精度要求高的齿轮传动设计优化

渐开线圆柱齿轮的精度等级按国标（GB10095－88）规定为12级，其中1级最高，12级最低，常用的是6～9级，见表7－4。齿轮副中，两个齿轮的精度等级一般取成相同，也允许取成不同。

制造和安装齿轮传动装置时，不可避免地会产生误差（如齿形误差、齿距误差、齿向误差、两轴线不平行等）。误差对传动带来许多负面影响，根据使用情况，对齿轮制造精度提出以下要求：

1.传递运动的准确性

要求齿轮在传递运动中准确可靠，即要求相啮合齿轮在一转范围内，转角误差的最大值不得超过允许值。其相应公差定为第Ⅰ组。

2.传递的平稳性

要求齿轮在传动中工作平稳，冲击、振动、噪音小。即必须限制齿轮的齿形或基节等项的误差，以保证瞬时传动比的变化不超过允许值。其相应公差定为第Ⅱ组。

3.载荷分配的均匀性

要求齿轮啮合时齿面接触良好，以免引起载荷集中而造成齿面局部磨损，从而降低齿轮寿命。其相应公差定为第Ⅲ组。

表7－4　齿轮传动精度等级的选择及其应用(www.xing528.com)

按载荷及速度推荐的齿轮传动精度等级如图7－33所示。

图7－33　齿轮传动的精度选择

此外，考虑到齿轮制造误差以及工作时轮齿变形和受热膨胀，同时为了便于润滑，则啮合轮齿间应留有适当的齿侧间隙。对于高温、高速、重载条件下工作的齿轮传动，应取较大侧隙；对于一般条件下工作的闭式齿轮转动，取中等侧隙；对于经常正反转且转速不高的齿轮传动及分度齿轮机构，取较小的侧隙。为此，GB10095－88还规定了14种齿厚偏差。按偏差数值由小到大的顺序依次用字母C、D、E～S表示，每个代号代表齿距极限偏差的倍数（图7－34）。D为基准（偏差为零），C为正偏差值，E～S为负偏差值。

图7－34　齿厚极限偏差代号

选择齿厚偏差，应根据对侧隙的要求，从图7－34中选择两种代号组成齿厚上、下偏差。例如，齿厚极限偏差代号为FL，表示上偏差为F（＝4fpt）、下偏差为L＝（－16fpt）。

在圆柱齿轮工作图上，应依次标注齿轮精度等级和齿厚偏差的字母代号。标注形式示例如图7－35所示。

图7－35　齿轮精度和齿厚偏差的标注形式

若三个公差组精度同为7级，可标注为：7GMGB10095—88。