百分表示值誤差的分析與調修

陳新

（哈爾濱市計量檢定測試院，哈爾濱150030）

1 百分表的工作原理

百分表是利用高精度的齒輪、齒條制成的表式長度測量工具，在測量物體時，使被測尺寸在直線方向發生的微小變化經過齒輪、齒條的傳動被放大，表現在百分表指針的轉動上，從而在表盤上讀出示數。具體的傳動過程為：在測桿被測物體抬高時，與測桿嚙合的軸齒輪就會發生轉動，進而帶動與軸齒輪同軸的片齒輪，片齒輪與指針的中心齒輪嚙合，從而帶動中心齒輪轉動，表現在表盤上就是指針轉動。如圖1所示，一般情況下，表盤被等分為100個刻度，指針轉一圈表現為測桿被抬高1mm，因此一個表盤上一個刻度就是0.01mm，這也是叫作百分表的原因。

圖1 百分表及其工作原理

2 百分表示值誤差產生的原因及調修辦法

在工程實踐中，百分表示值產生誤差的原因是多方面的，如百分表本身的質量、零件組裝的質量、使用過程中的磨損，具體是什么原因導致的示值誤差，需要在現場進行檢驗并結合經驗來最終確定，簡單來說，不管是什么原因導致的示值誤差，都是表現在齒輪傳動比的準確與否上，根據產生誤差的部位來劃分，主要的誤差有：齒形誤差、齒輪偏心誤差以及刻度盤偏心誤差等。下面對每種誤差產生的原因及調修方法進行簡單介紹。

2.1 齒形誤差的產生與調修方法

2.1.1 齒條局部磨損變形產生的誤差

百分表經過多次的使用后齒條與軸齒輪之間嚙合部位會發生不同程度的磨損，當齒條上某一個齒上產生毛刺或被磨損變形較大時，就會表現為在這個齒距范圍內產生示值不準。一般情況下這種磨損發生在齒條的起始部位，即齒條與軸齒輪最初嚙合部位，為降低這種誤差的影響，可以考慮將這一齒距不進入工作行程的方法，實際工作中可以在測桿的上端加增墊圈，使測桿向上移動一段距離，從而避開齒條上產生磨損變形的齒。

2.1.2 軸齒輪局部磨損變形產生的誤差

在與齒條嚙合的軸齒輪上，經過長期使用也會導致某個齒磨損較大，或者產生毛刺，因其讀數不準，且這種誤差只在一個齒距的范圍內出現，在其他的齒距內均表現為正常，這類誤差的產生規律與發生在齒條上的一致，實際工作中可通過改變軸齒輪與齒條之間嚙合的部位的方法來避開磨損過度的部位，使其不起作用。

2.1.3 片齒輪局部磨損產生的誤差

片齒輪與中心齒輪之間發生嚙合，長期作用會導致經常嚙合的齒產生磨損，這種由于局部片齒輪磨損產生的誤差一般在一個長度行程范圍內只出現一次，誤差影響的長度范圍為0.1mm，因此調修的方法為將片齒輪轉向，使不常參與工作的一面與中心齒輪嚙合，從而消除誤差。

2.1.4 中心齒輪局部磨損產生的誤差

中心齒輪產生誤差的原因與片齒輪一致，但由于中心齒輪齒數較少，因此表現為在1mm范圍內呈現周期性產生誤差，因此不能通過改變齒輪嚙合方向的方式消除，可通過在軸向方向調整中心齒輪與片齒輪嚙合部位的方法消除示值誤差。

2.2 齒輪偏心誤差的產生與調修方法

齒輪偏心導致的示值誤差是百分表誤差產生的又一主要因素，表內的每個齒輪，如軸齒輪、片齒輪、中心齒輪都會產生這類誤差，但由于每個齒輪的位置、齒數不同，因此產生誤差的幅度也不盡相同，其中軸齒輪由于對示值的放大作用最大，因此其偏心產生的誤差對示值的影響也最大。

如果發生軸齒輪偏心的現象，可采用改變軸齒輪與齒條嚙合部位的方法來削減偏心程度，或者將軸齒輪的齒輪軸進行校正，從而消除偏心現象。片齒輪與中心齒輪的偏心誤差調修方法與軸齒輪一致。

3 結語

綜上所述，百分表的示值誤差產生的原因很多，具體來說有齒形誤差、齒輪偏心誤差、刻度盤偏心誤差等，除此之外還有齒條周結累積誤差、齒輪軸在軸承孔中的徑向擺動產生的誤差等，本研究只對最常見的三種進行了介紹，因此在實際工作中應當采取適當的方法認真檢驗形成示值誤差的原因，并根據具體的誤差原因采用相應的調修方法，做到有的放矢。

［1］宗玉娟.百分表示值誤差分析與調整［J］.計量與測試技術，2007，（03）：57.