蒙远春 石岳林 施金芳

（杭州前进齿轮箱股份有限责任公司，杭州 311202）

《渐开线圆柱齿轮精度》（JB 179—83）是机械行业标准，是机械工业部于1983年颁布的等效采用国际标准《平行轴渐开线圆柱齿轮——ISO精度制》（ISO 1328—1975）的标准。《渐开线圆柱齿轮精度》（GB 10095—1988）是国家强制性标准，相对于JB179标准覆盖面扩大，不再局限于机械行业。2002年标准变更为国家标准化指导性技术文件，标准内容细化为4个部分，其中轴中心距和轴线平行度为第3部分，即GB/Z 18620.3。GB/Z 18620.3现行标准2008版相对于2002版内容几乎无更改。

从JB179—83、GB 10095—1988、GB/Z 18620.3—2002到GB/Z 18620.3—2008，轴中心距偏差和轴线平行度公差标准经历了4次改编。从最初的机械工业行业标准到国家强制性标准，再到国家指导性文件，标准经历了实施范围从点到面、重要性程度从大到小过程的变化。本文归纳整理了中心距偏差和轴线平行度公差屡次变更的差异。

1 轴中心距偏差

各标准中轴中心距偏差的定义和推荐取值。

JB179—83标准[1]中，轴中心距偏差是指在齿轮副的齿宽中间平面内，实际中心距与设计中心距之差。中心距极限偏差±fa值见表1。

GB 10095—1988标准[2]中，齿轮副的中心距偏差定义同JB179—83，中心距极限偏差±fa值见表1。

表1 中心距极限偏差±fa

GB/Z 18620.3标准[3-4]中，中心距允许偏差是指设计者规定的允许偏差，需要根据齿轮实际运载情况进行具体考核，如单向运转而不经常反转的齿轮主要考虑重合度的影响，控制运动用的齿轮必主要考虑侧隙的影响，双向运转且常常反向的齿轮需要考虑轴承跳动、安装误差、由于箱体误差和轴承间隙导致的齿轮轴线的错斜、工作温度温度等因素的影响。

综上所述，旧标准JB179—83和GB 10095—1988都是与齿轮精度相关联并直接给出具体的推荐值。查阅文献[5]、文献[6]、文献[7]得知，从1998年到2020年基础标准公差数值没有更改，故JB179—83和GB 10095—1988标准的中心距偏差要求一样。而GB/Z 18620.3标准没有给出具体的中心距偏差推荐值，给予了工厂更多的灵活性，可以根据产品应用场合具体考虑。若中心距和齿厚公差超差，在保证最小侧隙和一定重合度的情况下调整公差配合互补。

2 轴线平行度公差

各标准中轴线平行度公差的定义和推荐取值如下。

（1）JB179—83[1]。根据方向，轴线平行度包括x、y两个方向的平行度误差。x方向的平行度误差是指齿轮的轴线在其基准平面上的平行度误差。y方向的平行度误差是指齿轮的轴线在垂直于基准平面且平行于基准轴线的平面上的平行度误差。x方向轴线平行度公差和y方向轴线平行度公差的推荐值分别为：

（2）GB 10095—1988标准[2]。该标准中，轴线的平行度误差也分为x、y两个方向，具体定义同JB179—83标准，轴线平行度公差的推荐值见式（1）和式（2）。

（3）GB/Z 18620.3标准[3-4]。轴线平行度公差根据其方向向量，可分为轴线平面内的偏差f∑δ和垂直平面上的偏差f∑β。f∑δ是指在两轴线的公共平面上测量的平行度偏差。f∑β是指在与轴线公共平面相垂直的交错轴平面上测量的平行度偏差。

垂直平面上偏差f∑β和轴线平面内偏差f∑δ的推荐最大值分别为：

式中：b为齿轮宽度，mm；L为轴承跨距，mm。

综合上述，JB179—83、GB 10095—1988和GB/Z 18620.3标准的相同点有两个：一是轴线平行度公差都与螺旋线总偏差Fβ有关；二是轴线平行度公差都根据方向向量不同分为水平方向的轴线平行度偏差和垂直方向的轴线平行度偏差。

不同点也有两个：一是GB/Z 18620.3标准考核了轴承跨距与齿宽对平行度偏差的影响，而另外两个标准没有；二是各标准关于公共平面或者基准平面的规定或者选择要求不一样。GB/Z 18620.3标准是根据两个对啮齿轮的轴承跨距来确定公共平面。如果对啮齿轮的轴承跨距不相等，则由较长的轴承跨距和另一根轴上的一个轴承确定公共平面。如果对啮齿轮的轴承跨距相等，则由小齿轮轴轴承跨距和大齿轮轴的一个轴承确定。但是，JB179—83和GB 10095—1988标准中对如何确定基准平面未作严格要求。两条轴线中任何一条轴线都可作为基准轴线。此外，包含基准轴线并通过由另一轴线与齿宽中间平面相交的点所形成的平面为基准平面。

通过轴线平行度公差计算公式可知，GB/Z 18620.3标准的公差值大于JB179—83和GB 10095—1988标准。查阅文献[1]和文献[2]可知，JB179—83和GB 10095—1988标准中螺旋线总偏差Fβ值相等，且轴线平行度偏差计算公式相同，故JB179—83和GB 10095—1988标准关于轴线平行度偏差要求相同。

3 案例计算及其标注样式

有一对单向运转、轴承跨距相等的减速箱齿轮，中心距376 mm，大齿轮分度圆直径200 mm，齿轮宽度225 mm，齿轮精度等级6级，轴承跨距332 mm，分别按照JB179—83、GB 10095—1988和GB/Z 18620.3标准确定轴中心距偏差和轴线平行度公差，结果见表2。

表2 轴线平行度公差计算结果汇总

通过分析表2数据得出如下结论：

（1）JB179—83和GB 10095—1988两个标准的轴中心距偏差值相等，轴线平面内偏差相等，垂直平面上偏差相等。

（2）GB/Z 18620.3标准的轴线平行度公差值大于两旧标准（轴中心距偏差为工厂经验值没有比较意义），差异值高达55%。究其原因，主要涉及两个方面。一方面，Fβ值不同。查阅文献[8]和文献[9]可知，2001年往后Fβ的取值影响因素除了齿宽，还增加了分度圆直径，导致现行标准里螺旋线总偏差Fβ值总体上大于2001年前的旧标准。另一方面，新标准考核了轴承跨距和齿宽对平行度公差的影响，通常轴承跨距都比齿宽大，故L/b＞1，在不考虑Fβ的影响下新标准中的轴线平行度偏差值也大于旧标准。

从实际应用角度看，新标准更合理。同等直径下，长度大意味着刚性差，平行度相对难控制，采用很高的平行度公差意味着增加加工成本，因而新标准考量比较全面，更实用。

在工厂实际应用中，轴线平行度公差不区分方向，即轴线平面内平行度偏差和垂直平面上平行度偏差相等，图纸标注如Φ0.019 mm。通过定义可知，f∑δ影响齿高方向的啮合偏差，是工作压力角的正弦函数，而f∑β影响的是齿宽方向的啮合偏差，是工作压力角的余弦函数。可见，有必要分别控制f∑δ和f∑β。轴线平行度公差标注参考文献[10]，标注样式见图1。

4 结论

（1）旧标准JB179—83和GB 10095—1988的轴中心距偏差要求一样。新标准GB/Z 18620.3没有给出具体的轴中心距偏差值，各制造厂根据实际应用情况在综合考虑影响中心距公差的各种因素后自行确定偏差值。

（2）旧标准JB179—83和GB 10095—1988的轴线平行度公差要求一样。新标准GB/Z 18620.3的轴线平行度公差值大于旧标准：一是新标准的螺旋线总偏差Fβ值大于旧标准；二是新标准轴线平行度公差除了考虑螺旋线总偏差的影响，还考虑了齿轮的轴承跨距和齿轮宽度对平行度的影响。