齒輪測(cè)量基本方法原理（轉(zhuǎn)）

長(zhǎng)度計(jì)量技術(shù)中對(duì)齒輪參數(shù)的測(cè)量,測(cè)量圓柱齒輪和圓錐齒輪誤差的方法有單項(xiàng)測(cè)量和綜合

測(cè)量?jī)煞N。

單項(xiàng)測(cè)量主要是測(cè)量齒形誤差、周節(jié)累積誤差、周節(jié)偏差、齒向誤差和齒圈徑句跳

動(dòng)等。

齒形測(cè)量圖1為齒輪齒形測(cè)量的原理。常用的測(cè)量方法有展成法和坐標(biāo)法。①展成

法：基圓盤(pán)的直徑等于被測(cè)漸開(kāi)線理論基圓直徑。當(dāng)直尺帶動(dòng)與它緊密相切的基圓盤(pán)和與基

圓盤(pán)同軸安裝的被測(cè)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，與直尺工作面處于同一平面上的測(cè)量杠桿的刀口相對(duì)于被

測(cè)齒輪回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的軌跡是一理論漸開(kāi)線。以它與被測(cè)漸開(kāi)線齒形比較，即可由測(cè)微儀（見(jiàn)比

較儀）指示出齒形誤差。利用此法測(cè)量齒形誤差的工具有單盤(pán)漸開(kāi)線測(cè)量?jī)x和萬(wàn)能漸開(kāi)線測(cè)

量?jī)x（見(jiàn)漸開(kāi)線測(cè)量?jī)x）。②坐標(biāo)法:按齒形形成原理列出齒廓上任一點(diǎn)的坐標(biāo)方程式,然后計(jì)

算出齒廓上若干點(diǎn)的理論坐標(biāo)值，以此與實(shí)際測(cè)得的被測(cè)齒形上相應(yīng)點(diǎn)的坐標(biāo)值比較，即可

得到被測(cè)齒形誤差。有直角坐標(biāo)法和法線展開(kāi)角坐標(biāo)法兩種。前者的測(cè)量原理是被測(cè)齒廓I-.

各點(diǎn)的坐標(biāo)值），）分別由x和丫方向的光柵測(cè)顯系統(tǒng)（見(jiàn)光柵測(cè)長(zhǎng)技術(shù)）測(cè)出，經(jīng)電子計(jì)算

機(jī)計(jì)算后得出齒形誤差。比法適用于測(cè)量大型齒輪的齒形。法線展開(kāi)角坐標(biāo)法用「測(cè)早漸升

線齒形，當(dāng)與被測(cè)齒輪同軸安裝的圓光柵轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)展開(kāi)弟★時(shí),由長(zhǎng)光柵測(cè)量系統(tǒng)測(cè)出被

測(cè)漸開(kāi)線基圓的展開(kāi)弧長(zhǎng)P，由電子計(jì)算機(jī)按計(jì)算式〃=「岬（式中M為基圓半徑）計(jì)算出被

測(cè)弧長(zhǎng)與理論弧長(zhǎng)之差值，按需要在齒廓上測(cè)量若干點(diǎn)，由記錄儀記錄出齒形誤差曲線圖。

周節(jié)測(cè)量圖2為齒輪周節(jié)測(cè)量的原理。周節(jié)測(cè)量有絕對(duì)測(cè)量法和相對(duì)測(cè)量法。①絕

對(duì)測(cè)量法：被測(cè)齒輪與圓光柵長(zhǎng)度傳感器同軸安裝。測(cè)量時(shí)，被測(cè)齒輪緩慢回轉(zhuǎn)，當(dāng)電感式

長(zhǎng)度傳感器的測(cè)頭與齒面達(dá)到預(yù)定接觸位置時(shí)，電感式長(zhǎng)度傳感器發(fā)出計(jì)數(shù)開(kāi)始信號(hào)，利用

電子計(jì)算機(jī)計(jì)算由圓光柵長(zhǎng)度傳感器發(fā)出的經(jīng)過(guò)處理后得到的電脈沖數(shù)，直至測(cè)頭與下一齒

面達(dá)到預(yù)定接觸位置為止，如此逐齒進(jìn)行，測(cè)出相當(dāng)于各實(shí)際周節(jié)的電脈沖數(shù)，經(jīng)電子計(jì)算

機(jī)處理后即可得出周節(jié)偏差和周節(jié)累積誤差。②相對(duì)測(cè)量法：利用兩電感式長(zhǎng)度傳感器的測(cè)

頭安置組成相當(dāng)于被測(cè)齒輪任一實(shí)際周節(jié)，以此逐齒與所有其他各實(shí)際周節(jié)比較。測(cè)得的差

值經(jīng)過(guò)電子線路和電子計(jì)算機(jī)處理，即可得出周節(jié)偏差和周節(jié)累積誤差。

被測(cè)齒輪

川直角坐標(biāo)法測(cè)及齒形誤差

被測(cè)為輪長(zhǎng)光柵傳感器

用法線展開(kāi)角坐標(biāo)測(cè)￡1齒形誤蘢

圖1齒形測(cè)量工作原理

長(zhǎng)反傳部

電泉大長(zhǎng)心憎*2

加搠酰

K2

S3楠

齒向測(cè)量圖3為齒輪齒向測(cè)量的原理。齒向測(cè)量常用的有導(dǎo)程法和基圓螺旋角法。

這兩種方法都是根據(jù)斜齒輪【可轉(zhuǎn)一周，與齒面接觸的任一點(diǎn)沿軸向移動(dòng)一個(gè)導(dǎo)程的原理。①

導(dǎo)程法：當(dāng)滑架沿軸線方向移動(dòng)時(shí)，安裝在滑架.匕的正弦尺推動(dòng)直尺并帶動(dòng)圓盤(pán)和與圓盤(pán)同

軸安裝的被測(cè)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)。正弦尺的傾斜角度是按計(jì)算導(dǎo)程的方法調(diào)整的，測(cè)量頭相對(duì)于被測(cè)

齒輪作螺旋運(yùn)動(dòng)而測(cè)出齒向誤差。②基圓螺旋角法：在漸開(kāi)線測(cè)量?jī)x上增加度盤(pán)、測(cè)角讀數(shù)

顯微鏡（圖中未表示）等進(jìn)行測(cè)量。當(dāng)直尺帶動(dòng)基圓盤(pán)和被測(cè)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，電感式長(zhǎng)度傳感

器的測(cè)頭由固定在直尺上的滑塊和滑架圓盤(pán)上傾斜的直槽控制著向下移動(dòng)。利用度盤(pán)等使直

槽的傾斜角度等于被測(cè)齒輪的基圓螺旋角，因此測(cè)頭相對(duì)于被測(cè)齒輪作螺旋運(yùn)動(dòng)而測(cè)出齒向

誤差。采用此法的齒輪測(cè)量工具通常稱為漸開(kāi)線和螺旋線測(cè)量?jī)x。

2（）世紀(jì)70年代初，開(kāi)始利用長(zhǎng)光柵（或激光）、圓光柵等組成的測(cè)量系統(tǒng)、電子計(jì)算

機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)等組成的自動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)，在同一臺(tái)齒輪量?jī)x上測(cè)量齒向誤

差，齒形誤差和周節(jié)偏差等。直齒圓柱齒輪的齒向誤差也常在具有精密直線導(dǎo)軌的齒圈徑向

跳動(dòng)儀上測(cè)量。

齒圈徑向跳動(dòng)測(cè)量以被測(cè)齒輪軸心線定位，利用帶有球形測(cè)頭或錐角等于2倍齒形

角的圓錐形測(cè)頭的測(cè)微儀，使測(cè)頭位于齒高中部與齒廓雙面接觸。測(cè)頭相對(duì)于齒輪軸心線的

最大變動(dòng)量即齒圈徑向跳動(dòng)。測(cè)量齒圈徑向跳動(dòng)的儀淵是齒圈徑向跳動(dòng)儀。

綜合測(cè)量通過(guò)測(cè)量齒輪與被測(cè)齒輪嚙合傳動(dòng)來(lái)測(cè)量齒輪的傳動(dòng)精度。測(cè)量齒輪是一

種精度比被測(cè)齒輪高兩級(jí)以上的齒輪，也有以測(cè)量蝸桿代替測(cè)量齒輪的。綜合測(cè)量有雙面嚙

合法和單面嚙合法兩種。

①雙面嚙合法：利用測(cè)量齒輪與被測(cè)齒輪作雙面嚙合轉(zhuǎn)動(dòng)，以被測(cè)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)一轉(zhuǎn)內(nèi)的

中心距最大變動(dòng)量表示被測(cè)齒輪的徑向綜合誤差。利用此法的齒輪測(cè)量工具稱為齒輪雙面嚙

合檢查儀（見(jiàn)齒輪綜合檢查儀）。

②單面嚙合法：利用測(cè)量齒輪與被測(cè)齒輪在公稱中心距下嚙合轉(zhuǎn)動(dòng)，以轉(zhuǎn)角誤差形式

表示被測(cè)齒輪的切向綜合誤差。采用此法的齒輪測(cè)量工具有齒輪單面嚙合檢查儀和齒輪單面

嚙合整體誤差測(cè)量?jī)x（見(jiàn)齒輪整體誤差測(cè)量技術(shù)）。

綜合測(cè)量還可用于檢查齒輪副接觸斑點(diǎn)和噪聲等。

對(duì)于圓錐齒輪，一般采用綜合測(cè)量，以檢驗(yàn)齒輪副的接觸斑點(diǎn)為主，也有測(cè)策齒輪副徑

向綜合誤差、齒輪副切向綜合誤差和噪聲的。單項(xiàng)測(cè)量一般是測(cè)量周節(jié)累積誤差和齒圈徑向

跳動(dòng)，測(cè)量方法與圓柱齒輪的相同，但要保持測(cè)量頭軸線垂直于圓錐素線。70年代后期，人們

開(kāi)始利用三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)測(cè)量圓錐齒輪的齒形，并用繪圖儀描繪出被測(cè)齒面的輪廓圖形。

（-）工藝過(guò)程分析

圖9-17所示為一雙聯(lián)齒輪，材料為40Cr,精度為7—6—6級(jí)，其加工工藝過(guò)程見(jiàn)表9

-6?

從表中可見(jiàn)，齒輪加工工藝過(guò)程大致要經(jīng)過(guò)如下幾個(gè)階段：毛坯熱處理、齒坯加工、齒形

加工、齒端加工、齒面熱處理、精基準(zhǔn)修正及齒形精加工等。

齒號(hào)

I

II

齒號(hào)

I

II

模數(shù)

2

2

基節(jié)偏差

±0.016

±0.016

齒數(shù)

28

42

齒形公差

0.017

0.018

精度等級(jí)

7GK

7JL

齒向公差

0.017

0.017

公法線長(zhǎng)度變動(dòng)量

0.039

0.024

公法線平均長(zhǎng)度

21.360-0.05

27.60-0.05

齒圈徑向跳動(dòng)

0.050

0.042

跨齒數(shù)

4

5

表9-6雙聯(lián)齒輪加工工藝過(guò)程

序號(hào)

工序內(nèi)容

定位基準(zhǔn)

10

11

12

13

14

15

毛壞鍛造

正火

粗車外圓及端面，留余量1.5?2mm,鉆鏡花犍底孔至尺寸（p30Hl2

拉花鍵孔

鉗工去毛刺

上芯軸，精車外圓，端面及槽至要求

檢驗(yàn)

滾齒（z=42）,留剃余量0.07?0.10mm

插齒（z=28）,留剃余量0.0,4?0.06mm

倒角（I、II齒12。牙角）

鉗工去毛刺

剃齒（z=42）,公法線長(zhǎng)度至尺寸上限

剃齒（z=28）,采用螺旋角度為5。的剃齒刀，剃齒后公法線長(zhǎng)度至尺寸上限

齒部高頻淬火：G52

推孔

玲齒

總檢入庫(kù)

外圓及端面

（p30Hl2孔及A面

花鍵孔及A面

花鍵孔及B面

花鍵孔及A面

花鍵孔及端面

花鍵孔及A面

花鍵孔及A面

花鍵孔及A面

花鍵孔及A面

加工的第一階段是齒壞最初進(jìn)入機(jī)械加工的階段,由于齒輪的傳動(dòng)精度主要決定于齒形精

度和齒距分布均勻性，而這與切齒時(shí)采用的定位基準(zhǔn)（孔和端面）的精度有著直接的關(guān)系，

所以，這個(gè)階段主要是為下一階段加工齒形準(zhǔn)備精基準(zhǔn)，使齒的內(nèi)孔和端面的精度基本達(dá)到

規(guī)定的技術(shù)要求。在這個(gè)階段中除了加工出基準(zhǔn)外，對(duì)于齒形以外的次要表面的加工，也應(yīng)

盡量在這一階段的后期加以完成。

第二階段是齒形的加工，對(duì)于不需要淬火的齒輪，一般來(lái)說(shuō)這個(gè)階段也就是齒輪的最后加

工階段，經(jīng)過(guò)這個(gè)階段就應(yīng)當(dāng)加工出完全符合圖樣要求的齒輪來(lái)。對(duì)于需要淬硬的齒輪，必

須在這個(gè)階段中加工出能滿足齒形的最后精加工所要求的齒形精度，所以這個(gè)階段的加工是

保證齒輪加工精度的關(guān)鍵階段。應(yīng)予以特別注意。

加工的第三階段是熱處理階段。在這個(gè)階段中主要對(duì)齒面的淬火處理，使齒面達(dá)到規(guī)定的

硬度要求。

加工的最后階段是齒形的精加工階段。這個(gè)階段的目的，在于修正齒輪經(jīng)過(guò)淬火后所引起

的齒形變形，進(jìn)一步提高齒形精度和降低表面粗糙度，使之達(dá)到最終的精度要求。在這個(gè)階

段中首先應(yīng)對(duì)定位基準(zhǔn)面（孔和端面）進(jìn)行修整，因淬火以后齒輪的內(nèi)孔和端面均會(huì)產(chǎn)牛.變

形，如果在淬火后直接采用這樣的孔和端面作為基準(zhǔn)進(jìn)行齒形精加工，是很難達(dá)到齒輪精度

的要求的。以修整過(guò)的基準(zhǔn)面定位進(jìn)行齒形精加工，可以使定位準(zhǔn)確可靠，余量分布也比較

均勻，以便達(dá)到精加工的目的。

（-）定位基準(zhǔn)的確定

定位基準(zhǔn)的精度對(duì)齒形加工精度有直接的影響。軸類齒輪的齒形加工一般選擇頂尖孔定

位，某些大模數(shù)的軸類齒輪多選擇齒輪軸頸和一端面定位。盤(pán)套類齒輪的齒形加工常采用兩

種定位基準(zhǔn)。

1）內(nèi)孔和端面定位選擇既是設(shè)計(jì)基準(zhǔn)又是測(cè)量和裝配基準(zhǔn)的內(nèi)孔作為定位基準(zhǔn)，既符

合“基準(zhǔn)重合”原則，又能使齒形加工等工序基準(zhǔn)統(tǒng)一，只要嚴(yán)格控制內(nèi)孔精度，在專用芯軸

上定位時(shí)不需要找正。故生產(chǎn)率高，廣泛用于成批生產(chǎn)中。

2）外圓和端面定位齒坯內(nèi)孔在通用芯軸上安裝，用找正外圓來(lái)決定孔中心位置，故要

求齒坯外圓對(duì)內(nèi)孔的徑向挑動(dòng)要小。因找正效率低，一股用于單件小批生產(chǎn)。

（三）齒端加工

如圖9—18所示，齒輪的齒端加工有倒圓、倒尖、倒棱，和去毛刺等。倒圓、倒尖后的

齒輪，沿軸向滑動(dòng)時(shí)容易進(jìn)入嚙合。倒棱可去除齒端的銳邊，這些銳邊經(jīng)滲碳淬火后很脆，

在齒輪傳動(dòng)中易崩裂。

用銃刀進(jìn)行齒端倒圓，如圖9-19所示。倒圓時(shí)，銃刀在高速旋轉(zhuǎn)的同時(shí)沿圓弧作往復(fù)

擺動(dòng)（每加工一齒往復(fù)擺動(dòng)一次）。加工完一個(gè)齒后工件沿徑向退出，分度后再送進(jìn)加工下

一個(gè)齒端。

齒端加工必須安排在齒輪淬火之前，通常多在滾（插）齒之后。

齒輪軸的加工工藝及設(shè)備刀具:

1、下料--鋸床。

2、粗車?一車床。

3、熱處理--箱式爐。

4、精車--車床。

5、銃鍵槽--銃床。

6、滾齒-----滾齒機(jī)。

7、齒面淬火一高頻淬火機(jī)床。

8、磨一外圓磨床。

錐齒輪用銃床可以加工

第一步當(dāng)然是下料，鋸切

第二步，車，外形

第三步，銃，齒形

如果需要可以磨削和淬火或調(diào)質(zhì)

細(xì)長(zhǎng)軸的齒輪軸加工工藝（以45號(hào)鋼為例）：

一、毛坯下料

二、調(diào)質(zhì)處理（提高齒輪軸的韌性和軸的剛度）

三、帶跟刀架、用皂化液充分冷卻的前提下，粗車齒輪軸

四、去應(yīng)力退火

五、精車齒坯至尺寸（帶跟刀架、用皂化液充分冷卻）

六、若軸上有鍵槽時(shí)，可先加工鍵槽等

七、滾齒

八、齒面高頻淬火，淬火硬度HRC48-58（具體硬度值需要依據(jù)工況、載荷等因素而定）

九、磨齒

十、成品的最終檢驗(yàn)

注：細(xì)長(zhǎng)軸類零件的放置一定要垂吊放置（用鐵絲系住，懸掛在掛架上），不得平放！

希望以上回答能夠?qū)δ阌兴鶐椭?/p>

用于中小型軋鋼機(jī)傳動(dòng)箱體中的齒輪軸，設(shè)計(jì)上一般為軟齒面，即小齒輪軸硬度為280?

320HB,大齒輪軸硬度為250?290HB,模數(shù)mn=8?25,技術(shù)要求一般為調(diào)質(zhì)處理。這種

零件在無(wú)感應(yīng)加熱淬火設(shè)備的工廠中加工時(shí)，其加工工藝路線為:鍛毛坯一粗加工-調(diào)質(zhì)一

精加工T制齒T磨軸頸。按這樣的工藝流程生產(chǎn)出來(lái)的模數(shù)mnW10的齒輪軸，使用情況基

本良好，但模數(shù)mn?12時(shí)，使用壽命短。突出表現(xiàn)為輪齒不耐磨，使用半年以后，齒面已

有明顯磨痕，當(dāng)發(fā)生較大沖擊時(shí)，還會(huì)出現(xiàn)斷齒現(xiàn)象。針對(duì)這種情況，我們對(duì)原有工藝進(jìn)行

了分析，找出工藝路線中所存在的缺陷，并提出了新的制作工藝方法。

1原工藝路線存在的問(wèn)題

原加工工藝路線中的粗加工，即粗車毛坯的外圓及軸向長(zhǎng)度。調(diào)質(zhì)后，經(jīng)過(guò)精加工外圓

及軸向尺寸，最后制齒。這樣輪齒的硬度分布如圖1所示，齒頂處的硬度最高，齒根處的

硬度最低。輪齒的硬度分布顯然與圖2所示的實(shí)際受力要求的硬度分布不符。這種情況隨

著模數(shù)的增大越顯突出，有時(shí)齒根接觸部根本無(wú)硬化層，齒輪的耐磨性大大降低。由于齒根

部的強(qiáng)度顯著降低，這樣就削弱了輪齒的彎曲強(qiáng)度，此時(shí)一旦發(fā)生沖擊，便可能斷齒。

2工藝改進(jìn)探索

增加表面淬火工序針對(duì)存在的問(wèn)題，首先提出的解決方案是采用火焰表面淬火，即在原

工藝路線的最后增加火焰表面淬火工序。從理論上講，采用火焰表面淬火能夠改善輪齒的硬

度，且能顯著提高輪齒的彎曲疲勞強(qiáng)度，延長(zhǎng)齒輪軸的使用壽命。但實(shí)際操作中卻難以控制。

主要表現(xiàn)在以下兩個(gè)方面。

模數(shù)的大小影響淬火后的表面硬度。小模數(shù)的輪齒，由于齒槽小，如圖3所示，隨著A

面的淬火，已淬過(guò)火的B面發(fā)生了回火。這種情況常發(fā)生在mnR6的輪齒淬火中。由于回

火，輪齒表面硬度常常達(dá)不到要求，但比不經(jīng)過(guò)表面淬火工序的輪齒質(zhì)量要好。

淬火操作的可實(shí)施性差，且常發(fā)生局部過(guò)熱及燒熔現(xiàn)象。由于齒輪軸的結(jié)構(gòu)各不相同，

甚至存在很大差異，生產(chǎn)中難以做到用機(jī)械自動(dòng)法進(jìn)行火焰表面淬火，大多數(shù)采用人工操作。

造成同一齒輪上不同部位的輪齒，由于淬火的先后順序及操作者的熟練程度不同，使淬火后

的硬度也不同，且差距明顯。更為嚴(yán)重的是常發(fā)生局部齒面過(guò)熱、燒熔而生成硬度很高的凸

點(diǎn)和凹坑，對(duì)齒輪運(yùn)動(dòng)精度、接觸精度及工作平穩(wěn)性均有嚴(yán)重影響。

基于以上兩個(gè)難以解決的問(wèn)題，于是我們把機(jī)加工與熱處理結(jié)合起來(lái)，采用了下面的工

藝方法。

粗制齒、后調(diào)質(zhì)、精制齒工藝原調(diào)質(zhì)工藝最大的缺點(diǎn)在于輪齒表面的硬度沿齒高分布不

合理。如果使輪齒的表面硬度沿齒高方向分布均勻，則輪齒的強(qiáng)度及使用壽命就會(huì)有很大提

高。從這個(gè)方面考慮，我們將工藝調(diào)整為:鍛毛坯T粗車外圓及端面T粗制齒T熱處理T精

車外圓及端面T精制齒一磨軸頸。該工藝的重點(diǎn)在粗制齒，讓工件的輪齒成形后再熱處理，

從而實(shí)現(xiàn)硬度沿齒面的均勻分布。該工藝經(jīng)詳細(xì)確定各工序工藝參數(shù)后，并多次試行，逐一

解決了各工序的工藝難點(diǎn)，但需要注意以下幾個(gè)方面的問(wèn)題。

熱處理變形。影響熱處理變形的因素有輪齒的螺旋角、齒向?qū)挾燃安馁|(zhì)。對(duì)于螺旋角較

大、齒向?qū)挾容^大的齒輪軸，粗制齒時(shí)輪齒受到較大的偏擠壓力作用，齒形內(nèi)部存在著較大

的內(nèi)應(yīng)力，并有著朝減小螺旋角方向變形的趨勢(shì)。正因?yàn)橛袃?nèi)應(yīng)力和變形趨勢(shì)的存在，在熱

處理過(guò)程中會(huì)發(fā)生齒向翹曲變形，導(dǎo)致熱處理后輪齒螺旋角變小。這種情況常發(fā)生在螺旋角

b225°及齒向?qū)挾菳2350mm以上的齒輪軸中。制作中遇到這類齒輪軸時(shí)應(yīng)注意粗制齒余

量要偏大，否則會(huì)發(fā)生精制齒后留有黑皮的情況。在注意上述情況的同時(shí)，還要根據(jù)材料的

不同，結(jié)合螺旋角的大小，調(diào)整淬火溫度。通常材質(zhì)為45鋼的齒輪軸，其淬火溫度應(yīng)比正

常同材質(zhì)的工件低10?合金材質(zhì)的齒輪軸其淬火溫度應(yīng)比正常同材質(zhì)的同類工件低

10C左右，為避免淬裂，冷卻要在油中進(jìn)行。

車床斷續(xù)硬車削。粗制齒熱處理后的齒輪軸，其齒頂?shù)木庸な菙嗬m(xù)的，精加工層的硬

度常在290?320HB之間。要在普通車床上完成該工序（我廠在CW61100x8000車床上完

成），首先必須認(rèn)真檢修機(jī)床，保證主軸的回轉(zhuǎn)精度好，進(jìn)刀機(jī)構(gòu)的剛性和精度好。其次選

擇既硬而結(jié)實(shí)又具有韌性的刀具。

粗加工余量的大小。粗車外圓及端面和粗制齒所留余量的大小，對(duì)熱處理及其后的精加

工有極大影響。如余量留大，精車外圓難度就大，精制齒費(fèi)工多，且難以保證齒面的硬度分

布合理：余量留小后，熱處理變形控制難，可能無(wú)法實(shí)現(xiàn)精制齒。對(duì)此，總體上可按模數(shù)越

大，螺旋角越大，齒面寬度越大，余量便留大的原則來(lái)控制余量。經(jīng)我廠所加工的模數(shù)

mnNl2、螺旋角b=24。?31。、齒面寬B=300?960mm的齒輪軸，粗加工最小余量為2mm,

最大余量為4mm。

3結(jié)論

模數(shù)mn^l2的齒輪軸，采用粗制齒后調(diào)質(zhì)、精制齒工藝后，輪齒的表

面硬度在280HB以上，完全能夠滿足技術(shù)要求，棄經(jīng)使用證明其耐磨性及壽命均

較以前大大提高。

圓柱齒輪加工工藝過(guò)程常因齒輪的結(jié)構(gòu)形狀、精度等級(jí)、生產(chǎn)批量及生產(chǎn)條件不

同而采用不同的工藝方案。下面列出兩個(gè)精度要求不同的齒輪典型工藝過(guò)程供分

析比較。

一、普通精度齒輪加工工藝分析

（一）工藝過(guò)程分析

圖示為一雙聯(lián)齒輪，材料為40Cr,精度為7—6—6級(jí)，其加工工藝過(guò)程見(jiàn)

表1。

從表中可見(jiàn)，齒輪加工工藝過(guò)程大致要經(jīng)過(guò)如下幾個(gè)階段：毛坯熱處理、齒

坯加工、齒形加工、齒端加工、齒面熱處理、精基準(zhǔn)修正及齒形精加工等。

二

京9

LD

令e

5

14|0.5|14f9

雙聯(lián)齒輪

齒號(hào)III齒號(hào)III

模數(shù)22基節(jié)偏差±0.016±0.016

齒數(shù)2842齒形公差0.0170.018

精度等級(jí)7GKUL齒向公差0.0170.017

21.360-27.60-

公法線長(zhǎng)度變動(dòng)量0.0390.024公法線平均長(zhǎng)度

0.050.05

齒圈徑向跳動(dòng)0.0500.042跨齒數(shù)45

雙聯(lián)齒輪加工工藝過(guò)程

序號(hào)工序內(nèi)容定隹基準(zhǔn)

1毛坯鍛誥外囪及端面

2『火03屈1?北梗人武

住車外畫(huà)及端直，冒余里J.5?2皿，拈摟在桃反九至在援孔及A面

尺、.中：0引2

4在帽孔及D面

及花隧孔

E右鍵孔及A面

鉆工去毛利

e花鍵丸及消面

上芯軸，將軍外國(guó)，湍面及槽至要求

1左錠孔及人面

檢驗(yàn)

￡右鍵孔皮人面

濾曲(z=42)s翟剎親重1.」1~U?1Untn

C在犍孔及K面

福茜（z=28）:德刷余堇JLq、O.0E而

13在迷孔及A面

倒角（I、：1齒12,牙角1

11

用工太毛刺

12

剃齒（Z=12）；公法般長(zhǎng)度工尺寸上根

13

剃齒（7=%）.梟用琳旋角度為中的用席.71.弟府

14后公法線長(zhǎng)度至.尺寸上限

齒部高頻泮火：G52

推孔

於齒

總檢入庫(kù)

加工的第一階段是齒坯最初進(jìn)入機(jī)械加工的階段。由于齒輪的傳動(dòng)精度主要

決定于齒形精度和齒距分布均勻性，而這與切齒時(shí)采用的定位基準(zhǔn)（孔和端面）

的精度有著直接的關(guān)系，所以，這個(gè)階段主要是為下一階段加工齒形準(zhǔn)備精基準(zhǔn),

使齒的內(nèi)孔和端面的精度基本達(dá)到規(guī)定的技術(shù)要求。在這個(gè)階段中除了加工出基

準(zhǔn)外，對(duì)于齒形以外的次要表面的加工，也應(yīng)盡量在這一階段的后期加以完成。

第二階段是齒形的加工。對(duì)于不需要淬火的齒輪，一般來(lái)說(shuō)這個(gè)階段也就是

齒輪的最后加工階段，經(jīng)過(guò)這個(gè)階段就應(yīng)當(dāng)加工出完全符合圖樣要求的齒輪來(lái)。

對(duì)于需要淬硬的齒輪，必須在這個(gè)階段中加工出能滿足齒形的最后精加工所要求

的齒形精度，所以這個(gè)階段的加工是保證齒輪加工精度的關(guān)鍵階段。應(yīng)予以特別

注意。

加工的第三階段是熱處理階段。在這個(gè)階段中主要對(duì)齒面的淬火處理，使齒

面達(dá)到規(guī)定的硬度要求。

加工的最后階段是齒形的精加工階段。這個(gè)階段的目的，在于修正齒輪經(jīng)過(guò)

淬火后所引起的齒形變形，進(jìn)?步提高齒形精度和降低表而粗糙度，使之達(dá)到最

終的精度要求。在這個(gè)階段中首先應(yīng)對(duì)定位基準(zhǔn)面（孔和端面）進(jìn)行修整，因淬

火以后齒輪的內(nèi)孔和端面均會(huì)產(chǎn)生變形，如果在淬火后直接采用這樣的孔和端面

作為基準(zhǔn)進(jìn)行齒形精加工，是很難達(dá)到齒輪精度的要求的。以修整過(guò)的基準(zhǔn)面定

位進(jìn)行齒形精加工，可以使定位準(zhǔn)確可靠，余量分布也比較均勻，以便達(dá)到精加

工的目的。

（二）定位基準(zhǔn)的確定

定位基準(zhǔn)的精度木齒形加工精度有直接的影響。軸類齒輪的齒形加工一般選

擇頂尖孔定位，某些大模數(shù)的軸類齒輪多選擇齒輪軸頸和一端面定位。盤(pán)套類齒

輪的齒形加工常采用兩種定位基準(zhǔn)。

1）內(nèi)孔和端面定位選攔既是設(shè)計(jì)基準(zhǔn)又是測(cè)量和裝配基準(zhǔn)的內(nèi)孔作為定位基準(zhǔn)，

既符合“基準(zhǔn)重合”原則，又能使齒形加工等工序基準(zhǔn)統(tǒng)一，只要嚴(yán)格控制內(nèi)孔

精度，在專用芯軸上定位時(shí)不需要找正。故生產(chǎn)率高，廣泛用于成批生產(chǎn)中。

2）外圓和端面定位齒坯內(nèi)孔在通用芯軸上安裝，用找正外圓來(lái)決定孔中心位置,

故要求齒坯外圓對(duì)內(nèi)孔的徑向跳動(dòng)要小。因找正效率低，一般用于單件小批生產(chǎn)。

（三）齒端加工

如圖所示，齒輪的齒端加工有倒圓、倒尖、倒棱，和去毛刺等。倒圓、倒尖后的

齒輪，沿軸向滑動(dòng)時(shí)容易進(jìn)入嚙合。倒棱可去除齒端的銳邊，這些銳邊經(jīng)滲碳淬

火后很脆，在齒輪傳動(dòng)中易崩裂。

（魴倒咽（b）倒尖（c）倒校

圖+18齒端加工形式

用銃刀進(jìn)行齒端倒圓,如圖9—19所示。倒圓時(shí)，銃刀在高速旋轉(zhuǎn)的同時(shí)沿圓弧

作往復(fù)擺動(dòng)（每加工一齒往復(fù)擺動(dòng)一次）。加工完一個(gè)齒后工件沿徑向退出，分

度后再送進(jìn)加工下一個(gè)齒端。

圖9-19齒端倒圓加工示意

齒端加工必須安排在齒輪淬火之前，通常多在滾（插）齒之后。

（四）精基準(zhǔn)修正

齒輪淬火后基準(zhǔn)孔產(chǎn)生變形，為保證齒形精加工質(zhì)量，對(duì)基準(zhǔn)孔必須給予修正。

對(duì)外徑定心的花鍵孔齒輪，通常用花鍵推刀修正。推孔時(shí)要防止歪斜，有的工廠

采用加長(zhǎng)推刀前引導(dǎo)來(lái)防止歪斜，已取得較好效果。

對(duì)圓柱孔齒輪的修正，可采用推孔或磨孔，推孔生產(chǎn)率高，常用于未淬硬齒輪；

磨孔精度高，但生產(chǎn)率低，對(duì)于整體淬火后內(nèi)孔變形大硬度高的齒輪，或內(nèi)孔較

大、厚度較薄的齒輪，則以磨孔為宜。

磨孔時(shí)一般以齒輪分度圓定心，如圖9-20所示，這樣可使磨孔后的齒圈徑向跳

動(dòng)較小，對(duì)以后磨齒或布齒有利。為提高生產(chǎn)率，有的工廠以金剛健代替磨孔也

取得了較好的效果。

圖9-20齒輪分度圓定心示意

二、高精度齒輪加工工藝特點(diǎn)

（-）高精度齒輪加工工藝路線

圖9-21所示為一高精度齒輪，材料為40Cr,精度為6—5—5級(jí)，其工藝路線

見(jiàn)表9—7o

序號(hào)工序內(nèi)容定位基準(zhǔn)

1至瓦鍛誥外囪及端面

■TP火禮及《面

:

%■把車外圓及端百，省余量J.5?2皿，拈他在撰底九至在槌孔及人面

尺、.⑼2

4右鍵孔及D面

拉右健孔

C在該孔及K面

氈工去毛刺

€花鍵孔及端面

上芯油，將車外國(guó)，端面及楮至要求

7右鍵孔及人面

檢驗(yàn)

￡衣:錦孔及A面

濠由(z=42):蜜利親重I.J1~U.1Umn

WC在健孔及A面

抵齒(z=28)5厘利於星C?%q70.OEin

1D右鍵孔及A面

倒角（I、：1齒12,牙加

11

讓工大毛剌

12

剃齒（z=12）：公法法長(zhǎng)度主尺寸上限

13

刷苫（7=28）,米用攜旋能度為KfflfiijfiTl.羽后

14后公決續(xù)長(zhǎng)度至尺寸上限

1D齒部高頻泮火：G52

推孔

酢齒

總.檢人庫(kù)

模數(shù)3.5基節(jié)累積誤差0.045齒向公差0.007

齒數(shù)63基節(jié)極限偏差±0.0065公法線平均長(zhǎng)度70.130-0.05

精度等級(jí)655KM齒形公差0.007跨齒數(shù)7

（二）高精度齒輪加工工藝特點(diǎn)

（1）定位基準(zhǔn)的精度要求較高由圖9-21可見(jiàn)，作為定位基準(zhǔn)的內(nèi)孔其尺寸精

度標(biāo)注為小85H5,基準(zhǔn)端面的粗糙度較細(xì)，為Rai.6um,它對(duì)基準(zhǔn)孔的跳動(dòng)為

0.014mm,這幾項(xiàng)均比一般精度的齒輪要求為高，因此，在齒坯加工中，除了要

注意控制端面與內(nèi)孔的垂直度外，尚需留一定的余量進(jìn)行精加工。精加工孔和端

面采用磨削，先以齒輪分度圓和端面作為定位基準(zhǔn)磨孔，再以孔為定位基準(zhǔn)磨端

面，控制端面跳動(dòng)要求，以確保齒形精加工用的精基準(zhǔn)的精確度。

高精度齒輪加工工藝過(guò)程

序號(hào)工序內(nèi)容定位基準(zhǔn)

1毛坯鍛造外圓及端面

2正火外圓及端面

3租車各部分，留余量1.5?2mm內(nèi)孔及湎

4精車各部分，內(nèi)孔至q>84.8H7,總長(zhǎng)留加工余內(nèi)孔及A面

量0.2JTJL,其余至尺寸

5內(nèi)孔（技正用）及A面

檢驗(yàn)

6分度囪和A面〔我正用）

滾齒（齒厚留磨加工余量0.10?。.15mm）

7內(nèi)孔

倒角

8A面

鉗工去毛刺

9內(nèi)孔及A面

齒部高撅淬火：G52

10

插鍵槽

11

磨內(nèi)孔至卑85H5

12

靠磨大端且面

13

平面磨B面至總長(zhǎng)度尺寸

磨齒

總檢入庫(kù)

（2）齒形精度要求高圖上標(biāo)注6-5-5級(jí)。為滿足齒形精度要求，其加工

方案應(yīng)選擇磨齒方案，即滾（插）齒一齒端加工一高頻淬火一修正基準(zhǔn)一磨齒。

磨齒精度可達(dá)4級(jí)，但生產(chǎn)率低。本例齒面熱處理采用高頻淬火，變形較小，故

留磨余量可縮小到0.1mm左右，以提高磨齒效率。（

第十章圓柱齒輪公差與檢測(cè)

要求一般理解與掌握的內(nèi)容有:

齒輪傳動(dòng)的使用要求，影響齒輪傳動(dòng)的誤差和公差。

要求深刻理解與熟練掌握的重點(diǎn)內(nèi)容有：

齒輪的必檢精度指標(biāo)、側(cè)隙指標(biāo)及其檢測(cè)。

6-1概述

一、齒輪傳動(dòng)互換性的使用要求：（三性一隙）

齒輪傳動(dòng)是機(jī)器及儀器中常用的一■種機(jī)械傳動(dòng)形式，它廣泛地用于傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。齒輪傳動(dòng)的質(zhì)量將影

響到機(jī)器或儀器的工作性能、承載能力、使用壽命和工作精度。因此，現(xiàn)代工業(yè)中的各種機(jī)器和儀器對(duì)齒

輪傳動(dòng)互換性的使用提出了多方面的要求，歸納起來(lái)主要有四個(gè)方面：

（一）傳遞運(yùn)動(dòng)的準(zhǔn)確性

齒輪傳動(dòng)理論上應(yīng)按設(shè)計(jì)規(guī)定的傳動(dòng)比來(lái)傳遞運(yùn)動(dòng)，即主動(dòng)輪轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)角度時(shí)，從動(dòng)輪應(yīng)按傳動(dòng)比關(guān)系轉(zhuǎn)

過(guò)個(gè)相應(yīng)的角度。由于齒輪存在有加工誤差和安裝誤差.實(shí)際齒輪傳動(dòng)中要保持恒定的傳動(dòng)比是不可能

的，因而使得從動(dòng)輪的實(shí)際轉(zhuǎn)角產(chǎn)生了轉(zhuǎn)角誤差。傳遞運(yùn)動(dòng)的準(zhǔn)癰性就是要求齒輪在轉(zhuǎn)一周范圍內(nèi)，傳動(dòng)

比的變化要小，其最大轉(zhuǎn)角誤差應(yīng)限制在一定范圍內(nèi)，以保證一對(duì)齒輪z1和z2嚙合時(shí)，滿足齒廓嚙合基

本定律I=n1/n2=z2/z1=常量。機(jī)床的一些傳動(dòng)齒輪對(duì)傳遞運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確性的精度較高。

（-）傳動(dòng)的平穩(wěn)性

齒輪任一瞬時(shí)傳動(dòng)比的變化，將會(huì)使從動(dòng)輪轉(zhuǎn)速在不斷變化，從而產(chǎn)生瞬時(shí)加速度和慣性沖擊力，引起齒

輪傳動(dòng)中的沖擊、振動(dòng)和噪聲。傳動(dòng)的平穩(wěn)性就是要求齒輪在一轉(zhuǎn)范圍內(nèi)，多次重夏的瞬時(shí)傳動(dòng)比要小，

一齒特角內(nèi)的最大轉(zhuǎn)角誤差要限制在一定范圍內(nèi)。干分衣、機(jī)床變速箱等對(duì)傳動(dòng)干穩(wěn)性的要求較高。

（三）載荷分布的均勻性

載荷分布的均勻性是指為了使齒輪傳動(dòng)有較高的承載能力和較氏的使用壽命，要求嚙合齒面在面寬與

齒高方向上能較全面地接觸，使齒面上的載荷分布均勻，避免載荷集中手齒面的一端而造成輪齒折斷。重

型機(jī)械的傳動(dòng)齒輪對(duì)此比較偏重。

（四）傳動(dòng)側(cè)隙

在齒輪傳動(dòng)中，為了貯存潤(rùn)滑油，補(bǔ)償齒輪受力變形和熱變形以及齒輪制造和安裝誤差，齒輪相嚙合輪齒

的非工作面應(yīng)留有?定的齒側(cè)間隙。否則齒輪傳動(dòng)過(guò)程中可能會(huì)出現(xiàn)卡死或燒傷的現(xiàn)象。但該側(cè)隙也不能

過(guò)大，尤其是對(duì)于經(jīng)常需要正反轉(zhuǎn)的傳動(dòng)齒輪，側(cè)隙過(guò)大，會(huì)產(chǎn)生空程，引起換向沖擊。因此應(yīng)合理確定

側(cè)隙的數(shù)值。

為了保證齒輪傳動(dòng)具有較好的工作性能，對(duì)上述四個(gè)方面均要有一定的要求。但用途和工作條件不同的齒

輪，對(duì)上述四方面應(yīng)有不同的側(cè).重。

運(yùn)動(dòng)精度：拈指?jìng)鬟f運(yùn)動(dòng)的準(zhǔn)確性。為了保證齒輪傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)精度，應(yīng)限制齒輪一轉(zhuǎn)中最大轉(zhuǎn)角誤差，

運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性精度：要求齒輪運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，沒(méi)有沖擊、振動(dòng)和噪聲。要限制?齒距角范圍內(nèi)轉(zhuǎn)角誤差的最大值

iR0

接觸精度：要求齒輪在接觸過(guò)程中，載荷分布要均勻，接觸良好，以免引起應(yīng)力集中，造成局部磨損，影

響齒輪的使用壽命。

齒側(cè)間隙：在齒輪傳動(dòng)過(guò)程中，非接觸面一定要有合理的間隙。一方面為了貯存潤(rùn)滑油，一方面為了補(bǔ)償

齒輪的制造和變形誤差。

圖7-1

不同圓柱齒輪的傳動(dòng)精度要求

?上述4項(xiàng)要求，對(duì)于不同月途、不同工作條件的齒輪其側(cè)重點(diǎn)也應(yīng)有所不同。

?如：對(duì)于分度機(jī)構(gòu)，儀器儀表中讀數(shù)機(jī)構(gòu)的齒輪，齒輪一轉(zhuǎn)中的轉(zhuǎn)角誤差不超過(guò)1'?2，，甚至是幾秒，

此時(shí)，傳遞運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確性是主要的；

?對(duì)于高速、大功率傳動(dòng)裝置中用的齒輪，如汽輪機(jī)減速器上的齒輪，圓周速度高，傳遞功率大，其運(yùn)動(dòng)

精度、工作平穩(wěn)性精度及接觸精度要求都很高，特別是瞬時(shí)傳動(dòng)比的變化要求小，以減少振動(dòng)和噪聲；

?對(duì)于軋鋼機(jī)、起重機(jī)、運(yùn)輸機(jī)、透平機(jī)等低速重載機(jī)械，傳遞動(dòng)力大，但圓周速度不高，故齒輪接觸精

度要求較高，齒側(cè)間隙也應(yīng)足夠大，而對(duì)?其運(yùn)動(dòng)精度則要求不高,

漸開(kāi)線圓柱齒輪的制造誤差

?影響上述4項(xiàng)要求的誤差因素，主要包括齒輪的加工誤差和優(yōu)輪副的安裝誤差。

?為了便于分析齒輪的各種制造誤差對(duì)齒輪傳動(dòng)質(zhì)量的影響，按誤差相對(duì)于齒輪的方向特征，可分為徑向

誤差、切向誤差和軸向誤差；

?齒輪為圓周分度奉件.其謾差具有周期性,按誤差在齒輪一轉(zhuǎn)中是否多次出現(xiàn),即在齒輪一轉(zhuǎn)中出現(xiàn)的

周期或頻率，可分為以齒輪一轉(zhuǎn)為周期的長(zhǎng)周期誤差，或低頻誤差，它主要影響傳遞運(yùn)動(dòng)的準(zhǔn)確性；以齒

輪--齒為周期短周期誤差，或高頻誤差，它主要影響工作平移性,

幾何偏心誤差

圖7-2

?以滾切直齒圓柱齒輪為例，分析在切齒過(guò)程中所產(chǎn)生的主要加工誤差。

?齒坯孔與機(jī)床心軸的安裝偏心（e）,也稱幾何偏心，是齒坯在機(jī)床上.安裝時(shí)，齒坯基準(zhǔn)軸線0101與

工作臺(tái)回轉(zhuǎn)軸線00不重合形成的偏心以加工時(shí)，滾刀軸線與工作臺(tái)回轉(zhuǎn)軸線00距離保持不變，但與

齒坯基準(zhǔn)軸線。1。1的距離不斷變化（最大變化量為2e）。滾切成如圖所示的齒蛇，使為面位置相對(duì)于

齒輪基準(zhǔn)中心在徑向發(fā)生了變化，故稱為徑向誤差。工作時(shí)產(chǎn)生以一轉(zhuǎn)為周期的轉(zhuǎn)角誤差，使傳動(dòng)比不斷

改變。

運(yùn)動(dòng)偏心誤差

?分度蝸輪軸線與工作臺(tái)中心線的安裝偏心（eK）。0202為機(jī)床分度蝸輪的軸線，它與機(jī)床心軸的軸

線00不重合，形成安裝偏心eK.這時(shí)盡管螺桿勻速旋轉(zhuǎn)，蝸桿與蝸輪嚙合節(jié)點(diǎn)的線速度相同，但曰于蝸

輪上的半徑不斷改變，從而使蝸輪和齒坯產(chǎn)生不均勻回轉(zhuǎn)，角速度在（3+△（?）和（3-△/）之間，以一轉(zhuǎn)

為周期變化。運(yùn)動(dòng)偏心并不產(chǎn)生徑向誤差，而往齒輪產(chǎn)生切向誤型。

?以上兩項(xiàng)誤差均以齒坯一轉(zhuǎn)為周期，是長(zhǎng)周期誤差。

圖7-3

短周期誤差

?機(jī)床分度蝸輪的安裝偏心（ew）和軸向竄動(dòng)。此誤差使期輪（齒壞）轉(zhuǎn)速不均勻，加工出的齒輪有齒距

偏差和齒形偏差，如蝸桿為單頭，蝸輪為n牙，則在蝸輪（齒坯）一轉(zhuǎn)中產(chǎn)生n次誤差。

?滾刀偏心（ed）、軸線幀斜及軸向竄動(dòng)。此誤差使加工出的齒輪徑向和軸向都產(chǎn)生誤差，如滾刀單頭，

齒輪z牙，則在齒坯一-轉(zhuǎn)中產(chǎn)生z次誤差。

?滾刀本身的基節(jié)、齒形等制造誤差。此誤差會(huì)復(fù)映到被加工齒輪的每一齒上，使之產(chǎn)生基節(jié)偏差和面形誤

差。

以上三項(xiàng)誤差在齒?坯一轉(zhuǎn)中多次重復(fù)出現(xiàn)，為短周期誤差。

圓柱齒輪傳動(dòng)精度的評(píng)定指標(biāo)

?根據(jù)齒輪精度要求，把齒輪的誤差分成影響運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確性誤差、影響運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性誤差、影響載荷分布均勻

性誤差和影響側(cè)隙的誤差。并相應(yīng)提出精度評(píng)定指標(biāo)。

?運(yùn)動(dòng)精度的評(píng)定指標(biāo)

?平穩(wěn)性的評(píng)定指標(biāo)

?接觸精度的評(píng)定指標(biāo)

-側(cè)隙的評(píng)定指標(biāo)

?齒輪副精度的評(píng)定指標(biāo)

運(yùn)動(dòng)精度的評(píng)定指標(biāo)

?切向綜合誤差（AFi'）

?齒距累積誤差（AFp）及K個(gè)齒距累積誤差（AFpk）

?齒圈徑向跳動(dòng)（△Fr）

?徑向綜合誤差（△Fi"）

?公法線長(zhǎng)度變動(dòng)（AFw）

切向綜合誤差（AF3

?即向綜合誤差（AFT）指被測(cè)齒輪與理想精確的測(cè)量齒輪單面嚙合時(shí)，在被測(cè)齒輪一轉(zhuǎn)內(nèi)，實(shí)際轉(zhuǎn)角

與公稱轉(zhuǎn)角之差的總幅度值。它以分度圓弧長(zhǎng)計(jì)值。

?AFi，是指在齒輪單面嚙合情況下測(cè)得的齒輪一轉(zhuǎn)內(nèi)轉(zhuǎn)角誤差的總幅度值，該誤差是幾何偏心、運(yùn)動(dòng)偏心

加工誤差的綜合反映，因而是評(píng)定齒輪傳遞運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確性的最佳綜合評(píng)定指標(biāo)。

?但因切向綜合誤差是在單面嚙合綜合檢查儀(簡(jiǎn)稱單嚙儀)上進(jìn)行測(cè)量的，單嚙儀結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價(jià)格昂貨，

在生產(chǎn)車間很少使用。

齒距累枳誤差(AFp)及K個(gè)齒距累積誤差(AFpk)

?在分度圓上，任意兩個(gè)同側(cè)齒面間的實(shí)際弧長(zhǎng)。公稱弧長(zhǎng)之差的最大絕對(duì)值為齒距累積誤差。K個(gè)齒距

累積誤差是指在分度圓上，K個(gè)齒距間的實(shí)際弧長(zhǎng)與公稱弧長(zhǎng)之差的最大絕對(duì)值，K為2到小TZ/2的整

數(shù)

?規(guī)定AFpk是為了限制齒距累積誤差集中在局部網(wǎng)周上o

-齒距累積誤差反映了一轉(zhuǎn)內(nèi)任意個(gè)齒距的最大變化，它直接反映齒輪的轉(zhuǎn)角誤差，是幾何偏心和運(yùn)動(dòng)偏

心的綜合結(jié)果。因而可以較為全面地反映齒輪的傳遞運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確性，是?項(xiàng)綜合性的評(píng)定項(xiàng)目。但因?yàn)橹辉?/p>

分度圓上測(cè)量，故不如切向綜合誤差反映的全面。

圖7-5

齒圈徑向跳動(dòng)(△Fr)

?齒輪一轉(zhuǎn)范圍內(nèi)，測(cè)頭在齒槽內(nèi)與齒高中部雙面接觸，測(cè)頭相對(duì)于齒輪軸線的最大變動(dòng)量稱齒圈徑向跳

動(dòng)。

?AFr主要反映由于齒坯偏心引起的齒輪徑向長(zhǎng)周期誤差。可用齒圈徑向跳動(dòng)檢查儀測(cè)量，測(cè)頭可以用

球形或錐形。

圖7-6

徑向綜合誤差

(△Fi")

?與理想精確的測(cè)量齒輪雙面哂合時(shí)，在被測(cè)齒輪?轉(zhuǎn)內(nèi)，雙嚙中心距的最大變動(dòng)量稱為徑向綜合誤差4

Fi"。

?當(dāng)被測(cè)齒蛇的齒廓存在徑向誤差及一些短周期誤差(如齒形誤差、基節(jié)偏差等)時(shí)，若它與測(cè)量丙輪保

持雙面嚙合轉(zhuǎn)動(dòng)，其中心距就會(huì)在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中不斷改變，因此，徑向綜合誤差主要反映山幾何偏心引起的

徑向誤差及一些短周期誤差。

?被測(cè)齒輪由于雙面嚙合綜合測(cè)量時(shí)的嚙合情況與切齒時(shí)的嚙合情況相似，能夠反映齒輪坯和刀具安裝調(diào)

整誤差，測(cè)量所用儀器遠(yuǎn)比單嚙儀簡(jiǎn)單，操作方便，測(cè)量效率高，故在大批量生產(chǎn)中應(yīng)用很普通。但它只

能反映徑向誤差，且測(cè)量狀況與齒輪實(shí)際工作狀況不完全相符。

圖7-7

公法線長(zhǎng)度變動(dòng)（aFw）

?在被測(cè)齒輪一周范國(guó)內(nèi)，實(shí)際公法線長(zhǎng)度的最大值與最小值之差稱為公法線長(zhǎng)度變動(dòng)，△Fw=Wcax-

Wmin。

?公法線長(zhǎng)度的變動(dòng)說(shuō)明齒廓沿基圓切線方向有誤差，因此公法愛(ài)長(zhǎng)度變動(dòng)可以反映滾齒時(shí)由運(yùn)動(dòng)偏心影

響引起的切向誤差。由于測(cè)量公法線長(zhǎng)度與齒輪基準(zhǔn)軸線無(wú)關(guān)，因此公法線長(zhǎng)度變動(dòng)可用公法線千分尺、

公法線卡尺等測(cè)量。

圖7-8

平穩(wěn)性的評(píng)定指標(biāo)

?一齒切向綜合誤差（AfD

?一齒徑向綜合誤差（△1）

?基節(jié)偏差3fpb）

?齒形誤差（△?）

?齒距偏差（Afpt）

一齒切向綜合誤差（△〃）

?實(shí)測(cè)齒輪與理想精確的測(cè)量齒輪單面嚙合時(shí)，在被測(cè)齒輪一齒距角內(nèi)，實(shí)際轉(zhuǎn)角與公稱轉(zhuǎn)角之差的最大

幅度值。

?主要反映由刀具和分度蝸桿的安裝及制造誤差所造成的，齒輪上齒形、齒距等各項(xiàng)短周期綜合誤差，

是綜合性指標(biāo)。其測(cè)量?jī)x器與測(cè)量AFi，相同，如圖，切向綜合誤差曲線上的高頻波紋即為Afi1

圖7-9

?齒徑向綜合誤差（△獷）

?被測(cè)齒輪與理想精確的測(cè)量齒輪雙面嚙合時(shí)，在被測(cè)齒輪一齒角內(nèi)的最大變動(dòng)量。

?綜合反映了由于刀具安裝偏心及制造所產(chǎn)生的基節(jié)和齒形誤差，屬綜合性項(xiàng)目?？稍跍y(cè)量徑向綜

合誤差時(shí)得出，即從記錄曲線上量得高頻波紋的最大幅度值。由于這種測(cè)量受左右齒面的共同影響，因而

不如一齒切向綜合誤差反映那么全面。不宜采用這種方法來(lái)驗(yàn)收高精度的齒輪，但因在雙嚙儀上測(cè)量簡(jiǎn)單,

操作方便，故該項(xiàng)目適用于大批量生產(chǎn)的場(chǎng)合。

圖7-10

基節(jié)偏差（△fpb）

?基節(jié)偏差是指實(shí)際基節(jié)與公稱基節(jié)之差。

?一對(duì)齒輪正常嚙合時(shí)，當(dāng)?shù)谝粋€(gè)輪齒尚未脫離嚙合時(shí)，第二個(gè)輪齒應(yīng)進(jìn)入嚙合。當(dāng)兩齒輪基節(jié)相等時(shí)，

這種嚙合過(guò)程將干稔地連續(xù)進(jìn)行，若齒輪具有基節(jié)偏差，則這種啃合過(guò)程將被破壞，使瞬時(shí)速比發(fā)生變化,

產(chǎn)生沖擊、振動(dòng)。

?基節(jié)偏差可用基節(jié)儀和萬(wàn)能測(cè)齒儀進(jìn)行測(cè)量。

圖7i

齒形誤差（△!!）

?齒形誤差是在端截面上，齒形工作部分內(nèi)（齒頂部分除外），包容實(shí)際齒形且距離為最小的兩條設(shè)計(jì)齒

形間的法向距離。設(shè)計(jì)齒形可以根據(jù)工作條件對(duì)理論漸開(kāi)線進(jìn)行修正為凸齒形或修緣齒形。

-齒形誤差會(huì)造成齒廓面在嗜合過(guò)程中使接觸點(diǎn)偏離嚙合線，引起瞬時(shí)傳動(dòng)比的變化，破壞了傳動(dòng)的平穩(wěn)

性。

圖7-12

齒

距偏差（/Mpt）

-齒距偏差是指在分度圓上，實(shí)際齒距與公稱齒距之差。

?齒距偏差A(yù)fpl也將和基節(jié)偏差、齒形誤差一樣，在每一次轉(zhuǎn)齒和換齒的嚙合過(guò)程中產(chǎn)牛.轉(zhuǎn)角誤差。

?齒距偏差可在測(cè)量齒距累積誤差時(shí)得到，所以比較簡(jiǎn)單。該項(xiàng)偏差主要山機(jī)床誤差產(chǎn)生。

"s圖7-13

接觸精度的評(píng)定指標(biāo)

?齒輪工作時(shí)，兩齒面接觸良好，才能保證齒面上我荷分布均勻。在齒高方向上，齒形誤差會(huì)影響兩齒面

的接觸：在齒寬方向上，齒向誤差會(huì)影響兩齒面的接觸。

?齒向誤差（△F0）：在分度圓柱面上，齒寬有效部分范圍內(nèi)1端部倒角部分除外），包容實(shí)際齒線且

距離為最小的兩條設(shè)計(jì)齒向線之間的端面距離為齒向誤差。

?齒向線是齒面和分度圓柱面的交線。通常直齒輪的齒向線為直線，斜齒輪的齒向線是螺旋線。

圖7-14

側(cè)隙的評(píng)定指標(biāo)

?為使齒輪嚙合時(shí)有一定的側(cè)隙，應(yīng)將箱體中心距加大或?qū)⑤嘄X減薄?？紤]到箱體加工與齒輪加工的特點(diǎn),

宜采用減薄齒厚的方法獲得齒側(cè)間隙（即基中心距制）。齒厚減薄量是通過(guò)調(diào)整刀具與毛坯的徑向位置而

獲得的，其誤差將影響側(cè)隙的大小。此外，幾何偏心和運(yùn)動(dòng)偏心也會(huì)引起齒厚不均勻，使齒輪工作時(shí)的側(cè)

隙也不均勻。

?為控制齒厚減薄量，以獲得必要的側(cè)隙，可以采用卜列評(píng)定指標(biāo)：齒厚偏差（△￡$）,公法線平均長(zhǎng)

度偏差（AEWm）

齒厚偏差（Z^ES）

-齒厚偏差是指在齒輪分度圓柱面上，齒厚的實(shí)際值與公稱值之差。對(duì)于斜齒輪，指法向齒厚。

?為了保證一定的齒側(cè)間隙，齒厚的上偏差（ESS）,下偏差（ESi）一般都為負(fù)值。

圖7-15

公法線平均長(zhǎng)度偏差（△EWm）

?公法線平均長(zhǎng)度偏差aEW是指在齒輪一周內(nèi)，公法線長(zhǎng)度平均值與公稱值之差。即

?△EWm=（W1+W2+...+Wn）/z—W公稱

?齒輪因齒厚減薄使公法線長(zhǎng)度也相應(yīng)減小，所以可用公法線平均長(zhǎng)度偏差作為反映側(cè)隙的?項(xiàng)指標(biāo)。通

常是通過(guò)跨一定齒數(shù)測(cè)量公法線長(zhǎng)度來(lái)檢查齒厚偏差的。

齒輪副精度的評(píng)定指標(biāo)

?齒輪副切向綜合誤差△Fic'：裝配好的齒輪副，在嚙合轉(zhuǎn)動(dòng)足夠多的轉(zhuǎn)數(shù)內(nèi)，一個(gè)齒輪相對(duì)于另一個(gè)齒

輪的實(shí)際轉(zhuǎn)角與公稱轉(zhuǎn)角之差的最大幅值0

-齒輪副的一齒切向綜合誤差△￡"：裝配好的齒輪副，在哂合轉(zhuǎn)動(dòng)足夠多的轉(zhuǎn)數(shù)內(nèi)，一個(gè)齒輪相對(duì)于另

一個(gè)齒輪的一個(gè)齒距的實(shí)際轉(zhuǎn)角與公稱轉(zhuǎn)角之差的最大幅值。

?齒輪副的接觸斑點(diǎn)：安裝好的齒輪副，在輕微制動(dòng)下運(yùn)轉(zhuǎn)后，齒面上分布的接觸擦亮痕跡

-齒輪副的側(cè)隙：齒輪副的側(cè)隙分圓周側(cè)隙和法向側(cè)隙。

漸開(kāi)線圓柱齒輪傳動(dòng)精度的設(shè)計(jì)

-齒輪精度等級(jí)的確定

?齒輪誤差檢驗(yàn)組的選擇

-齒輪副側(cè)隙的確定

?圖樣標(biāo)注

齒輪精度等級(jí)的確定

?齒輪及齒輪副共規(guī)定有12個(gè)精度等級(jí).用1,2..........12表示.其中1級(jí)精度最高,12級(jí)精度最低.

?齒輪和齒輪副的誤差項(xiàng)目都規(guī)定了相應(yīng)的公差或極限偏差，除接觸斑點(diǎn)外，其余項(xiàng)目的公差代號(hào)均為對(duì)

應(yīng)的誤差代號(hào)去掠△；并將單個(gè)齒輪的公差項(xiàng)目分為I、H、III公差組，各公差組中的公差項(xiàng)目、代號(hào)、

所用公差值符號(hào)、公差值計(jì)算公式及齒輪副的有關(guān)公差列于表。

齒輪精度等級(jí)的確定（續(xù)）

-齒輪的精度等級(jí)應(yīng)根據(jù)齒輪的用途、使用要求、傳遞功率及圓周速度及其它技術(shù)要求而定，同時(shí)考慮切

齒工藝及經(jīng)濟(jì)性。齒輪3個(gè)公差組的精度等級(jí)應(yīng)分別規(guī)定，可采用同級(jí)，也可以不同級(jí)，但同一公差組中

的項(xiàng)目必須同級(jí)。齒輪副中兩齒輪對(duì)應(yīng)公差組的精度采用同級(jí)，也允許不同級(jí)。

?一股齒輪傳動(dòng)多按齒輪圓周線速度確定第II公差組的精度等級(jí)。當(dāng)對(duì)傳遞運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確性沒(méi)有特別要求時(shí)，

第I公差組的精度常比第n公差組低個(gè)等級(jí)，當(dāng)所傳遞的功率不特別大時(shí)，第in公差組儂采用和第H

公差組相同的精度等級(jí)。

齒輪誤差檢驗(yàn)組的選擇

?按照表確定每一公差組的誤差檢驗(yàn)組時(shí)，應(yīng)綜合考慮檢測(cè)的目的、齒輪的精度等級(jí)、生產(chǎn)規(guī)模及現(xiàn)有測(cè)

量器具等因素。

?檢測(cè)目的。當(dāng)齒輪的檢測(cè)處為了驗(yàn)收產(chǎn)品，判斷產(chǎn)品處否合格時(shí)，宜選用綜合性項(xiàng)目。若測(cè)量的目的是

為了進(jìn)行工藝分析，查找誤差原因時(shí)，宜選擇單項(xiàng)檢測(cè)項(xiàng)目。

?精度等級(jí)。高精度的齒輪用于重要場(chǎng)合，因此應(yīng)選擇反映誤差較為全面的綜合性項(xiàng)目或較為重要的單項(xiàng)

檢測(cè)項(xiàng)目。對(duì)6級(jí)以上的齒輪，第H公差組采用單項(xiàng)檢測(cè)項(xiàng)目時(shí)，必須檢測(cè)aff。而對(duì)于中低精度的面輪可

以用AFr或AFw進(jìn)行單項(xiàng)檢測(cè)。

齒輪誤差檢驗(yàn)組的選擇（續(xù)）

?加工工藝。如第H公差組用^什與afm組合，適用于磨齒加工，^仟反映砂輪齒形角誤差，反映

機(jī)床分度誤差?！鱢f與Aipb組合適合于滾齒和插齒加工，這時(shí)△?反映齒輪齒面形狀誤差，△fpb反映齒

形角誤差。

?生產(chǎn)批量及檢測(cè)設(shè)備。生產(chǎn)批量大時(shí)，應(yīng)選擇檢測(cè)效率高的項(xiàng)目。如汽車、拖拉機(jī)行業(yè)，第I公差組多

用aFi"的AFw組合，因?yàn)椤鱂i"檢測(cè)方便迅速，可全數(shù)檢驗(yàn)，AFw只需抽檢即可。同時(shí)應(yīng)盡量用同一臺(tái)儀

器濯量多項(xiàng)誤差。如第I公差組檢驗(yàn)△Fp,第H公差組就應(yīng)當(dāng)選擇Afpi與其它項(xiàng)目組合，因?yàn)閮烧邷y(cè)量方

法相同。

齒輪副的最小法向極限側(cè)隙jnmin

-齒輪副的最小極限側(cè)隙應(yīng)根據(jù)齒輪工作時(shí)的溫度和澗滑條件確定，與齒輪的精度等級(jí)無(wú)關(guān)。高溫工作的

傳動(dòng)齒輪，為保證正常潤(rùn)滑，避免發(fā)熱卡死，要求有較大的側(cè)隙；而需正反轉(zhuǎn)或讀數(shù)機(jī)構(gòu)的齒輪，為避免

空程，則要求較小的側(cè)隙。故設(shè)計(jì)選定的最小法向極限側(cè)隙jnmin。

?jnmin應(yīng)等于為補(bǔ)償溫升變形而引起的最小側(cè)隙量jn1和為保證齒輪工作面的正常工作潤(rùn)滑所需的最

小側(cè)隙jn2之和。即：

側(cè)隙獲得方法和齒厚極限偏差代號(hào)

-獲得側(cè)隙的方法有兩種，一種是基齒厚制，即固定齒厚的極限偏差，通過(guò)改變中心距的基本偏差來(lái)獲得

不同的最小極限側(cè)隙，此方法用于中心距可調(diào)的機(jī)構(gòu)。另一種方法是基中心距制，即固定中心距的極限偏

差，通過(guò)改變齒厚的上偏差來(lái)得到不同的最小極限側(cè)隙，國(guó)標(biāo)采用后一種。

?國(guó)標(biāo)規(guī)定了14種齒厚極限偏差的數(shù)值，并用14個(gè)大寫(xiě)的英文字母表示。每一種代號(hào)代表的齒厚極限

偏差的數(shù)值均以齒距極限偏差（fpt）的倍數(shù)表示。

圖7-16

齒厚極限偏差的確定

?選取齒厚極限偏差代號(hào)前，先根據(jù)齒輪副所要求的最小側(cè)隙jnmin等計(jì)算出齒厚上偏差Ess,然后再根

據(jù)切齒時(shí)進(jìn)刀誤差和能引起齒厚變化的齒圈徑向跳動(dòng)等算出齒厚的公差，最后再算出齒厚的下偏差Esi。

?將算出的齒厚上、下偏差分別除以齒距極限偏差fpt,再按所得的商值從上圖中選取適當(dāng)?shù)凝X厚偏差代

號(hào)。國(guó)標(biāo)規(guī)定，當(dāng)計(jì)算所得的數(shù)值不能正好以14種偏差代號(hào)表示時(shí)，允許另行規(guī)定，在圖樣上直接標(biāo)注齒

國(guó)極限偏差的數(shù)值。HOME

圖樣標(biāo)注

?齒輪的結(jié)構(gòu)尺寸及形式根據(jù)設(shè)計(jì)需要并參考有關(guān)手冊(cè)而定。齒坯公差直接標(biāo)注在工作圖上，齒輪的主要

參數(shù)（如模數(shù)mn、齒數(shù)z、飾形角a、螺旋角。、變位系數(shù)x等）、精度等級(jí)及齒厚極限偏差代號(hào)、所選

用的公差（或極限偏差）均應(yīng)列表標(biāo)注。

-齒輪精度等級(jí)及齒厚極限偏差代號(hào)的標(biāo)注見(jiàn)以下示例。

標(biāo)注示例

?例：7—6—6GMGB10095—88

?表示齒輪第I、II、【H公差組的精度分別為7級(jí)、6級(jí)、6級(jí).齒厚上、下偏差代號(hào)分別為G、M。

?如果三個(gè)公差組的精度等級(jí)相同，則只需標(biāo)注的一個(gè)數(shù)字：

?例：7FLGB10095—88

?表示齒輪第I、II、IH公差組的精度同為7級(jí)，齒厚上、下偏差代號(hào)分別為F、L。

?例：4（）GB10095—88

?表示齒輪第I、1【、HI公差組的精度同為4級(jí)，齒厚上、下偏差值分別為-0.330mm、-0.495mm。

標(biāo)注示例

?齒輪裝配圖上應(yīng)標(biāo)注齒輪副精度等級(jí)和齒輪副的極限側(cè)隙：

?例：副7—6—6（）tGB10095—88

?表示齒輪副切向綜合誤差持度為7級(jí)，切向一齒綜合誤差精度為6級(jí)，接觸斑點(diǎn)精度為6級(jí)，齒輪副最

小、最大圓周側(cè)隙分別為+0.223mm、+0.388mm.

小齒輪工作圖及標(biāo)注

?模數(shù)m4基節(jié)極限偏差土fpb±0.018

?齒數(shù)z96齒向公差FP0.011

?齒形角a200公法線平均長(zhǎng)度極限偏差129.37mm

?精度等級(jí)8—7—7GKGB10095—88跨齒數(shù)n11

?齒圈徑向跳動(dòng)公差Fr0.071

?公法線長(zhǎng)度變動(dòng)公差Fw0.050

?齒形公差ff0.016

?技術(shù)要求：

?1.正火170?210HB：

?2.未注圓角半徑R5,倒角2x45。

第九節(jié)漸開(kāi)線圓柱齒輪、圓錐齒輪精度和圓柱蝸桿、蝸輪精度

本標(biāo)準(zhǔn)摘自GB10095—88,適用丁?平行軸傳動(dòng)的漸開(kāi)線圓柱齒輪及其齒輪副，其法向模數(shù)*=

l-40mm,基本齒廓按GB1356—88。

表9-9.1常用的圓柱齒輪和齒輪副誤差的定義和代號(hào)

代號(hào)定義代號(hào)定義

在齒輪一轉(zhuǎn)范用內(nèi)，齒原極限儡差分度Bl柱畫(huà)上上齒斗實(shí)

*冽頭在齒槽內(nèi)于齒際值與公稱值之差對(duì)于

高斜齒輪，指法向西以

中部雙面接觸.測(cè)頭

相對(duì)于齒輪軸線的

展大變動(dòng)量

七

齒圈徑向跳動(dòng)fiMl_

4

怎