庆云齿形精度等级检测齿形精度等级检测方法及其应用研究

本文目录

1. 复合齿形系数YFS计算公式？
2. 如何测量齿轮？
3. 磨齿斜齿轮齿形一边好一边不好什么原因？
4. 齿轮精度表达方法
5. 插齿加工齿形精度较高原因？

复合齿形系数YFS计算公式？

载荷系数k 钻扩镗铰类通用主轴箱齿轮载荷系数： k＝kakpntkvkβkα＝1．1×1×1．05×1．2×1．15＝1．5939 攻螺纹类多轴箱齿轮的载荷系数： k＝kakpntkvkβkα＝1．25×1×1．05×1．2× 1．15＝1．81125 2.3.2复合齿形系数yfs 组合机床通用多轴箱齿轮齿数z的范围为16～70，一般优选范围为18～50，具体对应数值为： z＝18，yfs＝4．45 z＝20，yfs＝4．37 z＝25，yfs＝4．20 z＝30，yfs＝4．12 z＝35，yfs＝4．07 z＝40，yfs＝4．03 z＝45，yfs＝4．01 z＝50，yfs＝4．00 通过对比分析可知，yfs值与z值大小成反比；且随着z值增大，yfs值变小的速率较小。

由于此参数数据离散性大，故采用yfs＝4．45～4．00。2.3.3齿轮齿宽b 当选用1t0741—42齿轮系列时，b＝24 mm 当选用1t0741—41齿轮系列时，b＝32 mm 2.3.4许用弯曲应力σfp 组合机床多轴箱齿轮所用材料为45钢，技术要求为齿部高频淬火g54，精度7级。参考有关资料，结合生产实际，分别取值如下： 一般齿轮(单向受力)σfp＝1．4σflim＝476mpa 中间齿轮(双向受力)σfp＝σflim＝340mpa

如何测量齿轮？

齿轮测量一般采用齿轮测量仪器来完成； 按测量参数分类一般有齿形（渐开线）误差、齿向（螺旋线）误差、齿距误差等。都有专门的测量仪器。也有齿轮测量中心一次装卡全部测量的。 对于工厂大批量生产的齿轮，现场控制质量一般采用双面啮合测量仪（精度较低的），或专用的齿形齿向测量仪（精度较高的）完成。综合精度抽检采用齿轮测量中心完成。

磨齿斜齿轮齿形一边好一边不好什么原因？

目前所有回答都是错的，正确答案是『斜齿轮受齿距误差影响更小、传动精度更高』，斜齿轮最大优势是高传动精度，其次才是『高强度』或『噪音/震动小』。

即使是直齿轮，通过修形（或简单地增加齿厚）也能达到『高强度』、通过变位也能达到『噪音/震动小』（端面重合度 = 2 即可，并不需要 3 的斜齿轮）。

某些情况下（齿面强度低、齿根强度高的设计），斜齿轮的强度甚至还低于直齿轮。

此外，斜齿轮的制造成本远高于直齿轮（3 倍以上，特别是斜内齿圈，能做的公司不多），还需要使用角接触轴承（价格是普通轴承 2～3 倍），绝大多数传动系统对体积和重量并不敏感（至少不会达到锱铢必较的程度），而传动精度几乎是所有传动系统的第一追求。

（传动精度有两个指标，其一是角度误差，其二是扭矩误差，它们本质上是等价的，本文以『扭矩误差』为主；本回答讨论的是直径不超过 300 mm 的常规齿轮，工业大齿轮不在讨论范围内；关于齿轮制造成本，评论区很多齿轮厂的朋友都发表了自己的看法，但这方面的讨论是没有意义也没有尽头的，齿轮和齿轮之间差异极大，要求不同、成本也不同，精密传动中使用的斜齿轮制造成本确实远高于直齿轮，但其他用途的齿轮，答主不是特别了解，因此不参与讨论）

1. 传动平稳性很多朋友都提到了斜齿轮能提高传动平稳性，但这个理解是片面的。

传动平稳性主要由线载荷曲线（齿轮啮合时受力变化曲线）决定：斜齿轮典型的线载荷曲线（3D）斜齿轮典型的线载荷曲线（2D）线载荷曲线受很多因素影响（齿厚、材料模量、表面硬化工艺、加工误差...），齿轮类型（直齿轮/斜齿轮）的影响并不在第一位，甚至，同规格（模数、齿数、齿厚）下，直齿轮的线载荷曲线可能比斜齿轮更平滑：直齿轮典型的线载荷曲线（3D）直齿轮典型的线荷载曲线（2D）对比直齿轮和斜齿轮的传动平稳性，就像大街上随便指着一台宝马（斜齿轮）和一台比亚迪（直齿轮）问谁更贵（传动更平稳），这是没有意义的，宝马有低端款、比亚迪有高端款，同价位下宝马也不一定比比亚迪好（同样的制造成本下，斜齿轮的线载荷曲线不一定比直齿轮更平滑）。

任何材料受力时都会形变、受力过程都是渐变的，现代的齿轮接触分析（TCA，Tooth Contact Analysis）早已打破了“斜齿轮是逐渐受力而直齿轮是瞬间受力”的说法，而国内很多教材还尚未更新。

纯粹从运动平稳性（线载荷曲线平滑度）的角度来看，直齿轮甚至可能做得比斜齿轮还好，斜齿轮在这方面的最大优势是噪音和震动控制（端面重合度高、模态分析中的谐波共振小）。

2. 强度即使不用斜齿轮，非标直齿轮依靠修形就能将齿『根』强度提高 50% 以上，详情请参考：什么是齿轮修形？齿轮强度有两个方面，其一是齿『根』强度，其二是齿『面』强度。

与直齿轮相比，斜齿轮的齿『根』强度更高，但齿『面』强度更低：齿轮副主要参数：1 模 30 齿、输入扭矩 10 Nm、输入转速 4775 RPM、无摩擦。

直齿轮的齿面应力（左）、齿根应力（右）。

斜齿轮的齿面应力（左）、齿根应力（右）。

齿轮直径、压力角相同的情况下，齿『根』强度主要由模数和厚度决定，齿『面』强度主要由厚度决定、受模数影响很小。

因此，斜齿轮适合齿厚余量较大的齿轮设计，换而言之，斜齿轮需要更大的最小齿厚、斜齿轮往往比直齿轮更厚。

由此可见，将直齿轮替换为斜齿轮，不一定能提高齿轮强度，某些情况下（齿面强度低、齿根强度高的设计），甚至会降低齿轮强度。3. 传动精度齿距误差是衡量齿轮精度的最主要指标（齿距误差和背隙有一定换算关系，商家更喜欢标背隙而不是齿距误差，因为背隙的数据更好看，就像宽带运营商喜欢标 Mbps 而不是 MB），良好设计的齿轮，齿距误差为 0 的情况下，例如 1 模 30 齿的齿轮副，很容易做到扭矩误差 < 0.5%（角度误差 < 0.05度）。但如果有 5 微米（对的，不是 0.05 mm，是 0.005 mm）的齿距误差，扭矩误差就会超过 3%，然而 5 微米已经属于国标 5 级精度了，机械手用的精密减速机通常也只有 5 级精度。齿轮精度等级划分中，相邻两个精度等级一般只差 2～5 微米（依直径、模数而不同）。如何设计（无加工误差下）扭矩误差 < 0.5% 的齿轮？详情请参考：齿轮设计中如何选择模数？齿轮传动中，误差主要有三大来源（按照误差影响从小到大排序）：设计误差。标准齿轮很容易达到 3% 以上的扭矩误差，非标齿轮基本能消除因齿轮设计导致的误差（扭矩误差 < 0.1%）。摩擦力。不同工况下，齿面间的摩擦系数是不同的，例如钢-钢接触，有润滑条件下，摩擦系数在 0.5～0.15 间波动。但优秀的齿轮设计同样也能消除摩擦力导致的误差（扭矩误差 < 0.1%），详情请参考：如何计算齿轮的摩擦损耗？和滑动系数/滑动率/滑动比/比滑有关吗？齿距误差。通常情况下，设计良好的齿轮如果扭矩误差 > 3%，则其中至少 3% 都是因为齿距误差造成的...齿轮副主要参数：基于 ISO 53:1998轮廓A 齿形、1 模 45 齿、齿厚 7 mm、齿顶高系数 1.2、齿顶倒圆 0.15 mm、无变位、摩擦系数 0.1、输入扭矩 10 Nm。考虑 5 微米齿距误差，如果是直齿轮：输出扭矩的波动幅度为 0.16（9.78～9.94），波动率为 1.6%。如果是斜齿轮（20 度螺旋角）：输出扭矩的波动幅度为 0.04（9.84～9.88），波动率为 0.4%。其实这对齿轮副已经设计得很好了，若没有齿距误差，直齿轮的输出扭矩波动率只有 0.3%：斜齿轮能更好地消除齿距误差对精度的影响，原理是摩擦力造成的扭矩波动更小，直齿轮啮合时是直线-直线接触，斜齿轮啮合时是曲线-曲线接触，因此摩擦力生效的原理不同。（篇幅考虑，不在此继续分析直齿轮和斜齿轮啮合的区别）相关内容推荐阅读无间隙/零背隙/消隙齿轮，有什么设计方案？齿轮设计中如何选择模数？什么是齿轮修形？如何计算齿轮的摩擦损耗？和滑动系数/滑动率/滑动比/比滑有关吗？塑料齿轮该用什么润滑油？后记最近写了很多与齿轮设计有关的回答，这篇回答是这个系列倒数第二篇，还有一篇（齿向修形）就完结了。

齿轮精度表达方法

1、根据齿轮的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ公差组来定义，如8-8-7 HK ,即

Ⅰ公差组的精度等级为8级

Ⅱ公差组的精度等级为8级

Ⅲ公差组的精度等级为7级

H 齿厚上公差

K 齿厚下公差

2、使用下列公差来控制，如

齿距累计公差 Fp

齿圈径向跳动公差 Fr

齿距极限偏差 ±fpt

齿形公差 ff

齿向公差 Fβ

公法线长度变动公差 Fw

公法线平均长度及其上下偏差 W，Ewms，Ewmi

插齿加工齿形精度较高原因？

齿轮切削加工的常用方法分为仿形法和范成法（又叫展成法）。

仿形法是指用与齿槽形状相同的刀具来加工齿槽的工艺方法，如用仿形铣刀铣齿轮等，齿形的形状精度主要依赖刀具主截面的几何形状来保证。

不同齿数的齿轮其齿槽形状是不同的，但又没办法依照所有齿数的齿轮全部都制作出标准的铣刀，所以就对刀具进行分号，一般分成1~8号，每一号对应加工一定范围齿数的齿轮。

这样刀具形状本身就与齿槽存在一定的误差，同时因为刀具的磨损等原因，致使这种仿形法加工的齿轮精度较低。

而范成法是根据齿轮啮合的原理来加工齿轮。

滚齿机和插齿机就是用范成法来切削加工齿轮的。

插齿刀相当于一个齿轮，插齿刀与齿轮坯模拟一对齿轮在转动，插齿刀的刀齿就相当于齿轮的齿在与要加工的齿轮相互啮合，刀具的往复运动将齿轮啮合的干涉部分（相当于齿槽）全部切除，这样齿轮就加工好了。

这样加工出的齿轮齿形不受齿数限制，完全按照齿轮啮合时的实际工作状态来形成齿形，所以加工精度高，质量好。