浅谈渐开线圆柱齿轮的精度等级
摘要
正文
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：
更大的传动传达能力；
尽可能使用体积小的齿轮；
低噪音；
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问题。
齿轮共有 13 个精度等级，用数字 0～12 由低到高的顺序排列，0级最高，12级最低。
齿轮精度等级的选择，应根据传动的用途、使用条件、传动功率、圆周速度、性能指标或其他技术要求来确定。
表 1 给出了不同机械传动中齿轮采用的精度等级。表 2 推荐了5～9 级精度齿轮所采用的切齿方法和使用范围等。
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表1 不同机械传动中齿轮采用的精度等级
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表2 齿轮的精度等级和加工方法及使用范围
齿轮及齿轮副规定了 12 个精度等级，第 1 级的精度最高，第 12级的精度最低。齿轮副中两个齿轮的精度等级一般取成相同，也允许取成不相同。
齿轮的各项公差和极限偏差分成三个组。
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表3 齿轮各项公差和极限偏差的分组
根据使用的要求不同，允许各公差组选用不同的精度等级，但在同一公差组内，各项公差与极限偏差应保持相同的精度等级。
齿轮精度是衡量齿轮系统性能和使用寿命的关键指标。对于定传动比传动的齿轮来说，目前最常用的齿廓曲线是渐开线，其余还有摆线、圆弧齿廓、抛物线齿廓和余弦齿廓等。渐开线齿廓具有良好的传动性能，中心距敏感性小，可进行各种变位和修形设计，易于制造、安装、测量和互换使用等一系列优点，应用最为广泛，在一般与重要的设备传动系统中，都采用渐开线齿轮。
渐开线圆柱齿轮传动的精度分为13个等级，其中0级最高，12级最低。精度等级的选择应根据传动的用途、使用条件、传动效率、圆周速度、性能指标或其他技术要求来确定。
各种机器的传动所应用的精度等级
应用范围 | 精度等级 | 应用范围 | 精度等级 |
测量齿轮 | 2~5 | 航空发动机 | 4~7 |
金属切削机床 | 3~8 | 拖拉机 | 6~9 |
内燃机车 | 6~7 | 通用减速器 | 6~8 |
电气机车 | 6~7 | 轧钢机 | 5~10 |
轻型汽车 | 5~8 | 起重机械 | 6~10 |
载重汽车 | 6~9 | 农业机械 | 8~10 |
齿轮传动精度等级可分为三个公差组。
第Ⅰ公差组。用齿轮一转内的转角误差表示，决定齿轮传递运动的准确程度。
第Ⅱ公差组。用齿轮一齿内的转角误差表示，决定齿轮运转的平稳程度。
第Ⅲ公差组。用啮合区域的形状、位置和大小表示，决定齿轮载荷分布的均匀程度。
第一组检验项目主要是保证传递运动的准确性，其项目包括：切向综合公差Fi'、周节累积公差Fp、k个周节累积公差Fpk、径向综合公差Fi"、齿圈径向跳动公差Fr、公法线长度变动公差Fw
第二组检验项目主要是保证传递运动的平稳性、噪声、振动，其项目包括：切向一齿综合公差fi'、基节极限偏差fpb、周节极限偏差fpt、径向一齿综合公差fi"、齿形公差Ff、螺旋线波纹度公差fpβ
第三组检验项目主要是保证载荷分布的均匀性，其项目包括：螺旋线公差Fβ、接触线公差Fb、轴向齿距极限偏差Fpx
齿轮公差组项目较多，但有些性质近似，故在检验中常在各组中选一个或几个检验项目进行检测，下面举例几个误差代号及定义。
图示 | 定义 |
 | 周节累积公差Fp: 在分度圆上任意两个同侧齿面间的实际弧长与公称弧长之差的最大绝对值 |
 | k个周节累积公差Fpk: 在分度圆上，k个齿距的实际弧长与公称弧长之差的最大绝对值。k为2到小于z/2的整数 |
 | 齿圈径向跳动公差Fr: 在齿轮一转范围内，测头在齿槽内于齿高中部双面接触，测头相对于齿轮轴线的最大变动量 |
 | 公法线长度变动公差Fw: 在齿轮一周范围内，实际公法线长度最大值与最小值之差 |
 | 齿形公差Ff: 在端截面上，齿形工作部分内（齿顶倒棱部分除外），包容实际齿形且距离为最小的两条设计齿形间的法向距离 |
 | 螺旋线公差Fβ: 在分度圆柱面上，齿宽有效部分范围内（端部倒角部分除外），包容实际齿线且距离为最小的两条设计齿线之间的端面距离 |
齿轮精度的图样标注
在齿轮零件图上标注齿轮的等级精度和齿厚极限偏差的字母代号，标记示例：
（1）齿轮三个公差组精度同为7级，齿厚上偏差为F，下偏差为L：
7 F L GB XXX-XX
（2）齿轮第Ⅰ公差组精度为7级，第Ⅱ公差组精度为6级，第Ⅲ公差组精度为6级，齿厚上偏差为G，下偏差为M:
7 - 6 - 6 G M GB XXX-XX
（3）齿轮的三个公差组精度同为6级，其齿厚上偏差为-330μm，下偏差为-495μm：
6 (-0.330 -0.495) GB XXX-XX
齿厚偏差由14个字母代号，按字母顺序依次从“C—S”，其中“D”代表偏差为零，“E—S”都为负偏差，数值依次增大。具体公差组等级数值与齿厚偏差数值可查看国标GB10095。
以上就是对齿轮精度等级的简单介绍。
