引言
2001年我國頒布了GB/T10095.1-2001和GB/T10095.2-2001標準，2002年又頒布了GB/Z18620.1～4-2002等四項標準化指導性技術文件，兩項標準和四項指導性技術文件一起組成了我國漸開線圓柱齒輪的精度標準體系。兩項標準和四項指導性技術文件的名稱分別為：GB/T10095.1-2001漸開線圓柱齒輪精度第1部分：輪齒同側齒面偏差的定義和允許值(1)，GB/10095.2-2001漸開線圓柱齒輪精度第2部分：徑向綜合偏差與徑向跳動的定義和允許值（2），GB/Z18620.1-2002圓柱齒輪檢驗實施規范第1部分：輪齒同側面的檢驗，GB/Z18620.2-2002圓柱齒輪檢驗實施規范第2部分：徑向綜合偏差、徑向跳動、齒厚和側隙的檢驗，GB/Z18620.3-2002圓柱齒輪檢驗實施規范第3部分：齒輪坯、軸中心距和軸線平行度，GB/Z18620.4-2002圓柱齒輪檢驗實施規范第4部分：表面結構和輪齒接觸斑點的檢驗。
兩項標準分別等效采用ISO1328-1:1995和ISO1328-2:1997，四項指導性技術文件分別等效采用ISO/TR10064-1:1992、ISO/TR10064-2:1996、ISO/TR10064-3:1996和ISO/TR10064-4:1998。
2002年，美國齒輪制造者協會（AGMA）也等效采用ISO1328標準，頒布了ANSI/AGMA ISO1328-1和ANSI/AGMA ISO1328-2，亦即ANSI/AGMA ISO1328并不代替AGMA2000-A88[3]。
我國企業在齒輪制造過程中除使用GB/T10095-2001精度系列標準外，還大量使用國外先進工業國家的標準，如AGMA、DIN和JIS等。在使用過程中，經常遇到GB/T10095-2001和AGMA2000-A88的精度等級及不同偏差項目的對比轉化問題，本文針對這一問題進行了分析探討。
1 精度等級、檢驗組、公式與表格
1.1精度等級
GB/T10095.1[1]的精度等級是從0級到12級，共13個精度等級，0級精度量高（公差量小），12級精度最低（公差最大）；GB/T10095.2[2]的精度等級是從4級到12級；AGMA[3]的精度等級是從3級到15級，也是共13個精度等級，15級精度最高（公差最小），3級精度最低（公差最大）。
對任一精度等級，將GB/T與AGMA直接進行比較是困難的。例如，對單個齒距偏差而言，在某一給定的直徑和模數下，兩標準某相同精度等級的公差數值可能是相同的，但對其它模數和直徑，其公差數值可能是不同的。為了有一個直觀的概念，大致估出GB/T和AGMA標準的對應關系，可用經驗法比較兩標準，即用17減速去GB/T的精度等級便得出相應的AGMA的精度等級，用17減速去AGMA的精度等級便得出相應的GB/T的精度等級[4]。
這種方法僅用于兩標準的大致比較，不適用于對某一特定的精度等級的比較。另一方面，由于GB/T的公差表是按分度圓直徑和模數列出的，而AGMA的公差表是按齒數和模數的大小列出的，因此也給兩種標準的精度對比造成了一定的困難。
1.2檢驗組
GB/T10095.1和GB/T10095.2沒有規定齒輪偏差的檢驗組，對于某一精度等級的齒輪，應滿足GB/T10095中規定的所有偏差項目的要求，為了降低檢驗成本，在供需雙方協商一致的前提下，建議選用表1中給出的任一檢驗組來評定齒輪的精度。
AGMA明確給出了檢驗齒輪質量水平的單項偏差和徑向綜合偏差，分別見表2和表3，可選擇表2或表3任一表平評定齒輪的質量。為了方便比較，術語均采用GB/T中的術語。
表1 GB/T的檢驗組
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檢驗組 |
適用的精度等級 |
檢驗項目 |
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1 |
0-12 |
齒距累積總偏差、齒廓總偏差、螺旋線總偏差 |
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2 |
齒距累積總偏差、齒距偏差、齒廓總偏差、螺旋線總偏差、單個齒距偏差 |
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3 |
齒距累積總偏差、單個齒距偏差、齒廓總偏差、螺旋線總偏差 |
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4 |
切向綜合總偏差、一齒切向綜合偏差、螺旋線總偏差 |
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5 |
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單個齒距偏差、徑向跳動 |
表2 AGMA單項偏差檢驗組[3]
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精度等級 |
模數/mm |
檢驗項目 |
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3～5 |
3～50 |
徑向跳動 |
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6～7 |
1.25～50 |
徑向跳動、單個齒距偏差 |
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8～15 |
1.25～50 |
徑向跳動、單個齒距偏差、齒廓總偏差、螺旋線總偏差 |
表3 AGMA綜合偏差檢驗組[3]
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精度等級 |
模數/mm |
檢驗項目 |
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5 |
0.2～2 |
徑向綜合偏差、一齒徑向綜合偏差 |
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5～14 |
0.2～50 |
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15 |
0.2～1.25 |
表1、表2、表3中列出的檢驗項目均非強制性的，為評定齒輪的質量，供、需雙方協商一致即可；其原則是既能評定質量，又不增加不必要的成本，在這一點上兩標準都體現了較濃的商業色彩。
我們認為，表1年推薦的徑向跳動檢驗僅用于10～12級精度齒輪，比AGMA的任何精度等有均用徑向跳動來檢驗要合理，原因是齒輪的功能是切向功能而不是徑向功能，雖然徑向跳動對切向功能有影響，但對齒輪進行合適的精加工（如剃齒、磨齒）后，徑向跳動值可減少到很小的值。對低精度等級（公差大）的齒輪用徑向跳動來檢驗齒輪是可行的，而對于高精度等級（公差小）的齒輪再用徑向跳動來評價齒輪的質量，就不一定合理了。
徑向綜合偏差檢驗主要用于大批量生產齒輪的產生檢驗中。一般來說，不論用何種方法生產出第一批齒輪時，為評價其是否達到某一質量等級需要進行詳細的檢驗，而以后用同樣的生產方法大批量生產齒輪時，為降低檢測成本和節約時間，可用徑向綜合偏差檢驗來控制質量。
1.3偏差的計算公式和公差表格
GB/T10095-2001中是以表格來查取偏差或公差數值的，公差數值的曲線是不連續的，而AGMA2000-A88則是以公式計算偏差或公差數值的，公差數值的曲線是連續的。盡管AGMA也給出了表格值，但僅是為方便使用。
GB/T中也給出了5級精度的齒輪偏差允許值的計算公式，它是用來確定整個公差表的，而不是用來確定某一特定的模數mn、公度圓直徑d和齒寬b下的值的。GB/T中的模數mn分段為0.5/2/3.5/5/6/10/16/25/40/70，分度圓直徑d分段為5/20/50/125/280/560/1000/1600/2500/4000/6000/8000/10000，齒寬b分段為4/10/20/40/80/160/250/400/650/1000。在用公式計算時，參數mn、d和b取的是分段界限值的幾何平均值，而不是用實際數值代入計算。例如，如果實際模數7mm，分段界限值為mn=6mm和為mn=10mm，公差用mn= =7.746mm代入計算。由此繪制成的GB/T中計算的公差曲線是不連續，成臺階狀的（見圖1）。這就引起了一些不合理的狀況，即在分段界限值附近，mn、d和b有一個很小的變化就會導致公差值中較大的變化，而進入另一個臺階。AGMA中，是以實際的齒數和模數值代入公式計算，因此公差曲線是連續的（如圖1）。
2 齒廓偏差和螺旋線偏差
2.1齒廓偏差
GB/T10095.1中給出了齒廓總偏差、齒廓形狀偏差和齒廓傾斜偏差，在GB/Z18620.1中還給出了壓力角偏差和齒廓凸度，僅齒廓總偏差用于評價齒輪的精度等級，其它的項目均不是強制性的，但它們對提高齒輪的承載能力、降低傳動噪聲具有一定的意義。GB/Z18620.1中指出，為了方便批量生產齒輪的檢驗，可采用齒廓公差帶檢驗齒廓偏差。
AGMA中僅給出了齒廓總偏差，它是用K形圖來評價齒廓總偏差的。
2.2螺旋線偏差
GB/T10095.2中給出了螺旋線總偏差、螺旋線形狀偏差和螺旋線傾斜偏差，在GB/Z18620.2中還給出了螺旋角偏差、輪齒鼓度和波度。僅用螺旋線總偏差來評價齒輪的精度等級，其它的項目均不是強制性的，但對提高齒輪的承載能力具有一定的意義。
AGMA僅給出了螺旋線總偏差。
表4 GB/T10095.1～2-2001和AGMA2000-A88部分偏差項目精度對應關系
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偏差項目 |
AGMA精度等級 |
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Q15 |
Q14 |
Q13 |
Q12 |
Q11 |
Q10 |
Q9 |
Q8 |
|
GB/T精度等級 |
|
齒廓總偏差 |
1～2 |
2～4 |
3～4 |
4～5 |
5～6 |
6～7 |
7～8 |
8 |
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螺旋線總偏差 |
2～5 |
2～5 |
3～6 |
4～7 |
4～7 |
5～8 |
6～8 |
6～9 |
|
單個齒距偏差 |
0～3 |
1～2 |
2～3 |
3～4 |
4～5 |
5～6 |
6～7 |
8 |
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徑向跳動 |
1～4 |
2～6 |
3～7 |
4～7 |
5～8 |
6～9 |
7～11 |
8～12 |
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徑向綜合總公差 |
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4～6 |
4～7 |
5～9 |
6～9 |
7～10 |
8～11 |
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一齒徑向綜合總公差 |
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4～7 |
4～8 |
5～9 |
5～10 |
6～11 |
7～12 |
AGMA的螺旋線總偏差定義在法平面上，GB/T定義在端平面上，二者均在基圓切平面上計值。對于大直徑、高精度齒輪，GB/T給出的螺旋線總偏差值比AGMA更嚴。
3 主要偏差項目的精度等級對照
為了有一個直觀的概念，大致估出GB/T和AGMA兩標準的對應關系，在此歸納整理出了齒廓總偏差、螺旋線總偏差、單個齒距偏差、徑向跳動、徑向綜合總公差和一齒徑向綜合公差之間的精度對應關系，見表4。
4 結語
本文對GB/T10095.1～2-2001和AGMA2000-A88的精度等級設置、公式與表格的應用、齒廓偏差和螺旋線偏差進行了分析比較；推薦給出了GB/T10095.1～2-2001的檢驗組；經過歸納整理給出了GB/T10095.1～2-2001和AGMA2000-A88部分偏差項目精度的對應關系，以方便讀者使用兩標準。
專題信息 => 齒輪精度標準GB/T10095.1～2001與AGMA200