外齒輪

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更新時間: 2013-12-12

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漸開線圓柱齒輪是機械傳動中量大面廣的基礎零部件,廣泛在汽車、機床、電力、冶金、礦山、工程、起重運輸、船舶、機車、農機、輕工、建工和軍工等領域中應用。齒輪和齒輪箱在國內外都已以商品進行貿易。齒輪的質量以工作可靠、壽命長、振動雜訊低為準則。除材料熱處理硬度因素外,機械製造精度非常關鍵。據德國G尼曼,H溫特爾齒輪專家資料介紹,製造精度等級相差一級,其承載能力強度相差20—30%,雜訊相差2.5—3dB,製造成本相差60—80%。齒輪的設計、工藝、製造、檢驗以及銷售和採購都以齒輪精度標準為重要依據。通過對國內外齒輪精度標準的分析對比,有助於我們了解掌握國際、國外先進標準的情況,找出自己的不足之處,這對我們做好采標工作,進一步提高產品質量,將起到積極的作用。

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外齒輪 -國內外齒輪精度標準的發展及現狀

齒輪精度標準是齒輪所有標準中最重要的一個基礎性標準,世界各國都十分重視該項標準的制修訂工作。在20世紀40年代,齒輪精度標準有英國BS436-1940,美國齒輪製造協會AGMA231.02-1941、德國企業工程師協會ADS提案、前蘇聯ROOT1643-46、法國NFE23-006(1948)等,這期間齒輪標準特點是,規定的精度等級較少(4—6個級),從幾何學觀點規定齒輪參數項目,按極其簡單的模式來確定各項公差值。
五十年代由十齒輪製造技術、測量儀器和使用經驗的積累,對齒輪嚙合原理及精度理論的研究,世界各國都進行了齒輪精度標準的修訂,以德國DIN396—3967(1952-1957)和前蘇聯ROCT1643-1956標準為代表,齒輪精度等級和誤差項目增多,規定了切向和徑向綜合誤差、建立了綜合誤差與單項誤差的關係,獨立規定側隙配合制度,並根據誤差產生的原因和各誤差對傳動性能的影響,提出了精度等級及誤差允許分類組合的概念。這對評定齒輪精度、減少廢品、降低製造費用等極為有利。
七十年代隨著各國經濟的發展,各國間科學技術和貿易往來日趨頻繁,制定一項能為各國都能接受的國際標準的呼聲愈來愈高。1951年法國、前蘇聯、德國、英國、比利時和瑞士六國組成ISO/TC60/WG2(齒輪技術委員會第二工作組),負責制定齒輪精度ISO標準,法國為秘書國,經過十餘年的磋商、討論和驗證,最後十1975年通過為正式標準ISO1328-1975。此國際標準除了德國、美國、日本外世界各國都以等同或等效採用ISO1328-1975標準修訂各自國家標準。由於工業先進國家德國、美國、日本沒有採用ISO1328-1975標準,形成世界齒輪精度標準事實上不統一。八十年代ISO/TC60/WG2(齒輪技術委員會第二工作組)由德國、美國等國家參加對ISO1328-1975標準進行修訂工作。ISO於1992年一1998年陸續正式頒布ISO1328-1:1995,ISO1328-2:1997兩個標準,ISO/TR10064-1:1992,ISO/TR10064-2:1996,ISO/TR11064-3:1996,ISO/TR10064-4:1998四個技術報告組成成套系統替代和廢除ISO1328-1975標準。此ISO1328九十年代齒輪精度標準體系的特點,是在ISO1328—1975標準基礎上進一步發展而修訂,吸收了德國DIN,美國AGMA標準成熟技術,使標準更科學合理,從齒輪傳動動態性能和承載能力出發,結合齒輪製造規律綜合在標準本文和技術報告中,一一明確。該標準與ISO1328-1975標準相比,可使相同精度等級下的圓柱齒輪,有進一步提高傳動性能和承載能力及降低製造成本的效果。
中國1960年以前沒有圓柱齒輪精度標準,直接應用前蘇聯rOCT1643-46標準,1958年起原第一機械工業部組織力量著手研究,經過分析、研究和驗證前蘇聯ROCT1643-56標準,制訂和頒布了JB179-60《圓柱齒輪傳動公差》機械工業部部標準。對當時機械工業的發展起到積極推動作用,很快達到世界五十年代水平。七十年代末機械工業部對JB179一60標準進行了修訂,以等效採用ISO1328-1975標準,頒布JB179-81和JB179-83漸開線圓柱齒輪精度機械工業部部標準。由十對標準進行了大力的宣貫,促進了圓柱齒輪精度質量明顯的提高。同時帶動國內齒輪機床、刀具和量儀的發展。於1988年國家技術監督局頒布了GB10095-88漸開線圓柱齒輪精度國家標準。GB10095-88標準是等效採用ISO1328-1975國際標準的,現在國際上已將ISO1328-1975標準作廢,由ISO1328九十年代成套標準代替。1997年由國家技術監督局下達任務對GB10095-88標準進行修訂,經過幾年的努力,於2001年完成了對該標準的修訂工作。新修訂的國家標準等同採用了ISO1328九十年代成套國際標準,並於2001年12月發布實施。

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外齒輪 -國內外齒輪精度標準的對比分析

目前中國最新的齒輪精度標準為GB/T10095-2001,該標準等同十ISO1328最新標準,在技術內容上與ISO1328標準完全一致。但GB/T10095-2001標準發布后,並沒有及時出版發行,直至今年年初才拿到正式的標準文本,因此,該標準並沒有得到及時的貫徹執行。目前各單位在加工齒輪時,絕大多數仍然按照原先規定的精度等級要求組織生產,即按GB10095-88規定的精度等級要求加工齒輪。為了比較客觀地反映目前齒輪的精度狀況,本文對國內外標準對比分析時,主要把GB10095-88標準與國際、國外先進標準進行對比分析,而GB/T10095-2001標準的情況與國際標準基本一致。

外齒輪 -標準的結構和組成

國標GB10095-88結構非常簡單,僅由標準的正文和標準的附錄兩部分構成,整個標準都具法定約束力。
ISO1328標準結構相對比較複雜,整個標準有兩個分標準和四個技術報告組成成套的系統標準:
ISO1328-1:1995圓柱齒輪—ISO精度制—第1部分:輪齒同側齒面偏差的定義和允許值
ISO1328-2:1997圓柱齒輪—ISO精度制—第2部分:徑向綜合偏差與徑向跳動的定義和允許值
ISO/TR10064-1:1992圓柱齒輪-檢驗實施規範—第1部分:輪齒同側齒面的檢驗
ISO/TR10064-2:1996圓柱齒輪—檢驗實施規範—第2部分:徑向綜合偏差、徑向跳動、齒厚和側隙的檢驗
ISO/TR11064-3:1996圓柱齒輪—檢驗實施規範—第3部分:齒輪坯、軸中心距和軸線平行度的推薦評文件
ISO/TR10064-4:1998圓柱齒輪—檢驗實施規範—第4部分:表面結構和輪齒接觸斑點檢驗的推薦文件
每個分標準,如ISO1328-1,又有三部分組成,除標準的正文外,還有兩種類型的附錄,即標準的附錄和提示的附錄。提示的附錄僅是參考資料,不具法定約束力。

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外齒輪 -美國現行的標準

ANSI/AGMA2000-A88,該標準與國標一樣,結構比較簡單,僅有標準的正文和附錄兩部分。不同之處是該標準的附錄為提示的附錄,不具法定約束力。
德國齒輪精度標準有DIN3960-3967共8個標準組成,每個標準都非常簡潔、具體,實用性較強。
從標準內容看,國標GB10095-88內容最少,主要由齒輪精度的參數項目術語定義及公差表組成,而ISO,AGMA和DIN標準除了上述內容外,還提供了指導性文件,為確定齒輪精度等級和齒輪參數的測量原則及實際操作方法提供了較為詳細的指導,同時還為製造廠和用戶列出了合同要求條款、過程式控制制、檢查項目和方法等,尤其是美國AGMA標準特彆強調齒輪製造的過程式控制制。所謂過程式控制制,就是控制齒輪製造過程中的每一個工序來保證齒輪的製造精度。採用過程式控制制時,只要對任意一個齒輪做較少的測量即可,如測量公法線長度等。AGMA標準對不同精度等級的所有誤差項目的檢測控制作了推薦,具有較強的實用性。從內容上分析,IS01328的內容非常接近美國AGMA和德國DIN標準的內容,它吸收了德國DIN,美國AGMA標準的成熟技術,使標準更科學合理,並從齒輪傳動動態性能和承載能力出發,結合齒輪製造規律綜合在標準本文和技術報告中一一明確。可以說,修訂后的IS01328標準向美國AGMA和德國DIN標準更靠近了一大步。
因此,從標準結構和內容上分析,可以看出,ISO1328標準的結構更為合理,層次清楚,內容全面和科學合理,操用性強。

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外齒輪 -精度等級


GB10095-88標準的精度等級為1-12級共12個等級,1級為最高級,12級為最低級。
ISO1328-1:1995標準所有項目及ISO1328-21997標準,1,的Fr的精度等級為0-12級共13個等級,0級為最高級,12級為最低級,0級為新增加的等級。IS01328-2:1997標準中Fi'',和fi'',的精度等級為4-12級,4級為最高,12級為最低共計9個等級。
美國AGMA標準的精度等級為3-15級共13個等級,3級為最低級,15級為最高級。
德國DIN標準的精度等級為1-12級共12個等級,1級為最高級,12級為最低級。
由十各國編製標準所遵循的基本原則、公差計算式及關係式以及尺寸(mn,d,b)分段的不同,因此,很難精確給出GBISO,AGMA,DIN標準的精度等級的對應關係,表1隻是大致地給出了各項公差精度的對應關係,供參考

 

外齒輪參數

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