百分表示值誤差的分析與調(diào)修

陳新

（哈爾濱市計(jì)量檢定測(cè)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(zhǎng)度測(cè)量工具，在測(cè)量物體時(shí)，使被測(cè)尺寸在直線方向發(fā)生的微小變化經(jīng)過(guò)齒輪、齒條的傳動(dòng)被放大，表現(xiàn)在百分表指針的轉(zhuǎn)動(dòng)上，從而在表盤(pán)上讀出示數(shù)。具體的傳動(dòng)過(guò)程為：在測(cè)桿被測(cè)物體抬高時(shí)，與測(cè)桿嚙合的軸齒輪就會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)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(dòng)中心齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，表現(xiàn)在表盤(pán)上就是指針轉(zhuǎn)動(dòng)。如圖1所示，一般情況下，表盤(pán)被等分為100個(gè)刻度，指針轉(zhuǎn)一圈表現(xiàn)為測(cè)桿被抬高1mm，因此一個(gè)表盤(pán)上一個(gè)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(chǎn)生的原因及調(diào)修辦法

在工程實(shí)踐中，百分表示值產(chǎn)生誤差的原因是多方面的，如百分表本身的質(zhì)量、零件組裝的質(zhì)量、使用過(guò)程中的磨損，具體是什么原因?qū)е碌氖局嫡`差，需要在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行檢驗(yàn)并結(jié)合經(jīng)驗(yàn)來(lái)最終確定，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，不管是什么原因?qū)е碌氖局嫡`差，都是表現(xiàn)在齒輪傳動(dòng)比的準(zhǔn)確與否上，根據(jù)產(chǎn)生誤差的部位來(lái)劃分，主要的誤差有：齒形誤差、齒輪偏心誤差以及刻度盤(pán)偏心誤差等。下面對(duì)每種誤差產(chǎn)生的原因及調(diào)修方法進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹。

2.1 齒形誤差的產(chǎn)生與調(diào)修方法

2.1.1 齒條局部磨損變形產(chǎn)生的誤差

百分表經(jīng)過(guò)多次的使用后齒條與軸齒輪之間嚙合部位會(huì)發(fā)生不同程度的磨損，當(dāng)齒條上某一個(gè)齒上產(chǎn)生毛刺或被磨損變形較大時(shí)，就會(huì)表現(xiàn)為在這個(gè)齒距范圍內(nèi)產(chǎn)生示值不準(zhǔn)。一般情況下這種磨損發(fā)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(jìn)入工作行程的方法，實(shí)際工作中可以在測(cè)桿的上端加增墊圈，使測(cè)桿向上移動(dòng)一段距離，從而避開(kāi)齒條上產(chǎn)生磨損變形的齒。

2.1.2 軸齒輪局部磨損變形產(chǎn)生的誤差

在與齒條嚙合的軸齒輪上，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期使用也會(huì)導(dǎo)致某個(gè)齒磨損較大，或者產(chǎn)生毛刺，因其讀數(shù)不準(zhǔn)，且這種誤差只在一個(gè)齒距的范圍內(nèi)出現(xiàn)，在其他的齒距內(nèi)均表現(xiàn)為正常，這類(lèi)誤差的產(chǎn)生規(guī)律與發(fā)生在齒條上的一致，實(shí)際工作中可通過(guò)改變軸齒輪與齒條之間嚙合的部位的方法來(lái)避開(kāi)磨損過(guò)度的部位，使其不起作用。

2.1.3 片齒輪局部磨損產(chǎn)生的誤差

片齒輪與中心齒輪之間發(fā)生嚙合，長(zhǎng)期作用會(huì)導(dǎo)致經(jīng)常嚙合的齒產(chǎn)生磨損，這種由于局部片齒輪磨損產(chǎn)生的誤差一般在一個(gè)長(zhǎng)度行程范圍內(nèi)只出現(xiàn)一次，誤差影響的長(zhǎng)度范圍為0.1mm，因此調(diào)修的方法為將片齒輪轉(zhuǎn)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(chǎn)生的誤差

中心齒輪產(chǎn)生誤差的原因與片齒輪一致，但由于中心齒輪齒數(shù)較少，因此表現(xiàn)為在1mm范圍內(nèi)呈現(xiàn)周期性產(chǎn)生誤差，因此不能通過(guò)改變齒輪嚙合方向的方式消除，可通過(guò)在軸向方向調(diào)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(chǎn)生與調(diào)修方法

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

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

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，百分表的示值誤差產(chǎn)生的原因很多，具體來(lái)說(shuō)有齒形誤差、齒輪偏心誤差、刻度盤(pán)偏心誤差等，除此之外還有齒條周結(jié)累積誤差、齒輪軸在軸承孔中的徑向擺動(dòng)產(chǎn)生的誤差等，本研究只對(duì)最常見(jiàn)的三種進(jìn)行了介紹，因此在實(shí)際工作中應(yīng)當(dāng)采取適當(dāng)?shù)姆椒ㄕJ(rèn)真檢驗(yàn)形成示值誤差的原因，并根據(jù)具體的誤差原因采用相應(yīng)的調(diào)修方法，做到有的放矢。

［1］宗玉娟.百分表示值誤差分析與調(diào)整［J］.計(jì)量與測(cè)試技術(shù)，2007，（03）：57.