各国齿轮精度对照《渐开线圆柱齿轮精度.docx
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各国齿轮精度对照《渐开线圆柱齿轮精度
各国齿轮精度等级对应关系表
类
符号
标准
精度等级
单
项
公
差
Fr
IS0;GB/T
3
4
5
6
7
8
9
10
DIN
4
5
6,7
8
9
10
10
11
JIS
--
0
1
2
3
4
5
6
AGMA
15
14
13
12,11
10
9
9
8
fpt
IS0;GB/T
3
4
5
6
7
8
9
10
DIN
3
4
5,6
7
8
9
10
--
JIS
--
0
1
2
3
4
5
6
AGMA
15,14
13
12
11
10
9
8
7
Fa
IS0;GB/T
3
4
5
6
7
8
9
10
DIN
3
4
5
5
6
7
8
9,10
JIS
--
0
1
2
3
3
4
--
AGMA
15
14
13
12
11
10
9,8
7,6
F〃 i
IS0;GB/T
3
4
5
6
7
8
9
10
DIN
--
5,6
7
8
9
10
--
11
AGMA
--
14,13
12
11
10
9
8
8
F〃i
IS0;GB/T
3
4
5
6
7
8
9
10
DIN
--
5
6
7
8
9
9
10
AGMA
--
13
12
11
10
9
8
7
注:
ISO1328.1—1997、ISO1328.2--1997——国际标准;
DIN3961-8~3967-8---1978——德国标准;
JISB1702~1703(85)——日本标准;
ANSI/AGMA2000---A88——美国标准;
GB/T10095.1—2001、GB/T10095.2--2001——中国标准。
我国齿轮标准的演变
JB179-60《圆柱齿轮传动公差》
1960年由一机部颁布实施
JB179-81《渐开线圆柱齿轮精度制》
由一机部颁布,1981年1月1日实施
JB179-83《渐开线圆柱齿轮精度》
由一机部颁布,1983年7月1日实施,
GB/T10095-88《渐开线圆柱齿轮精度》〔以下简称:
旧标准〕
由国家技术监督局发布,1989年10月1日实施
GB/T10095《渐开线圆柱齿轮精度》〔以下简称:
新标准〕
由国家质量监督检验检疫总局发布2002年6月1日实施
2.新标准的主要内容
2.1GB/T10095《渐开线圆柱齿轮精度》标准体系由标准的二部分
第1部分GB/T10095.1-2001(等同采用了ISO1328-1:
1997)
轮齿同侧齿面偏差的定义和允许值
第2部分GB/T10095.2-2001(等同采用了ISO1328-2:
1997)
径向综合偏差与径向跳动的定义和允许值
和四个指导性技术文件《圆柱齿轮检验实施规范》组成。
第1部分GB/Z18620.1-2002(等同采用了ISO/TR10064-1:
1992)
轮齿同侧齿面的检验
第2部分GB/Z18620.2-2002(等同采用了ISO/TR10064-2:
1996)
径向综合偏差、径向跳动、齿厚和侧隙的检验
第3部分GB/Z18620.3-2002(等同采用了ISO/TR10064-3:
1996)
齿轮坯、轴中心距和轴线平行度
第4部分GB/Z18620.4-2002(等同采用了ISO/TR10064-4:
1998)
表面结构和轮齿接触斑点的检验
2.2新标准体系的第1、第2二部分标准是采购方和供应方达成齿轮供需
协议、评定和验收齿轮制造质量的技术标准,分为四个部分的《检验实施
规范》是供设计、工艺、制造、检验等人员参考使用而制定的标准化指导
性技术文件。
3.新标准的特点
3.1仅对未经装配的单个齿轮的精度制作出规定,未包括齿轮副。
3.2将有关齿轮检验方法方面的叙述和意见,作为技术报告分册发布,组
成一个由标准和技术报告的成套体系供各方使用。
3.3使用标准的各方,都应熟悉GB/Z18620.1~18620.4-2002技术报告中
所叙述的检验方法和步骤。
在本标准的限制范围内,使用其以外的技术是
不适宜的。
3.4以单项偏差为基础,强调切向综合偏差不是必须检验的项目。
3.5涉及应由设计人员确定的偏差(如:
齿厚偏差),不作规定。
3.6明确了齿廓、螺旋线的计值范围,但其“形状偏差”和“倾斜偏差”
不是必须检验的项目。
3.7不区分直齿与斜齿齿轮。
3.8强调供需双方对齿轮采购应协商一致和客观评价的原则。
3.9不规定精度等级在图样上的标注方法。
4.标准的适用范围
4.1新标准扩大了适用范围(见表1)
表1
标准代号
法向模数(mn)
分度圆直径(d)
齿宽(b)
GB/T10095.1-2001
≥0.5~70mm
≥5~10000mm
≥4~1000mm
GB/T10095.2-2001
≥0.2~10mm
≥5~1000mm
4.2精度等级增加,由原12个等级增加到0~12级共13个等级。
0级最
高,12级最低。
径向综合偏差为4~12级共9个精度等级,4级最高,12级最低。
通常3~5级称为高精度等级
6~9级称为中等精度等级
10~12级称为低精度等级
注:
①.0~2级精度要求很高,各项偏差的允许值很小,使用场合也很少,目前我国多数企业难以达到,仍属有待发展的精度等级。
②.标准中的5级是13个精度等级中的基础级,是确定齿轮各项偏差的公差计算式的精度等级。
4.3新标准规定:
齿轮的精度等级是通过实测的偏差值与数值表规定的数
值进行比较后确定的。
因此,新标准主要是针对偏差指标划分为某一精度
等级,没有要求各个偏差指标的同级精度具有其功能等价性,即:
有可能
出现同一齿轮各要素偏差经检测后与标准数值表比较而被划归入不同的
齿轮精度等级。
5.新、旧标准的差异及区别
5.1新标准对要素偏差、公差仅设置一套代号,旧标准对误差、公差设置
二套代号。
5.2新标准在精度等级中没有规定公差组和检验组(注:
ISO/TR10063《圆
柱齿轮功能组检验组公差族》文件正在制定中)。
旧标准规定了各项公差和极
限偏差的第Ⅰ、第Ⅱ、第Ⅲ三个公差组,以及各公差组的检验组。
5.3新标准没有规定齿轮坯的尺寸与形位公差,而在GB/T18620.3中推
荐了齿轮坯精度。
旧标准在附录B的表B1中作了规定。
5.4新标准对齿轮副的检验与公差没有作出规定,而在GB/T18620.3、
GB/T18620.4中推荐了侧隙、轴线平行度和轮齿接触斑点的要求和公差。
旧标准对齿轮副及侧隙作了规定。
5.5新标准对齿厚偏差、公法线长度偏差、公法线长度变动公差未作规定。
6新标准规定的偏差要素
6.新标准规定了14项偏差要素,可划分为单项偏差10项和综合偏差4
项(见表2),其中必检的要素偏差为6项(带*号)。
7.新标准体系中《圆柱齿轮检验实施规范》GB/Z18620.1~18620.4与GB/T13924《渐开线圆柱齿轮精度检验规范》的区别
7.1性质不同
7.1.1GB/Z18620.1~18620.4是国家标准化指导性技术文件,其内容主要
是作为标准的补充(注意:
不是标准的规定),提供了齿轮偏差的检测方法和测量结果的分析意见,供齿轮产品的供需双方商定协议时的指南,它不能因标准的引用而被强制执行。
7.1.2GB/T13924是推荐性国家标准,是在产品齿轮质量检测中应执行
的技术法规,具有法律效用。
表2
风
表2
偏差项目
偏差符号
精度等级
轮
齿
同
侧
齿
面
单
项
偏
差
齿距偏差
单个齿距偏差
Fpt*
0~12级
共13级
0级最高
12级最低
(5级为基础级)
齿距累积偏差
Fpk
齿距累积总偏差
Fp*
齿廓偏差
齿廓总偏差
Fα*
齿廓形状偏差
ffα
齿廓倾斜偏差
fHα
螺旋线偏差
螺旋线总偏差
Fβ*
螺旋线形状偏差
ffβ
螺旋线倾斜偏差
fHβ
径向
径向跳动
Fr
轮齿同侧齿面
综
合
偏
差
切向综合
偏差
切向综合总偏差
F’i
一齿切向综合偏差
f’i
径向
径向综合
偏差
径向综合总偏差
F”i*
4~12级
共9级
一齿径向综合偏差
f”i*
7.2内容不同
7.2.1GB/Z18620.1~18620.4向使用者提供了齿轮偏差检测方法的说明以
及测量结果评价分析方面的意见,这些说明和意见有助于齿轮产品的供需
双方在商定协议时了解使用。
7.2.2GB/T13924则对齿轮偏差的测量方法、测量仪器、影响测量结果
可靠性的诸多因素,以及测量结果的处理都作了严格规定,具有较强的可
操作性。
该标准自发布以来,在企业得到了很好地贯彻。
对统一测量方法、
提高测量技术水平,客观评定齿轮精度起到了积极的促进作用。
7.2.3在比较GB/Z18620.1~18620.4和GB/T13924的内容之后,不难发
现它们在齿轮偏差方面的检查方法是一致的,作为产品齿轮使用者、制造
者都应十分熟悉这些内容,作为检测工作者更应熟悉和掌握GB/T13924
的规定。
7.2.4在产品齿轮质量的评定中,应该执行GB/T13924的规定。
7.3GB/T13924为适应新标准的实施,已在修改、征求意见中。
8.齿廓总偏差Fα
8.1计值方向:
在端平面内且垂直于渐开线齿廓的方向计值。
8.2计值范围:
应在“计值范围”Lα内,评定齿廓总偏差。
Lα=LAE×92%
LAE——渐开线齿廓有效工作部分的长度。
剩下的8%为靠近齿廓齿顶部分的长度,即LAE与Lα之差。
在评定齿廓总偏差和齿廓形状偏差时,其计值规则为:
a.使偏差量增加的偏向齿体外的正偏差,必须计入偏差值;
b.除另有规定外,对于负偏差,其公差为计值范围Lα规定公差的3倍。
9.螺旋线总偏差Fβ
9.1计值方向:
在齿轮端面基圆切向方向测量。
9.2迹线长度:
与齿宽成正比而不包括齿端倒角或修缘在内的长度。
9.3计值范围Lβ:
除另有规定外,在轮齿两端处各减去下面两个数值中较
小的一个后的“迹线长度”;即5%的齿宽或等于一个模数的长度。
9.4计值规定:
a.使偏差量增加的偏向齿体外的正偏差,必须计入偏差值;
b.除另有规定外,对于负偏差,其允差值为计值范围Lβ规定公差的3倍。
10.平均迹线
10.1新标准规定,平均迹线(即平均齿廓迹线和平均螺旋线迹线)的求
解为:
实际迹线对平均迹线偏差的平方和最小。
因此,平均迹线的位置和
倾斜可以用“最小二乘法”求得。
这在具有计算机功能的现代齿轮测量机
或齿轮测量中心上是不难实现的。
10.2对于大多数在生产现场使用的机械式渐开线齿形、齿向测量仪的检
测记录迹线,最好的办法是采用“算术平均法”(即“人工作图法”)求解
平均迹线。
10.3平均迹线要能反映实际记录曲线的特征。
它是评定齿廓和螺旋线的形
状偏差、倾斜偏差的基础。
11.齿廓和螺旋线的形状偏差、倾斜偏差
11.1它们不是新标准的必检项目,但新标准仍突出了齿廓形状偏差ffα、
齿廓倾斜偏差fHα、螺旋线形状偏差ffβ和螺旋线倾斜偏差fHβ,将其
作为附录B(提示的附录)。
它有时可作为有用的参数和评定值,这是因为
它们对齿轮的性能有重要影响,可以提高齿轮的承载能力、降低噪音,改
善并提高齿轮的传动质量
。
11.2对于齿轮制造企业,在制造过程中将齿廓和螺旋线的形状偏差、倾斜
偏差作为齿轮工艺分析的要素加以控制,采取必要的工艺措施,改善并提
高齿轮制造质量,是非常必要的。
11.3我公司自引进ZF制造技术以来,由于采用了DIN标准,对齿廓和螺
旋线的形状偏差、倾斜偏差并不陌生。
生产中一直在实施齿廓和螺旋线的
形状偏差、倾斜偏差的控制,这对新标准的贯彻实施有一个好的基础。
11.4评定齿廓偏差、螺旋线偏差(尤其是对设计齿形、设计齿向)的一种
较好的方法是:
使用透明的“K”卡片。
“K”卡片上最好制作出其平均迹
线,在评定齿廓和螺旋线偏差的同时,亦将形状偏差和倾斜偏差评定出。
12.新标准与小模数齿轮标准(GB/T2363—1990)的关系
新标准在mn≥0.2~>1mm的范围内有10个模数与小模数齿轮标准交叉,即:
mn=0.2,0.25,0.3,(0.35),0.4,0.5,0.6,(0.7),0.8,(0.9)mm(括号内模数为第二系列)。
对上述模数的渐开线圆柱齿轮采用哪项标准来评定和验收齿轮精度,须由供需双方协议商定。
注:
在贯彻GB/T10095—1988标准时,也存在上述模数(1、1.25、1.5三个模数)交叉的情况。
由于两个标准的体制不同,故公差值亦不同。
因此这两个标准使用时究竟使用哪一个标准?
要根据产品的具体情况和在“同一传动装置中使用同一标准的原则”确定。
13.测量齿轮
13.1检测切向综合偏差时,测量齿轮的精度将影响测量结果。
a.如测量齿轮的精度比被检验齿轮的精度至少高4级时,则测量齿轮的不精确性可忽略不计。
b.如果测量齿轮的质量达不到高4级时,则测量齿轮的不精确性必须考虑进去。
13.2新标准对检验径向综合偏差(F”i、f”i)时测量齿轮的精度未作具
体规定。
同样必须十分重视其测量齿轮的设计和精度(注:
一般亦应比被检验
齿轮高3~4级为好)。
13.3GB/Z18620.4规定:
当用被测齿轮与测量齿轮产生的轮齿接触斑
点,评估装配后的齿轮的螺旋线和齿廓精度时,测量齿轮的齿宽不小于被
测齿轮的齿宽。
14.径向综合偏差
14.1径向综合偏差仅适用于产品齿轮与测量齿轮的啮合检验,而不适用于
两个产品齿轮啮合的检验。
14.2径向综合偏差的有效性:
当公差较小尤其是小于5μm时,要求包括
测量齿轮在内的测量仪器应有足够的精度,以确保其数值能被测量并具有
必要的重复精度。
14.3GB/T10095.2附录A的径向综合公差表,是按直齿轮给出的,可直
接使用。
当用于斜齿轮时,其测量齿轮的齿宽应该设计得使其与被测齿轮
的εβ≤0.5。
14.4GB/Z18620.2-2002指出:
“必须强调,因为两侧齿面的同时起作用,
双面啮合检验得到的精度等级不能直接与用单项要素检测所得到的精度
等级相关联。
”
15.精度等级的标注
15.1齿轮的检测项目为同一精度等级时,可直接标注精度等级和标准号。
如:
7GB/T10095.1或7GB/T10095.2
15.2若齿轮检验项目的精度等级不同时,则需分别标注。
如:
齿廓总偏差Fα为6级,齿距累积总偏差Fp为7级,螺旋线总偏差Fβ为7级,则标注为:
6(Fα)、7(Fp、Fβ)GB/T10095.1
16.新标准的商业性
16.1新标准充分体现了尊重供、需双方意愿和协商一致的特点,在标准的
应用上有较大的灵活性和可操作性。
16.2针对各偏差要素对齿轮性能和应用的影响程度,新标准允许对其分别
规定精度等级要求。
如:
a.对工作面、非工作面可规定不同的精度等级;
b.对不同的偏差项目可规定不同的精度等级;
c.也可以仅对工作齿面规定所要求的精度等级。
16.3GB/T10095.1规定:
F’i、f’i、ffα、fHα、ffβ、fHβ等
不是必检项目,若需检验,则应在协议中明确规定。
并且还应就F’i、f’i
检测的测量元件及费用达成协议。
16.4若供需双方同意,切向综合偏差最好与轮齿接触的检验同时进行。
16.5在齿廓和螺旋线偏差的计值范围中,对于LAE剩下的8%和齿宽两端
缩减的区段,若无协议时,应按标准的规定来评定Fα、ffα、Fβ、ffβ。
16.6如果轮齿进行了较大的齿廓和螺旋线修形,对F’i、f’i的检测条件
和记录曲线的评定应签订专门的协议。
16.7GB/T10095.2对F”i、f”i应用的规定:
a.当齿轮的几何参数不在标准规定的范围内时,应用其计算公式须供
需双方协商一致。
b.标准的公差是为直齿轮制定的,仅在供需双方有协议时,可直接
使用附录A的公差数值表(表A1、A2)。
当用于斜齿轮时,可根据供需双方的协议参考使用。
c.标准规定:
检验F”i、f”i时测量齿轮的使用应遵循供需双方的
协议(即对测量齿轮的精度等级未作出规定)。
d.可根据协议,以采用表格的形式对任意质量要求规定不同的公差。
16.8GB/T10095.2规定:
若采用公差表(表B1)评定齿轮的Fr精度时,
供需双方应协商一致。
17新、旧标准的比较
17.1各项偏差要素的计算式、分级公比,齿轮参数的模数和直径分段均不
同(新标准更合理,见表3),精度等级也不一一对应。
表3新、旧标准的参数分段表单位:
mm
参数
符号
标准
分段
分度圆直径
d
新
5/20/50/125/280/560/1000/1600/2500/4000/6000/8000/10000
(对F”i、f”i)5/20/50/125/280/560/1000
旧
~125/400/800/1600/2500/4000
法向
模数
mn
新
0.5/2/3.5/6/10/16/25/40/70
(对F”i、f”i)0.2/0.5/0.8/1.0/1.5/2.5/4/6/10
旧
1/3.5/6.3/10/16/25/40
齿宽
b
新
4/10/20/40/80/160/250/400/560/1000
旧
~40/100/160/250/400/630
说明:
①在应用公差计算式时,参数mn、d、b应取该分段值的几何平均值,而不是用实际值代入。
②径向综合偏差的mn分段:
0.2/0.5/0.8/1/1.5/2.5/4/6/10
③当齿轮参数不在给定范围内或供需双方同意时,可以在公式中代入实际的齿轮参数。
17.2单个齿距偏差fpt的允差值,在常用规格参数段中普遍紧缩,大约半
级左右。
17.3齿廓总偏差Fα、螺旋线总偏差Fβ对中小模数、常用规格参数
多有紧缩,而对其以上参数的齿轮多有放松。
17.4径向跳动Fr
的允差值,对常用的小直径齿轮公差约紧缩半级,而对
其以上参数的齿轮公差又放松约半级。
18.侧隙及齿厚
18.1在评定齿轮精度时,新标准没有对齿厚偏差作出规定。
18.2齿厚及侧隙是设计人员根据齿轮给定的应用条件来确定,如何确定,
不属于新标准指导性技术文件的范围。
(注:
建议齿厚及侧隙的确定可以参考GB/10095-88标准
)。
19.常用要素偏差及其公差数值摘录表
根据我公司产品规格情况,现将常用的要素偏差及其公差数值摘录于
表4,便于相关人员使用。
20.检测项目
我公司是一个专业生产齿轮传动总成的企业,齿轮生产量历来都是成
批或大量生产性质。
为此,根据各切齿工序,应采用不同的检测项目控制齿轮质量。
建议如下:
20.1成品入库检验
无论是“滚-剃”或“磨齿”工艺,均应100%检验控制F”i和f”i。
Fα和Fβ作为抽检项目,同时控制ffα、fHα、ffβ、fHβ。
20.2滚(插)齿工序
应控制好Fr、Fw和接触区。
20.3剃齿工序
要不断适应热变形调整,按工序要求控制好ffα、fHα、ffβ、fHβ。
以保证Fα和Fβ的重点控制。
20.4热后磨加工工序
按产品图及参数卡要求,重点突出Fr的控制。
每班(或每批)均须抽验Fα、Fβ和ffα、fHα、ffβ、fHβ项目。
按需要检听啮合噪声(或作噪声分析)。
20.5磨齿工序
控制好ffα、fHα、ffβ、fHβ,以保证Fα和Fβ的重点控制。
抽验F”i和f”i。
21.后记
综上所述,此次新的齿轮国家标准
作了较大的修订,完全等同采用了ISO1328国际标准。
我公司实施按DIN标准制造齿轮已近20年,积累了一定的经验。
通过新标准的贯彻,必将进一步提升我公司的齿轮制造水平。
参考文献:
1.BG/T10095.1~BG/T10095.2.渐开线圆柱齿轮精度
2.GB/Z18620.1~GB/Z18620.4圆柱齿轮检验实施规范
3.张民安.机械工业标准应用问答丛书圆柱齿轮精度.中国标准出版社
表4在下面
GB/T10095.1和GB/T10095.2渐开线圆柱齿轮精度
偏差项目(常用数值段)公差数值表(摘录)(μm)表4
分度圆直径
d/mm
法向模数
mn/mm
*±fpt
*Fp
*Fα
ffα
精度等级
精度等级
精度等级
精度等级
6
7
8
9
6
7
8
9
6
7
8
9
6
7
8
9
20≤d≤50
0.5≤mn≤2
7
10
14
20
20
29
41
57
7.5
10
15
21
5.5
8
11
16
2≤mn≤3.5
7.5
11
15
22
21
30
42
59
10
14
20
29
8
11
16
22
3.5≤mn≤6
8.5
12
17
24
22
31
44
62
12
18
25
35
9.5
14
19
27
50≤d≤125
0.5≤mn≤2
7.5
11
15
21
26
37
52
74
8.5
12
17
23
6.5
9
13
18
2≤mn≤3.5
8.5
12
17
23
27
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11
16
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31
8.5
12
17
24
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9
13
18
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28
39
55
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19
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10
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29
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9
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13
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9.5
14
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3.5≤mn≤6
10
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20
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- 各国 齿轮 精度 对照 渐开线 圆柱齿轮