标准齿轮概述

王山城

摘 要：所谓标准齿轮就是螺旋锥齿轮被用来作为标准齿轮是一副配合啮合的齿轮，根据最后被批准的磨削调整卡制造，并被用于生产的齿轮的参考样件，标准齿轮的各种尺寸精度要求一般在DIN3级以上，齿距累计误差、齿形误差、齿圈跳动误差和周期误差等要求非常严格，国内的加工精度很难达到标准齿轮的要求，我公司在标准齿轮上引用阿古斯塔的标准，经过大量的现场加工和试验，积累了相应的数据，进行了标准齿轮的研制和生产。

关键词：标准齿轮；加工方法；检查

目前国际上较先进的数字化加工方法及检测方法。首先根据图纸尺寸进行建模，然后模拟分析，调整边界条件等各个参数得到符合图纸的印痕形状，并同时得到磨削此印痕的加工参数并用于加工，加工完后与标准齿轮进行对比得到齿面误差，对滚试验后与图纸要求的印痕和模拟仿真得到的印痕进行比较并模拟状态，调整磨削参数继续磨削，如此反复进行此过程从而使得实际的齿面和印痕越来越接近图纸的形状并最终满足设计要求，从而得到了此零件的加工参数，实现加工与检测的协同统一，固化加工参数，下次再加工时可直接使用此参数。同时使用数字化检测大幅度提高检测准确性和效率，通过对标准齿轮的检测可以减少着色试验进行的频率，在生产质量稳定阶段可以通过与标准齿轮对比，对齿轮印痕的着色试验进行抽检从而极大的提高效率。这其中的难点在于标准齿轮的建立、使用、维护等。

1 标准齿轮的类型

1.1 标准控制用标准齿轮（MCG）

标准控制用标准齿轮（MCG）仅用于标准齿轮（MG）的齿面着色印痕和侧隙的检验.此标准齿轮被命名为“金轮”或“头轮”。

1.2 标准齿轮（MG）

这个标准齿轮被命名为“银轮”。标准齿轮（MG）是“非工作”标准齿轮，仅用于检验用标准齿轮（IG）的齿面着色印痕和侧隙的检验。

1.3 检查用标准齿轮（IG）

检查用标准齿轮（IG）是“工作”标准齿轮并被仅用于生产的零件的齿面着色印痕和侧隙的检验。

2 标准齿轮标识

所有的标准齿轮应该用振动蚀刻法标记工装号、顺序号、零件号、优化发展阶段、同套顺序号、安装距相对于标准控制标准齿轮（MCG）的分配侧隙。

所有的标准齿轮应该用以下的颜色表示色标：

标准控制齿轮——蓝色；标准齿轮——红色；检查用标准齿轮——黄色。

3 标准齿轮数据记录

对于所有的标准齿轮，应该做如下记录。

工作齿侧：中心印痕，齿轮大端，小端和齿廓。非工作齿侧：中心印痕；记录印痕应该把印痕的每一个位置的V轴，H轴，Y轴的坐标值记录下来；在加载区的每个齿的侧隙和在中心印痕区的总侧隙值；印痕：产品的工作侧和非工作侧的中心，工作侧的齿轮大端，这项检查只针对标准控制标准齿轮（MCG）。

4 侧隙检查

侧隙就是在分圆处一个齿轮的齿槽与相配啮合齿轮齿厚的差异量。侧隙的测量是将齿轮安装在啮合检查机上，啮合检查机在基本安装距下并且垂直轮位为零，在分圆半径的旋转平面处测量。

通过小轮的轴线在水平轴线上定位小轮上标注齿的轴线，对于产品的小轮，定位将要检查的轮齿并且与在标记的齿之间与标准齿轮进行比较。将齿轮元件固定住，应用专用的装备检查在节圆半径上的圆周侧隙。标准齿轮的侧隙是通过与（标准控制用标准齿轮）标记齿相配获得的，而产品中的侧隙是与检查用标准齿轮（IG）上标记齿相配获得的。任何齿轮分配侧隙值就是零件测量的累积侧隙值减去相配的测量用控制标准齿轮的侧隙值。

5 印痕极限

基本印痕是根据标准控制用标准齿轮获得的。

中心印痕，工作侧和非工作侧在所有的情况下应该用上面定义的轴系检查如下印痕測量结果：

纵向位置：齿高方向印痕边缘的位置应该位于：

±0.8mm 标准齿轮和检验用标准齿轮

±1.4mm 产品

长度：印痕位置应该位于：

±0.8mm 标准齿轮和检验用标准齿轮

±1.4mm 产品

齿高方向：印痕边缘到齿顶面的距离：

±0.4mm 标准齿轮和检验用标准齿轮

±0.7mm 产品

以上提到的极限应该是和标准齿轮（标准控制用标准齿轮）对比来检测，并且用于初始制造和后续的所有检测中。

为了满足上面提到的印痕的极限要求并减少单个印痕的测量次数，可制作一种能复制标准控制用标准齿轮（MCG）印痕极限的极限印痕拓带，这种极限印痕拓带可以用于基本标准齿轮设置时对其他齿轮进行目视检查。

6 一般要求

标准齿轮的制造过程应不包括表面处理（例如酸洗检查、喷丸处理、氧化处理、镀银等），在小齿轮的大端齿上及盘齿轮大端两个相邻齿间标记字母“X”。侧隙用这些标记齿测量，着色印痕也是在这些标记的小轮齿及大轮相邻两个齿的齿槽上测量。标记相应标准齿轮的分配侧隙。在啮合检验机调整安装距时使用安装距样品，装在啮合检验机的小轮转接套上装配侧隙专用检具，以使在小轮节锥圆弧指示位置的旋转平面检查侧隙。标准齿轮应有足够的侧隙以供产品零件在最小侧隙值时的小端、大端和齿形的检查。标准齿轮允许印痕检查，同时把产品零件的可接受误差考虑在内。

7 标准齿轮在生产方式中的应用

传统方法：3件实物（MCG，MG，IG）

适用于试验批生产：1件实物（印痕检查用）+1件实物（三坐标机校准用）+数字化标准齿轮（三坐标检验用）

适用于连续生产：1件实物（三坐标机校准用）+数字化标准齿轮（三坐标检验用）

新开发定义阶段：1件实物（印痕检查用）+数字化标准齿轮（三坐标检验用）

轮齿表面：

适用于试验批生产：用从标准齿轮得到的栅格名义数据在P100齿轮测量机检验（验收也仅依据印痕检查）

适用于连续生产：用从标准齿轮得到的栅格名义值及定义验收公差。

新开发：定义阶段用理论栅格名义值P100齿轮测量机上检验（用来饮恨检查的零件误差必须在±0.003以内）

8 标准齿轮的维护

8.1 标准控制用标准齿轮（MCG）

目前我厂标准控制用标准齿轮由计量中心保管。

8.2 标准齿轮（MG）

标准齿轮（MG）与检验用标准齿轮（IG）应用十次以后应使用标准控制用标准齿轮（MCG）检查校准，即使在减少生产量期间，标准齿轮（MG）最长间隔不超过5年。

8.3 检查用标准齿轮

正常生产周期内检查用标准齿轮（IG）用标准齿轮（MG）重新检定的间隔不超过6个月，生产量减少期间可以由质量部门延长检定周期，但最长周期不能超过9个月。如果用标准齿轮检查印痕超出印痕极限，检查用标准齿轮（IG）作废。重新检查显示当误差超过±0.013时，检验用标准齿轮（IG）的分配侧隙应重新标记。检查用标准齿轮（IG）的替换需要质量部门的批准。

所有的印痕和侧隙检验记录应是检查用标准齿轮（IG）批准文件的主要部分应由质量部门保存。如果产品停产或因生产量减少超出检查周期，检查用标准齿轮（IG）特殊的检定项目可以延缓，但需要在恢复生产前重新检定。螺旋锥齿轮的检验方法在采纳传统方法或试验批生产或连续生产的情况下，检查用标准齿轮的定检周期可以确定为12个月，应为这些标准齿轮仅用于每种零件首批样件的着色印痕和侧隙的检查。标准齿轮在12个月的间隔内应用于校验齿轮测量机的零点。随着标准齿轮的建立、使用，将从根本上改变传统的螺旋锥齿轮的加工方式，节约加工成本，缩短加工周期，提高装配试车后齿轮的啮合质量。