齿轮精度新标准ISO1328—1：2013与旧标准的对比分析

齿轮精度新标准ISO1328—1：2013与旧标准的对比分析

作为最重要的圆柱齿轮精度国际标准，ISO1328-1：2013已经发布并取代了ISO1328-1：1995旧标准。通过对比发现新标准在公差等级的数量、公差计算公式、评定项目等诸多方面有着重大改动。新标准逻辑更加清晰，检验项目更加合理，贯彻新标准有助于提高齿轮承载能力、降低生产成本。

标签：齿轮精度；ISO标准；

0前言

自ISO1328-1：1995《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》于1995年发布以后，已逐渐被中、美、英、日等主要工业国家等效采用，成为国际上齿轮行业的统一精度标准。国际标准化组织ISO/TC60/WG2于2013年9月发布了新版的齿轮精度标准ISO1328-1：2013（以下称新标准），相较于ISO1328-1：1995版（以下称旧标准），新标准在名称、应用范围、公差计算公式、评定项目等方面均有较大的改动。

1旧标准存在的问题

ISO1328-1：1995标准虽然获得了普遍的认可，但在应用的过程中也暴露了一些存在的问题：

1）旧标准将径向跳动Fr放到了ISO1328-2：1997内，其出发点是径向跳动Fr属于双侧齿面检验项目，并且径向跳动的精度等级与ISO1328-1：1995中的精度等级是不一样的。Fr虽然不是必检项目，但对于切削过程中的机床调整是必要的，一般都会在图纸上给出，这使得齿轮检验需要同时引用ISO1328-1：1995和ISO1328-2：1997两个标准的不同精度等级；

2）旧标准同时给出了公差的计算公式和表格，并且表格优先于公式，这方便了人工查询，但对于计算软件并不友好；公式计算时并非采用分度圆、模数、齿宽的实际值，而是采用分段界限值的几何平均值，这导致公差值在分段界限处发生阶跃；

3）目前齿轮测量已广泛使用数字化计量仪器，数据的采样频率及其滤波对测量结果影响很大，旧标准没有针对这一点做出指导；

4）旧标准没有评价相邻齿距公差fu，这在DIN标准里是一项重要的检验项目；

5）对于齿廓和螺旋线，旧标准给出了形状偏差和斜率偏差的计算公式，同时又给出了齿廓总偏差和螺旋线总偏差的计算公式；

2新旧标准的差异

通過比较，发现新旧标准存在如下方面的差异：

2.1标准名称不同

旧标准着重强调了所有评价项目均基于同侧齿面；新标准引入了径向跳动Fr，因而不再限于同侧齿面。

2.2应用范围不同

新标准扩大了应用范围，将分度圆直径上限由10m扩大到15mm，齿宽上限由1m扩大到1.2m。

2.3精度等级不同

旧标准规定了0～12共13个精度等级，新标准则规定了1～11共11个精度等级。

2.4定义不同

旧标准 在齿廓偏差评价中使用了 “可用长度 ”这一概念，而新标准放弃了这一提法，转而引入了“齿廓控制直径 ”、“齿顶形状直径 ”、“测量齿廓”这些新概念。

1）齿廓控制直径 定义为齿廓评价起始点所在圆的直径，该值由设计者指定，若未给定，则默认用渐开线有效啮合起始圆直径 代替。特别需要注意的是，当一个齿轮与多个齿轮同时进行啮合时（行星轮、惰轮等），指定 需要综合考虑所有的齿轮副。

2）齿顶形状直径定义为轮齿顶部渐开线终止点所在圆的直径，通常等于齿顶圆减去2倍的齿顶倒角或倒圆。

3）测量齿廓指测量时探针扫过的齿廓部分，其范围应包含齿廓控制直径和齿顶形状直径在内。

4）新标准明确区分了“齿廓计值范围”和“齿廓计值长度”两个概念：齿廓计值范围指起始于 、终止于距离 的95%距离的齿廓区域；齿廓计值长度 指齿廓计值范围在端面内的啮合线长度。

5）新标准引入了“齿廓形状滤波截止波长λα”和“螺旋线形状滤波截止波长λβ”，采用高斯低通滤波过滤掉短周期偏差，使得齿廓形状偏差和螺旋线形状偏差的评定更趋合理。λα的取值与齿廓计值长度Lα相关，λβ的取值和齿宽b相关。旧标准也提到了测量齿面时滤波的截止波长，但其取值仅与模数相关，约为

m/6～m/15。

2.5符号不同

旧标准对于各项偏差的指定公差值和实际测量值并没有区分。新标准采用增加下标T的方法来标记指定公差值，没有下标T表示实际测量值。这样的区分使得概念更加清晰，避免误解。

2.6公差计算公式不同

2.7参数取值不同

旧标准在应用公差计算公式时，参数m、d、b应取该分段值的几何平均值，而不是用实际值带入。新标准采用参数的实际值进行计算。

3结论

新标准实质性的修改在于：放宽了大部分检验项目的大尺寸齿轮的公差带；收紧了螺旋线倾斜偏差的公差带；改变了齿廓和螺旋线总偏差的计算方法；将跳动公差融合进同一公差体系。及时跟进最新的齿轮精度标准，有助于国内齿轮企业提高品质、参与国际竞争。本文可作为齿轮企业贯彻新标准时的参考。

参考文献：

[1] ISO 1328-1：1995 Cylindrical gears.ISO system of accuracy.Part 1：Definitions and allowable values of deviations relevant to corresponding flanks of gear teeth.

[2] ISO 1328-1：2013 Cylindrical gears.ISO system of flank tolerance classification.Part 1：Definitions and allowable values of deviations relevant to flanks of gear teeth.