圆柱齿轮传动精度设计知识大全教程文件.docx

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1、圆柱齿轮传动精度设计知识大全教程文件 外啮合圆柱齿轮所有计算公式大全、检验方法、各精度差数表格汇总 名称及代号 计算公式及说明 直齿轮斜齿及人字齿轮 模数m 由强度计算或结构设计确 定，并取标准值。 法向模数m n取标准值。 端面模数：m t=m n cos 分度圆 螺旋角 =0 两轮螺旋角相等，方向相反 分度圆压力角=20 n=20，tant=tann/cos 分度圆直径d d=mz d=m t z 标准中心距a a=(d1+d2)/2=(z1+z2)m/2 a=(d1+d2)/2=(z1+z2)m n/(2cos) 啮合角情况：已知总变位系数(x1+x2)时， inv=2(x1+x2)ta

2、n/(z1+z2)+inv invt=2(x n1+x n2)tann/(z1+z2)+invt 求出啮合角后，可求出变位后的中心距a； 情况：已知变位后的中心距a时， cos=a cos/acost=a cost/a 求出啮合角后，由上式求(x1+x2)值，再进行分配。 中心距变动系 数y y=(a-a)/m =(z1+z2)(cos/cos-1)/2 y n=(a-a)/m n =(z1+z2)(cost/cost-1)/(2cos) y t=y n con 变位后的中心 距a a=a+ym=a cos/cosa=a+y t m t=a+y n m n=a cost/cost齿根圆直径d

3、f d f=d-2(h a+c-xm) d f=d-2(h an+c n-x n m n) 齿顶圆直径d a d a1=2a-d f2-2c d a2=2a-d f1-2c d a1=2a-d f2-2c n d a2=2a-d f1-2c n 齿顶高h a h a=(d a-d)/2 齿根高h f h f=(d-d f)/2 齿高h h=h a+h f 基圆直径d b d b=d cosd b=d cost 节圆直径dd=d b/cosd=d b cost 分度圆齿距p p=mp n=m n，p t=m t 基圆齿距p b p b=p cosp bt=p t cost 齿顶压力角aa=arc

4、cos(d b/d a) at=arccos(d b/d a) 基圆螺旋角b b=0 tanb=tancost cosb=coscosn/cost 端面重合度 =z1(tana1-tan)+ z 2(tan a2-tan)/(2) =z1(tanat1-tant)+ z 2(tan at2-tant)/(2) 纵向重合度=0 =b sin/(m n)，b为齿轮宽度 总重合度=+ 注：角标n为法面，t为端面；1为小齿轮，2为大齿轮。 齿轮标准模数（mm） 圆柱齿轮 （GB12368-90） 第1系列1 1.25 1.52 2.53456810121620 第2系列 1.75 2.25 2.75(

5、 3.25) 3.5(3.75) 4.5 5.5( 6.5) 79(11)1418 锥齿轮 （GB12368-90） 1 1.125 1.25 1.375 1.5 1.75 2 2.25 2.5 2.75 3 3.25 3.5 3.754 4.55 5.56 6.578910111214161820 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. 优先采用第1系列，括号内的模数尽可能不用。 渐开线圆柱齿轮的基本齿廓mm （GB135688） 基本齿廓参数代号数值 齿顶高 工作齿高 顶隙 全齿高 齿距 齿根圆角半径 h a h c h p R f m 2m 0

6、.25m 2.25m m 0.38m 注：1. 本标准适用于模数m1mm，齿形角=20的渐开线圆柱齿轮。 2. 允许齿顶修缘。 中心距系列（推荐使用）mm 第1系列 405063801001251602022503154005006308001000 1250160020002500 第2系列145 180 225 280 355 450 560 710 900 1120 1400 1800 2240 动力齿轮传动的最大圆周速度m/s 精度等级 圆柱齿轮传动锥齿轮传动 直齿斜齿直齿曲线齿5级以上15 30 12 20 6级15 30 12 20 7级10 15 8 10 8级6 10 4 7

7、9级2 4 1.5 3 齿轮常用材料及其力学性能图例 45 正火 100 50 588 294 169217 4050 101300 51150 569 284 162217 调质 100 50 647 373 229286 101300 51150 628 343 217255 42SiMn 调质 100 50 784 510 229286 4555 101200 51100 735 461 217269 201300 101150 686 441 217255 40MnB 调质 200 100 750 500 241286 4555 201300 101150 686 441 241286

8、 35CrMo 调质 100 50 750 550 207269 4045 101300 51150 700 500 207269 40Cr 调质 100 50 750 550 241286 4855 101300 51150 700 500 241286 20Cr 渗碳淬火 +低温回火 60 30 637 392 5662 20CrMnTi 渗碳淬火 +低温回火 30 15 1079 883 5662 80 40 981 785 38CrMoAl 调质、渗氮30 1000 850 229 渗氮HV850 ZG310-570 正火 ZG340-640 正火 ZG35CrMnSi 正火、回火70

9、0 350 217 调质785 588 197269 HT300 290 190240 HT350 340 210260 QT500-7 500 320 170230 QT600-3 600 370 190270 KTZ550-04 550 340 180250 KTZ-650-02 650 430 210260 齿轮传动荐用的润滑油运动粘度 /40 齿轮材料 圆周速度v（m/s） 0.5 0.51 12.5 2.55 512.5 12.525 25 铸铁、青铜320 220 150 100 80 60 钢 B=(4501000)MPa 500 320 220 150 100 80 60 B=

10、(10001250)MPa 500 500 320 220 150 100 80 B=(12501600)MPa 1000 500 500 320 220 150 100 渗碳、表面淬火1000 500 500 320 320 150 100 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（GB1009588），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 轮 的精度等级一般取成相同，也允许取成不相同。 齿轮的各项公差和极限偏差分成三个组（参见）。 根据使用的要求不同，允许各公差组选用不同的

11、精度等级，但在同一公差组内，各项公差与极限偏差应保持相同的精度等级。参见齿轮传动精度等级选择 (2) 齿轮检验与公差（参见） 根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 ic，齿轮副的一齿切向综合误差f ic，齿轮副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 齿轮副的侧隙要求，应根据工作条件用最大极限侧隙j nmax(或j tmax)与最小极限侧隙j nmin(或j tmin)来规定。 中心距极限偏差(f a)按“中心距极限偏差

12、”表的规定。 齿厚极限偏差的上偏差E ss及下偏差E si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 Pt)，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代号”。 若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F P及K个齿距累公差F PK齿向公差F公法线长度变动公差F w 轴线平行度公差中心距极限偏差(f a)齿厚极限偏差接触斑点 齿圈径向跳动公差F r径向综合公差F i齿形公差F f齿距极限偏差(f Pt) 基节极限偏差(f Pb)一齿径向综合公差f i齿

13、坯尺寸和形状公差 齿坯基准面径向和端面跳动齿轮的表面粗糙度R a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 同为7级，其齿厚上偏差为F，下偏差为L： b) 第公差组精度为7 级，第、 公差组精度为6级，齿厚上偏 差为G， 齿厚下偏差为M： c) 齿轮的三个公差组精 度同为4级，其齿厚上偏差为 -330m，下偏差为-405m：齿轮各项公差和极限偏差的分组 公差组公差与极限偏差 项目 误差特性对传动性能的主要影响 F i、F P、F Pk F i、F r、F w 以齿轮一转为周期 的误差 传递运

14、动的准确性 f i、f i、f f f Pt、f Pb、f f 在齿轮一周内，多 次周 期地重复出现的误 差 传动的平稳性，噪声，振 动 F、F b、F Px齿向线的误差载荷分布的均匀性 齿轮传动精度等级的选用 按机器类型选择按速度、加工、工作条件选择 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 轻便汽车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 项目公

15、差数值第 I 公 差 组 的 检 验 组 ?F i ?F P与?F Pk ?F i与?F w(当其中有一项超差时，应按?F P检定和验收齿轮精度) ?F r与?F w(当其中有一项超差时，应按?F P检定和验收齿轮精度) ?F r(用于1012级精度) F i=F P+f f F P与F Pk查本手册相应表 F r查本手册相应表 F i查本手册相应表 F w查本手册相应表 第 公 差 组 的 检 验 组 ?f i(需要时，可加检?f Pb)、?f i(须保证齿形精度) ?f f与?f Pb ?f f与?f Pt ?f f(用于轴向重合度b大于1.25，6级及6级精度以上的斜齿轮或人 字齿轮)

16、?f Pt与?f Pb(用于912级精度) ?f Pt或?f Pb(用于1012级精度) f i=0.6(f Pt+f f) f f查本手册相应表 f Pt查本手册相应表 f f=f icos， 为分度圆螺旋角。 f Pb查本手册相应表 f i查本手册相应表 第 公 差 组 的 检 验 组 ?F ?F b(仅用于轴向重合度b等于或小于1.25，齿线不作修正的斜齿轮) ?F Px与?f f(仅用于轴向重合度b大于1.25，齿线不作修正的斜齿轮) F查本手册相应表 F b=F(按接触线长度 查本手册相应表) F Px=F 注：1. 若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

17、组项目可不考核。 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纹，必要时允许有特殊要求， 其公差数值推荐采用一齿切向综合公差?f i的数值。 3. 当采用设计齿形和设计齿线时，齿形的修正部分不检验?F Pb，齿线的修正部分不检?F b及?F Px 齿距累积公差(F 注：1. F P和F PK按分度圆弧长L查表： 查F P时，取L=d/2=m n z/2cos；查F PK时，取L=Km n/cos（K为2到小于z/2的整数）。 2. 一般对于F PK，K值规定取为小于z/6（或z/8）的最大整数。 齿圈径向跳动公差(F r)值 m 公法线长度变动公差(F w)值 m 齿距极限偏差(f Pt)值 m 接触斑点