锥齿轮公差标准DIN3965.docx

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锥齿轮公差标准DIN3965

锥齿轮公差DIN3965

UDC621.833.2：

621.753.1德国标准1986年8月取代1981年9月版

为了与国际标准化组织（ISO）发行的标准的现行实践相一致，整个标准都使用逗号作为十进制标志。

第一部分基本内容

1.应用范围

此标准为直齿，曲齿及带偏置距或不带偏置距的弧齿锥齿轮指定公差，相应的模数范围为1mm到50mm，最大节圆直径达2500mm。

2.前言

为确保标准满足锥齿轮所有功能要求，涉及到运转平稳性，承载能力，均匀的角度传递和统一的使用寿命，齿轮系统某些参数的误差有必要控制在给定的范围内。

公差大小已使用与圆孔配合相类似的原则确定了。

因此，与圆孔配合类似，目前技术无法实现的精度对应的公差等级也已被确定，因为它们代表将来有可能达到的精度。

3.符号和量

a齿面接触斑点尺寸，轴向偏移

c齿面接触斑点尺寸

d节圆直径；齿面接触斑点尺寸

dm中点节圆直径

dB测试凸缘直径

dR分度曲面直径

e齿面接触斑点尺寸

f个体误差；齿面接触斑点尺寸

fa轴线交点误差

fi’齿间切向综合误差

fk’切向综合误差的短波成分

fl’切向综合误差的长波成分

fp相邻周节误差

fu相邻周节偏差

fΣ轴交角误差

m模数

mmn中点锥距处的法向模数

tB安装距（顶点到背部的距离）

tE轮冠距（大端齿顶圆所在平面至定位面的距离）

tH辅助面距（辅助平面到定位面间距离）

u传动比

B孔径

F综合累积误差

Fi旋转偏差

Fi’切向综合误差

Fp节距累积误差

Fr径向跳动

Frd测试凸缘直径dB相对于大轮轴线的径向跳动

Frs参考平面F1相对于大轮轴线的径向跳动

F1,F2参考平面

K1-K9辅助量

Rm中点锥距

δ分锥角

δa顶锥角

εα端面重合度

εβ纵向重合度

εγ总重合度

φ公差增量

Σ轴交角

图1齿坯和安装距公差（同样可以参考DIN3971中的定义）

4.齿坯尺寸公差

（适用于切齿之前的齿坯）

计量、制造和装配所必须的测试平面和测试直径的公差也同样要满足。

图1中标识了一个锥齿轮主要的尺寸。

在特殊情况下，有可能给其它尺寸规定公差。

推荐使用如下公式给径向跳动和轴向跳动规定公差：

类似地这可以用于所有参考面在热处理后重新修整的场合。

顶锥角δa的极限偏差：

对于公差等级为6或以上的：

；

对于公差等级为7到9的：

；

对于公差等级为10或更大的：

。

孔径或柄径的公差，B：

对于公差等级为5和6的：

IT5；

对于公差等级为7到9的：

IT6；

对于公差等级为10和更大的：

IT7。

5.齿轮公差体系结构

5.1公差间的关系

锥齿轮的公差体系与圆柱齿轮的类似（间DIN3961）。

曾尝试确保特定的齿轮质量大致能够囊括所有来自制造质量的误差和偏差的平均值。

然而，经常发生的情况是要求和制造过程的不同导致了单个误差间的关系发生变动（见条款6）。

DIN3965的第2到4部分给出的公差值是尽量在现有制造经验的基础上指定的。

对于单面啮合运转测试，已给出了fl’和fk’的公差值，作为Fi’和fi’的公差的备选方案（见DIN3965的第3部分）。

为避免发生矛盾，将Fi’和fi’的公差与fl’和fk’的公差分开，不可以同时使用。

5.2参数的误差和偏差

在此标准中，个体误差f是指轮齿体系个体参数值（例如节距）与期望值间的偏差，与此同时，综合和累积误差F用来指几个个体误差的累积作用。

参考DIN3971中参数的定义。

目前在确定有些误差或偏差（见DIN3971）时不具备足够的精度。

另外象径向综合误差不可以用于评价目的，因为这些误差的测量是在齿面接触斑点偏移的情况下完成的。

此测量仅可用于测量径向跳动。

5.3锥齿轮公差等级

此标准中指定的锥齿轮公差体系包括了12个公差等级，在目前的制造水平下不可能达到最好的公差等级，将它们列入其中的目的是保证公差体系的完整性。

每一等级间都乘以一个增量φ，φ的值在子条款5.4中给出。

节圆直径和法向模数范围的极限值取自于DIN323第一部分中指定的R20最佳数字序列。

5.4公差的计算

如下列举的公式用于计算公差值，这些公差的数值已在DIN3965的第2和3部分给出，以公差等级4为基础。

mmn和dm数值的单位为mm，公差的单位为μm。

节圆和法向模数均各自与中点分锥距有关。

当使用公式计算公差时，mmn和dm的几何方法得到的相应的范围极限应由其实际值代替。

如果计算出的公差值小于10，应将其舍入到最近的值，且此值除以0.5后为一整数，与此同时，对于大于10的数值应将其圆整到最近的整数。

a）相邻周节误差：

对于公差等级小于8的φ＝1.4，对于公差等级大于等于8的φ＝1.6。

b）相邻周节偏差：

对于公差等级小于8的φ＝1.4，对于公差等级大于等于8的φ＝1.6。

c）累积周节误差：

对于公差等级小于8的φ＝1.4，对于公差等级大于等于8的φ＝1.6。

d）径向跳动：

对于公差等级小于12的φ＝1.4。

e）切向综合误差：

（见子条款7.3）

对于公差等级小于8的φ＝1.4，对于公差等级大于等于8的φ＝1.6。

f）切向综合误差的长波分量：

（见子条款7.3）

对于公差等级小于8的φ＝1.4，对于公差等级大于等于8的φ＝1.6。

g）切向综合误差的短波分量：

（见子条款7.3）

（参考条款a）中的fp）

对于公差等级小于8的φ＝1.4，对于公差等级大于等于8的φ＝1.6。

6.应用公差

当选择公差值时，应同时考虑功能要求和生产要求。

选定的公差应当应用于整个测量区域，除非已另外指定，此区域应该与理论接触区域一致。

锥齿轮通常都是成对地制造、测量和安装。

在这些情况下，对于参数如压力角、螺旋角和齿厚所容许的公差较之单个锥齿轮要大。

除了使用包括具体公差分配的特定公差等级外，可以将取自于不同公差等级的个体误差组合在一起构成新的公差要求。

7.附加的测量方法

测量应依据DIN3961规定的步骤进行。

对于一些误差，仍不具备适当的测量方法。

7.1径向跳动

径向跳动应垂直于分锥包络面测量。

除非另外达成一致意见，径向跳动应该在齿宽中点处测量，推荐测量仪器在轮齿深度方向的中点与轮齿接触。

7.2节距误差

节距误差的测量优先考虑在齿宽中点以及近似于轮齿中部齿深处测量。

7.3切向综合误差

切向综合误差的测量分别在左右齿面完成。

前面条款g）和h）中给出的公式适用于使用标准锥齿轮辅助测量一个锥齿轮的场合，然而在大多数情况下，测量是在两相互配合的锥齿轮间完成。

根据二次误差传播定理，可以为锥齿轮副旋转偏差建立下面的公差：

此公式同样适用于切向综合误差，一齿切向综合误差以及切向误差的短波分量。

假定传动比u为1，切向综合误差的长波分量可以看作，如果锥齿轮装配及标记适当的话，单个齿轮的误差的常数项可以省略，且它们的和小于或等于单个齿轮切向综合误差长波分量的最大值。

表达式将可以用于传动比不等于1的齿轮。

要计算特定锥齿轮副的公差，应使用单个齿轮的圆整值。

（这是由大轮一转内切向综合误差长波分量的周期特性导致的）

8.齿面接触斑点

图2锥齿轮齿面接触斑点的尺寸标识（所有尺寸都应用于齿面的投影面）

确定齿面接触斑点的条件是，齿轮副安装距正确，在轻测试载荷下运转且齿面上涂抹了薄膜厚度大约为5μm的测试媒介（如测定油漆或混合物）。

在齿面接触斑点的测试中也可以通过水平或垂直轻微移动轴线检查修形轮齿的移动性能。

图2举例说明齿面接触斑点位置和大小相关的尺寸标识。

DIN3971给出了常见的齿面接触斑点类型。

除了测试环境下的齿面接触斑点外，同样要考虑齿轮在安装环境下给定载荷对应的齿面接触斑点。

参考标准

DIN323第1部分最佳数字和最佳数字序列；基本值，计算值，修正值

DIN3961圆柱齿轮轮齿公差；基础

DIN3965第2部分锥齿轮公差；单个参数公差

DIN3965第3部分锥齿轮公差；综合和累积误差公差

DIN3965第4部分锥齿轮公差；轴交角误差和轴交点偏差公差

DIN3971锥齿轮和锥齿轮副的术语和参数

先前版本

DIN3965第1部分：

09.81

修正

与1981年9月版本相比，已作了如下修正。

a）此标准的状态已非先前的试行标准。

b）切向综合误差成分的标识符号fp’和Fp’已相应地由fk’和fl’代替。

c）标准已被编辑修订。

说明性注释

DIN3965的第1到4部分仅提供与齿坯以及传统方法可以测量的误差相关的信息。

在生产环境下较好的公差不能够被测量。

尽管如此，DIN3965的第2和3部分中的表格中包括了所有的直径范围，删去的区域表示目前没有公差能够赋予这些直径范围。

在将来，更多先进的测量和计算方法可以用于处理此标准没有指定的公差项，如齿廓误差等，且提供更多有关锥齿轮精度的信息。

条款3中的参数已在DIN3971中定义，这样作的目的是在不目前考虑测量它们的可行性或困难的前提下，包括尽可能多的参数。

锥齿轮公差体系结构已与直齿轮的一致，参数间的关系相同，不同的是公差系统总体移动了一个公差等级。

此公差系统足以作为国际讨论的基础。

国际专利分类

F16H55/08

F16H55/17

第2部分单个参数公差

1.前言和应用范围

在此标准中给出了一些参数的公差，参数相应的定义在DIN3971中给出。

指定的公差可以应用于直齿，斜齿和弧齿锥齿轮及准双曲面齿轮。

同样参考DIN3965第1部分。

2.公差

这个标准为如下参数指定了公差值：

-相邻周节误差，fp；

-相邻周节偏差，fu；

-累积周节误差，Fp；

-径向跳动偏差，Fr；

法向模数：

1

公差单位：

μm

中点节圆直径dm

单位：

mm

对应于公差等级的误差fp的公差

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

1

1.5

2.5

3.5

4.5

6.5

9.0

13

18

28

45

72

115

10

2.0

2.5

3.5

5.0

6.5

9.5

13

19

30

47

76

121

50

2.0

2.5

3.5

5.0

7.0

10

14

20

32

51

91

130

125

2.0

3.0

4.0

5.5

7.5

11

15

21

34

54

87

139

280

560

1000

1600

中点节圆直径dm

单位：

mm

对应于公差等级的误差fu的公差

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

1

2.0

3.0

4.0

5.5

8.0

11

16

22

35

56

90

145

10

2.0

3.0

4.5

6.0

8.5

12

17

23

37

59

95

152

50

2.5

3.5

4.5

6.5

9.0

13

18

25

40

63

102

163

125

2.5

3.5

5.0

7.0

9.5

14

19

27

43

68

109

175