2023/9/2中國地質大學機械與電子信息學院9.4齒輪副誤差的評定指標

9.4.4輪齒副的側隙

1.圓周側隙jwt

是當固定兩嚙合齒輪中的一個，另一個齒輪所能轉過的節圓弧長的最大值。

2.法向側隙jbn

是當兩個齒輪的工作齒面相互接觸時，其非工作面之間的最短距離，測量需在基圓切線方向，也就是在嚙合線方向上測量，一般可以通過壓鉛絲方法測量，即齒輪嚙合過程中在齒間放入一塊鉛絲，嚙合后取出壓扁了的鉛絲測量其厚度。也可以用塞尺直接測量。

3.徑向側隙jr

是當兩個齒輪的中心距縮小，直到兩側齒面都接觸時的中心距縮小量。2023/9/2中國地質大學機械與電子信息學院齒側間隙的獲得和檢驗項目齒輪輪齒的配合是采用基中心距制，在此前提下，齒側間隙必須通過減薄齒厚來獲得，其檢測可采用控制齒厚或公法線長度等方法來保證側隙。2023/9/2中國地質大學機械與電子信息學院9.4齒輪副誤差的評定指標

9.4.4輪齒副的側隙

4.影響輪齒副的側隙的偏差

1)齒厚偏差（Esns、Esni）

齒厚偏差是指在分度圓柱面上齒厚的實際值與公稱值之差。齒厚測量可用齒厚游標卡尺，也可用精度更高些的光學測齒儀測量。齒厚公差Ts是指齒厚偏差的最大允許值。2023/9/2中國地質大學機械與電子信息學院9.4齒輪副誤差的評定指標

9.4.4輪齒副的側隙

2)公法線平均長度偏差公法線平均長度偏差是指公法線長度的平均值與公稱值之差。

Ebns公法線平均長度上偏差；

Ebni公法線平均長度下偏差。

公法線平均長度公差：

公法線平均長度偏差的最大允許值。Twm=|Ebns-Ebni|

α=20°時

W公稱=m〔1.476(2k-1)+0.014z〕千分尺測量公法線示意圖2023/9/2中國地質大學機械與電子信息學院9.5漸開線圓柱齒輪精度標準

9.5.1齒輪精度等級和公差值

精度標準

新標準規定：在文件需敘述齒輪精度要求時，應注明GB/T10095.1-2001或GB/T10095.2-2001。

1.精度等級標準對單個齒輪規定了13個精度等級，從高到低分別用阿拉伯數字0，1，2，3，…，12表示：

0～2級——未來發展級

3～5級——高精度等級

6～8級——中精度等級（最常用）

9級——較低精度等級

10～12——低精度等級。2023/9/2中國地質大學機械與電子信息學院9.5漸開線圓柱齒輪精度標準

9.5.1齒輪精度等級和公差值

2.偏差的允許值（公差）

見教材表9-1到表9-7。GB/T10095.1-2001和GB/T10095.2-2001規定：

標準中各公差或極限偏差數值表列出的數值是用標準規定的公式計算并圓整后得到的。2023/9/2中國地質大學機械與電子信息學院9.5漸開線圓柱齒輪精度標準

9.5.2齒輪精度等級的選擇

選擇原則：在滿足使用要求的前提下，盡量選用精度較低的等級。1．計算法依據齒輪傳動用途的主要要求，計算確定出其中一種使用要求的精度等級，再按其他方面要求，作適當協調，來確定其它使用要求的精度等級。2．類比法類比法是依據以往產品設計、性能試驗以及使用過程中所積累的經驗，以及較可靠的各種齒輪精度等級選擇的技術資料，經過與所設計的齒輪在用途、工作條件及技術性能上作對比后，選定其精度等級。2023/9/2中國地質大學機械與電子信息學院表9-8各精度等級齒輪的適用范圍精度等級456789圓周速度(m/s)直齒≤35斜齒≤70直齒≤20斜齒≤40直齒≤15斜齒≤30直齒≤10斜齒≤15直齒≤6斜齒≤10直齒≤2斜齒≤4工作條件與適用范圍特別精密分度機構中或在最平穩、且無噪聲的極高速情況下工作的齒輪；特別精密分度機構中的齒輪；高速汽輪機齒輪；檢測6～7級齒輪用的測量齒輪精密分度機中或要求極平穩且無噪聲的高速工作的齒輪；精密分度機構用齒輪；高速汽輪機齒輪；檢測8～9級齒輪用測量齒輪要求最高效率且無噪聲的高速平穩工作的齒輪；分度機構的齒輪；特別重要的航空、汽車齒輪；讀數裝置中特別精密傳動的齒輪增速和減速用齒輪傳動；金屬切削機床進刀機構用齒輪；高速減速器用齒輪；航空、汽車用齒輪；讀數裝置用齒輪無需特別精密的一般機械制造用齒輪；分度鏈以外的機床傳動齒輪；航空、汽車制造業中不重要齒輪；起重機構用齒輪；農業機械中的小齒輪；通用減速器齒輪用于粗糙工作的齒輪2023/9/2中國地質大學機械與電子信息學院各種機械采用的齒輪的精度等級應用范圍精度等級應用范圍精度等級測量齒輪3～5拖拉機6～10汽輪減速器3～6一般用途的減速器6～9金屬切削機床3～8軋鋼設備的小齒輪6～10內燃機車與電氣機車6～7礦用絞車8～10輕型汽車5～8起重機機構7～10重型汽車6～9農業機械8～11航空發動機4～72023/9/2中國地質大學機械與電子信息學院9.5漸開線圓柱齒輪精度標準

9.5.3齒輪檢驗項目

根據GB/T10095.1—2008的規定，對于單個齒輪的加工精度，應檢驗單個齒距偏差、齒距累積總偏差、齒廓總偏差、螺旋線總偏差、齒厚偏差。齒距累積偏差用于高速齒輪的檢驗。當檢驗切向綜合偏差時，可不必檢驗單個齒距和齒距累積總偏差。其他參數不是必檢項目而是根據需方要求而確定，充分體現了用戶第一的思想。按照我國的生產實踐及現有生產和檢測水平，特推薦五個檢驗組，以便于設計人員按齒輪使用要求、生產批量、和檢驗設備選取其中一個檢驗組，來評定齒輪的精度等級。2023/9/2中國地質大學機械與電子信息學院表9-9檢驗組（推薦）檢驗組檢驗項目偏差代號精度等級批量1Fp、Fa、Fβ、FrEsn或Ebn3~9級單件小批量2Fpk、Fp、Fa、Fβ、FrEsn或Ebn3~9級單件小批量3F“i、f”i、Esn或Ebn6~9級大批量4fpt、Fr、Esn或Ebn10~12級5F’i、f’i、Fβ、Esn或Ebn3~6級大批量2023/9/2中國地質大學機械與電子信息學院9.5漸開線圓柱齒輪精度標準

9.5.4齒輪副側隙

齒輪副側隙是在裝配后自然形成的，側隙的大小主要取決于齒厚和中心距。

1.最小法向側隙jbnmin在設計齒輪傳動時，必須保證有足夠的最小側隙以保證齒輪機構正常工作。對于黑色金屬材料齒輪和黑色金屬材料箱體，工作時齒輪節圓線速度小于15m/s，其箱體、軸和軸承都采用常用的商業制造公差的齒輪傳動，可按下式計算：

jbnmin=2/3(0.06+0.0005ai+0.03mn)

按上式計算可以得出如表9-10所示的推薦數據。2023/9/2中國地質大學機械與電子信息學院對于中、大模數齒輪最小側隙jbnmin的推薦數據（摘自GB/Z18620.2—2008）mm

mn最小中心距ai5010020040080016001.50.090.11----20.100.120.15---30.120.140.170.24--5-0.180.210.28--8-0.240.270.340.47-12--0.350.420.55-18---0.540.670.942023/9/2中國地質大學機械與電子信息學院9.5漸開線圓柱齒輪精度標準

9.5.4齒輪副側隙

2.齒厚偏差

為了獲得最小側隙，齒厚應保證有最小減薄量，它是由分度圓齒厚上偏差形成的。當主動輪與被動輪齒厚都做成最大值即做成上偏差時，可獲得最小側隙。通常取兩齒輪的齒厚上偏差相等：

Esns1=Esns2=-jbnmin/2cosαn

當對最大側隙也有要求時，齒厚下偏差也需要控制，此時需進行齒厚公差計算。齒厚公差的選擇要適當，公差過小，制造成本↑；公差過大，會使側隙↑，齒輪反轉時空行程↑。齒厚公差

br查表9-11

齒厚下偏差

Esni=Esns-Tsn2023/9/2中國地質大學機械與電子信息學院9.5漸開線圓柱齒輪精度標準

9.5.4齒輪副側隙

齒厚偏差的變化必然引起公法線長度的變化。測量公法線長度同樣可以控制齒側間隙。公法線長度的上偏差和下偏差與齒厚偏差有如下關系：

=

=2023/9/2中國地質大學機械與電子信息學院9.5漸開線圓柱齒輪精度標準

9.5.5齒輪副精度

1.中心距極限偏差表9-12

中心距偏差是實際中心距與公稱中心距之差。公稱中心距是在考慮了最小側隙及兩齒輪齒頂和其相嚙合非漸開線齒廓齒根部分的干涉后確定的。

在齒輪只單向承載且不經常反轉的情況下，最大側隙的控制不是一個重要因素，此時中心距允許偏差主要取決于重合度。

對于要控制運動精度的齒輪副，必須控制其側隙，中心距偏差應??；當輪齒上的負載常常反向時，對中心距的公差應考慮下列因素：軸、箱體孔系和軸承軸線的傾斜、安裝誤差、軸承跳動、溫度的影響等因素。2023/9/2中國地質大學機械與電子信息學院9.5漸開線圓柱齒輪精度標準

9.5.5齒輪副精度

2.軸線平行度偏差

3.接觸斑點b/b×100%H/h×100%b/b×100%h/h×100%直齒輪斜齒輪直齒輪斜齒輪直齒輪斜齒輪直齒輪斜齒輪4級及更高50507050404050305和645455040353530207和8353550401353530209至1225255040252530202023/9/2中國地質大學機械與電子信息學院輪齒接觸斑點齒輪副的接觸斑點沿齒長方向：（bc1+bc2）/b×100%沿齒高方向：hc/h×100%2023/9/2中國地質大學機械與電子信息學院9.5漸開線圓柱齒輪精度標準

9.5.6齒輪坯的精度

基準軸線是由基準面中心確定的，是加工或檢驗人員對單個齒輪確定輪齒幾何形狀的軸線。齒輪依此軸線來確定各項參數及檢測項目，確定齒距、齒廓和螺旋線的偏差更是如此。

工作軸線是齒輪在工作時繞其旋轉的軸線，它由工作安裝面的中心確定的。

設計者應力?；鶞瘦S線足夠清楚和正確，從而滿足輪齒相對于工作軸線的技術要求。

理想狀況是基準軸線與工作軸線相重合。2023/9/2中國地質大學機械與電子信息學院9.5漸開線圓柱齒輪精度標準

9.5.6齒輪坯的精度

1.基準軸線的確定1)用兩個“短的”圓柱或圓錐形基準面上設定的兩個圓的圓心來確定軸線上的兩個點。

2)用一個“長的”圓柱或圓錐形面來同時確定軸線的方向和位置。

3)軸線的位置用一個“短的”圓柱形基準面上的一個圓的圓心來確定，而其方向用垂直于此軸線的一個基準端面來確定。2023/9/2中國地質大學機械與電子信息學院

1)用兩個“短的”圓柱或圓錐形基準面上設定的兩個圓的圓心來確定軸線上的兩個點。2023/9/2中國地質大學機械與電子信息學院

2)用一個“長的”圓柱或圓錐形面來同時確定軸線的方向和位置。2023/9/2中國地質大學機械與電子信息學院

3)軸線的位置用一個“短的”圓柱形基準面上的一個圓的圓心來確定，而其方向用垂直于此軸線的一個基準端面來確定。2023/9/2中國地質大學機械與電子信息學院9.5漸開線圓柱齒輪精度標準

9.5.6齒輪坯的精度

2.齒輪坯公差的給定方法1）尺寸公差表9-132）形狀公差表9-14、表9-153）齒面的表面粗糙度對齒輪的傳動精度(噪聲和振動)、表面承載能力(點蝕、膠合和磨損)和彎曲強度(齒根過渡曲面狀況)等都會產生很大的影響，應規定相應的表面粗糙度。齒面的表面粗糙度推薦值見教材表9-16。2023/9/2中國地質大學機械與電子信息學院9.5漸開線圓柱齒輪精度標準

9.5.6齒輪坯的精度表9-15安裝面的跳動公差（摘自GB/Z18620.3-2002）2023/9/2中國地質大學機械與電子信息學院9.5漸開線圓柱齒輪精度標準

9.5.6齒輪精度的標注

齒輪精度等級在圖樣上的標注各檢驗項目為同一精度等級，直接標注精度等級和標準號。

7GB/T10095.1—2008或7GB/T10095.2—2008

各檢驗項目精度等級不同，分別標注精度等級和標準號。

6(Fa)、7(Fp、Fβ)GB/T10095.1—2008

齒厚偏差標注按照GB/T6443-1986《漸開線圓柱齒輪圖樣上應注明的尺寸數據》的規定，應將齒厚（或公法線長度）及其極限偏差數值注寫在圖樣右上角的參數表中。2023/9/2中國地質大學機械與電子信息學院9.5漸開線圓柱齒輪精度標準

9.5.8齒輪精度設計

1.齒輪精度設計的方法與步驟：

1)確定齒輪的精度等級；

2）選擇齒輪的檢驗組及其確定公差值；

3）計算齒輪副側隙和齒厚偏差；

4）確定齒輪坯公差和表面粗糙度；

5）公法線極限平均長度極限偏差的換算；

6）繪制齒輪零件圖2023/9/2中國地質大學機械與電子信息學院9.5漸開線圓柱齒輪精度標準

9.5.8齒輪精度設計

齒輪精度設計舉例例：某通用減速器齒輪中有一對直齒齒輪副，模數m=3㎜，齒形角α=20°，齒數Z=32，Z=96，齒寬b=20㎜，軸承跨度為85㎜，傳遞最大功率為5kw，轉速n=1280r/min，齒輪箱用噴油潤滑，生產條件為小批量生產。試設計小齒輪精度，并畫出小齒輪零件圖。2023/9/2中國地質大學機械與電子信息學院齒輪零件圖2023/9/2中國地質大學機械與電子信息學院公差組評定指標公差或極限偏差對傳動性能的主要影響注第Ⅰ公差組齒距累積誤差ΔFpk個齒距累積誤差ΔFpk切向綜合誤差ΔFi′徑向綜合誤差ΔFi″齒圈徑向跳動ΔFr公法線長度變動ΔFw齒距累積公差Fpk個齒距累積公差Fpk切向綜合公差Fi′徑向綜合公差Fi″齒圈徑向跳動公差Fr公法線長度變動公差Fw主要影響傳遞運動的準確性舊國標將齒輪各項公差和極限偏差按其對使用要求的影響分為三個公差組，每個公差組規定了12個公差等級，并推薦了個公差組的檢驗組。可根據齒輪的使用要求和生產規模，在每個公差組的檢驗組中各選擇一個檢驗組來鑒定和驗收齒輪的精度。新國標沒有這樣的規定和推薦。第Ⅱ公差組一齒切向綜合誤差Δfi′一齒徑向綜合誤差Δfi″齒形誤差Δff齒距偏差Δfpt基節偏差Δfpb螺旋線波度誤差Δffβ一齒切向綜合公差fi′一齒徑向綜合公差fi″齒形公差ff齒距極限偏差fpt基節極限偏差fpb螺旋線波度公差Δffβ主要影響傳遞運動的平穩性第Ш公差組齒向誤差ΔFβ接觸線誤差ΔFb軸向齒距偏差ΔFpx齒向公差Fβ接觸線公差Fb軸向齒距極限偏差Fpx主要影響載荷分布的均勻性齒厚偏差ΔEs公法線平均長度偏差ΔEwm齒厚極限偏差（上偏差Ess、下偏差Esi）公法線平均長度極限偏差（上偏差Ewms、下偏差Ewmi）主要影響齒輪副的側隙舊國標對齒厚極限偏差規定了14個字母代號，每個代號對應有數值。新國標沒有這樣的規定，也未推薦齒厚極限偏差的數值。舊國標的公差組和單個齒輪的評定指標2023/9/2中國地質大學機械與電子信息學院齒輪傳動使用要求的評定指標(單個齒輪)評定指標公差或極限偏差評定指標公差對傳動性能的主要影響輪齒同側齒面偏差齒距偏差單個齒距偏差fpt單個齒距極限偏差±fpt徑向綜合偏差與徑向跳動徑向綜合偏差徑向綜合總偏差Fi″徑向綜合總公差Fi″其中Fp、Fi″、Fr、Fi′是長周期偏差，影響齒輪傳遞運動的準確性。Fi″、Fr反映幾何偏心引起的徑向誤差，Fi′、Fp反映幾何偏心、運動偏心引起切向誤差fpt、、fi′、fi″及齒廓偏差是短周期偏差，影響齒輪傳動的平穩性。螺旋線偏差主要影響載荷分布的均勻性。齒距累積偏差Fpk齒距累積極限偏差Fpk齒距累積總偏差Fp齒距累積總公差Fp齒廓偏差齒廓總偏差Fα齒廓總公差Fα齒廓形狀偏差ffα齒廓形狀公差ffα一齒徑向綜合偏差fi″一齒徑向綜合公差fi″齒廓傾斜偏差fHα齒廓傾斜極限偏差±fHα切向綜合偏差切向綜合總偏差Fi′切向綜合總公差Fi′一齒切向綜合偏差fi′一齒切向綜合公差fi′螺旋線偏差螺旋線總偏差Fβ螺旋線總公差Fβ徑向跳動Fr徑向跳動公差Fr螺旋線形狀偏差ffβ螺旋線形狀公差ffβ螺旋線傾斜偏差fHβ螺旋線傾斜極限偏差±fHβ2023/9/2中國地質大學機械與電子信息學院

小齒輪工作圖及標注B()BBA2023/9/2中國地質大學機械與電子信息學院齒輪的設計步驟確定齒輪設計參數（傳遞功率、轉速、傳動比、壽命、載荷特征)齒輪傳動結構形式和布置形式（開式、閉式、對稱）確定材料及熱處理（齒面、硬度）確定齒輪基本參數（模數、齒數、齒寬、壓力角等）接觸疲勞強度校核確定齒輪精度等級（公差組、檢驗組、粗糙度等）彎曲疲勞強度校核2023/9/2中國地質大學機械與電子信息學院齒輪檢驗一、齒圈徑向跳動Fr測量

被測齒輪參數：模數：m=1-6mm齒頂圓直徑：d≤240mm.

儀器技術參數：兩頂尖距：0-340mm,兩頂尖中心高：120mm,滑板左右移動距離：0-160mm,測量裝置可轉動：±45°。2023/9/2中國地質大學機械與電子信息