渐开线园柱齿轮精度及检测.ppt

第第1111章章 渐开线圆柱齿轮精度及检测渐开线圆柱齿轮精度及检测本章主要内容本章主要内容本章主要内容本章主要内容 1 1齿轮传动的使用要求；齿轮传动的使用要求；2 2齿轮加工误差概述及其检测；齿轮加工误差概述及其检测；3 3齿轮误差项目、公差组及检验组；齿轮误差项目、公差组及检验组；4 4齿轮副误差和检验项目；齿轮副误差和检验项目；5 5渐渐开开线线圆圆柱柱齿齿轮轮精精度度标标准准、齿齿轮轮副副侧侧隙隙、齿坯精度；齿坯精度；6.6.齿轮公差的图样标注；齿轮公差的图样标注；7.7.渐开线圆柱齿轮新国家标准简介。渐开线圆柱齿轮新国家标准简介。第第1111章章 渐开线圆柱齿轮精度及检测渐开线圆柱齿轮精度及检测学学 习习 指指 导导 本章学习目的是了解渐开线圆柱齿轮的本章学习目的是了解渐开线圆柱齿轮的公差标准及其应用。学习要求是了解具有互公差标准及其应用。学习要求是了解具有互换性的齿轮和齿轮副必须满足的四项使用要换性的齿轮和齿轮副必须满足的四项使用要求；通过分析各种加工误差对齿轮传动使用求；通过分析各种加工误差对齿轮传动使用要求的影响，理解渐开线齿轮精度标准所规要求的影响，理解渐开线齿轮精度标准所规定的各项公差及极限偏差的定义和作用；初定的各项公差及极限偏差的定义和作用；初步掌握齿轮精度等级和检验项目的选用以及步掌握齿轮精度等级和检验项目的选用以及确定齿轮副侧隙的大小的方法；掌握齿轮公确定齿轮副侧隙的大小的方法；掌握齿轮公差在图样上的标注。差在图样上的标注。第第1111章章 渐开线圆柱齿轮精度及检测渐开线圆柱齿轮精度及检测11.1 11.1 11.1 11.1 概述概述概述概述齿齿轮轮的的主主要要功功能能是是传传递递运运动动和和动动力力，作作为为现现代代产产品品中中应应用用极极为为广广泛泛的的元元件件，对对其其使使用用要要求求主主要要规规定定了了下下述述四个方面：四个方面：传传递递运运动动的的准准确确性性：运运动动精精度度。为为了了保保证证齿齿轮轮传传动动的的运运动动精精度度，应应限限制制齿齿轮轮一一转转中中最最大大转转角角误误差差ii 。从而保障从动件和主动件运动协调一致；从而保障从动件和主动件运动协调一致；传传动动的的平平稳稳性性：运运动动平平稳稳性性精精度度。要要求求齿齿轮轮运运转转平平稳稳，没没有有冲冲击击、振振动动和和噪噪声声。要要限限制制一一齿齿距距角角范范围内转角误差的最大值围内转角误差的最大值i i R R 。载载荷荷分分布布的的均均匀匀性性：接接触触精精度度。要要求求齿齿轮轮在在接接触触过过程程中中，载载荷荷分分布布要要均均匀匀，接接触触良良好好，以以免免引引起起应应力集中，造成局部磨损，影响齿轮的使用寿命。力集中，造成局部磨损，影响齿轮的使用寿命。11.1 概述概述传动侧隙：传动侧隙：齿侧间隙齿侧间隙。在齿轮传动过程中，非接。在齿轮传动过程中，非接触面一定要有合理的间隙。一方面为了贮存润滑油，触面一定要有合理的间隙。一方面为了贮存润滑油，一方面为了补偿齿轮的制造、变形误差、安装误差。一方面为了补偿齿轮的制造、变形误差、安装误差。(否则造成齿轮在传动过程的卡死或烧伤否则造成齿轮在传动过程的卡死或烧伤)上述上述4 4项要求，前项要求，前3 3项是针对齿轮本身提出的，第项是针对齿轮本身提出的，第4 4项项是对齿轮副的要求。对于不同用途、不同工作条件的是对齿轮副的要求。对于不同用途、不同工作条件的齿轮其侧重点也应有所不同。齿轮其侧重点也应有所不同。对于分度机构或仪器仪表中读数机构的齿轮，齿轮对于分度机构或仪器仪表中读数机构的齿轮，齿轮一转中的转角误差不超过一转中的转角误差不超过1122，甚至是几秒，甚至是几秒，此时，传递运动准确性是主要的；当需要可逆传动此时，传递运动准确性是主要的；当需要可逆传动时，应对齿侧间隙加以限制，以减少反转时的空程时，应对齿侧间隙加以限制，以减少反转时的空程误差。误差。11.1 概述概述对于高速、大功率传动装置中用的齿轮，如汽轮机对于高速、大功率传动装置中用的齿轮，如汽轮机减速器上的齿轮，圆周速度高，传递功率大，其运减速器上的齿轮，圆周速度高，传递功率大，其运动精度、工作平稳性精度及接触精度要求都很高，动精度、工作平稳性精度及接触精度要求都很高，特别是瞬时传动比的变化要求小，以减少振动和噪特别是瞬时传动比的变化要求小，以减少振动和噪声；声；对于轧钢机、起重机、运输机、透平机等低速重载对于轧钢机、起重机、运输机、透平机等低速重载机械，传递动力大，但圆周速度不高，故齿轮接触机械，传递动力大，但圆周速度不高，故齿轮接触精度要求较高，既主要要求载荷分布均匀性，同时精度要求较高，既主要要求载荷分布均匀性，同时要求齿侧间隙也应足够大，而对其运动精度则要求要求齿侧间隙也应足够大，而对其运动精度则要求不高。不高。通常的汽车、拖拉机及机床的变速箱齿轮往往考虑通常的汽车、拖拉机及机床的变速箱齿轮往往考虑运动平稳性，以降低噪声。运动平稳性，以降低噪声。11.1 概述概述影响上述影响上述4 4项要求的误差因素，主要包括齿轮的项要求的误差因素，主要包括齿轮的加工加工（制造）误差和齿轮副的安装（制造）误差和齿轮副的安装误差。误差。为了便于分析齿轮的各种制造误差对齿轮传动质量的为了便于分析齿轮的各种制造误差对齿轮传动质量的影响，按误差相对于齿轮的方向特征，可分为影响，按误差相对于齿轮的方向特征，可分为径向误径向误径向误径向误差差差差、切向误差切向误差切向误差切向误差和和轴向误差轴向误差轴向误差轴向误差；齿轮为圆周分度零件，其误差具有周期性，按误差在齿轮为圆周分度零件，其误差具有周期性，按误差在齿轮一转中是否多次出现，即在齿轮一转中出现的周齿轮一转中是否多次出现，即在齿轮一转中出现的周期或频率，可分为以齿轮一转为周期的期或频率，可分为以齿轮一转为周期的长周期误差长周期误差长周期误差长周期误差，或或低频误差低频误差低频误差低频误差，它主要影响传递运动的准确性；以及以，它主要影响传递运动的准确性；以及以齿轮一齿为周期的齿轮一齿为周期的短周期误差短周期误差短周期误差短周期误差，或，或高频误差高频误差高频误差高频误差，它主要，它主要影响工作平稳性。影响工作平稳性。11.2 齿轮加工误差及其检测齿轮加工误差及其检测在在机机械械制制造造中中，齿齿轮轮的的加加工工方方法法按按齿齿廓廓的的形形成成原原理理可分成：可分成：范成法范成法：滚齿机上用滚刀切割滚齿加工。：滚齿机上用滚刀切割滚齿加工。仿形法仿形法：铣床上用成型铣刀加工。：铣床上用成型铣刀加工。范成法加工产生误差：范成法加工产生误差：1)1)齿轮孔几何中心与加工时旋转中心不重合齿轮孔几何中心与加工时旋转中心不重合几何偏心几何偏心e e几几2)2)分度蜗轮安装偏心及加工误差分度蜗轮安装偏心及加工误差运动偏心运动偏心e e运运(上述两项产生齿轮误差以齿轮一转为周期上述两项产生齿轮误差以齿轮一转为周期-长周期误差长周期误差)3)3)传动链高频误差传动链高频误差4)4)滚刀安装误差滚刀安装误差e e刀刀和滚刀加工误差和滚刀加工误差(上述两项产生齿轮误差在齿轮一转中多次重复出现，是上述两项产生齿轮误差在齿轮一转中多次重复出现，是短周期误差，即高频误差短周期误差，即高频误差)图：范成法加工齿轮图：范成法加工齿轮1234e几几e运运e刀刀e蜗杆蜗杆oooooooo机床工作台回转轴线机床工作台回转轴线oo 工件孔轴线工件孔轴线 oo分度蜗轮几何轴线分度蜗轮几何轴线1-1-分度蜗轮分度蜗轮2-2-分度蜗杆分度蜗杆3-3-滚刀滚刀4-4-工件齿坯工件齿坯11.2 齿轮加工误差及其检测齿轮加工误差及其检测以滚切直齿圆柱齿轮为例，分析在切齿过程中所产生以滚切直齿圆柱齿轮为例，分析在切齿过程中所产生的主要加工误差的主要加工误差 。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几几)，也称几何偏也称几何偏心，是齿坯在机床上安装时，齿坯基准轴线心，是齿坯在机床上安装时，齿坯基准轴线O O1 1O O1 1与与工作台回转轴线工作台回转轴线OOOO不重合形成的偏心不重合形成的偏心e e。加工时，加工时，滚刀轴线与工作台回转轴线滚刀轴线与工作台回转轴线OOOO距离保持不变，但与距离保持不变，但与齿坯基准轴线齿坯基准轴线O O1 1O O1 1的距离不断变化（最大变化量为的距离不断变化（最大变化量为2e2e）。）。使齿轮一边齿高增大（轮齿变得瘦尖），另使齿轮一边齿高增大（轮齿变得瘦尖），另一边齿高减小（轮齿变得粗肥），滚切成如图所示一边齿高减小（轮齿变得粗肥），滚切成如图所示的齿轮，使齿面位置相对于齿轮基准中心在径向发的齿轮，使齿面位置相对于齿轮基准中心在径向发生了变化，故称为径向误差。工作时产生以一转为生了变化，故称为径向误差。工作时产生以一转为周期的转角误差，使传动比不断改变。周期的转角误差，使传动比不断改变。11.2 齿轮加工误差及其检测齿轮加工误差及其检测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(e运运)。O”O”O”O”为机床分度蜗轮的轴线，它与机床心轴的轴为机床分度蜗轮的轴线，它与机床心轴的轴线线OOOO不重合，形成安装偏心不重合，形成安装偏心e e运运。这时尽管螺这时尽管螺杆匀速旋转，蜗杆与蜗轮啮合节点的线速度相同，杆匀速旋转，蜗杆与蜗轮啮合节点的线速度相同，但由于蜗轮上的半径不断改变，从而使蜗轮和齿坯但由于蜗轮上的半径不断改变，从而使蜗轮和齿坯产生不均匀回转，角速度在（产生不均匀回转，角速度在（+）和（和（-）之间，以一转为周期变化。之间，以一转为周期变化。e e运运使工作台按使工作台按正弦规律以一转为周期时快时慢旋转，使齿轮产生正弦规律以一转为周期时快时慢旋转，使齿轮产生的偏心误差称为的偏心误差称为运动偏心运动偏心。运动偏心并不产生径运动偏心并不产生径向误差，而使齿轮产生切向误差。向误差，而使齿轮产生切向误差。以上两项误差均以齿坯一转为周期，是长周期误差。以上两项误差均以齿坯一转为周期，是长周期误差。它影响齿轮的运动均匀性。它影响齿轮的运动均匀性。11.2 齿轮加工误差及其检测齿轮加工误差及其检测机机床床分分度度蜗蜗轮轮的的安安装装偏偏心心（e e蜗蜗杆杆）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（齿齿坯坯）一一转转中中产产生生n n次次误误差差。这这些些都都是是机床传动链的高频误差机床传动链的高频误差。滚滚刀刀偏偏心心（e e刀刀）、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牙牙，则则在在齿齿坯坯一一转转中中产产生生z z次次误误差差。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加工工齿齿轮轮的的每每一一齿齿上上，使使之之产产生生基基节节偏偏差差和和齿齿形形误误差。差。11.2 齿轮加工误差及其检测齿轮加工误差及其检测以以上上两两项项误误差差在在齿齿坯坯一一转转中中多多次次重重复复出出现现，为为短短周周期期误误差差或或高高频频误误差差。此此误误差差会会引引起起齿齿轮轮瞬瞬时时传传动动比比的的急急剧剧变变化化，影影响响齿齿轮轮的的工工作作平平稳稳性性，在在高高速速传传动动中中，将将产生振动和噪声。产生振动和噪声。按按齿齿轮轮各各项项误误差差对对齿齿轮轮传传动动使使用用性性能能的的主主要要影影响响，将将齿轮加工误差划分为三组：齿轮加工误差划分为三组：影响运动准确性的误差；影响运动准确性的误差；影响传动平稳性的误差；影响传动平稳性的误差；影响载荷分布均匀性的误差。影响载荷分布均匀性的误差。11.2 齿轮加工误差及其检测齿轮加工误差及其检测影影响响运运动动准准确确性性的的误误差差包包括括下下面面的的五五项项，它它们们也也是是运运动精度动精度(齿轮传递运动的准确性齿轮传递运动的准确性)的评定指标：的评定指标：切向综合误差（切向综合误差（FF i i）-单啮仪单啮仪 齿距累积误差（齿距累积误差（FFp p）-万能测齿仪相对测量万能测齿仪相对测量 及及K K个齿距累积误差（个齿距累积误差（FFpkpk）齿圈径向跳动（齿圈径向跳动（F Fr r）-齿圈径向跳动检查仪齿圈径向跳动检查仪 径向综合误差（径向综合误差（F Fi i）-双啮仪双啮仪 公法线长度变动（公法线长度变动（F Fw w）-公法线千分尺公法线千分尺11.2.1 11.2.1 影响运动准确性的误差影响运动准确性的误差11.2 齿轮加工误差及其检测齿轮加工误差及其检测切向综合误差（切向综合误差（FF i i）指被测齿轮与理想精确的测指被测齿轮与理想精确的测量齿轮单面啮合时，在被测齿轮一转内，实际转角与量齿轮单面啮合时，在被测齿轮一转内，实际转角与公称转角之差的总幅度值。它以分度圆弧长计值。公称转角之差的总幅度值。它以分度圆弧长计值。FFi i是指在齿轮单面啮合情况下测得的齿轮一转内转角是指在齿轮单面啮合情况下测得的齿轮一转内转角误差的总幅度值，该误差是几何偏心、运动偏心加工误差误差的总幅度值，该误差是几何偏心、运动偏心加工误差的综合反映，因而是评定齿轮传递运动准确性的最佳综合的综合反映，因而是评定齿轮传递运动准确性的最佳综合评定指标。评定指标。但因切向综合误差是在齿轮单面啮合综合检查仪（简称单但因切向综合误差是在齿轮单面啮合综合检查仪（简称单啮仪）上进行测量的，单啮仪结构复杂，价格昂贵，在生啮仪）上进行测量的，单啮仪结构复杂，价格昂贵，在生产车间很少使用。产车间很少使用。11.2.1 11.2.1 影响运动准确性的误差影响运动准确性的误差11.2 齿轮加工误差及其检测齿轮加工误差及其检测齿距累积误差（齿距累积误差（FFp p ）是指在分度圆上，任意两个是指在分度圆上，任意两个同侧齿面间的实际弧长与公称弧长之差的最大绝对值。同侧齿面间的实际弧长与公称弧长之差的最大绝对值。K K个齿距累积误差（个齿距累积误差（FFpkpk）是指在分度圆上，是指在分度圆上，K K个齿距个齿距间的实际弧长与公称弧长之差的最大绝对值，间的实际弧长与公称弧长之差的最大绝对值，K K为为2 2到到小于小于Z Z2 2的整数。规定的整数。规定FFpkpk是为了限制齿距累积误差是为了限制齿距累积误差集中在局部圆周上。集中在局部圆周上。齿距累积误差反映了一转内任意个齿距的最大变化，它直齿距累积误差反映了一转内任意个齿距的最大变化，它直接反映齿轮的转角误差，是几何偏心和运动偏心的综合结接反映齿轮的转角误差，是几何偏心和运动偏心的综合结果。因而可以较为全面地反映齿轮的传递运动准确性，是果。因而可以较为全面地反映齿轮的传递运动准确性，是一项综合性的评定项目。但因为只在分度圆上测量，故不一项综合性的评定项目。但因为只在分度圆上测量，故不如切向综合误差反映的全面。如切向综合误差反映的全面。齿距累积误差可在万能测齿仪上用相对测量法测量。齿距累积误差可在万能测齿仪上用相对测量法测量。11.2.1 11.2.1 影响运动准确性的误差影响运动准确性的误差公称公称齿廓齿廓实际实际齿廓齿廓11.2 齿轮加工误差及其检测齿轮加工误差及其检测齿圈径向跳动（齿圈径向跳动（F Fr r）是指齿轮一转范围内，测头在是指齿轮一转范围内，测头在齿槽内与齿高中部双面接触，测头相对于齿轮轴线的齿槽内与齿高中部双面接触，测头相对于齿轮轴线的最大变动量。最大变动量。11.2.1 11.2.1 影响运动准确性的误差影响运动准确性的误差F Fr r主要是由几何偏心主要是由几何偏心（e e几几）引起的，它反映）引起的，它反映由于齿坯偏心引起的齿由于齿坯偏心引起的齿轮径向长周期误差，轮径向长周期误差，F Fr r=2e=2e几几。可用齿圈径。可用齿圈径向跳动检查仪测量，测向跳动检查仪测量，测头可以用球形或锥形。头可以用球形或锥形。11.2 齿轮加工误差及其检测齿轮加工误差及其检测径径向向综综合合误误差差（F Fi i）是是指指被被测测齿齿轮轮与与理理想想精精确确的的测测量量齿齿轮轮双双面面啮啮合合转转动动时时，在在被被测测齿齿轮轮一一转转内内，双双啮啮中中心心距距的的最最大大变变动动量。双啮中心距指被测齿轮与测量齿轮双面啮合时中心距量。双啮中心距指被测齿轮与测量齿轮双面啮合时中心距。当当被被测测齿齿轮轮的的齿齿廓廓存存在在径径向向误误差差及及一一些些短短周周期期误误差差（如如齿齿形形误误差差、基基节节偏偏差差等等）时时，若若它它与与测测量量齿齿轮轮保保持持双双面面啮啮合合转转动动，其其中中心心距距就就会会在在转转动动过过程程中中不不断断改改变变，因因此此，径径向向综综合合误误差差主主要要反映由几何偏心引起的径向误差及一些短周期误差。反映由几何偏心引起的径向误差及一些短周期误差。被被测测齿齿轮轮由由于于双双面面啮啮合合综综合合测测量量时时的的啮啮合合情情况况与与切切齿齿时时的的啮啮合合情情况况相相似似，能能够够反反映映齿齿轮轮坯坯和和刀刀具具安安装装调调整整误误差差，测测量量所所用用仪仪器器远远比比单单啮啮仪仪简简单单，操操作作方方便便，测测量量效效率率高高，故故在在大大批批量量生生产产中中应应用用很很普普通通。但但它它只只能能反反映映径径向向误误差差，且且测测量量状状况况与与齿齿轮轮实实际际工工作作状状况况不不完完全全相相符符。F Fi i通通常常使使用用齿齿轮轮双双面面啮啮合合综综合合检查仪（双啮仪）进行测量。检查仪（双啮仪）进行测量。11.2.1 11.2.1 影响运动准确性的误差影响运动准确性的误差11.2 齿轮加工误差及其检测齿轮加工误差及其检测公法线长度变动（公法线长度变动（F Fw w）是指在被测齿轮一周范围内，是指在被测齿轮一周范围内，实际公法线长度的最大值与最小值之差。实际公法线长度的最大值与最小值之差。F Fw w=W WmaxmaxW Wminmin11.2.1 11.2.1 影响运动准确性的误差影响运动准确性的误差公法线长度的变动说明齿廓沿基圆切公法线长度的变动说明齿廓沿基圆切线方向有误差，因此公法线长度变动线方向有误差，因此公法线长度变动可以反映滚齿时由运动偏心影响引起可以反映滚齿时由运动偏心影响引起的切向误差。即的切向误差。即F Fw w是由是由e e运运产生。由产生。由于测量公法线长度与齿轮基准轴线无于测量公法线长度与齿轮基准轴线无关，因此公法线长度变动可用公法线关，因此公法线长度变动可用公法线千分尺、公法线卡尺等测量。千分尺、公法线卡尺等测量。11.2 齿轮加工误差及其检测齿轮加工误差及其检测传传动动平平稳稳性性反反映映齿齿轮轮瞬瞬时时传传动动比比的的变变化化，影影响响齿齿轮轮传传动动平平稳稳性性的的误误差差主主要要是是短短周周期期误误差差，它它们们包包括括下下述述六六项，这些也是平稳性误差的评定指标。项，这些也是平稳性误差的评定指标。一齿切向综合误差（一齿切向综合误差（f i）一齿径向综合误差（一齿径向综合误差（fi）齿形误差（齿形误差（ff）渐开线检查仪渐开线检查仪 基节偏差（基节偏差（fpb）基节仪、万能测齿仪基节仪、万能测齿仪 齿距偏差齿距偏差（fpt）螺旋线波度误差（螺旋线波度误差（ff）11.2.2 11.2.2 影响传动平稳性的误差影响传动平稳性的误差11.2 齿轮加工误差及其检测齿轮加工误差及其检测一一齿齿切切向向综综合合误误差差（ff i i）是是指指实实测测齿齿轮轮与与理理想想精精确确的的测测量量齿齿轮轮单单面面啮啮合合时时，在在被被测测齿齿轮轮一一齿齿距距角角内内，实际转角与公称转角之差的最大幅度值实际转角与公称转角之差的最大幅度值 。ff i i主主要要反反映映由由刀刀具具和和分分度度蜗蜗杆杆的的安安装装及及制制造造误误差差所所造造成成的的，齿齿轮轮上上齿齿形形、齿齿距距等等各各项项短短周周期期综综合合误误差差，是是综综合合性性指指标标。其其测测量量仪仪器器与与测测量量FF i i相相同同，在在齿齿轮轮单单面面啮啮合合综综合合检检查查仪仪（简简称称单单啮啮仪仪）上上进进行行测测量量。如如图图所所示示，切切向向综综合合误误差差曲曲线线上上的的高高频频波波纹纹即即为为ff i i。11.2.2 11.2.2 影响传动平稳性的误差影响传动平稳性的误差11.2 齿轮加工误差及其检测齿轮加工误差及其检测一一齿齿径径向向综综合合误误差差（f fi i）是是指指被被测测齿齿轮轮与与理理想想精精确确的的测测量量齿齿轮轮双双面面啮啮合合时时，在在被被测测齿齿轮轮一一齿齿角角内内的的最最大变动量。大变动量。f fi i综合反映了由于刀具安装偏心及制造所产生的综合反映了由于刀具安装偏心及制造所产生的基节和齿形误差，属综合性项目。可在测量径向综合基节和齿形误差，属综合性项目。可在测量径向综合误差时得出，即从记录曲线上量得高频波纹的最大幅误差时得出，即从记录曲线上量得高频波纹的最大幅度值。由于这种测量受左右齿面的共同影响，因而不度值。由于这种测量受左右齿面的共同影响，因而不如一齿切向综合误差反映那么全面。不宜采用这种方如一齿切向综合误差反映那么全面。不宜采用这种方法来验收高精度的齿轮，但因在双啮仪上测量简单，法来验收高精度的齿轮，但因在双啮仪上测量简单，操作方便，故该项目适用于大批量生产的场合。操作方便，故该项目适用于大批量生产的场合。11.2.2 11.2.2 影响传动平稳性的误差影响传动平稳性的误差11.2 齿轮加工误差及其检测齿轮加工误差及其检测齿齿形形误误差差（f ff f）是是指指是是在在端端截截面面上上，齿齿形形工工作作部部分分内内（齿齿顶顶倒倒棱棱部部分分除除外外），包包容容实实际际齿齿形形且且距距离离为为最最小小的的两两条条设设计计齿齿形形间间的的法法向向距距离离。设设计计齿齿形形可可以以根根据据工作条件对理论渐开线进行修正为凸齿形或修缘齿形。工作条件对理论渐开线进行修正为凸齿形或修缘齿形。齿齿形形误误差差会会造造成成齿齿廓廓面面在在啮啮合合过过程程中中使使接接触触点点偏偏离离啮啮合合线线，引引起起瞬瞬时时传传动动比比的的变变化化，破破坏坏了了传传动动的的平平稳稳性性。并产生振动和噪声。并产生振动和噪声。齿齿形形误误差差（f ff f）可可在在渐渐开开线线检检查查仪仪上上测测量量。此此仪仪器器分为单圆盘式和万能式两种。分为单圆盘式和万能式两种。11.2.2 11.2.2 影响传动平稳性的误差影响传动平稳性的误差设计齿形设计齿形实际齿形实际齿形11.2 齿轮加工误差及其检测齿轮加工误差及其检测基基节节偏偏差差（f fpbpb）是是指指实实际际基基节节与与公公称称基基节节之之差差 。实实际际基基节节是是指指基基圆圆柱柱切切平平面面所所截截两两相相邻邻同同侧侧齿齿面面的的交交线之间的法向距离。线之间的法向距离。f fpbpb分常值基节偏差和变值基节偏差。基节偏差主要由刀分常值基节偏差和变值基节偏差。基节偏差主要由刀具误差引起，而与机床传动链误差无关。具误差引起，而与机床传动链误差无关。f fpbpb在齿轮一转中多次重复出现，误差频率等于齿数，称在齿轮一转中多次重复出现，误差频率等于齿数，称为齿频误差，它是影响传动的平稳性重要原因。为齿频误差，它是影响传动的平稳性重要原因。一对齿轮正常啮合时，当第一个轮齿尚未脱离啮合时，第一对齿轮正常啮合时，当第一个轮齿尚未脱离啮合时，第二个轮齿应进入啮合。当两齿轮基节相等时，这种啮合过二个轮齿应进入啮合。当两齿轮基节相等时，这种啮合过程将平稳地连续进行，若齿轮具有基节偏差，则这种啮合程将平稳地连续进行，若齿轮具有基节偏差，则这种啮合过程将被破坏，使瞬时速比发生变化，产生冲击、振动。过程将被破坏，使瞬时速比发生变化，产生冲击、振动。基节偏差可用基节仪或万能测齿仪进行测量。基节偏差可用基节仪或万能测齿仪进行测量。11.2.2 11.2.2 影响传动平稳性的误差影响传动平稳性的误差11.2 齿轮加工误差及其检测齿轮加工误差及其检测齿齿距距偏偏差差 （f fptpt ）是是指指在在分分度度圆圆上上，实实际际齿齿距距与与公公称齿距之差称齿距之差 。齿距偏差齿距偏差f fptpt 也将和基节偏差、齿形误差一样，在也将和基节偏差、齿形误差一样，在每一次转齿和换齿的啮合过程中产生转角误差。每一次转齿和换齿的啮合过程中产生转角误差。11.2.2 11.2.2 影响传动平稳性的误差影响传动平稳性的误差齿距偏差可在测量齿距齿距偏差可在测量齿距累积误差累积误差F Fp p的同时得的同时得到，即在万能测齿仪上到，即在万能测齿仪上用相对测量法测量。所用相对测量法测量。所以比较简单。该项偏差以比较简单。该项偏差主要由机床误差产生。主要由机床误差产生。11.2 齿轮加工误差及其检测齿轮加工误差及其检测螺螺旋旋线线波波度度误误差差（f ff f）是是指指宽宽斜斜齿齿轮轮齿齿高高中中部部实实际际齿齿向向线线（即即螺螺旋旋线线）波波纹纹的的最最大大波波幅幅。沿沿齿齿面面法法线线方向估值。方向估值。螺螺旋旋线线波波度度误误差差（f ff f）用用于于评评定定轴轴向向重重合合度度 1.251.25的的6 6级级及及高高于于6 6级级精精度度的的斜斜齿齿轮轮及及人人字字齿齿轮轮的的传传动动平平稳稳性性。这这种种齿齿轮轮主主要要用用于于汽汽轮轮机机减减速速器器。特特点点是功率大、速度高，传动平稳性要求特别高。是功率大、速度高，传动平稳性要求特别高。f ff f 主主要要由由机机床床分分度度蜗蜗杆杆副副和和滚滚刀刀进进给给丝丝杆杆的的周周期期误差引起。属于高频误差。误差引起。属于高频误差。11.2.2 11.2.2 影响传动平稳性的误差影响传动平稳性的误差11.2 齿轮加工误差及其检测齿轮加工误差及其检测齿轮工作时，两齿面接触良好，才能保证齿面上载荷分布均匀。齿轮工作时，两齿面接触良好，才能保证齿面上载荷分布均匀。理论上，一对轮齿在啮合过程中，若不考虑弹性变形影响，则理论上，一对轮齿在啮合过程中，若不考虑弹性变形影响，则由齿顶到齿根每瞬间都沿着全齿宽成一直线接触。由齿顶到齿根每瞬间都沿着全齿宽成一直线接触。实实际际上上，由由于于齿齿轮轮的的制制造造和和安安装装误误差差，啮啮合合时时在在齿齿长长方方向向并并不不是是沿沿全全齿齿宽宽接接触触。影影响响接接触触宽宽度度的的，直直齿齿轮轮是是齿齿向向误误差差，窄窄斜斜齿齿轮轮是是接接触触线线误误差差，宽宽斜斜齿齿轮轮是是轴轴向向齿齿距距偏偏差差。同同时时，在在齿齿高高方方向向上上，影影响响接接触触高高度度的的，直直齿齿轮轮和和窄窄斜斜齿齿轮轮是是齿齿形形误误差差和和基基节偏差，宽斜齿轮是接触线误差。节偏差，宽斜齿轮是接触线误差。影响载荷分布均匀性的误差主要包括下述三项：影响载荷分布均匀性的误差主要包括下述三项：齿向误差（齿向误差（F F）导程仪标准轨迹法导程仪标准轨迹法接触线误差（接触线误差（FFb b ）渐开线和螺旋线检查仪渐开线和螺旋线检查仪轴向齿距偏差（轴向齿距偏差（FFpxpx）光学机械仪器光学机械仪器 11.2.3 11.2.3 影响载荷分布均匀性的误差影响载荷分布均匀性的误差11.2 齿轮加工误差及其检测齿轮加工误差及其检测齿向误差（齿向误差（F F）：在分度圆柱面上，齿宽有效部分在分度圆柱面上，齿宽有效部分范围内（端部倒角部分除外），包容实际齿线且距离范围内（端部倒角部分除外），包容实际齿线且距离为最小的两条设计齿向线之间的端面距离。齿向误差为最小的两条设计齿向线之间的端面距离。齿向误差包括齿向线的方向偏差和形状误差。包括齿向线的方向偏差和形状误差。齿向线是齿面和分度圆柱面的交线。通常直齿轮的齿齿向线是齿面和分度圆柱面的交线。通常直齿轮的齿向线为直线，斜齿轮的齿向线是螺旋线。向线为直线，斜齿轮的齿向线是螺旋线。齿向误差（齿向误差（F F）主要是由齿坯端面跳动和刀架导轨主要是由齿坯端面跳动和刀架导轨倾斜引起的。倾斜引起的。齿向误差是用导程仪采用标准轨迹法测量。齿向误差是用导程仪采用标准轨迹法测量。11.2.3 11.2.3 影响载荷分布均匀性的误差影响载荷分布均匀性的误差11.2 齿轮加工误差及其检测齿轮加工误差及其检测接触线误差（接触线误差（FFb b ）是指是指平行于公称接触线并包容实平行于公称接触线并包容实际接触线的两包容线的法向距离。际接触线的两包容线的法向距离。接触线误差主要来源于滚刀误差。接触线误差主要来源于滚刀误差。滚刀安装误差引起滚刀安装误差引起接触线形状误差；接触线形状误差；滚刀滚刀齿形角误差引起接触线方向误齿形角误差引起接触线方向误差，此误差也是产生基节偏差的原因。差，此误差也是产生基节偏差的原因。接触线误差可在专用的渐开线或螺旋线检查仪上测量。接触线误差可在专用的渐开线或螺旋线检查仪上测量。11.2.3 11.2.3 影响载荷分布均匀性的误差影响载荷分布均匀性的误差11.2 齿轮加工误差及其检测齿轮加工误差及其检测轴向齿距偏差轴向齿距偏差（FFpxpx）是指是指任意每个同侧齿面间沿基任意每个同侧齿面间沿基准轴线方向实际距离与公称距离之差。准轴线方向实际距离与公称距离之差。11.2.3 11.2.3 影响载荷分布均匀性的误差影响载荷分布均匀性的误差轴向齿距偏差（轴向齿距偏差（FFpxpx）主要反映主要反映斜齿轮斜齿轮的的螺旋角误差。在滚齿螺旋角误差。在滚齿中，它是由滚齿机差中，它是由滚齿机差动传动链的调整误差、动传动链的调整误差、刀具托板的倾斜、齿刀具托板的倾斜、齿坯端面跳动引起的。坯端面跳动引起的。FFpxpx可用光学机械仪可用光学机械仪器测量。器测量。11.2 齿轮加工误差及其检测齿轮加工误差及其检测为使齿轮啮合时有一定的侧隙，应将箱体中心距加大为使齿轮啮合时有一定的侧隙，应将箱体中心距加大或将轮齿减薄。考虑到箱体加工与齿轮加工的特点，或将轮齿减薄。考虑到箱体加工与齿轮加工的特点，宜采用减薄齿厚的方法获得齿侧间隙（即基中心距制）宜采用减薄齿厚的方法获得齿侧间隙（即基中心距制）。齿厚减薄量是通过调整刀具与毛坯的径向位置而获。齿厚减薄量是通过调整刀具与毛坯的径向位置而获得的，其误差将影响侧隙的大小。此外，几何偏心和得的，其误差将影响侧隙的大小。此外，几何偏心和运动偏心也会引起齿厚不均匀，使齿轮工作时的侧隙运动偏心也会引起齿厚不均匀，使齿轮工作时的侧隙也不均匀。也不均匀。为控制齿厚减薄量，以获得必要的侧隙，可以采用下为控制齿厚减薄量，以获得必要的侧隙，可以采用下列评定指标：列评定指标：齿厚偏差（齿厚偏差（E ES S），公法线平均长度偏公法线平均长度偏差（差（E EWmWm）11.2.4 11.2.4 侧隙的评定指标侧隙的评定指标11.2 齿轮加工误差及其检测齿轮加工误差及其检测齿厚偏差（齿厚偏差（E ES S）是指在齿轮分度圆柱面上，齿厚的是指在齿轮分度圆柱面上，齿厚的实际值与公称值之差。对于斜齿轮，指法向齿厚。实际值与公称值之差。对于斜齿轮，指法向齿厚。11.2.4 11.2.4 侧隙的评定指标侧隙的评定指标为了保证一定的齿侧间为了保证一定的齿侧间隙，齿厚的上偏差隙，齿厚的上偏差（ESS），），下偏差（下偏差（ESi）一般都为负值。一般都为负值。11.2 齿轮加工误差及其检测齿轮加工误差及其检测公法线平均长度偏差公法线平均长度偏差EW是指在齿轮一周内，公法是指在齿轮一周内，公法线长度平均值与公称值之差。即线长度平均值与公称值之差。即 EWm=（W1+W2+Wn）/z W公称公称 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。通通常常是通过跨一定齿数测量公法线长度来检查齿厚偏差的。是通过跨一定齿数测量公法线长度来检查齿厚偏差的。11.2.4 11.2.4 侧隙的评定指标侧隙的评定指标11.3 齿轮副误差及其评定指标齿轮副误差及其评定指标前面讨论的是单个齿轮的加工误差。实际上齿轮副的前面讨论的是单个齿轮的加工误差。实际上齿轮副的安装误差同样影响齿轮传动的使用性能。应加以控制。安装误差同样影响齿轮传动的使用性能。应加以控制。齿轮副的安装误差主要有以下两个方面：齿轮副的安装误差主要有以下两个方面：轴线的平行度误差（轴线的平行度误差（ffx x、ffy y）一对齿轮其轴线在一对齿轮其轴线在x,yx,y方向投影的平行度误差。方向投影的平行度误差。齿轮副的中心距偏差（齿轮副的中心距偏差（ffa a ）实际中心距与设计中心距之差。实际中心距与设计中心距之差。11.3 齿轮副误差及其评定指标齿轮副误差及其评定指标为考核安装好的齿轮副的传动性能，对齿轮副的精度为考核安装好的齿轮副的传动性能，对齿轮副的精度按下面四项指标评定：按下面四项指标评定：齿轮副切向综合误差齿轮副切向综合误差F Ficic：装配好的齿轮副，在啮装配好的齿轮副，在啮合转动足够多的转数内，一个齿轮相对于另一个齿轮合转动足够多的转数内，一个齿轮相对于另一个齿轮的实际转角与公称转角之差的最大幅值的实际转角与公称转角之差的最大幅值 。齿轮副的一齿切向综合误差齿轮副的一齿切向综合误差f ficic：装配好的齿轮副，装配好的齿轮副，在啮合转动足够多的转数内，一个齿轮相对于另一个在啮合转动足够多的转数内，一个齿轮相对于另一个齿轮的一个齿距的实际转角与公称转角之差的最大幅齿轮的一个齿距的实际转角与公称转角之差的最大幅值。值。齿轮副的接触斑点齿轮副的接触斑点 ：安装好的齿轮副，在轻微制动下，：安装好的齿轮副，在轻微制动下，运转后齿面上分布的接触擦亮痕迹。是齿面接触精度运转后齿面上分布的接触擦亮痕迹。是齿面接触精度的综合评定指标。的综合评定指标。齿轮副的侧隙齿轮副的侧隙 ：齿轮副的侧隙分圆周侧隙和法向侧隙。：齿轮副的侧隙分圆周侧隙和法向侧隙。11.4 渐开线圆柱齿轮精度标准渐开线圆柱齿轮精度标准GB/T 10095-1988GB/T 10095-1988是圆柱齿轮传动公差的国家标准。是圆柱齿轮传动公差的国家标准。该标准适用于平行轴传动的渐开线圆柱齿轮及其齿轮该标准适用于平行轴传动的渐开线圆柱齿轮及其齿轮副。法向模数副。法向模数m mn n 1 1。国标国标GB/T 10095-1988GB/T 10095-1988的的最新修订标准为：最新修订标准为：GB/T 10095-2001GB/T 10095-2001渐开线圆柱齿轮渐开线圆柱齿轮 精度精度GB/Z 18620-2002GB/Z 18620-2002圆柱齿轮圆柱齿轮 检验实施规范检验实施规范国标国标GB 10095-88GB 10095-88规定：齿轮及齿轮副共分为规定：齿轮及齿轮副共分为1212个精个精度等级，用度等级，用1 1，2 2，1212表示。其中表示。其中1 1级精度最高，级精度最高，1212级精度最低。（新国标分级精度最低。（新国标分012012十三个等级）十三个等级）按齿轮各项误差对传动性能的主要影响，将齿轮各项按齿轮各项误差对传动性能的主要影响，将齿轮各项公差分为公差分为、三个公差组。三个公差组。11.4.1 11.4.1 精度等级精度等级11.4 渐开线圆柱齿轮精度标准渐开线圆柱齿轮精度标准11.4.1 11.4.1 精度等级精度等级公差组公差组对传动性对传动性能的主要能的主要影响影响传递运动的准确性传递运动的准确性传动的平稳性传动的平稳性载荷分布的均匀性载荷分布的均匀性公差公差与极限与极限偏差偏差项目项目F Fi i-切向综合公差切向综合公差F Fp p-齿距累积公差齿距累积公差F Fr r-齿圈径跳公差齿圈径跳公差F Fpkpk-K-K个齿距累积公差个齿距累积公差F Fi i-径向综合公差径向综合公差F Fw w-公法线长度变动公差公法线长度变动公差F Fi i-一齿综合公差一齿综合公差f fi i-一齿径向综合公差一齿径向综合公差f ff f-齿形公差齿形公差f fpbpb-基节极限偏差基节极限偏差f fptpt-齿距极限偏差