===== 齿轮精度 ===== 齿轮是传达动力和旋转的机械要素。对于齿轮的性能要求主要有: 1. 更大的动力传达能力\\ 2. 尽可能使用体积小的齿轮\\ 3. 低[[齿轮知识:齿轮技术资料:齿轮的噪音及对策|噪音]]\\ 4. 正确性 要想满足如上所述的要求, 提高齿轮的精度将成为必须解决的课题。本章中, 将就「齿轮的精度」问题做以说明。 ==== 7.1 正齿轮与斜齿齿轮的精度 ==== 正齿轮与斜齿齿轮的精度, 在以下的标准中做有明确的规定。这里, 按照标准的顺序加以说明。\\ JJIS B 1702-1 ：1998 圆柱齿轮－精度等级 第1 部：齿轮的齿面误差及容许值\\ 此标准中规定的精度等级分为13 级。0 等级为最高精度,12 等级为最低精度。\\ JIS B 1702-2 ：1998 圆柱齿轮－精度等级 第2 部：径向综合偏差及径向跳动的定义和精度容许值\\ 此标准中规定的精度由最高精度4 级, 最低精度12 级的9 个精度等级所构成。\\ 在旧标准JIS B1702:1976 中, 精度等级被分为0 - 8 级的9 个等级, 新标准与此有很大的不同。在本社的产品中,为了避免新, 旧标准的混乱, 在按1998 年版新标准表示精度等级时, 精度级别数字的前面加注N, 以示区别。 === （1）单齿距偏差（f pt ） === 单齿距偏差是端平面上, 接近齿高中心部分的一个与齿轮轴线同心的圆上, 实际侧隙与理论侧隙的代数差。 {{ :gear:techref:chapter7_single_pitch_deviation.jpg?nolink | 图7.1 单齿距偏差 fpt }} **图7.1 单齿距偏差 fpt** === （2）齿距累积偏差（F p ） === 齿轮的同侧齿面在任意弧段内的最大齿距累积偏差。它表现为齿距累积偏差曲线的总幅值。 {{ :gear:techref:chapter7_tooth_pitch_deviation.jpg?nolink | 图7.2 齿距偏差 }} **图7.2 齿距偏差** {{ :gear:techref:chapter7_examples_of_tooth_pitch_deviation.jpg?nolink | 图7.3 齿距偏差的例子 }} **图7.3 齿距偏差的例子** === （3）齿形总偏差（F α ） === 齿形总偏差是在预定的齿形检查范围内, 包容实际齿形的两条设计齿形线间的距离。 {{ :gear:techref:chapter7_total_tooth_deviation.jpg?nolink | 图7.4 齿形总偏差 Fα }} **图7.4 齿形总偏差 Fα** === （4）齿线总偏差（F β ） === 齿线总偏差是在预定的齿形检查范围内, 包容实际齿线的两条设计齿线间的距离。\\ 齿线总偏差对齿面接触产生影响。偏差过大会使齿接触集中于轮齿宽度端部, 造成齿接触不良。为了避免产生这种齿接触, 对齿面施行鼓型加工或齿端修薄等齿线方向的修整。\\ 图7.6 是利用ZEISS UMC550 测定齿形及齿线偏差的例子。 {{ :gear:techref:chapter7_total_tooth_line_deviation.jpg?nolink | 图7.5 齿线总偏差Fβ }} **图7.5 齿线总偏差Fβ** {{ :gear:techref:chapter7_measurement_of_toothshape_deviation.jpg?nolink | 图7.6 齿形偏差及齿线方向偏差的测定例 }} **图7.6 齿形偏差及齿线方向偏差的测定例** === （5）两齿面总啮合偏差（F i ） === 两齿面总啮合偏差是被测齿轮的左右齿面同时与测量齿轮接触, 被测齿轮旋转一周时, 中心距的最大值与最小值的差。 {{ :gear:techref:chapter7_total_meshing_deviation_curve_of_two_tooth_surfaces.jpg?nolink | 图7.7 两齿面总啮合偏差曲线 }} **图7.7 两齿面总啮合偏差曲线** === （6）径向跳动（F r ） === 径向跳动的数值, 是将测头( 球, 圆柱等) 按顺序逐一地插入齿槽中, 测定测头径向位置的最大值与最小值之差。\\ 径向跳动对齿轮的噪音等产生不良影响。齿轮加工或磨削时, 工件夹具的摆动对此有很大的影响。最近,因为机械设备的精度逐渐提高, 要想减小径向跳动, 使用高质量的夹具机械齿轮的加工成为必要的选择。图7.8 示意了径向跳动线, 在径向跳动中, 还包括偏心。 {{ :gear:techref:chapter7_radial_runout_of_gears.jpg?nolink | 图7.8 齿轮(齿数为16) 的径向跳动 }} **图7.8 齿轮(齿数为16) 的径向跳动** 各误差的容许值标准的拔萃、登载在第574 - 579 页。 ==== 7.2 锥齿轮的精度 ==== 锥齿轮的精度, 在JIS B 1704 ：1978 标准中有明确的 规定。在这里, 我们按照标准的顺序加以说明。\\ 齿轮的精度等级由0 - 8 分为9 个等级。\\ 齿轮的容许偏差, 规定了以下四个项目: （１）单齿距偏差\\ （２）相邻齿距偏差\\ （３）齿距累积偏差\\ （４）径向跳动\\ 以上容许偏差的定义, 基本上与正齿轮及斜齿齿轮的精度中的定义相同。 == 1. 单齿距偏差 == 在点分度圆上, 相邻两齿的实际齿距与公称齿距之差。 == 2. 相邻齿距偏差 == 在中点分度圆上的两相邻齿距差的绝对值。 == 3. 齿距累积偏差 == 在中点分度圆上任意两齿之间实际的齿距之和与公称齿距之和的差。 == 4. 径向跳动 == 测头在齿槽内与齿面中点度圆附近双面接触时, 沿分锥法向的最大变动量。 表7.1 列出了单齿距, 累积, 径向跳动容许值的计算 公式。 **表7.1 单齿距, 累积齿距偏差, 径向跳动容许值的计算公式（μm）** ^ 等级 ^ 单齿距偏差 ^ 齿距累积偏差 ^ 径向跳动 ^ | JIS 0 | 0.4W + 2.65 | 1.6W + 10.6 | 2.36√d | | 1 | 0.63W + 5.0 | 2.5W + 20.0 | 3.6√d | | 2 | 1.0W + 9.5 | 4.0W + 38.0 | 5.3√d | | 3 | 1.6W + 18.0 | 6.4W + 72.0 | 8.0√d | | 4 | 2.5W + 33.5 | 10.0W + 134.0 | 12.0√d | | 5 | 4.0W + 63.0 | − | 18.0√d | | 6 | 6.3W + 118.0 | − | 27.0√d | | 7 | − | − | 60.0√d | | 8 | − | − | 130.0√d | 其中 W ：公差单位 W = 3√d + 0.65m（μm） d ：分度圆直径（mm） 标准中规定, 相邻齿距误差是单齿距误差的 k 倍。表7.2 为 k 值表。k 值大小随单齿距误差的容许值大小而变化。 **表7.2 k 值** ^ 单齿距偏差（μm） ^ 相邻齿距偏差k ^ | 70 以下 | 1.3 | | 170 - 100 | 1.4 | | 100 - 150 | 1.5 | | 超过150 | 1.6 | 齿轮的容许偏差以外, 锥齿轮轮坏的尺寸及角度公差, 跳动公差等, 分以下八个项目作了规定, 在这里不再做详细的说明。 1. 齿轮坯外径及轮冠距的公差\\ 2. 齿轮轮坯顶锥角的公差\\ 3. 齿轮轮坯圆锥母线跳动公差\\ 4. 齿轮轮坯基准端面跳动公差\\ 5. 齿轮轮坯基准端面的翘曲测定用间隙片的尺寸\\ 6. 齿轮轮坯轴跳动公差\\ 7. 齿轮轮坯内孔径尺寸公差\\ 8. 齿接触 其中最重要的是第8 项的齿接触。\\ 因为齿轮的其他精度再高, 齿接触不良的锥齿轮,不可能充分地发挥其性能。 各误差的容许值标准的拔萃、登载在第580 - 581 页。 ---- 来源：[[https://khkchilun.com/gearknowledge/|KHK 齿轮知识]] · [[https://khkchilun.com/gearknowledge/gear_technical_reference/accuracy_of_gears.html|原文链接]]