浅析齿轮精度检测

董秀鹏

（哈尔滨量具刃具集团有限责任公司，哈尔滨150040）

1 引 言

随着现代工业的发展和进步，对机械传动中的重要零部件齿轮的精度要求也越来越高。齿轮质量以能够传递大的载荷、运转平稳、噪音低和寿命长为准则，其制造精度非常关键。要求在加工过程中，遵照相关标准和用高精度的测量设备对所生产的齿轮进行准确、可靠的工艺分析和质量评定。为此，不仅在齿轮的最后验收，而且在加工过程中都需要提供各种相应测试仪器对其进行精确检测，以确保齿轮的各项精度达到技术要求。

2 对机械传动中齿轮的使用要求

齿轮传动在机械传动中应用范围广泛，无论在航空航天、仪器仪表，还是在汽车、机床和重型机械等领域，齿轮传动都起着至关重要的作用，对它在使用过程中的要求方要有如下几个方面:

（1）可靠而准确的运动传递过程，即有良好的运动精度。在齿轮传递运动过程中,由于加工和安装误差引起的几何偏心和运动偏心而产生的实际转角误差应控制在一定的范围内，才能保证齿轮传递运动的可靠和准确。例如一些精密设备中读数或分度系统中的齿轮，要求有精确的传递过程以保证系统的准确性。

（2）良好的接触精度。要求齿轮在传递运动过程中，两啮合齿轮齿面间的接触性要好，工作齿面沿齿高和齿宽方向上有足够大的接触斑点，避免因接触面积小引起受力集中而造成齿面损坏，影响齿轮的耐用度。其影响的主要因素是机床、刀具及工件之间的相对位置偏差造成的，主要有齿廓偏差和螺旋线误差。比如载荷大、转速低的起重运输机械此项要求是极为重要的。

（3）稳定的载荷传递。即要求齿轮在传动过程中安静平稳，避免有瞬时和反复多次的传动比变化而产生的噪声和颤动。其主要的影响因素是相邻齿的齿距偏差和齿轮的齿廓偏差，汽车变速箱和机床齿轮箱中的齿轮此项要求是主要的。

（4）有一定的传动间隙。根据齿轮传动的特点，要求两齿轮在传递运动的过程中非接触齿面之间要留有一定的空间，以有利于润滑液冷却、润滑和储存，并可以补偿因受力后产生的弹性变形及其他构件的系统误差对齿轮传动精度所产生的影响。主要的影响因素是齿厚偏差及其变动量。对于有一些特殊传动的齿轮不仅要求有准确而稳定的运动传递过程，还要具有良好的接触精度等使用要求。

3 对齿轮测量设备和相关技术的要求

为保证齿轮的加工精度，正确的检测手段和选择合适的测量仪器是非常关键的。

（1）用具有测量单项误差功能的测量仪器在车间或生产现场来控制齿轮加工过程中精度，其中最主要的是对渐开线齿廓和螺旋线两个单项的测量。

（2）用综合测量的方法检验成品齿轮的加工精度。

（3）用具有计算机自动控制系统或电子记录系统功能的检测设备来进行批量较大的齿轮检测，以保证有较高的工作效率。

（4）根据齿轮的用途和精度要求的不同，既有在生产现场使用的中、低档测量仪器，也需要有在精测室里使用的高档测量仪器。

（5）如对测量结果需要评值，要配置自动记录系统或计算机数据处理系统。

（6）由于有的厂家采用国外技术生产齿轮，因此，除有国家标准外，还有要求用国外标准来进行测量结果评值的。

4 有关齿轮精度标准简介

齿轮精度标准是齿轮所有标准中的基础标准，也是强制性的标准。我国1960 年以前直接应用前苏联TOCT1643-46 标准，后采用原第一机械工业部制定和颁布的JB179-60 标准，在1970 年代末颁布了JB179-81 和JB179-83 机械工业部标准，在1998 年国家技术监督局颁布了GB10095-88《渐开线圆柱齿轮精度》国家标准，修订后等同于ISO1328 国际标准。

5 常用的齿轮精度测量仪器

根据齿轮生产企业的经济实力、生产规模、技术水平和使用范围不同，常用的仪器大致可分为以下几种类型。

（1）第一类仪器大多是结构简单，价格便宜，手动操作，人工读数，故障率低，占地面积小，易于实际操作，特别适用于批量小、精度要求不高的生产现场专项测量使用。比较典型的仪器主要有：（a）齿轮双面啮合综合检查仪，它主要用来测量圆柱齿轮和蜗轮副的径向综合总偏差和一齿径向综合偏差，也可以用来测量两轴夹角为90°的圆锥齿轮分度圆锥顶点的偏移量。（b）单盘渐开线检查仪，对于测量不同基圆直径的齿轮，需备有相应直径的基圆盘，用于测量具有较高精度圆柱齿轮的渐开线齿廓偏差。（c）齿轮径向跳动检查仪，用于检测圆柱或圆锥齿轮的径向跳动误差。它们的共同特点是操作简单，经济适用，对使用环境要求不高，广泛地应用于机床、汽车和拖拉机等企业齿轮生产的现场和检查站。

（2）第二类属于中档仪器，它们的结构相对较为复杂，主要测量一个或少数几个误差项目，主要采用机械展成式测量原理，配有电子测量记录系统或计算机系统用以控制测量并处理测量结果。常见的有基圆调节式齿廓螺旋线测量仪，它采用独特的基圆分级式机械展成原理，用光学分度装置来进行螺旋角调整定位和基圆半径的分级调整，计算机进行误差数据处理和评值。再有一种万能型齿轮测量机，此类型是一种多功能仪器，被测工件在一次装夹中由计算机控制自动完成测量过程，可测几项主要参数，如齿廓、螺旋线、齿距偏差，也可测某些齿轮加工刀具如插齿刀、剃齿刀的相关误差。此类仪器有较高的测量精度，示值稳定，自动化程度较高，应用广泛，是齿轮加工企业检查站、精测计量室常见的检测设备。

（3）齿轮测量中心系列，这是当今国内外具有代表性的高端齿轮测量仪器。特点是被测工件在一次装夹过程中微机控制全自动完成测量循环，主要可测量内、外直齿或斜齿圆柱齿轮，直齿、斜齿或弧齿锥齿轮，齿轮滚刀、插齿刀、剃齿刀和径向剃齿刀，蜗轮蜗杆、花键及齿条等工件的多项主要检测项目，并可按相应标准自动评定精度等级。还可对某些有特殊要求的齿轮进行评定，如齿廓K型图、齿廓凸度和螺旋线轮齿鼓度等。速度快，精度高，测量项目全，自动化程度高，应用范围广泛。

6 结 语

齿轮的检测技术随着制造技术的发展在不断地提高，齿轮的加工精度则必需严格符合相关标准中的规定，齿轮精度检测与齿轮精度标准二者是相互依存并相互促进的，随着齿轮性能的不断提高及设计和制造技术的发展，齿轮的精度标准和检测技术也会得到不断地完善和进步。