標準齒輪概述

王山城

摘 要：所謂標準齒輪就是螺旋錐齒輪被用來作為標準齒輪是一副配合嚙合的齒輪，根據最后被批準的磨削調整卡制造，并被用于生產的齒輪的參考樣件，標準齒輪的各種尺寸精度要求一般在DIN3級以上，齒距累計誤差、齒形誤差、齒圈跳動誤差和周期誤差等要求非常嚴格，國內的加工精度很難達到標準齒輪的要求，我公司在標準齒輪上引用阿古斯塔的標準，經過大量的現場加工和試驗，積累了相應的數據，進行了標準齒輪的研制和生產。

關鍵詞：標準齒輪；加工方法；檢查

目前國際上較先進的數字化加工方法及檢測方法。首先根據圖紙尺寸進行建模，然后模擬分析，調整邊界條件等各個參數得到符合圖紙的印痕形狀，并同時得到磨削此印痕的加工參數并用于加工，加工完后與標準齒輪進行對比得到齒面誤差，對滾試驗后與圖紙要求的印痕和模擬仿真得到的印痕進行比較并模擬狀態，調整磨削參數繼續磨削，如此反復進行此過程從而使得實際的齒面和印痕越來越接近圖紙的形狀并最終滿足設計要求，從而得到了此零件的加工參數，實現加工與檢測的協同統一，固化加工參數，下次再加工時可直接使用此參數。同時使用數字化檢測大幅度提高檢測準確性和效率，通過對標準齒輪的檢測可以減少著色試驗進行的頻率，在生產質量穩定階段可以通過與標準齒輪對比，對齒輪印痕的著色試驗進行抽檢從而極大的提高效率。這其中的難點在于標準齒輪的建立、使用、維護等。

1 標準齒輪的類型

1.1 標準控制用標準齒輪（MCG）

標準控制用標準齒輪（MCG）僅用于標準齒輪（MG）的齒面著色印痕和側隙的檢驗.此標準齒輪被命名為“金輪”或“頭輪”。

1.2 標準齒輪（MG）

這個標準齒輪被命名為“銀輪”。標準齒輪（MG）是“非工作”標準齒輪，僅用于檢驗用標準齒輪（IG）的齒面著色印痕和側隙的檢驗。

1.3 檢查用標準齒輪（IG）

檢查用標準齒輪（IG）是“工作”標準齒輪并被僅用于生產的零件的齒面著色印痕和側隙的檢驗。

2 標準齒輪標識

所有的標準齒輪應該用振動蝕刻法標記工裝號、順序號、零件號、優化發展階段、同套順序號、安裝距相對于標準控制標準齒輪（MCG）的分配側隙。

所有的標準齒輪應該用以下的顏色表示色標：

標準控制齒輪——藍色；標準齒輪——紅色；檢查用標準齒輪——黃色。

3 標準齒輪數據記錄

對于所有的標準齒輪，應該做如下記錄。

工作齒側：中心印痕，齒輪大端，小端和齒廓。非工作齒側：中心印痕；記錄印痕應該把印痕的每一個位置的V軸，H軸，Y軸的坐標值記錄下來；在加載區的每個齒的側隙和在中心印痕區的總側隙值；印痕：產品的工作側和非工作側的中心，工作側的齒輪大端，這項檢查只針對標準控制標準齒輪（MCG）。

4 側隙檢查

側隙就是在分圓處一個齒輪的齒槽與相配嚙合齒輪齒厚的差異量。側隙的測量是將齒輪安裝在嚙合檢查機上，嚙合檢查機在基本安裝距下并且垂直輪位為零，在分圓半徑的旋轉平面處測量。

通過小輪的軸線在水平軸線上定位小輪上標注齒的軸線，對于產品的小輪，定位將要檢查的輪齒并且與在標記的齒之間與標準齒輪進行比較。將齒輪元件固定住，應用專用的裝備檢查在節圓半徑上的圓周側隙。標準齒輪的側隙是通過與（標準控制用標準齒輪）標記齒相配獲得的，而產品中的側隙是與檢查用標準齒輪（IG）上標記齒相配獲得的。任何齒輪分配側隙值就是零件測量的累積側隙值減去相配的測量用控制標準齒輪的側隙值。

5 印痕極限

基本印痕是根據標準控制用標準齒輪獲得的。

中心印痕，工作側和非工作側在所有的情況下應該用上面定義的軸系檢查如下印痕測量結果：

縱向位置：齒高方向印痕邊緣的位置應該位于：

±0.8mm 標準齒輪和檢驗用標準齒輪

±1.4mm 產品

長度：印痕位置應該位于：

±0.8mm 標準齒輪和檢驗用標準齒輪

±1.4mm 產品

齒高方向：印痕邊緣到齒頂面的距離：

±0.4mm 標準齒輪和檢驗用標準齒輪

±0.7mm 產品

以上提到的極限應該是和標準齒輪（標準控制用標準齒輪）對比來檢測，并且用于初始制造和后續的所有檢測中。

為了滿足上面提到的印痕的極限要求并減少單個印痕的測量次數，可制作一種能復制標準控制用標準齒輪（MCG）印痕極限的極限印痕拓帶，這種極限印痕拓帶可以用于基本標準齒輪設置時對其他齒輪進行目視檢查。

6 一般要求

標準齒輪的制造過程應不包括表面處理（例如酸洗檢查、噴丸處理、氧化處理、鍍銀等），在小齒輪的大端齒上及盤齒輪大端兩個相鄰齒間標記字母“X”。側隙用這些標記齒測量，著色印痕也是在這些標記的小輪齒及大輪相鄰兩個齒的齒槽上測量。標記相應標準齒輪的分配側隙。在嚙合檢驗機調整安裝距時使用安裝距樣品，裝在嚙合檢驗機的小輪轉接套上裝配側隙專用檢具，以使在小輪節錐圓弧指示位置的旋轉平面檢查側隙。標準齒輪應有足夠的側隙以供產品零件在最小側隙值時的小端、大端和齒形的檢查。標準齒輪允許印痕檢查，同時把產品零件的可接受誤差考慮在內。

7 標準齒輪在生產方式中的應用

傳統方法：3件實物（MCG，MG，IG）

適用于試驗批生產：1件實物（印痕檢查用）+1件實物（三坐標機校準用）+數字化標準齒輪（三坐標檢驗用）

適用于連續生產：1件實物（三坐標機校準用）+數字化標準齒輪（三坐標檢驗用）

新開發定義階段：1件實物（印痕檢查用）+數字化標準齒輪（三坐標檢驗用）

輪齒表面：

適用于試驗批生產：用從標準齒輪得到的柵格名義數據在P100齒輪測量機檢驗（驗收也僅依據印痕檢查）

適用于連續生產：用從標準齒輪得到的柵格名義值及定義驗收公差。

新開發：定義階段用理論柵格名義值P100齒輪測量機上檢驗（用來飲恨檢查的零件誤差必須在±0.003以內）

8 標準齒輪的維護

8.1 標準控制用標準齒輪（MCG）

目前我廠標準控制用標準齒輪由計量中心保管。

8.2 標準齒輪（MG）

標準齒輪（MG）與檢驗用標準齒輪（IG）應用十次以后應使用標準控制用標準齒輪（MCG）檢查校準，即使在減少生產量期間，標準齒輪（MG）最長間隔不超過5年。

8.3 檢查用標準齒輪

正常生產周期內檢查用標準齒輪（IG）用標準齒輪（MG）重新檢定的間隔不超過6個月，生產量減少期間可以由質量部門延長檢定周期，但最長周期不能超過9個月。如果用標準齒輪檢查印痕超出印痕極限，檢查用標準齒輪（IG）作廢。重新檢查顯示當誤差超過±0.013時，檢驗用標準齒輪（IG）的分配側隙應重新標記。檢查用標準齒輪（IG）的替換需要質量部門的批準。

所有的印痕和側隙檢驗記錄應是檢查用標準齒輪（IG）批準文件的主要部分應由質量部門保存。如果產品停產或因生產量減少超出檢查周期，檢查用標準齒輪（IG）特殊的檢定項目可以延緩，但需要在恢復生產前重新檢定。螺旋錐齒輪的檢驗方法在采納傳統方法或試驗批生產或連續生產的情況下，檢查用標準齒輪的定檢周期可以確定為12個月，應為這些標準齒輪僅用于每種零件首批樣件的著色印痕和側隙的檢查。標準齒輪在12個月的間隔內應用于校驗齒輪測量機的零點。隨著標準齒輪的建立、使用，將從根本上改變傳統的螺旋錐齒輪的加工方式，節約加工成本，縮短加工周期，提高裝配試車后齒輪的嚙合質量。