影響齒輪主要精度超差原因分析

2024年2月21日發(作者：遲明)

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影響齒輪主要精度超差原因分析

重慶市建設工業集團公司(400050) 梅家兵

摘要：影響齒輪精度的原因較多，本文重點從周節累積誤差、齒向誤差以及齒形誤差進行一一分析。

關鍵詞： 精度 誤差 超差 周節累積誤差 齒向誤差 齒形誤差

加工齒輪時，總要求達到最為理想的精度，實現傳動的準確性、平穩性，減少傳動時的噪聲。然而，往往事與愿違，總會在某些方面出現一些問題。在眾多齒輪精度中，我們特別注重三個項目的精度，即周節累積誤差、齒向誤差、齒形誤差。下面，我將從這三方面一一分析。

一、周節累積誤差

周節累積誤差即在分度圓上(一般允許在齒高中部測量，但仍按分度圓上計算)任意兩個同側齒面間的實際弧長與公稱弧長之差的最大值。周節累積誤差過大將影響傳動的平穩性、載荷分布均勻性。周節累積誤差包括齒圈徑向跳動誤差和公法線長度變動誤差兩個方面。

1、齒圈徑向跳動超差

在一般的齒輪制造廠家，齒圈徑向跳動往往是通過齒跳儀來檢測。影響齒圈徑向跳動超差的主要原因一般有以下兩點：

(1)、齒坯幾何偏心或裝夾偏心

齒坯幾何偏心通常是齒坯孔的軸線與齒坯基準面的垂直度太差，還有齒坯外圓相對于齒坯孔軸線的同軸度超差。也會大大的影響齒圈徑向跳動。

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(2)、用頂尖定位時，因頂尖或頂尖孔制造不良，使定位面接觸不好造成偏心。

在滾齒或剃齒時，多數廠家均用頂尖定位，頂尖或頂尖孔的制造不良，影響到齒圈徑向跳動過大時，操作者一般都會忽略找這方面的原因。因為出現此類問題的機率較小，有時不一定是頂尖或頂尖孔的問題，而是在頂尖孔內有鐵屑，從而影響到滾齒或剃齒時周節的精度。圖1是我車間生產的JSl25*FB-520304-0三擋從動齒輪的齒圈經向跳動檢測報告，精度達到丁標6級。

圖1 圖2

2、公法線長度變動超差

公法線長度變動超差，操作者在加工時用公法線千分尺就能測量出來。造成公法線長變動超差的主要原因是由于機床的精度所引起的。即：

(1)、滾齒機分度蝸輪精度過低

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(2)、滾齒機工作臺圓形導軌磨損

(3)、分度蝸輪與工作臺圓形導軌不同軸

加工時，如果發現公法線長度變動超差，則應調整機床精度和采用滾齒機校正機構加以控制，從而減小公法線變動超差。圖2是我車間生產的JS125*FB-510301-0三擋主動齒輪的周節累積誤差檢測報告，精度達到丁標6級。

二、齒向誤差超差

齒向誤差即在分度圓柱上，齒寬有效部分范圍內(端部倒角部分除外)，包容實際齒線的兩條設計齒線之間的端面距離，齒向誤差過大將影響齒寬方載荷分布均勻性。從而影響齒輪的壽命，造成齒向誤差超差的主要因素有以下幾方面：

1、機床的刀架導軌不精確，主柱導軌精度不高，頂尖或頂尖孔制造不良以及工作臺水平性較差

2、夾具制造、安裝、調整精度過底

3、齒坯的基準面對定位孔軸線的跳動過大

4、滾切斜齒時，差動掛輪計算誤差大，差動傳動鏈齒輪的制造誤差和調整誤差過大

5、滾切斜齒時，走刀絲杠間隙大，走刀串動，齒面就產生較大的波動

當出現齒向超差時，操作者按照上述原因一一查找，從而達到理想狀態。圖3是我車間生產的CY80*01-43齒輪的齒向檢測報告，精度達到丁標4級。

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圖3 圖4

三、齒向誤差超差

齒形誤差即在端切面上，齒形工作部分內（齒頂倒棱部分除外）包容實際齒形且距離為最小的兩條設計齒形間的法向距離。齒形誤差過大將影響傳動的平穩性、齒高方向載荷分布均勻性等。造成齒形誤差超差的主要原因是由于刀具的制造、修磨及安裝所引起的。下面分五種情況進行說明：

1、齒頂變肥或變瘦且左右齒形對稱

造成此類問題一般來說與刀具的角度有關，即

(1)、滾刀齒形角誤差過大

(2)、前面刃磨產生出較大的前角

2、一邊齒頂變肥，另一邊齒頂變瘦，齒形不對稱

這種情況產生的主要因素有以下兩點：

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(1)、刃磨時產生導程誤差或直槽滾刀非軸向性誤差

(2)、滾刀對中不好

3、齒面個別點凸出或凹進

造成這種情況主要是由于滾刀容屑槽槽距誤差過大

4、齒形誤差近似正弦分布的周期誤差

導致這類問題的出現，主要是由三方面原因所致

(1)、刀桿徑向跳動過大

(2)、滾刀與刀軸間隙大

(3)、滾刀分度圓柱對內孔軸線徑向跳動誤差

5、齒形一側齒頂多切，另一側齒根多切且呈正弦分布

產生此種現象的原因主要由三方面所引起， 即：

(1)、滾刀刀桿軸向竄動

(2)、滾刀端面與孔軸線不垂直

(3)、墊圈兩端面不平行

圖4是我車間生產CY80*01-37齒形檢測報告，精度達到丁標7級

上述對齒輪的周節累積誤差、齒向誤差、齒形誤差進行了一一分析。當然，齒輪的精度要求遠遠不止這三種，還有很多很多，但就其主要而言上述三種尤為重要，其它精度的控制及測量均較容易，這里不再一一列舉。

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