百分表示值误差的分析与调修

陈新

（哈尔滨市计量检定测试院，哈尔滨150030）

1 百分表的工作原理

百分表是利用高精度的齿轮、齿条制成的表式长度测量工具，在测量物体时，使被测尺寸在直线方向发生的微小变化经过齿轮、齿条的传动被放大，表现在百分表指针的转动上，从而在表盘上读出示数。具体的传动过程为：在测杆被测物体抬高时，与测杆啮合的轴齿轮就会发生转动，进而带动与轴齿轮同轴的片齿轮，片齿轮与指针的中心齿轮啮合，从而带动中心齿轮转动，表现在表盘上就是指针转动。如图1所示，一般情况下，表盘被等分为100个刻度，指针转一圈表现为测杆被抬高1mm，因此一个表盘上一个刻度就是0.01mm，这也是叫作百分表的原因。

图1 百分表及其工作原理

2 百分表示值误差产生的原因及调修办法

在工程实践中，百分表示值产生误差的原因是多方面的，如百分表本身的质量、零件组装的质量、使用过程中的磨损，具体是什么原因导致的示值误差，需要在现场进行检验并结合经验来最终确定，简单来说，不管是什么原因导致的示值误差，都是表现在齿轮传动比的准确与否上，根据产生误差的部位来划分，主要的误差有：齿形误差、齿轮偏心误差以及刻度盘偏心误差等。下面对每种误差产生的原因及调修方法进行简单介绍。

2.1 齿形误差的产生与调修方法

2.1.1 齿条局部磨损变形产生的误差

百分表经过多次的使用后齿条与轴齿轮之间啮合部位会发生不同程度的磨损，当齿条上某一个齿上产生毛刺或被磨损变形较大时，就会表现为在这个齿距范围内产生示值不准。一般情况下这种磨损发生在齿条的起始部位，即齿条与轴齿轮最初啮合部位，为降低这种误差的影响，可以考虑将这一齿距不进入工作行程的方法，实际工作中可以在测杆的上端加增垫圈，使测杆向上移动一段距离，从而避开齿条上产生磨损变形的齿。

2.1.2 轴齿轮局部磨损变形产生的误差

在与齿条啮合的轴齿轮上，经过长期使用也会导致某个齿磨损较大，或者产生毛刺，因其读数不准，且这种误差只在一个齿距的范围内出现，在其他的齿距内均表现为正常，这类误差的产生规律与发生在齿条上的一致，实际工作中可通过改变轴齿轮与齿条之间啮合的部位的方法来避开磨损过度的部位，使其不起作用。

2.1.3 片齿轮局部磨损产生的误差

片齿轮与中心齿轮之间发生啮合，长期作用会导致经常啮合的齿产生磨损，这种由于局部片齿轮磨损产生的误差一般在一个长度行程范围内只出现一次，误差影响的长度范围为0.1mm，因此调修的方法为将片齿轮转向，使不常参与工作的一面与中心齿轮啮合，从而消除误差。

2.1.4 中心齿轮局部磨损产生的误差

中心齿轮产生误差的原因与片齿轮一致，但由于中心齿轮齿数较少，因此表现为在1mm范围内呈现周期性产生误差，因此不能通过改变齿轮啮合方向的方式消除，可通过在轴向方向调整中心齿轮与片齿轮啮合部位的方法消除示值误差。

2.2 齿轮偏心误差的产生与调修方法

齿轮偏心导致的示值误差是百分表误差产生的又一主要因素，表内的每个齿轮，如轴齿轮、片齿轮、中心齿轮都会产生这类误差，但由于每个齿轮的位置、齿数不同，因此产生误差的幅度也不尽相同，其中轴齿轮由于对示值的放大作用最大，因此其偏心产生的误差对示值的影响也最大。

如果发生轴齿轮偏心的现象，可采用改变轴齿轮与齿条啮合部位的方法来削减偏心程度，或者将轴齿轮的齿轮轴进行校正，从而消除偏心现象。片齿轮与中心齿轮的偏心误差调修方法与轴齿轮一致。

3 结语

综上所述，百分表的示值误差产生的原因很多，具体来说有齿形误差、齿轮偏心误差、刻度盘偏心误差等，除此之外还有齿条周结累积误差、齿轮轴在轴承孔中的径向摆动产生的误差等，本研究只对最常见的三种进行了介绍，因此在实际工作中应当采取适当的方法认真检验形成示值误差的原因，并根据具体的误差原因采用相应的调修方法，做到有的放矢。

［1］宗玉娟.百分表示值误差分析与调整［J］.计量与测试技术，2007，（03）：57.