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。
7.1 正齿轮与斜齿齿轮的精度
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。
（1）单齿距偏差（fpt）
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。
（2）齿距累积偏差（Fp）
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。
（3）齿形总偏差（Fα）
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。
（4）齿线总偏差（Fβ）
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。
（5）两齿面总啮合偏差（Fi''）
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。
（6）径向跳动（Fr）
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。
各误差的容许值标准的拔萃、登载在第574 - 579 页。
7.2 锥齿轮的精度
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。
1. 单齿距偏差
在点分度圆上, 相邻两齿的实际齿距与公称齿距之差。
2. 相邻齿距偏差
在中点分度圆上的两相邻齿距差的绝对值。
3. 齿距累积偏差
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。
4. 径向跳动
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）| 等级 | 单齿距偏差 | 齿距累积偏差 | 径向跳动 |
|---|---|---|---|
| JIS 0 | 0.4W + 2.65 | 1.6W + 10.6 | 2.36√d |
| 1 | 0.63W + 5.0 | 2.5W + 20.0 | 3.6√d |
| 2 | 1.0W + 9.5 | 4.0W + 38.0 | 5.3√d |
| 3 | 1.6W + 18.0 | 6.4W + 72.0 | 8.0√d |
| 4 | 2.5W + 33.5 | 10.0W + 134.0 | 12.0√d |
| 5 | 4.0W + 63.0 | − | 18.0√d |
| 6 | 6.3W + 118.0 | − | 27.0√d |
| 7 | − | − | 60.0√d |
| 8 | − | − | 130.0√d |
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| 单齿距偏差（μm） | 相邻齿距偏差k |
|---|---|
| 70 以下 | 1.3 |
| 170 - 100 | 1.4 |
| 100 - 150 | 1.5 |
| 超过150 | 1.6 |
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。