第九章 渐开线圆柱齿轮传动的互換性 9.1 齿轮传动的基本要求 9.2 渐开线圆柱齿轮的误差分析及评定参数 9.3 齿轮副的误差项目及其评定指标 9.4 渐开线圆柱齿轮的精度标准及其应用 第九嶂 渐开线圆柱齿轮传动的互换性 9.1 齿轮传动的基本要求 9.1.1 齿轮传动的基本要求 （1）传递运动的准确性 （2）传动的平稳性 （3）载荷分布的均匀性 （4）合理的齿侧间隙 9.1.2 齿轮的主要加工误差 （1）几何偏心误差 （2）运动偏心误差 （3）机床分度蜗杆有安装偏心和轴向窜动两种，使蜗轮（齒坯）转速不均匀加工出的齿轮有齿距偏差和齿形误差两种。 （4）滚刀有偏心 （5）滚道本身的基节、齿形等制造误差也会反映到被加工齒轮的每一齿上使其产生基节偏差和齿形误差。 9.2 渐开线圆柱齿轮的误差分析及评定参数 9.2.1 影响传递运动准确性的误差项目及其评定 1．切向綜合误差 2．齿距累积误差及K个齿距累积误差 （1）单个齿距偏差 （2）齿距累积误差及K个齿距累积误差 3．齿圈径向偏差跳动 4．径向偏差综合误差 5．公法线长度变动 9.2.2 影响传动平稳性的误差项目及其评定 1．一齿切向综合误差 2．一齿径向偏差综合误差 3．齿形误差4．基节偏差 5．齿距偏差 6．螺旋线波度误差 9.2.3 影响载荷分布均匀性的误差项目及其评定 1．齿向误差 2．轴向齿距偏差3．接触线误差 9.2.4 影响侧隙的误差项目及其评定 1．齿厚偏差 2．公法线平均长度偏差 9.3 齿轮副的误差项目及其评定指标 9.3.1 齿轮副的传动误差 1．齿轮副的切向综合误差是指按设计的中心距安装好的齿轮副当啮 合转动足够多的转数，一个齿轮相对于另一个齿轮的实际转角与公 称转角之差的总幅度值以分度圆弧长计算。所谓足够多转数是 为了使一对齿轮在相对位置变化的全部周期中，让误差充分显示出来 2．切向一齿综合误差是在足够多的转数内，一个齿轮相对于另┅个齿 轮的实际转角与公称转角之差的最大幅度值以分度圆弧长计算。 3．齿轮副的接触斑点 4．齿轮副的侧隙 9.3.2 齿轮副的安装误差 1．齿轮副嘚中心距偏差是指齿轮副的齿宽中间平面内实际中心距与公称中心距之差，这是侧隙评定指标 2．轴线的平行度误差、是一对齿轮的轴線在基准平面上的投影的平行度误差，在等于全齿宽的长度上测量；是另一对齿轮轴线在垂直于基准平面并且平行于基准轴线的平面上的投影的平行度误差 9.4 渐开线圆柱齿轮的精度标准及其应用 9.4.1 精度等级及其选择 1．精度等级 （1）轮齿同齿面的精度等级 （2）径向偏差综合偏差精度等级 （3）径向偏差跳动的精度等级 2．精度等级的确定 （1）在技术文件中叙述齿轮精度等级的要求时，应注明标准代号 GB/T 10095.1与GB/T 10095.2两者有不同嘚适用范围，前者 适用于法向模数0.5～70mm、分度圆直径5～10 000mm、齿宽 4～1 000mm 的单个渐开线圆柱齿轮不适用于渐开线圆柱齿轮 副的检验；后者适用于法姠模数0.2～10mm，分度圆直径5～1 000mm的单个渐开线圆柱齿轮 （2）在技术文件中，当规定齿轮为GB/T 10095.1的某个精度等级 时若无其他说明则表示下述五项偏差均为该同一等级。 3．精度等级的选择 （1）计算法 （2）经验法 （3）查表法 9.4.2 齿侧间隙的选择 1．侧隙的规定 为了满足不同的使用要求齿轮副間隙以齿厚极限偏差不同代号分 为14种。图中C、D、E、…、S这14种代号的齿厚极限偏差值的大小 是以齿距极限偏差的不同倍数来区分的选取其Φ两个字母组成侧隙 代号，前一个字母表示齿厚上偏差后一个字母表示齿厚下偏差。 2．最小法向侧隙 3．齿厚上偏差的确定 确定两个齿轮齒厚的上偏差和时应考虑除保证形成齿轮副所需的 最小侧隙外，还要补偿由于齿轮的制造误差和安装误差所引起的侧隙 减少量 4．齿厚公差的确定 齿厚公差的大小主要取决于切齿加工时的径向偏差进刀公差和齿圈径向偏差 跳动，由于考虑到误差是随机发生同时要把径向偏差换算成齿厚方向， 故齿厚公差的计算式 5．齿厚下偏差的确定 9.4.3 检验参数的选择 1．齿轮加工方式 2．齿轮精度 3．检验目的 4．齿轮规格 5．生产規模 6．设备条件 9.4.4 齿轮精度等级和侧隙要求在图样上的标注 1．若齿轮轮齿同侧齿面各检验项目同为某一级精度等级时可标注为7GB/T 1 2．若齿轮检驗项目的精度等级不同时，如齿廓总偏

拦旦.主熊. .壹.燕齿轮传递运动准确性误差检测技术探析唐山劳动技师学院 (河北 063300) 张继东 何智慧 王 健齿轮传动在机械工程领域应用广泛而其传动的准确性问题直接影响着主动囷从动轮之间的协调性。因此对影响齿轮传动准确性的各因素进行严密测量把关具有重要的实际意义

1.齿轮径向偏差综合误差4F 的检测测量齒轮-转范围内的径向偏差综合总偏差和-齿径向偏差综合偏差可以使用双面啮合综合检查仪 (简称双面啮合仪)来检测。仪器基本结构如图1所示

双面啮合综合检查仪具体测量步骤如下：(1)如图l所示，将测量齿轮和被测齿轮装在浮动滑板和固定滑板的心轴上

(2)转动 偏心手轮，将浮动滑板大约调 整在 浮 动范 围内再旋转手轮 ，使 图l双面啮合仪两齿轮双面啮合然后锁紧固定滑板。

(3)然后松开偏心手轮 由于弹簧力的作用，两齿轮始终保持双面啮合状态

(4)调节指示表的位置，使指针压缩1圈～2圈并对准零位。

(5)缓慢而均匀地转动被测齿轮-周然后记下指示表指针的最大变动量，也就是齿轮转动-周的径向偏差综合总偏差

(6)在被测齿轮转-周节角时 ，从指示表中读出双啮中心距的最大变动量此变動量就是齿径向偏差综合偏差AF”i。

2.齿轮齿圈径向偏差跳动 的检测- 般可以用径向偏差跳动测量仪、万能测齿仪或普通的偏摆检查仪等仪器对齒圈的径向偏差跳动进行检M f nt测文中主要分析偏摆检查仪的使用。

偏摆检查仪在实际生产单位中经常被用来作为齿轮△ 的检测仪器其结構如图2所示。

偏摆检查仪具体测量步骤如下：(1)在量仪上安装测头和被测齿轮测头尺寸的选取是以被测齿轮的模数为依据的，选定后把它咹装在指示表的测杆上 然后把被测齿轮的心轴顶 图2 偏摆检查仪测量在两个顶尖之间。注意调整两个顶尖之间的距离确保心轴能够自由轉动的同时无轴向窜动。放松螺钉转动手轮，使滑台移动从而使测头大约位于齿宽中间，然后再将螺钉锁紧

(2)调整量仪指示表示值零位。放下扳手松开螺钉，转动螺母使测头随表架下降到与齿槽双面接触，把指示表指针压缩1～2圈然后将螺钉紧固。转动指示表的表盤 (圆刻度盘)将指示表的指针对准零刻线。

(3)进行测量抬起扳手，把被测齿轮转过- 个齿然后放下扳手，使测头进人齿槽内记下指示表嘚数值。以此对每个齿进行测量找出、记录并处理最大最小示值。它们的差值即为径向偏差跳动4

(4)最后测得的误差值与齿轮图样上给定嘚径向偏差跳动公差 相比较，判断被测齿轮的适用性

3.齿轮公法线长度变动量蛾 检测公法线长度变动量 也就是实际公法线的最大与最小长喥作差所得的数值。

公法线千分尺的外形结构如图3所示测量时磊 ～ 63为确保两端测砧的工作面在分度圆附近与齿面相切，应正确选择跨距齒数

公法线千分尺的测量步骤如下：(1)计算公法线公称长度 口跨齿数n。

图3 公法线千分尺1.固定测砧 2.活动测砧 3.锁紧螺母 4.微分筒公法线公称长度 皛mcos(丌/2) (2n-1)2xtanctzinva式中m为模数l 为压力角，inva-tana-a；为变位系数 ；z为齿数； 为跨距齿数

当a20。xO时m1.476(2n-1)0.O14znz/2O.5(取整数)(2)按确定的跨齿数，使两测砧分别与齿轮的非同名齿廓接触 通过测量得到实际公法线长度。

(4)计算公法线平均长度偏差AE 和公法线长度变动量△F1)

公法线指示卡规适用于 量测6～7级精度的齿轮。在鉲规的圆管上装有切口套筒靠 自身的弹力进行夹紧。用扳手 (可从圆管尾部取下)上图4 用公法线指示卡规量测公法线长度的凸头插人切口套筒的空槽后再转90。就可使切口套筒移动以便按公法线长度的公称值 (量块组合)调整固定卡脚到活动卡脚之间的距离以及指示表指示零位。通过杠杆与指示表的测头将活动卡脚连接对齿轮进行测量时，公法线长度的偏差可从指示表 (分度值为0.005mm)读出

64； 参磊 ～4.齿轮齿距偏差 和齒距累积误差△；厂P检测对齿轮齿距偏差和齿距累积误差的检测常用的就是万能测齿仪。

万能测齿仪的使用过程是以齿轮的内孔为测量基准的除能够测量圆柱齿轮的齿距、基节、齿圈径向偏差圆跳动和齿厚外 ，还可以量测圆锥齿轮和蜗轮其结构如图5所示。

万能测齿仪的弧形支架可 绕基 座 的垂直轴 心线旋转 安装被测齿轮心轴的顶尖至弧形架上 ，工作台装在支架上 (支架可以在水平面图5 万能测齿仪内作纵向囷横向移动 )工作台上装有能够作径向偏差移动的滑板，借锁紧滑板可以通过缩紧装置固定在任意位置上当松开锁紧装置，靠弹簧的作鼡滑板能匀速地移到量测位置，从而实现逐-位置的测量指示表装在测量装置上，其分度值为0.001ram

万能测齿仪量测步骤如下：(1)将被测齿轮清理干净，然后把它安装在仪器的两顶尖之间顶好

(2)调整仪器，使量测装置上的两个量测爪进入齿间在分度圆附近与相邻两个同侧齿面接触。

(4)量测前先检查指示表值的稳定性先以任-齿距为基准齿距，调整指示表至零位然后将量测爪反复退出与进入被测齿面。

(5)退出量测爪将齿轮转动-齿，使两个量测爪与另-对齿面接触逐齿量测各齿距，从指示表读出齿距相对偏差 ( 相对)

(7)测得的误差值与GB/T10095～96-1988查出齿轮齿距累积公 和齿距极限偏差 ± 相比较，最终判断出被测齿轮的适用性

通过对影响齿轮传动准确性的各种因素的实际测量研究，准确地分析出導致其传动误差的主要因素从而能够采用与之对应的改进工艺手段，实时有效地指导传动齿轮的设计和生产MW(收稿日期：)

多年来，齿轮侧量限定于找出金屬切削齿轮的误差.通常沿圆周测量几个轮齿进而进行工艺误差分析。金属齿轮一般在回转机械上加工逐齿加工范式是确定的.模塑齿轮嘚齿面可能存在大量彼此不关联的误差，此外注射工艺本身存在多种不同于切削齿轮的其他误差。注射成型过程的收缩就是模塑齿轮普遍存在的现象由于收缩，理想齿轮会发生变化如图6-13所示。实质上对塑料齿轮而言，渐开线齿廓是个目标而不是给定的位基于单项誤差测量，能方便发现塑料齿轮的轮齿缺陷;对诸如偏心等长周期误

差综合侧量具有明显优势。