影响齿轮主要精度超差原因分析

2024年2月21日发(作者：迟明)

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影响齿轮主要精度超差原因分析

重庆市建设工业集团公司(400050) 梅家兵

摘要：影响齿轮精度的原因较多，本文重点从周节累积误差、齿向误差以及齿形误差进行一一分析。

关键词： 精度 误差 超差 周节累积误差 齿向误差 齿形误差

加工齿轮时，总要求达到最为理想的精度，实现传动的准确性、平稳性，减少传动时的噪声。然而，往往事与愿违，总会在某些方面出现一些问题。在众多齿轮精度中，我们特别注重三个项目的精度，即周节累积误差、齿向误差、齿形误差。下面，我将从这三方面一一分析。

一、周节累积误差

周节累积误差即在分度圆上(一般允许在齿高中部测量，但仍按分度圆上计算)任意两个同侧齿面间的实际弧长与公称弧长之差的最大值。周节累积误差过大将影响传动的平稳性、载荷分布均匀性。周节累积误差包括齿圈径向跳动误差和公法线长度变动误差两个方面。

1、齿圈径向跳动超差

在一般的齿轮制造厂家，齿圈径向跳动往往是通过齿跳仪来检测。影响齿圈径向跳动超差的主要原因一般有以下两点：

(1)、齿坯几何偏心或装夹偏心

齿坯几何偏心通常是齿坯孔的轴线与齿坯基准面的垂直度太差，还有齿坯外圆相对于齿坯孔轴线的同轴度超差。也会大大的影响齿圈径向跳动。

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(2)、用顶尖定位时，因顶尖或顶尖孔制造不良，使定位面接触不好造成偏心。

在滚齿或剃齿时，多数厂家均用顶尖定位，顶尖或顶尖孔的制造不良，影响到齿圈径向跳动过大时，操作者一般都会忽略找这方面的原因。因为出现此类问题的机率较小，有时不一定是顶尖或顶尖孔的问题，而是在顶尖孔内有铁屑，从而影响到滚齿或剃齿时周节的精度。图1是我车间生产的JSl25*FB-520304-0三挡从动齿轮的齿圈经向跳动检测报告，精度达到丁标6级。

图1 图2

2、公法线长度变动超差

公法线长度变动超差，操作者在加工时用公法线千分尺就能测量出来。造成公法线长变动超差的主要原因是由于机床的精度所引起的。即：

(1)、滚齿机分度蜗轮精度过低

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(2)、滚齿机工作台圆形导轨磨损

(3)、分度蜗轮与工作台圆形导轨不同轴

加工时，如果发现公法线长度变动超差，则应调整机床精度和采用滚齿机校正机构加以控制，从而减小公法线变动超差。图2是我车间生产的JS125*FB-510301-0三挡主动齿轮的周节累积误差检测报告，精度达到丁标6级。

二、齿向误差超差

齿向误差即在分度圆柱上，齿宽有效部分范围内(端部倒角部分除外)，包容实际齿线的两条设计齿线之间的端面距离，齿向误差过大将影响齿宽方载荷分布均匀性。从而影响齿轮的寿命，造成齿向误差超差的主要因素有以下几方面：

1、机床的刀架导轨不精确，主柱导轨精度不高，顶尖或顶尖孔制造不良以及工作台水平性较差

2、夹具制造、安装、调整精度过底

3、齿坯的基准面对定位孔轴线的跳动过大

4、滚切斜齿时，差动挂轮计算误差大，差动传动链齿轮的制造误差和调整误差过大

5、滚切斜齿时，走刀丝杠间隙大，走刀串动，齿面就产生较大的波动

当出现齿向超差时，操作者按照上述原因一一查找，从而达到理想状态。图3是我车间生产的CY80*01-43齿轮的齿向检测报告，精度达到丁标4级。

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图3 图4

三、齿向误差超差

齿形误差即在端切面上，齿形工作部分内（齿顶倒棱部分除外）包容实际齿形且距离为最小的两条设计齿形间的法向距离。齿形误差过大将影响传动的平稳性、齿高方向载荷分布均匀性等。造成齿形误差超差的主要原因是由于刀具的制造、修磨及安装所引起的。下面分五种情况进行说明：

1、齿顶变肥或变瘦且左右齿形对称

造成此类问题一般来说与刀具的角度有关，即

(1)、滚刀齿形角误差过大

(2)、前面刃磨产生出较大的前角

2、一边齿顶变肥，另一边齿顶变瘦，齿形不对称

这种情况产生的主要因素有以下两点：

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(1)、刃磨时产生导程误差或直槽滚刀非轴向性误差

(2)、滚刀对中不好

3、齿面个别点凸出或凹进

造成这种情况主要是由于滚刀容屑槽槽距误差过大

4、齿形误差近似正弦分布的周期误差

导致这类问题的出现，主要是由三方面原因所致

(1)、刀杆径向跳动过大

(2)、滚刀与刀轴间隙大

(3)、滚刀分度圆柱对内孔轴线径向跳动误差

5、齿形一侧齿顶多切，另一侧齿根多切且呈正弦分布

产生此种现象的原因主要由三方面所引起， 即：

(1)、滚刀刀杆轴向窜动

(2)、滚刀端面与孔轴线不垂直

(3)、垫圈两端面不平行

图4是我车间生产CY80*01-37齿形检测报告，精度达到丁标7级

上述对齿轮的周节累积误差、齿向误差、齿形误差进行了一一分析。当然，齿轮的精度要求远远不止这三种，还有很多很多，但就其主要而言上述三种尤为重要，其它精度的控制及测量均较容易，这里不再一一列举。

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