圆柱齿轮传动精度设计知识大全.doc

计算公式及说明名称及代号直齿轮模数 m由强度计算或构造设计确定，并取标准值。斜齿及人字齿轮法向模数 m 取标准值。n端面模数：m =m cosbtn分度圆螺旋角 bb=0两轮螺旋角相等，方向相反分度圆压力角a=20°a =20°，tana =tana /cosbntn分度圆直径 dd=mzd=m zt标准中心距 aa=(d +d )/2=(z +z )m/21212a=(d +d )/2=(z +z )m /(2cosb)1212n状况：总变位系数(x +x )时，inva=2(x +x )tana/(z +z )+inva12invat=2(x +x )tana /(z +z )+inva1212啮合角a求出啮合角a后，可求出变位后的中心距 a；状况：变位后的中心距 a时，n1n2n12tcos a=acosa/acosat=acosa /a求出啮合角a后，由上式求(x +x )值，再进展安排。t12中心距变动系数 yy=(a-a)/my =(a-a)/m=( + )(cos/cos-1)/2zzaanzznaab12=( + )(cos/cos-1)/(2cos)y12btttn=y con变位后的中心距 aa=a+ym =acosa/cosaa=a+ym =a+y m =acosa/cosa ttnntt齿根圆直径 dfd =d-2(h +c-xm)fad =d-2(h +c -x m )fannnn齿顶圆直径 dada =2a-d -2cda =2a-d -2c1f2d =2a-d -2ca1f2n2f1d =2a-d -2ca2f1n齿顶高 hah =(d -d)/2aa齿根高 hfh =(d-d )/2ff齿高 hh=h +haf基圆直径 dbd =dcosabd =dcosabt节圆直径 dd=d /cosabd=d cosabt分度圆齿距 pp=mpp =m p， p =m pnntt基圆齿距 pbp =pcosabp =p cosabttt齿顶压力角aa =arccos( d /d )aabaa =arccos( d /d )atba基圆螺旋角bb =0btanb =tanbcosabcos=cos cos/cosbbbtaabnt端面重合度 ee =z (tana -tana)+a1e =z (tana -tana)+az (tana -tana)/(2p)a1a12a2z (tana -tana )/(2p)at1t2at2t纵向重合度 ee =0bbe =bsinb/(m p)，b 为齿轮宽度bn总重合度 ee =ee =e +eggagab外啮合圆柱齿轮全部计算公式大全、检验方法、各精度差数表格汇总注：角标 n 为法面，t 为端面；1 为小齿轮，2 为大齿轮。第 1 系列11.251.522.53456810121620圆柱齿轮GB12368-90第 2 系列1.752.25(11)2.7514(3.25)183.5(3.75)4.55.5(6.5)79锥齿轮GB12368-9011.1251.251.3751.51.7522.252.52.7555.566.57891011123143.25163.53.7544.51820注：1. 斜齿轮及人字齿轮取法面模数为标准模数；锥齿轮取大端模数为标准模数。2. 优先承受第 1 系列，括号内的模数尽可能不用。齿 轮 标 准 模 数 mm渐开线圆柱齿轮的根本齿廓 mmGB135688基 本 齿 廓参 数代 号数 值齿顶高ha工作齿高顶隙全齿高齿距齿根圆角半径hc h pRfm2m 0.25m2.25mpm0.38m注：1. 本标准适用于模数 m1mm，齿形角a=20°的渐开线圆柱齿轮。2. 允许齿顶修缘。第 1 系列4050638010012516020025031540050063080010001250160020232500第 2 系列145 180 225 280 355 450 560 710 900 1120 1400 1800 2240中 心 距 系 列推举使用 mm动力齿轮传动的最大圆周速度m/s圆柱齿轮传动锥齿轮传动精度等级直齿斜齿直齿曲线齿5 级以上153012206 级153012207 级10158108 级610479 级241.53齿轮常用材料及其力学性能图 例齿轮传动荐用的润滑油运动粘度 n /400.50.5112.52.55512.512.52525320220150100806050032022015010080605005003202201501008010005005003202201501001000500500320320150100圆 周 速 度 vm/s齿轮材料铸铁、青铜s =(4501000)MPaB钢s =(10001250)MPaBs =(12501600)MPaB渗碳、外表淬火齿轮精度等级、公差的说明本网络手册中的圆柱齿轮精度摘自 GB10095 88，现将有关规定和定义简要说明如下：(1) 精度等级齿轮及齿轮副规定了 12 个精度等级，第 1 级的精度最高，第 12 级的精度最低。齿轮副中两个齿正火10050588294169217454050调质42SiMn调质455540MnB调质455535CrMo调质404540Cr调质485520Cr20CrMnTi渗碳淬火+低温回火渗碳淬火+低温回火调质、渗氮正火 正火正火、回火5662566238CrMoAl ZG310-570ZG340-640渗氮 HV>850ZG35CrMnSi7003502171013005115056928416221710050647373229286101300511506283432172551005078451022928610120051100735461217269201300101150686441217255200100750500241286201300101150686441241286100507505502072691013005115070050020726910050750550241286101300511507005002412866030637392301510798838040981785301000850229轮的精度等级一般取成一样，也允许取成不一样。齿轮的各项公差和极限偏差分成三个组 参见。依据使用的要求不同，允许各公差组选用不同的精度等级，但在同一公差组内，各项公差与极限 偏差应保持一样的精度等级。参见 齿轮传动精度等级选择(2) 齿轮检验与公差 参见依据齿轮副的使用要求和生产规模，在各公差组中选定检验组来检定和验收齿轮精度。(3) 齿轮副的检验与公差 参见齿轮副的要求包括齿轮副的切向综合误差 F ，齿轮副的一齿切向综合误差 fic，齿轮副ic的接触班点位置和大小以及侧隙要求，如上述四方面要求均能满足，则此齿轮副即认为合格。(4) 齿轮侧隙调质785588197269HT300290190240HT350340210260QT500-7500320170230QT600-3600370190270KTZ550-04550340180250KTZ-650-02650430210260jtmin齿轮副的侧隙要求，应依据工作条件用最大极限侧隙 j)来规定。nmax(或 j)与最小极限侧隙 jtmax(或nmin中心距极限偏差(±f )按“中心距极限偏差”表的规定。a齿厚极限偏差的上偏差 Ess及下偏差 Esi从齿厚极限偏差表来选用。例如上偏差选用 F(=-4f )，Pt下偏差选用 L(=-16f代号”。)，则齿厚极限偏差用代号 FL 表示。参看图“齿轮、齿轮副误差及侧隙的定义和Pt假设所选用的齿厚极限偏差超出 齿厚极限偏差表所列 14 种代号时，允许自行规定。(5) 齿轮各项公差的数值表齿距累积公差 FP及 K 个齿距累公差 FPK齿向公差 F公法线长度变动公差 Fw轴线平行度公差中心距极限偏差(±f )齿厚极限偏差接触斑点a齿圈径向跳动公差 F径向综合公差 F 齿形公差 F齿距极限偏差(±f )rifPt基节极限偏差(±f )一齿径向综合公差 f 齿坯尺寸和外形公差Pbi齿坯基准面径向和端面跳动齿轮的外表粗糙度 Ra圆柱直齿轮分度圆上弦齿厚及弦齿高(6) 图样标注在齿轮零件图上应标注齿轮的精度等级和齿厚极限偏差的字母代号。标 注 示 例a) 齿轮三个公差组精度b) 第公差组精度为 7c) 齿轮的三个公差组精同为 7 级，其齿厚上偏差为 F，级，第、度同为 4 级，其齿厚上偏差为下偏差为 L：公差组精度为 6 级，齿厚上偏-330mm，下偏差为-405mm： 差为 G，齿厚下偏差为 M：的DF (用于 1012 级精度)rF 查本手册相应表w检验组第公差组的检验组Df (需要时，可加检Df )、Df (须保证齿形精度)iPbifffi=0.6(+ )PtfDf 与DffPbf 查本手册相应表fDf 与Dff查本手册相应表Df (用于轴向重合度e 大于 1.25，6 级及 6 级精度以上的斜齿轮或人fPtPtfbf =f cosb，fi字齿轮)b为分度圆螺旋角。DfDf与Df (用于 912 级精度)f查本手册相应表PtPbPbPt或Df (用于 1012 级精度)Pbf 查本手册相应表i第公差组的检验组DFF 查本手册相应表DF (仅用于轴向重合度e 等于或小于 1.25，齿线不作修正的斜齿轮 )F =F (按接触线长度bbDFPx与Df (仅用于轴向重合度e 大于 1.25，齿线不作修正的斜齿轮 )b查本手册相应表)fbF =FPx注：1. 假设齿轮副的接触班点分布位置和大小确有保证，则该齿轮副中齿轮的第公差组工程可不考核。2. 对于切向综合误差记录曲线中，波长大于或小于一个齿距角的小波浪，必要时允许有特别要求， 其公差数值推举承受一齿切向综合公差 Df 的数值。i齿轮各项公差和极限偏差的分组公差组公差与极限偏差工程误差特性对传动性能的主要影响F 、F 、FiPPkF 、F 、F以齿轮一转为周期的误差传递运动的准确性irwf 、f 、fiif±f 、±fPt、fPbf在齿轮一周内，多次周期地重复消灭的误差传动的平稳性，噪声，振动F 、F 、±F齿向线的误差载荷分布的均匀性bPx按机器类型选择齿轮传动精度等级的选用按速度、加工、工作条件选择3. 当承受设计齿形和设计齿线时，齿形的修正局部不检验 DFPb，齿线的修正局部不检DFb及DFPx机 器 类 型精度等级机 器 类 型精度等级测量齿轮35一般用途减速器68透平机用减速器36载重汽车69金属切削机床38拖拉机及轧钢机的小齿轮610航空发动机47起重机械710轻松汽车58矿山用卷扬机810内燃机车和电气机车58农业机械811注：本表不属 GB10095-88，供参考齿轮各公差组的检验组及各项误差的公差数值齿距累积公差 (F )及 K 个齿距累积公差 (F)值 m mPPKLmm精度等级大于到567891011.27111622324511.2201016223245632032122028405680325014223245639050801625365071100801602032456390125160315284563901251803156304063901251802506301000508011216022431510001600631001402002804001600250071112160224315450项目公差数值第I公差组DF iF =F +fiPfDF 与DFF 与 F查本手册相应表PPkPPkDF 与DF (当其中有一项超差时，应按 DF 检定和验收齿轮精度)iwPDF 与DF (当其中有一项超差时，应按 DF 检定和验收齿轮精度)rwPF 查本手册相应表rF 查本手册相应表i注：1. FP和 F按分度圆弧长 L 查表：10161116223250804008008001600PK查 F 时，取 L=pd/2=pm z/2cosb；查 F 时，取 L=Kpm /cosbK 为 2 到小于 z/2 的整数。PnPKn13.5912172540633.56.31014202845712. 一般对于 F ，K 值规定取为小于 z/6或 z/8的最大整数。6.310111624365690齿圈径向跳动公差 (F )值m m10161318264063100PKr13.51117243656903.56.3131828406310013.516 253645711006.31014203045711121253.56.318 2840508012510161522345080125分度圆直径大于mm法向模数 mm精 度 等 级到5678910125400400800800160013.53.56.36.310101632 50 7190 112 14036 56 80 100 125 16040 63 90 112 140 18045 71 100 125 160 2006.31020 3245569014013.522 365063801123.56.325 405671100140分度圆直径 mm6.31028 456380112160大于到101632 50719012518013.53.56.328 4532 50637180901001121251401256.31036 5680100125160101640 6390112160200齿距极限偏差 (±f)值 m m精度等级125400400800基 节 极 限 偏 差 (±f ) 值Pbm m分度圆直径mm精 度 等 级法向模数 mmPt法向模数 mm567891013.5610142028403.56.3813182536506.3109142028405613.5711162232453.56.3914202840566.310101622324563101611182536507113.5813182536503.56.3914202840566.310111825365071101613202840568013.5914202840563.56.31016223245636.3101118253650711016132028405680公法线长度变动公差 (F )值 m m分度圆直径 mm精度等级齿形公差 (F )值 m mf分度圆直径 mm精 度 等 级大法向模数 mm到5678910w大于到5678910125122028405680800160012540016253650711004008002032456390125800160025405680112160于13.568111422361253.56.3710142032506.3108121722365613.579131828451254003.56.3811162236566.31091319284571大于到567891013.559131825361253.56.3711162232456.3108131825365013.5610142030401254003.56.3813182536506.31091420304060101610162232456340080013.5711162232453.56.3813182536506.310101622324563101611182536507113.5813182536503.56.3914203040606.3101016223245671016111825365071a大于到IT7IT8IT96107.511181018913.521.5183010.516.526305012.519.53150801523378012017.52743.51201802031.550180250233657.52503152640.56531540028.544.57040050031.548.577.5500630355587630800406210080010004570115100012505282130125016006297150有效齿宽 mm精度等级大于到567891040791118284540100101216254063100160121620325080160250161924386010525040018242845751204006302228345590140齿轮副的切向综合公差DF 等于两齿轮的切向综合公差 DF 之和，即：ici1DF 装配后实测DF =DF +DF ici1i2ic当两齿轮的齿数比为不大于 3 的整数，且承受选配时， DF 可比计算值ic小 25%或更多。2Df 装配后实测齿轮副的一齿切向综合公差 Df 等于两齿轮的一齿切向综合公差 Df 之iciic和，即：Df =Df +Df 。ici1i23接触斑点一般齿轮副的接触班点要求按表“ 接触班点”规定。接触班点的分布位置装配后实测应趋近齿面中部，齿顶和齿端部棱边不允许接触。4侧隙依据 j、jnmaxnmin来规定，由中心距极限偏差(±f )和齿厚极限偏差来保证。a5f 、fxy按表“轴线平行度公差”规定。精 度 等 级接触斑点5678910按高度不小于%55455040453540303025按长度不小于%807060504030中心距极限偏差 (±f )值a第公差组精度等级56m m78910齿轮副的中心距 mmf齿 厚 极 限 偏 差C=+1fPtG=-6fPtL=-16fPtR=-40fPt齿径向综合公差 f 值im m分度圆直径mm精 度 等 级大于到12512540040080080016008001600齿 向 公 差(F )值bm m齿轮副各公差组的检验组及各项误差的公差数值检验工程检验方法公 差 数 值法向模数 mm567891013.51014202836453.56.31318253645566.31014202840506313.51116223240503.56.31420284050636.310162232455671101618253650638013.51318253645563.56.31420284050636.310162232455671101620284056719013.51420284050633.56.31622324556716.3101825365063801016202840567190接 触 斑 点D=0H=-8fPtM=-20fPtS=-50fPtE=-2fPtJ=-10fPtN=-25fPtF=-4fPtK=-12fPtP=-32fPt齿坯基准面径向跳动 * 和端面圆跳动公差m m分度圆直径 mm精 度 等 级注：*当以顶圆作基准面时，本栏就指顶圆的径向跳动。大于到5、67、89、101251118281254001422364008002032508001600284571注：对外啮合齿轮，公法线平均长度上偏差 E=E cosa0.72F sinawmsSSr公法线平均长度下偏差 E=E cos a+0.72F sinawmiSir公法线平均长度公差 E =T cos a1.44F sinawmSr轴 线 平 行 度 公 差x 方向轴线平行度公差f =FxbF 见表“齿向公差 F 值”y 方向轴线平行度公差 f =0.5Fbbyb径 向 综 合 公 差 值 (F ) m m分度圆直径mm精 度等 级大于到法向模数 mm5678910齿轮的外表粗糙度 (R )推举值 m mi13.52236506390140a1253.56.325405671112180第公差组精度等级56789106.31028456380125200齿面0.40.4，0.80.8，1.61.63.26.312540040080080016006.3101016 13.53.56.36.3101016 13.53.56.36.3101016404540455056455056636371637180907180901009010090100112125100112125140112125112125140160125140160180160180140160180224160180200224224250180200224280200224250280Ra基准端面0.81.61.6，3.23.23.26.3基准孔或轴0.2，0.40.80.8，1.61.63.23.213.5325071901121603.56.3365680100140200齿顶圆柱面0.81.61.6，3.23.26.312.5注：本表不属 GB10095-88，供参考。非变位直齿圆柱齿轮分度圆上弦齿厚及弦齿高a =20°,h *=10a齿轮精度等级5678910孔尺寸公差外形公差1T51T61T71T8轴尺寸公差外形公差1T51T61T7顶圆直径1T71T81T9101.56431.0616521.0119961.0064111.56551.0560531.0117971.0064121.56631.0514541.0114981.0063131.56701.0474551.0112991.0062141.56751.0440561.01101001.0061151.56791.0411571.01081011.0061161.56831.0385581.01061021.0060171.56861.0362591.57061.01051031.57071.0060181.56881.0342601.01021041.0059191.56901.0324611.01011051.0059201.56921.0308621.01001061.0058211.56941.0294631.00981071.0058221.56951.0281641.00971081.0057231.56961.0268651.00951091.0057241.56971.0257661.00941101.0056齿 坯 尺 寸 和 形 状 公 差注： 当三个公差组的精度等级不同时，按最高的精度等级确定公差值。 假设顶圆不作测量齿厚的基准，尺寸公差按 1T11 给定，但不大于 0.1mn(1T11 查表“标准公差数值”)。671.00921111.0056DF 切向综合误差ii合误差f 一齿切向综合iDf 一齿切向综公差。定义：被测齿轮F 切向综合误差。定义：被测齿轮与抱负准确的测量齿轮单面啮合时，i被测齿轮一转内，实际转角与公称转角之差的总幅度值，以分度圆弧长