齿轮精度设计中齿厚极限偏差计算简化方法研究

朱成辉

（韶关宏大齿轮有限公司 广东韶关 512029）

齿轮精度设计中齿厚极限偏差计算简化方法研究

朱成辉

（韶关宏大齿轮有限公司 广东韶关 512029）

本文分析了影响配对齿轮齿侧间隙大小的因素，及齿厚极限偏差代号数值变化范围大的特点。计算齿厚极限偏差时参数值取上限值的方法，通过计算确定出齿厚极限偏差代号的系数值，并进行圆整优化，得出相应的齿厚极限偏差代号表，使齿厚极限偏差计算简化。

齿轮；齿侧间隙；偏差代号

1 国标中齿厚极限偏差值变化范围大

齿轮的齿厚极限偏差按被测齿轮精度等级的齿距偏差fpt规定了多种代号，每种代号表示的数值是用齿距极限偏差fpt与一系数的乘积，例如代号R=-40fpt。

从计算结果看，F与G相差40μm，而R与S相差200μm，相邻两代号所表示的齿厚偏差值相差比较大，即一个齿厚偏差代号适用于齿厚偏差变化范围较大。

2 计算齿厚上偏差Esns时参数值的分析确定

（1）jbnmin为法向最小侧隙

Jbn1为温升而引起变形所需的最小法向侧隙，可由下式计算：

式中：a是中心距；α1、α2分别是齿轮、箱体材料的线膨胀系数；Δt1、Δt2分别指齿轮和箱体在正常工作下对标准温度（20℃）的温差℃；αn是法向压力角度数。

若齿轮材料选低合金结构钢（如40Cr），齿轮箱箱体材料选灰铸铁。实际调查表明，在日常机械制造中，齿轮的工作温度最高为75℃，而灰铸铁箱体温度为50℃。据此分析，可把计算jbnl的公式化简为：jbnl=0.22a。

Jbn2是保证正常润滑所必须的最小法向侧隙量，它取决于润滑方式和齿轮的圆周速度，当油池润滑和喷油润滑、圆周速度V≤10m/s时，取jbn2=10μm；喷油润滑的工作速度为 10＜V＜25m/s时，jbn2=20μm；模数取上限值，例如 m=1～3.5，则取 3.5。

通过对jbn1、jbn2的分析，求出最小法向侧隙jbnmin，jbn1的值取上限值。例如中心距30～50mm，jbnl=0.22a=6.6～11，取上限值jbn1=11，故可求jbnmin=jbn1+jbn2的值。

（2）Jn是补偿制造和安装误差所需的侧隙

（3）fa是中心距公差。

3 齿厚上偏差Esns计的代号的系数值的计算

齿厚上偏差Esns如果取代号F=-16fpt，则可表示为Esns=-16fpt。把齿厚偏差的计算值Esns计除以齿距极限偏差fpt，求出代号的系数计算方法。

4 齿厚下偏差代号的系数值的计算

（1）齿厚公差Tsn齿厚公差反映了切齿工艺的难易程度，确定Tsn值时主要考虑齿圈径向跳动误差Δbr的影响，其值按国标规定的Fr计算，br按推荐值取，计算得到Tsn/fpt值。

（2）齿厚下偏差代号系数值的计算方法

根据Esni=Esns-Tsn合成即为的值。

5 齿厚上、下偏差代号的确定

这样，可以使jbnmin得到保证，而最大的侧隙不至于过大，并兼顾齿厚公差Tsn不能过小。齿厚极限偏差代号的应用。

6 齿厚极限偏差代号应用表

如果按附表选取的齿厚极限偏差代号满足[jbnmin]≤jbnmin，说明所选代号合理。[jbnmin]是按设计要求确定的最小法向侧隙，可按公式计算；jbnmin是按附表选用的齿厚上偏差所能形成的最小法向侧隙。

7 结论

选择确定齿侧间隙时，采用对有关参数取上限值计算齿厚极限偏差的方法是可行的。根据这一方法归纳的齿厚极限偏差代号应用表，在齿轮精度设计中，可使齿厚极限偏差计算过程简化。

[1]朱孝录，主编.《齿轮传动设计手册》[M].北京：化学工业出版社，2004，7：251～264.

[2]梁子午，主编.《检验工简明实用手册》（机械工业产品）[M].江苏科学技术出版社，2009，11：262～264.

TH132.41

A

1004-7344（2016）17-0293-01

2016-6-2

朱成辉（1979-），男，助理工程师，学士，主要从事汽车变速器齿轮的设计开发及检测工作。