：接触斑点包括形状、接触斑点包括形状、位置、大小三方面位置、大小三方面的要求。的要求。沿齿宽方向沿齿宽方向接触斑点长度

14、接触斑点长度 与工作长度与工作长度 之比之比沿齿高方向沿齿高方向接触斑点高度接触斑点高度 与工作高度与工作高度 之比之比20表表1-8 1-8 直齿齿轮的接触斑点（直齿齿轮的接触斑点（GB/Z 18620.4GB/Z 18620.420082008）例如，某直齿齿轮的接触斑点中，高度 的斑点长度 ，高度 的斑点长度 ，则由上表可知，该齿轮属于7级或8级精度。21 接触斑点是将被测齿轮与测量齿轮安装在具有中心距要求的机接触斑点是将被测齿轮与测量齿轮安装在具有中心距要求的机架上，在轻载的作用下对滚，使一个齿轮轮齿上的印痕涂料转移到架上，在轻载的作用下对滚，使一个齿轮轮齿上的印痕涂料转移到相配齿轮的

15、轮齿上，再根据涂料转移后的斑点状况相配齿轮的轮齿上，再根据涂料转移后的斑点状况评定轮齿的载荷评定轮齿的载荷分布均匀性分布均匀性的一种方法。的一种方法。接触斑点的检验简易快捷，测试结果的可再现性等特点。特别适用于大型齿轮、圆锥齿轮和航天齿轮。必要时，也可直接检验相配齿轮副的接触斑点。由于实际接触斑点的形状常常与前面所示的不同，其评估结果更多地取决于实际经验。因此，接触斑点的评定不能替代标准规定的精度项目的评定。22(1)(1)最小法向侧隙的确定最小法向侧隙的确定 最小法向侧隙的确定主要考虑齿轮配合工作时的温度变化和润最小法向侧隙的确定主要考虑齿轮配合工作时的温度变化和润滑方式、齿轮的圆周速度，而

16、滑方式、齿轮的圆周速度，而不按齿轮的精度等级选定不按齿轮的精度等级选定。3.配合的选用配合的选用就是合理侧隙的选用为补偿温升引起的热变形所必需的法向侧隙为补偿温升引起的热变形所必需的法向侧隙jn123为保证正常润滑所必需的法向侧隙为保证正常润滑所必需的法向侧隙jn2 取决于润滑方式和齿轮的圆周速度。取决于润滑方式和齿轮的圆周速度。齿轮的最小法向侧隙：齿轮的最小法向侧隙：jnminjn1+jn2 当最小法向侧隙和齿轮制造和安装精度确定后，最大法向侧隙自然形成，一般不必再计算。但是对精密读数机构或对回转角有严格要求的齿轮副，可按规定的公式加以验算，实际值应不超过理论计算值。表表1-9 1-9 对于

17、中、大模数齿轮最小法向侧隙的推荐值（对于中、大模数齿轮最小法向侧隙的推荐值（GB/Z 18620.22008GB/Z 18620.22008）24(2)(2)齿厚极限偏差的确定齿厚极限偏差的确定 齿厚上偏差的确定齿厚上偏差的确定 齿厚上偏差，不仅要保证齿轮配合工作所需要的最小法向极限齿厚上偏差，不仅要保证齿轮配合工作所需要的最小法向极限侧隙侧隙jnmin，同时还要补偿其他误差（如齿距、齿向、轴线平行度等），同时还要补偿其他误差（如齿距、齿向、轴线平行度等）所引起的侧隙减小量所引起的侧隙减小量Jn。25 两互啮齿轮齿厚上偏差值（两互啮齿轮齿厚上偏差值（、）之和可由）之和可由 、按下式计算得到按下

18、式计算得到若取若取 ，则，则26 齿厚下偏差的确定齿厚下偏差的确定 齿厚下偏差齿厚下偏差Esni由齿厚上偏差由齿厚上偏差Esns与齿厚公差与齿厚公差Tsn求得，即求得，即Esni=Esns-Tsn。齿厚公差的计算式为齿厚公差的计算式为 法向最小侧隙（法向齿厚公差）的选择，与轮齿的精法向最小侧隙（法向齿厚公差）的选择，与轮齿的精度无关。度无关。在很多应用场合，允许用放宽的齿厚公差或工作侧隙。这样做不会影响齿轮的性能和承载能力，却可以获得较经济的制造成本。除非十分必要，不应该采用很紧的齿厚公差，这对制造成本有很大的影响。如果出于工作运行的原因必须控制最大侧隙时，则须对各影响因素仔细研究，对有关齿轮

19、的精度等级、中心距公差和测量方法予以仔细规定。27表表1-10 1-10 渐开线圆柱齿轮的渐开线圆柱齿轮的b br r的推荐值的推荐值注：查IT值的主参数为分度圆直径尺寸。28 大模数齿轮，在生产中通常测量齿厚；中、小模数齿轮，在成大模数齿轮，在生产中通常测量齿厚；中、小模数齿轮，在成批生产中，一般测量公法线长度。批生产中，一般测量公法线长度。齿厚合格条件为：齿厚合格条件为：用公法线评定时，满足的条件为：用公法线评定时，满足的条件为：以上关于齿轮配合的项目基本上于齿轮本身精度无关。齿轮配合项目及其合格条件见表1-11。29表表1-11 1-11 齿轮配合精度齿轮配合精度304.齿坯精度齿坯精度

20、 齿坯的精度对切齿工序的精度有很大的影响。适当提高齿坯精齿坯的精度对切齿工序的精度有很大的影响。适当提高齿坯精度，可以获得较高的齿轮精度，而且比提高切齿工序的精度更为经度，可以获得较高的齿轮精度，而且比提高切齿工序的精度更为经济。济。齿坯是指在切齿工序前的工件（或毛坯）。由于齿轮的齿廓、齿距和齿向等精度指标的定义，只有在明确其特定的旋转轴线时才有意义。因此，齿坯的精度要求主要是齿坯的精度要求主要是指明基准轴线并给出相关要素的形位公差要求，并将这些指明基准轴线并给出相关要素的形位公差要求，并将这些精度要求明确标注在齿轮图样上。精度要求明确标注在齿轮图样上。31 图中除了基准要素以外，其他标注形位

21、公差要求的是切齿加工时的定位面或找正面。形位公差值、表面粗糙度可见表1-13和表1-14。一个长圆柱（锥）面的轴线；一个长圆柱（锥）面的轴线；两个短圆柱（锥）面（一般为轴承安装轴径的轴两个短圆柱（锥）面（一般为轴承安装轴径的轴线）的公共轴线；线）的公共轴线；垂直于一个端平面而且通过一个短圆柱面圆心的垂直于一个端平面而且通过一个短圆柱面圆心的轴线。轴线。齿坯的主齿坯的主要工作基要工作基准线准线3233表表1-13 1-13 渐开线圆柱齿轮的齿坯形位公差的推荐值渐开线圆柱齿轮的齿坯形位公差的推荐值表表1-14 1-14 渐开线圆柱齿轮各表面的表面粗糙度渐开线圆柱齿轮各表面的表面粗糙度RaRa的推荐

22、值的推荐值3435例例1-1 1-1 若已知某普通机床内一对渐开线直齿圆柱齿轮副的模若已知某普通机床内一对渐开线直齿圆柱齿轮副的模数数 ，小齿轮齿数，小齿轮齿数 ，大齿轮齿数，大齿轮齿数 ，齿宽，齿宽 ，中心距，中心距 主动齿轮（小齿主动齿轮（小齿轮）的转速轮）的转速 。试确定主动齿轮的精度等级。试确定主动齿轮的精度等级和精度项目，列出其公差或极限偏差值，以及齿厚极限偏和精度项目，列出其公差或极限偏差值，以及齿厚极限偏差和齿坯精度要求。差和齿坯精度要求。5.应用举例应用举例36解解：（1）确定齿轮的精度等级确定齿轮的精度等级由表由表1-15选定该齿轮选定该齿轮为为8级精度。并确定级精度。并确定

23、GB/T 10095.12008和和GB/T 10095.22008中的各精度项中的各精度项目具有相同的精度目具有相同的精度等级。等级。对于普通机床的齿轮传动，对传动的平稳性要求比其它几个使对于普通机床的齿轮传动，对传动的平稳性要求比其它几个使用要求要高，故可按其圆周速度确定精度等级。用要求要高，故可按其圆周速度确定精度等级。齿轮的圆周速度齿轮的圆周速度表表1-151-15 各级精度齿轮的切齿方法和应用范围各级精度齿轮的切齿方法和应用范围37（2）选定齿轮的精度项目及公差值选定齿轮的精度项目及公差值 参照表六中的推荐，选定参照表六中的推荐，选定 三个评定指标。并分三个评定指标。并分别查附表得到

24、它们各自的公差值。别查附表得到它们各自的公差值。表表1-161-16 各类齿轮推荐选用的精度项目组合各类齿轮推荐选用的精度项目组合 主动轮（小齿轮）参数：主动轮（小齿轮）参数：故查得的评定指标公差值为：故查得的评定指标公差值为：38（3）确定最小法向侧隙）确定最小法向侧隙jnmin及齿厚极限偏差及齿厚极限偏差 中心距中心距 ，参考表九中的推荐，参考表九中的推荐，。表表1-17 1-17 对于中、大模数齿轮最小法向侧隙的推荐值（对于中、大模数齿轮最小法向侧隙的推荐值（GB/Z 18620.22002GB/Z 18620.22002）其它误差引起的侧隙最小减小量为：其它误差引起的侧隙最小减小量为：由由 可查附表可查附表：则则39齿厚上偏差为齿厚上偏差为查附表可得查附表可得则则齿厚公差为齿厚公差为查表十可得查表十可得查附查附表可表可得得则则齿厚下偏差为齿厚下偏差为40 根据附表分别选用齿轮有关表面的形位公差和表面粗糙度要求根据附表分别选用齿轮有关表面的形位公差和表面粗糙度要求后，跟前面设计的内容，一并标入齿轮工作图中。后，跟前面设计的内容，一并标入齿轮工作图中。公差配合与测量技术公差配合与测量技术谢谢观看！