齿轮是传达动力和旋转的机械要素。对于齿轮的性能要求主要有:

1. 更大的动力传达能力
2. 尽可能使用体积小的齿轮
3. 低噪音
4. 正确性

要想满足如上所述的要求, 提高齿轮的精度将成为必须解决的课题。本章中, 将就「齿轮的精度」问题做以说明。

正齿轮与斜齿齿轮的精度, 在以下的标准中做有明确的规定。这里, 按照标准的顺序加以说明。
JJIS B 1702-1 ：₁₉₉₈ 圆柱齿轮－精度等级 第1 部：齿轮的齿面误差及容许值
此标准中规定的精度等级分为13 级。0 等级为最高精度,12 等级为最低精度。
JIS B 1702-2 ：₁₉₉₈ 圆柱齿轮－精度等级 第2 部：径向综合偏差及径向跳动的定义和精度容许值
此标准中规定的精度由最高精度4 级, 最低精度12 级的9 个精度等级所构成。
在旧标准JIS B1702:₁₉₇₆ 中, 精度等级被分为0 - 8 级的9 个等级, 新标准与此有很大的不同。在本社的产品中,为了避免新, 旧标准的混乱, 在按1998 年版新标准表示精度等级时, 精度级别数字的前面加注N, 以示区别。

单齿距偏差是端平面上, 接近齿高中心部分的一个与齿轮轴线同心的圆上, 实际侧隙与理论侧隙的代数差。

图7.1 单齿距偏差 f_pt

齿轮的同侧齿面在任意弧段内的最大齿距累积偏差。它表现为齿距累积偏差曲线的总幅值。

图7.2 齿距偏差

图7.3 齿距偏差的例子

齿形总偏差是在预定的齿形检查范围内, 包容实际齿形的两条设计齿形线间的距离。

图7.4 齿形总偏差 F_α

齿线总偏差是在预定的齿形检查范围内, 包容实际齿线的两条设计齿线间的距离。
齿线总偏差对齿面接触产生影响。偏差过大会使齿接触集中于轮齿宽度端部, 造成齿接触不良。为了避免产生这种齿接触, 对齿面施行鼓型加工或齿端修薄等齿线方向的修整。
图7.6 是利用ZEISS UMC550 测定齿形及齿线偏差的例子。

图7.5 齿线总偏差F_β

图7.6 齿形偏差及齿线方向偏差的测定例

两齿面总啮合偏差是被测齿轮的左右齿面同时与测量齿轮接触, 被测齿轮旋转一周时, 中心距的最大值与最小值的差。

图7.7 两齿面总啮合偏差曲线

径向跳动的数值, 是将测头( 球, 圆柱等) 按顺序逐一地插入齿槽中, 测定测头径向位置的最大值与最小值之差。
径向跳动对齿轮的噪音等产生不良影响。齿轮加工或磨削时, 工件夹具的摆动对此有很大的影响。最近,因为机械设备的精度逐渐提高, 要想减小径向跳动, 使用高质量的夹具机械齿轮的加工成为必要的选择。图7.8 示意了径向跳动线, 在径向跳动中, 还包括偏心。

图7.8 齿轮(齿数为16) 的径向跳动

各误差的容许值标准的拔萃、登载在第574 - 579 页。

锥齿轮的精度, 在JIS B 1704 ：1978 标准中有明确的 规定。在这里, 我们按照标准的顺序加以说明。
齿轮的精度等级由0 - 8 分为9 个等级。
齿轮的容许偏差, 规定了以下四个项目:

（１）单齿距偏差
（２）相邻齿距偏差
（３）齿距累积偏差
（４）径向跳动
以上容许偏差的定义, 基本上与正齿轮及斜齿齿轮的精度中的定义相同。

在点分度圆上, 相邻两齿的实际齿距与公称齿距之差。

在中点分度圆上的两相邻齿距差的绝对值。

在中点分度圆上任意两齿之间实际的齿距之和与公称齿距之和的差。

测头在齿槽内与齿面中点度圆附近双面接触时, 沿分锥法向的最大变动量。

表7.1 列出了单齿距, 累积, 径向跳动容许值的计算 公式。

表7.1 单齿距, 累积齿距偏差, 径向跳动容许值的计算公式（μm）

其中 W ：公差单位

W = ³√d + 0.65m（μm）

d ：分度圆直径（mm）

标准中规定, 相邻齿距误差是单齿距误差的 k 倍。表7.2 为 k 值表。k 值大小随单齿距误差的容许值大小而变化。

表7.2 k 值

齿轮的容许偏差以外, 锥齿轮轮坏的尺寸及角度公差, 跳动公差等, 分以下八个项目作了规定, 在这里不再做详细的说明。

1. 齿轮坯外径及轮冠距的公差
2. 齿轮轮坯顶锥角的公差
3. 齿轮轮坯圆锥母线跳动公差
4. 齿轮轮坯基准端面跳动公差
5. 齿轮轮坯基准端面的翘曲测定用间隙片的尺寸
6. 齿轮轮坯轴跳动公差
7. 齿轮轮坯内孔径尺寸公差
8. 齿接触

其中最重要的是第8 项的齿接触。
因为齿轮的其他精度再高, 齿接触不良的锥齿轮,不可能充分地发挥其性能。

各误差的容许值标准的拔萃、登载在第580 - 581 页。

来源：KHK 齿轮知识 · 原文链接