董秀鵬

（哈爾濱量具刃具集團(tuán)有限責(zé)任公司，哈爾濱150040）

1 引 言

隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展和進(jìn)步，對(duì)機(jī)械傳動(dòng)中的重要零部件齒輪的精度要求也越來越高。齒輪質(zhì)量以能夠傳遞大的載荷、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、噪音低和壽命長(zhǎng)為準(zhǔn)則，其制造精度非常關(guān)鍵。要求在加工過程中，遵照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和用高精度的測(cè)量設(shè)備對(duì)所生產(chǎn)的齒輪進(jìn)行準(zhǔn)確、可靠的工藝分析和質(zhì)量評(píng)定。為此，不僅在齒輪的最后驗(yàn)收，而且在加工過程中都需要提供各種相應(yīng)測(cè)試儀器對(duì)其進(jìn)行精確檢測(cè)，以確保齒輪的各項(xiàng)精度達(dá)到技術(shù)要求。

2 對(duì)機(jī)械傳動(dòng)中齒輪的使用要求

齒輪傳動(dòng)在機(jī)械傳動(dòng)中應(yīng)用范圍廣泛，無論在航空航天、儀器儀表，還是在汽車、機(jī)床和重型機(jī)械等領(lǐng)域，齒輪傳動(dòng)都起著至關(guān)重要的作用，對(duì)它在使用過程中的要求方要有如下幾個(gè)方面:

（1）可靠而準(zhǔn)確的運(yùn)動(dòng)傳遞過程，即有良好的運(yùn)動(dòng)精度。在齒輪傳遞運(yùn)動(dòng)過程中,由于加工和安裝誤差引起的幾何偏心和運(yùn)動(dòng)偏心而產(chǎn)生的實(shí)際轉(zhuǎn)角誤差應(yīng)控制在一定的范圍內(nèi)，才能保證齒輪傳遞運(yùn)動(dòng)的可靠和準(zhǔn)確。例如一些精密設(shè)備中讀數(shù)或分度系統(tǒng)中的齒輪，要求有精確的傳遞過程以保證系統(tǒng)的準(zhǔn)確性。

（2）良好的接觸精度。要求齒輪在傳遞運(yùn)動(dòng)過程中，兩嚙合齒輪齒面間的接觸性要好，工作齒面沿齒高和齒寬方向上有足夠大的接觸斑點(diǎn)，避免因接觸面積小引起受力集中而造成齒面損壞，影響齒輪的耐用度。其影響的主要因素是機(jī)床、刀具及工件之間的相對(duì)位置偏差造成的，主要有齒廓偏差和螺旋線誤差。比如載荷大、轉(zhuǎn)速低的起重運(yùn)輸機(jī)械此項(xiàng)要求是極為重要的。

（3）穩(wěn)定的載荷傳遞。即要求齒輪在傳動(dòng)過程中安靜平穩(wěn)，避免有瞬時(shí)和反復(fù)多次的傳動(dòng)比變化而產(chǎn)生的噪聲和顫動(dòng)。其主要的影響因素是相鄰齒的齒距偏差和齒輪的齒廓偏差，汽車變速箱和機(jī)床齒輪箱中的齒輪此項(xiàng)要求是主要的。

（4）有一定的傳動(dòng)間隙。根據(jù)齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn)，要求兩齒輪在傳遞運(yùn)動(dòng)的過程中非接觸齒面之間要留有一定的空間，以有利于潤(rùn)滑液冷卻、潤(rùn)滑和儲(chǔ)存，并可以補(bǔ)償因受力后產(chǎn)生的彈性變形及其他構(gòu)件的系統(tǒng)誤差對(duì)齒輪傳動(dòng)精度所產(chǎn)生的影響。主要的影響因素是齒厚偏差及其變動(dòng)量。對(duì)于有一些特殊傳動(dòng)的齒輪不僅要求有準(zhǔn)確而穩(wěn)定的運(yùn)動(dòng)傳遞過程，還要具有良好的接觸精度等使用要求。

3 對(duì)齒輪測(cè)量設(shè)備和相關(guān)技術(shù)的要求

為保證齒輪的加工精度，正確的檢測(cè)手段和選擇合適的測(cè)量?jī)x器是非常關(guān)鍵的。

（1）用具有測(cè)量單項(xiàng)誤差功能的測(cè)量?jī)x器在車間或生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)來控制齒輪加工過程中精度，其中最主要的是對(duì)漸開線齒廓和螺旋線兩個(gè)單項(xiàng)的測(cè)量。

（2）用綜合測(cè)量的方法檢驗(yàn)成品齒輪的加工精度。

（3）用具有計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)或電子記錄系統(tǒng)功能的檢測(cè)設(shè)備來進(jìn)行批量較大的齒輪檢測(cè)，以保證有較高的工作效率。

（4）根據(jù)齒輪的用途和精度要求的不同，既有在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)使用的中、低檔測(cè)量?jī)x器，也需要有在精測(cè)室里使用的高檔測(cè)量?jī)x器。

（5）如對(duì)測(cè)量結(jié)果需要評(píng)值，要配置自動(dòng)記錄系統(tǒng)或計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。

（6）由于有的廠家采用國(guó)外技術(shù)生產(chǎn)齒輪，因此，除有國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)外，還有要求用國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)行測(cè)量結(jié)果評(píng)值的。

4 有關(guān)齒輪精度標(biāo)準(zhǔn)簡(jiǎn)介

齒輪精度標(biāo)準(zhǔn)是齒輪所有標(biāo)準(zhǔn)中的基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)，也是強(qiáng)制性的標(biāo)準(zhǔn)。我國(guó)1960 年以前直接應(yīng)用前蘇聯(lián)TOCT1643-46 標(biāo)準(zhǔn)，后采用原第一機(jī)械工業(yè)部制定和頒布的JB179-60 標(biāo)準(zhǔn)，在1970 年代末頒布了JB179-81 和JB179-83 機(jī)械工業(yè)部標(biāo)準(zhǔn)，在1998 年國(guó)家技術(shù)監(jiān)督局頒布了GB10095-88《漸開線圓柱齒輪精度》國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，修訂后等同于ISO1328 國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。

5 常用的齒輪精度測(cè)量?jī)x器

根據(jù)齒輪生產(chǎn)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)實(shí)力、生產(chǎn)規(guī)模、技術(shù)水平和使用范圍不同，常用的儀器大致可分為以下幾種類型。

（1）第一類儀器大多是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜，手動(dòng)操作，人工讀數(shù)，故障率低，占地面積小，易于實(shí)際操作，特別適用于批量小、精度要求不高的生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)專項(xiàng)測(cè)量使用。比較典型的儀器主要有：（a）齒輪雙面嚙合綜合檢查儀，它主要用來測(cè)量圓柱齒輪和蝸輪副的徑向綜合總偏差和一齒徑向綜合偏差，也可以用來測(cè)量?jī)奢S夾角為90°的圓錐齒輪分度圓錐頂點(diǎn)的偏移量。（b）單盤漸開線檢查儀，對(duì)于測(cè)量不同基圓直徑的齒輪，需備有相應(yīng)直徑的基圓盤，用于測(cè)量具有較高精度圓柱齒輪的漸開線齒廓偏差。（c）齒輪徑向跳動(dòng)檢查儀，用于檢測(cè)圓柱或圓錐齒輪的徑向跳動(dòng)誤差。它們的共同特點(diǎn)是操作簡(jiǎn)單，經(jīng)濟(jì)適用，對(duì)使用環(huán)境要求不高，廣泛地應(yīng)用于機(jī)床、汽車和拖拉機(jī)等企業(yè)齒輪生產(chǎn)的現(xiàn)場(chǎng)和檢查站。

（2）第二類屬于中檔儀器，它們的結(jié)構(gòu)相對(duì)較為復(fù)雜，主要測(cè)量一個(gè)或少數(shù)幾個(gè)誤差項(xiàng)目，主要采用機(jī)械展成式測(cè)量原理，配有電子測(cè)量記錄系統(tǒng)或計(jì)算機(jī)系統(tǒng)用以控制測(cè)量并處理測(cè)量結(jié)果。常見的有基圓調(diào)節(jié)式齒廓螺旋線測(cè)量?jī)x，它采用獨(dú)特的基圓分級(jí)式機(jī)械展成原理，用光學(xué)分度裝置來進(jìn)行螺旋角調(diào)整定位和基圓半徑的分級(jí)調(diào)整，計(jì)算機(jī)進(jìn)行誤差數(shù)據(jù)處理和評(píng)值。再有一種萬能型齒輪測(cè)量機(jī)，此類型是一種多功能儀器，被測(cè)工件在一次裝夾中由計(jì)算機(jī)控制自動(dòng)完成測(cè)量過程，可測(cè)幾項(xiàng)主要參數(shù)，如齒廓、螺旋線、齒距偏差，也可測(cè)某些齒輪加工刀具如插齒刀、剃齒刀的相關(guān)誤差。此類儀器有較高的測(cè)量精度，示值穩(wěn)定，自動(dòng)化程度較高，應(yīng)用廣泛，是齒輪加工企業(yè)檢查站、精測(cè)計(jì)量室常見的檢測(cè)設(shè)備。

（3）齒輪測(cè)量中心系列，這是當(dāng)今國(guó)內(nèi)外具有代表性的高端齒輪測(cè)量?jī)x器。特點(diǎn)是被測(cè)工件在一次裝夾過程中微機(jī)控制全自動(dòng)完成測(cè)量循環(huán)，主要可測(cè)量?jī)?nèi)、外直齒或斜齒圓柱齒輪，直齒、斜齒或弧齒錐齒輪，齒輪滾刀、插齒刀、剃齒刀和徑向剃齒刀，蝸輪蝸桿、花鍵及齒條等工件的多項(xiàng)主要檢測(cè)項(xiàng)目，并可按相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)自動(dòng)評(píng)定精度等級(jí)。還可對(duì)某些有特殊要求的齒輪進(jìn)行評(píng)定，如齒廓K型圖、齒廓凸度和螺旋線輪齒鼓度等。速度快，精度高，測(cè)量項(xiàng)目全，自動(dòng)化程度高，應(yīng)用范圍廣泛。

6 結(jié) 語

齒輪的檢測(cè)技術(shù)隨著制造技術(shù)的發(fā)展在不斷地提高，齒輪的加工精度則必需嚴(yán)格符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中的規(guī)定，齒輪精度檢測(cè)與齒輪精度標(biāo)準(zhǔn)二者是相互依存并相互促進(jìn)的，隨著齒輪性能的不斷提高及設(shè)計(jì)和制造技術(shù)的發(fā)展，齒輪的精度標(biāo)準(zhǔn)和檢測(cè)技術(shù)也會(huì)得到不斷地完善和進(jìn)步。