【国家标准(GB)】 渐开线圆柱齿轮精度 检验细则

ICS_21.200
中华人民共和国国家标准
GB/T13924—2008
代替GB/T13924—1992
渐开线圆柱齿轮精度
检验细则
Inspection code for accuracyofinvolutecylindricalgears
2008-05-06发布
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中国国家标准化管理委员会
2008-11-01实施
规范性引用文件
术语和定义
符号和代号
齿距偏差检验
齿廊偏差检验
螺旋线偏差检验·
切向综合偏差检验
径向综合偏差检验·
径向跳动检验
附录A（规范性附录）
附录B（规范性附录）
附录C（规范性附录）
附录D(规范性附录)
附录E（规范性附录）
附录F（规范性附录)
整体偏差检验
测量基准的要求
不同测量方向偏差值的换算
仪器示值误差的修正方法
替代项目的检验
齿距累积总偏差跨齿测量数据处理方法GB/T13924—2008
GB/T13924—2008
本标准是GB/T10095.1《圆柱齿轮精度制第1部分：轮齿同侧齿面偏差的定义和允许值》、GB/T10095.2《圆柱齿轮精度制第2部分：径向综合偏差与径向跳动的定义和允许值》的配套标准。
本标准是对GB/T13924-1992《渐开线圆柱齿轮精度检验规范》的修订。GB/T13924-1992在生产实际中成为产品齿轮精度评定的依据。由于GB/T10095-—1988的修订，并等同采用相应的国际标准，在测量项目的设立、偏差定义及符号等多方面与原标准相比出现较大不一致，因此，本标准也应及时修订。本标准名称改为“渐开线圆柱齿轮精度检验细则”。本标准为渐开线圆柱齿轮精度的评价规定了细则，文中测量项目的设立依据GB/T10095.1和GB/T10095.2中推荐的测量项目。本细则为每个偏差项目分别规定了测量方法和测量仪器；对测量基准、测量位置、测量元件、测量温度、测量不确定度以及测量结果处理等方面的要求作出了具体规定。其中纳人了测量中所必需的计算公式，提出各测量项目测量不确定度的分析方法。对于没有列入GB/T10095.1和GB/T10095.2中而在生产实践中常用的或设计中规定的测量项目，设立为本标准的附录，也按本标准正文测量项目的格式进行编写。本标准规定的测量项目，与圆柱齿轮精度制国家标准保持一致。本标准编写内容较上一版本更加细化，要求更加严密，更注重实用性和可操作性。本标准编写格式的特点是系统化、具体化，层次清晰，完整统一。本标准是产品齿轮零件检测的依据性标准。本标准的附录A～附录F均为规范性附录。本标准由全国齿轮标准化委员会提出并归口。本标准起草单位：中国计量科学研究院、北京工业大学、郑州机械研究所。本标准主要起草人：张伟、李锐、石照耀、张元国、杨星原。本标准所代替标准的历次版本发布情况为：GB/T13924—1992。
1范围
渐开线圆柱齿轮精度
检验细则
GB/T13924—2008
本标准适用于其法向模数（0.5~70）mm、齿宽（4~1000）mm、分度圆直径（510000）mm的平行轴传动的单个渐开线圆柱齿轮。其基本齿廊为GB/T1356一2001《通用机械和重型机械用圆柱齿轮标准基本齿条齿廊》规定的齿廊。
本标准用于渐开线圆柱型产品齿轮精度的评价。本标准规定了GB/T10095.1和GB/T10095.2中定义的齿距偏差、齿廊偏差、螺旋线偏差、切向综合偏差、径向综合偏差和径向跳动等项目的检验细则。本标准附录A规定了齿轮整体偏差项目的检验细则。附录B规定了对各测量项目测量基准的要求。附录C规定了各测量项目计值方向。附录D规定了渐开线和螺旋线检查仪示值误差的修正方法。附录E对以下测量项目规定了检验细则：公法线平均长度偏差及公法线变动量、基节偏差、接触线偏差、轴向齿距偏差、螺旋线波度偏差、齿厚偏差、齿轮副接触斑点和齿轮副侧隙。这些项目在GB/T10095.1、GB/T10095.2中未作规定，但在生产实践中是常用的替代项目或是设计中用到的项目。附录F规定了齿距累积总偏差跨齿测量数据处理方法。2规范性引用文件
下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。GB/T1356—2001通用机械和重型机械用圆柱齿轮标准基本齿条齿廊（ISO53：1998，IDT）GB/T6467—2001齿轮渐开线样板GB/T6468—2001齿轮螺旋线样板GB/T10095.1
圆柱齿轮精度制
(GB/T10095.1—2008,ISO1328-1:1995,IDT)第1部分：轮齿同侧齿面偏差的定义和允许值GB/T10095.2圆柱齿轮精度制第2部分：径向综合偏差与径向跳动的定义和允许值(GB/T10095.2—2008,ISO1328-2:1997:IDT)第1部分：轮齿同侧齿面的检验（GB/Z18620.1-GB/Z18620.1圆柱齿轮检验实施规范2008,ISO/TR10064-1:1992,IDT)范第2部分：径向综合偏差、径向跳动、齿厚和侧隙的检GB/Z18620.2
圆柱齿轮检验实施规范
验(GB/Z18620.2—2008，ISO/TR10064-2:1996,IDT)JB/T3887-1999
渐开线直齿圆柱测量齿轮
JB/T10008—1999
测量蜗杆
JG332—2003
3齿轮渐开线样板
JJG408—2000
JJF1059-1999
3术语和定义
齿轮螺旋线样板
测量不确定度评定与表示
下列术语和定义及GB/T10095.1、GB/T10095.2、GB/Z18620.1和GB/Z18620.2中确立的术语和定义适用于本标准。
GB/T13924—2008
齿轮渐开线样板gearinvoluteartefact一种性能稳定可靠的标准计量器具。它的渐开线齿面是检定各种渐开线仪器的标准.月于传遂齿轮渐开线参数量值，修正仪器示值，确定仪器示值误差。3.2
齿轮螺旋线样板gearhelixartefact一种性能稳定可靠的标准计量器具。它的螺旋线齿面是检定各种螺旋线仪器的标准.月于传递齿轮螺旋线参数量值，修正仪器示值，确定仪器示值误差。3.3
测量齿轮
mastergear
单面或双面综合检查仪的测量元件。齿廊符合GB/T1356一2001要求：用于测量GBT10395.1、GB/T10095.2中（4～9)级产品齿轮。3.4
uncertaintyofmeasurement
测量不确定度
表征合理地赋予被测量之值的分散性，与测量结果相联系的参数。3.5
齿轮整体偏差测量gearintegrateddeviationofmeasurement测量一个齿轮全部工作齿面上各点偏差，按被测齿轮齿面上各点的实际台顺序.排列各齿的量图形，在测量图形上按规定要求取出截面切向综合总偏差和截面一齿切向综合差以及多项单参效偏差。
公法线平均长度偏差
spenmeasurementmeanlengthdeviation在齿轮一周内，公法线平均值与设计值之差。3.7
公法线变动量
spenmeasurementvarication
在齿轮一周范围内，实际公法线最大值与最小值之差。3.8
基节偏差
transversebasepitchdeviation实际基节与公称基节之差。
实际基节指基圆柱切平面所截两相邻同侧齿面的交线之间的法向距离。3.9
接触线偏差
contactlinedeviation
在基圆柱切平面内，平行于设计接触线并包容实际接触线的两条直线间的法向距高。3.10
轴向齿距偏差
axialpitchdeviation
在与齿轮轴线平行而大约位于齿高中部的一条直线上，任意两个同齿面间的实际距离与设计值之差，沿齿面法线方向计值。
螺旋线波度偏差
helix wave deviation
宽斜齿轮齿高中部实际齿线波纹的最大波幅，沿齿面法线方向计值。4
符号和代号
4.1符号
GB/T13924—2008
下列符号及GB/T10095.1、GB/T10095.2、GB/Z18620.1和GB/Z18620.2给出的符号适用于本标准。
测量时齿轮的安装偏心量。
测量蜗杆啮合线偏差。
测量蜗杆轴向窜动量。
螺旋线偏差测量齿宽。
测量蜗杆头数。
温度。
齿面与量棒接触点的端面压力角。注1：下标0表示标准元件（标准蜗杆、标准样板、量块等）和测量元件（测量蜗杆、测头和测量仪等）。注2：本标准所列各公式对直齿轮、斜齿轮均适用。对于直齿轮，式中：m。=m,=m;α=αt=α;r,=z,=r。4.2
GB/T10095.1、GB/T10095.2、GB/Z18620.1和GB/Z18620.2给出的代号适用于本标准。本标准所使用的主要测量项目和测量元件代号见表1。测量项目和测量元件代号
测量项目名称
齿距累积总偏差
齿距累积偏差
单个齿距偏差
齿廊总偏差
齿廊形状偏差
齿靡倾斜偏差
螺旋线总偏差
螺旋线形状偏差
螺旋线倾斜偏差
切向综合总偏差
一齿切向综合偏差
径向综合总偏差
一齿径向综合偏差
径向跳动
公法线长度
公法线变动量
齿厚偏差
基节偏差
接触线偏差
轴向齿距偏差
螺旋线波度
基本齿廊位移
跨棒测量距
圆周侧隙、法向侧隙
符号或代号
jwt jbn
齿轮参数或测量元件名称
连续的齿距数
渐开线有效长度
渐开线可用长度
齿廊计值范围
螺旋线计值范围
螺旋角偏差
跨齿测量组数
跨齿齿距累积偏差
螺旋线波度波长
公法线上偏差
公法线下偏差
公法线平均长度偏差
公法线平均长度上偏差
公法线平均长度下偏差
齿厚允许的上偏差
齿厚允许的下偏差
基本齿廊位移上偏差
基本齿廊位移下偏差wwW.bzxz.Net
跨棒测量距上偏差
跨棒测量距下偏差
小齿轮
大齿轮
测量齿轮
工具或测量元件（量块、基节块、蜗杆等）符号或代号
下标1
下标2
下标3
下标0
GB/T13924—2008
5齿距偏差检验
齿距偏差的检验包括单个齿距偏差fpt、齿距累积偏差Fp和齿距累积总偏差F，的检验：5.1测量方法和测量仪器
齿距偏差的测量方法有直接法和相对法。5.1.1直接法
直接法测量原理见图1。直接测量法以被测齿轮回转轴线为基准.测头的径向位置在齿高中部与齿面接触，应保证测头定位系统径向和切向定位的重复性。被测齿轮一次安装10次重复量，其重复性应不大于允许值1)（公差值）的1/5。圆分度装置（如圆光树、分度盘等）对被测齿轮按理论丧距角进行分度，由测头读数系统得到测得值（圆周方向的角度值或线值），按偏差定义进行处理.求得F：、Fpk、Fp。
直接法的测量仪器有齿距测量仪、万能齿轮测量机，齿轮测量中心、坐标测量机、分度头和万能工具显微镜等。
1-测头读数系统；
2测头；
3--被测齿轮；
4—分度装置。
图1齿距偏差直接法测量原理图
5.1.2相对法
相对法测量原理参见图2。以被测齿轮回转轴线为基准（或以齿顶圆为基准）.A、B两个头·在接近齿高中部分别与相邻同侧齿面（或相邻的几个齿面）接触，并处于齿轮轴线同心圆及同一端截面上：测量时，以任一齿距（或个齿距）作为相对标准。A、B测头依次测量每个齿距（或个齿距）的相对差值，按GB/T10095.1规定的齿距偏差的定义，对数据进行处理（见5.4.1).求得单个齿距偏差f：、齿距累积偏差F和齿距累积总偏差F，。定义中“理论齿距”在采用相对法测量时为所有实际齿距的平均值。
相对法的测量仪器有万能测齿仪、半自动齿距仪、上置式齿距仪和旁置式齿距仪等。5.2测量
5.2.1测量温度
在计量室测量齿距偏差时，测量温度2)要求见表2。1）“允许值”均指GB/T10095.1和GB/T10095.2中规定的允许值。2）对于一般生产过程控制的测量任务，凡本标准各章提及规定的温度要求均作为参考依指.具体要求可由生产，和用户双方协商确定。
被测齿轮；
定位测头A；
活动测头B；
传感器。
被测齿轮精度等级
5.2.2测量仪器
图2齿距偏差相对法测量原理图
表2齿距偏差测量温度要求
GB/T13924—2008
单位为摄氏度
被测齿轮与测量仪器(或测量元件)的温差相对法
直接法
测量仪器应按相应标准、检定规程或其他有关技术文件的规定进行检定/校准，经计量部门检定/校准合格后方准使用。
5.2.3测头的选择
在保证不发生干涉和碰撞的情况下，宜选择直径较大的测头。5.2.4测量基准的要求
测量基准的要求见附录B。
5.2.5测量位置的确定
齿距偏差应在接近齿高中部、齿宽的中间截面对左、右侧齿面进行测量。齿宽大于250mm的齿轮应至少测量齿宽方向的上、中、下三个截面，上、下截面各距端面约15%齿宽。单侧齿面工作的齿轮允许只测工作齿面。
5.2.6测量方式
用相对法测量齿数少于60的齿轮时，采用逐齿测量方式；齿数等于或多于60的齿轮，对fpt仍a）
应采用逐齿测量，对F和F。一般应采用跨齿和逐齿补点测量方式，允许在保证测量不确定度符合5.3规定的前提下，采用逐齿测量。b）有必要测量齿距累积偏差Fp时，应按设计图纸规定的要求进行测量。5.3测量不确定度
测量不确定度的评定，依据JJF1059一1999的方法进行。5.3.1测量不确定度要求
a）在端截面测量时，单个齿距偏差的测量不确定度Ufpt、k个齿距累积偏差的测量不确定度5
GB/T13924—2008
UFpk、齿距累积总偏差的测量不确定度UFp不应大于被测齿轮对应偏差项目允许值的1.3：量5级和5级以上精度的齿轮时，允许不大于1/2.但此时应以5次以上重复量的平均值作为测量结果。
在法向截面测量时，对于斜齿轮，最后截面不封闭，不符合定义要求.测量时应注意：其、b）
UFp和UFp不应大于被测齿轮对应偏差项目允许值的1/5；测量5级和5级以上情度的齿轮时，允许不大于1/2，但此时应以5次以上重复测量的平均值作为量结果，c)
使用手提式仪器测量时，Ufpt、UFp和UF,不应大于被测齿轮对应偏差项目允许值的1/5。当不能确定测量不确定度是否满足上述要求时，应进行测量不确定度分析。测量不确定度分析
测量不确定度主要误差来源及影响量见表3。表3齿距偏差测量不确定度主要误差来源及影响量误差来源
仪器示值误差
被测齿轮安装偏心
温度误差(直接法测量）
被测齿面粗糙度引人的影响量
仪器测量重复性(用标准件）
仪器示值误差
被测齿轮安装偏心
温度误差
被测齿面粗糙度因素
仪器测量重复性（用标准件）
注：a-
由误差来源引入的影完量：
fn误差来源及影响量
可按检定规程、规范或有关技术文件规定的示值误差确定！g=2esin(180°/=)/coS2t
8g-ma(t-20)
8；可取相应允许值的1/10；或依据试验数据确定==[(;):(n-1)2
F,及F误差来源及影响量
按检定规程、规范等有关技术文件规定的示值误差确定82=2e/cosat
63=2元ra(t-20)
g=2元ra/S(1-20)（用于个齿距）:可取相应允许值的1/5；或依据试验数据碘定8=s=[(-)-/(n-1)12
分量标准不确定度u：
被测齿轮温度，单位为摄氏度(℃)；S—跨齿测量组数；n—线胀系数；t
被测齿轮分度圆半径，单位为毫米(mm）：s齿轮安装偏心，单位为毫米（mm)；r塞尔公式标准差。
合成标准不确定度
fpt的合成标准不确定度ue（fpt）：ue(fp）=+ua+us+u+u
Fp的合成标准不确定度uc(F）：ue(Fe)=u?+2++?+s
F。的合成标准不确定度uc（F,）：e(F)=++++
扩展不确定度
记量次效：e-
齿轮资款：5-
（1）
.（3)
取包含因子k=2，则fpt、F和F，的扩展不确定度Ufet、UFr和UF分别为：Ufpt=2Xu(fp）
UFpk=2×ue(F）
UFp=2Xue(F,)
.......(5)
5.4测量结果处理
以本标准5.2.5所规定的各测量位置中测得的最大偏差值作为测量结果。GB/T13924—2008
fpt、Fp和F，应在被测齿轮分度圆切线方向计值，以其他方向测量时，应对测得值进行换算，换算公式见附录C。
5.4.1直接法测量结果处理
5.4.1.1计算机系统自动进行数据处理测量设备的计算机系统自动进行数据处理时，由输出打印结果中直接获得。5.4.1.2人工计算法
逐齿测得值按表4方法计算，求出fpt、F和F值。表4以z=12齿轮为例。表4直接法测量数据处理
公称齿距角/
齿序：
表4中，单个齿距偏差fpt：
相对0号齿的齿
距累积总偏差
Fp:（读数值）
单个齿距偏差
fpu=FpiFp(i1)
fpt=一5μm(取绝对值最大的偏差值作为测量结果）k个齿距累积偏差Fpk：
F=Fpkmax=8μm
齿距累积总偏差Fp：
Fp = Fpi max -Fpi min =+10 - (—7) = 17 μm单位为微米
齿距累积偏差
Fpki =-|Fpi—Fp(ik)
（9）
当读数值为角度值时，也按表4方法处理，所得偏差的单位为角度值，需要时按下式换算成线值。计算公式如下：
式中：
齿距累积总偏差的角度值，单位为秒（\）；齿距累积总偏差，单位为微米（μm）；Fp
-被测齿轮分度圆半径，单位为毫米（mm）。（10）
GB/T13924--2008
5.4.2相对测量法
5.4.2.1逐齿测量人工计算法
逐齿测量人工计算fpt、F和F,的方法列于表5，以~=12的齿轮为例，组内跨齿数大=2表5相对法逐齿测量人工计算法
相对0\齿的齿距
相对齿距偏差
(读数值)P
单个齿距偏差
fpui=P,-P
累积总傍差
Fn - 2f
表5中，以读数值P:的累加值求相对齿距偏差Pm，P计算式为：2P
从表5求得单个齿距极限偏差fpt：24
fpt = P; - Pm = (-7) -(-2) =-5 μm齿距累积偏差Fpk：
Fp=Fpkmax = 8 μm
齿距累积总偏差Fp：
F,=Fpimax -Fpimin =10-(-7) = 17 μm2逐齿测量作图法
单仁兴微来
肯距累标差
（11）
....(12)
（13)
....(1 )
作图法见图3。图3上的横坐标代表齿序号2:，纵坐标代表差（以分度圆弘长m计算）：将测得值按齿序号i依次累积，标在坐标图上。过坐标原点和最后一个偏差点作一直线.该直线即为计算f：、Fp和Fp的基准线。相对基准线其纵坐标最大值Fpmax与最小值Fpmia的绝对值之和为齿距累织总湾差Fp；相隔k个齿距的偏差点，相对基准线其纵坐标最大值Fmax与最小值Fmi绝对值之和齿率累偏差F；相对基准线的纵坐标，相邻两个齿距各偏差点，其中最大的差值作为单个齿距偏差：的量结果。
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