JJF 2273-2025 标准齿轮校准规范

中华人民共和国国家计量技术规范JJF2273—2025标准齿轮校准规范CalibrationSpecificationforMasterGears2025-09-08发布2026-03-08实施国家市场监督管理总局发布JJF2273—2025标准齿轮校准规范CalibrationSpecificationforMasterGears→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→JJF2273—2025→→→→→→→→→→→→→代替JJG1008—2006→→→→→→→→→→→→→归口单位:全国几何量长度计量技术委员会主要起草单位:中国计量科学研究院重庆市计量质量检测研究院参加起草单位:上海市计量测试技术研究院辽宁省计量科学研究院工业和信息化部电子五所本规范委托全国几何量长度计量技术委员会负责解释本规范主要起草人:杨国梁(中国计量科学研究院)薛梓(中国计量科学研究院)徐健(重庆市计量质量检测研究院)参加起草人:林虎(中国计量科学研究院)曾燕华(上海市计量测试技术研究院)于佃青(辽宁省计量科学研究院)张烈声(工业和信息化部电子五所)JJF2273—2025Ⅰ引言 1范围 (1)2引用文件 (1)3术语 (1)4概述 (2)5计量特性 (2)6校准条件 (3)6.1环境条件 (3)6.2测量标准及其他设备 (3)7校准方法 (4)7.1外观检查和安装 (4)7.2校准方法 (4)8校准结果 (6)9复校时间间隔 (6)附录A标准齿轮精度等级的公差计算公式 (7)附录B齿距累积总偏差的测量不确定度评定示例 (8)附录C径向跳动的测量不确定度评定示例 (10)附录D校准证书内页格式 (12)ⅡJJF1071—2010《国家计量校准规范编写规则》、JJF1001—2011《通用计量术语及定义》、JJF1059.1—2012《测量不确定度评定与表示》和JJF1094—2002《测量仪器特性评定》是共同构成支撑本校准规范修订的基础性系列规范。本规范是对JJG1008—2006《标准齿轮检定规程》的修订,与JJG1008—2006相比,除编辑性修改外,本规范主要技术变化如下:—将标准齿轮精度等级从(1~5)级扩展到(1~6)级;—增加了齿廓倾斜偏差和齿廓形状偏差的计量特性;—增加了螺旋线倾斜偏差和螺旋线形状偏差的计量特性;—将齿轮精度等级公差表修改为数学表达式的形式;—删除了齿面粗糙度的计量特性。本规范历次版本的发布情况:—JJG1008—2006。1标准齿轮校准规范1范围本规范适用于模数范围在(0.3~50)mm的圆柱渐开线标准齿轮的校准。其他规格齿轮的测量可参照本规范。2引用文件本规范引用了下列文件:JJF1561—2016齿轮测量中心校准规范GB/T10095.1许值GB/T10095.2圆柱齿轮精度制第2部分:径向综合偏差与径向跳动的定义和允许值ISO1328-1:2013圆柱齿轮齿面公差等级的ISO体系第1部分:轮齿齿面偏差的定义和允许值(Cylindricalgears—ISOsystemofflanktoleranceclassification—Part1:Definitionsandallowablevalueofdeviationrelevanttoflanksofgearteeth)凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本规范;凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修订单)适用于本规范。3术语GB/T10095.1和GB/T10095.2中界定的以及下列术语和定义适用于本规范。3.1标准齿轮mastergear精度等级满足ISO1328-1:2013中(1~6)级要求,各项基本参数均符合标准要求并用作计量标准器具的渐开线圆柱齿轮。注:外观如图1所示。图1标准齿轮外观图JJF2273—202524概述标准齿轮用于确定齿轮测量仪的单个齿距偏差、齿距累积总偏差及径向跳动的示值误差。标准齿轮用作测量齿轮时,也适用于校准齿轮双面啮合测量仪的示值误差,通过啮合传动方式对被测齿轮的综合径向偏差进行测量。根据结构形式的不同可分为外齿轮和内齿轮,如图2和图3所示。图2外齿轮的轮廓示意图图3内齿轮的轮廓示意图5计量特性计量特性及表示符号见表1,其对应精度等级的公差值可参照附录A。表1计量特性及其表示符号序号计量特性名称符号1齿廓倾斜偏差fHα2齿廓形状偏差ffα3齿廓总偏差Fα4螺旋线倾斜偏差fHβ5螺旋线形状偏差ffβ6螺旋线总偏差Fβ7单个齿距偏差fp8齿距累积总偏差Fp9径向跳动Fr注:1计量特性的校准应以标准齿轮的基准轴线作为参考依据。2计量特性的数据处理如果采用滤波方式,建议给出具体滤波说明。3计量特性不作为判断合格的依据。36校准条件6.1环境条件6.1.1测量环境的温度和相对湿度要求见表2。表2测量环境的控制要求齿轮精度等级(1~2)级(3~4)级(5~6)级温度/℃20±0.420±0.520±1.0相对湿度30%~70%6.1.2测量环境内应无影响测量准确性的振动、灰尘、腐蚀性气体等因素。6.1.3标准齿轮在测量环境恒温8h及以上。6.2测量标准及其他设备用于校准标准齿轮的主要测量标准器及其计量特性见表3。表3校准项目及校准用标准器具序号校准项目校准用标准器1齿廓倾斜偏差齿轮测量中心或齿轮渐开线检查仪2齿廓形状偏差齿轮测量中心或齿轮渐开线检查仪3齿廓总偏差齿轮测量中心或齿轮渐开线检查仪4螺旋线倾斜偏差齿轮测量中心或齿轮螺旋线检查仪5螺旋线形状偏差齿轮测量中心或齿轮螺旋线检查仪6螺旋线总偏差齿轮测量中心或齿轮螺旋线检查仪7单个齿距偏差齿轮测量中心或齿轮齿距测量仪8齿距累积总偏差齿轮测量中心或齿轮齿距测量仪9径向跳动齿轮测量中心或齿轮跳动检查仪注:1所用标准器的最大允许误差可依据标准齿轮精度等级对应的公差值参照JJF1094—2002中5.3准确度等级选择。2所用标准器的测量不确定度可参照JJF1561—2016中附录E的要求。3允许使用满足测量不确定度要求的其他测量仪器。JJF2273—202547校准方法7.1外观检查和安装标准齿轮的非工作面应标明齿轮的基本参数(模数、齿数、法向压力角、螺旋角、变位系数等)和出厂编号、起测齿位置及精度等级的相关信息。以标准齿轮定位中心孔的轴线或安装芯轴的轴线作为基准轴,将标准齿轮安装在齿轮测量仪的工作台面或两个顶尖之间,见图4所示。测量时齿轮基准轴线与齿轮测量仪器的工作台主轴轴线或两个顶尖连线的同轴度的要求可参照表4约定值。图4标准齿轮安装的示意图1—标准齿轮;2—回转工作台;3—测头;4—测量滑架表4标准齿轮的基准轴与齿轮测量仪的主轴轴线或两个顶尖连线的同轴度单位:μm精度等级(1~2)级(3~4)级(5~6)级允许值1.02.03.07.2校准方法7.2.1齿廓倾斜偏差、齿廓形状偏差和齿廓总偏差测量前,在确保与标准齿轮齿面不发生干涉的情况下,宜选用直径较大的测头。将标准齿轮的基本参数(模数、齿数、压力角、螺旋角及变位系数等)输入齿轮测量仪的软件程序中,确定有效齿廓的起始圆尺寸,在齿宽中截面设定测量位置,将经过校准的测头移至刻有标记的起测齿的齿槽内,测量仪工作台或测头按顺时针(或逆时针)旋转移动,依序测量对应的齿,如图5所示。JJF2273—20255图5标准齿轮校准过程的俯视图1—标准齿轮;2—测头;3—测量滑架其中,标准齿轮的齿廓偏差的展开长度可根据公式(1)所确定。式中:r—分度圆半径;ra—齿顶圆半径;rb—基圆半径;ha—齿顶高系数;xn—法向变位系数;mn—法向模数;αt—端面压力角。测量结束后,齿轮测量仪器的显示装置或软件程序直接输出标准齿轮4个均布齿的左、右齿面的齿廓偏差的测得值和测量曲线,由左、右齿面的倾斜偏差fHαi(i=1,2,…,4)可得2组数值,取其中最大值作为标准齿轮的齿廓倾斜偏差fHα,注明该偏差值来源于左齿面或右齿面。同理,由数据序列ffαi(i=1,2,…,4)和Fαi(i=1,2,…,4)可得齿廓形状偏差ffα和齿廓总偏差Fα,需注明偏差值来源于左齿面或右齿面。注:对于齿宽大于60mm的标准齿轮,建议测量上、中、下三个截面评价齿廓偏差,其中上、下截面分别距上、下端面约15%的齿宽长度,需考虑齿轮两端修缘的影响。7.2.2螺旋线倾斜偏差、螺旋线形状偏差和螺旋线总偏差参照7.1中标准齿轮的安装方法,以标准齿轮的测量圆作为测量接触位置,齿轮测量仪的测头沿着齿宽方向(从下往上或从上往下)测量螺旋线偏差。根据7.2.1中齿廓倾斜偏差、齿廓形状偏差和齿廓总偏差的评价方法,同理可得螺旋线倾斜偏差fHβ、螺旋线形状偏差ffβ和螺旋线总偏差Fβ,需注明该偏差值来源于左齿面或右齿面。注:螺旋线偏差在全齿宽范围内计值,在轮齿两端处减去5%的齿宽长度或一个模数,二者取小值。JJF2273—202567.2.3单个齿距偏差、齿距累积总偏差和径向跳动参照7.1中标准齿轮的安装方法,测头在每个齿的左、右齿面的分度圆(或测量圆)处进行测量并采集数据,测量结束后由左、右齿面的每个齿距偏差fpi(i=1,2,…,z)可面的单个齿距偏差中的较大值作为标准齿轮的单个齿距偏差fp,注明该偏差来源于左得2组测量数据,则左、右齿面的单个齿距偏差由式f=maxfpi求得。面的单个齿距偏差中的较大值作为标准齿轮的单个齿距偏差fp,注明该偏差来源于左齿面或右齿面。ri(i=1,2,…,z),则径向跳动由式Fr=8校准结果标准齿轮校准后应出具校准证书,校准证书应符合JJF1071—2010中5.12的要求。校准证书内页格式见附录D。9复校时间间隔送校用户可根据标准齿轮的质量及实际使用情况确定复校时间间隔,建议一般不超过1年。JJF2273—20257附录A标准齿轮精度等级的公差计算公式参照ISO1328.1:2013中5.3的要求,标准齿轮的精度公差值不再采用允许值表格的形式,改为依据计算公式的形式来表示。各计量特性的公差值计算公式如下:=(0.4mn+0.001d+4)(2)(A-5);齿廓形状偏差ffα=(0.55mn+5)(2)(A-5);齿廓总偏差螺旋线倾斜偏差fHβT=(0.05d+0.35b+4)(2)(A-5);螺旋线形状偏差ffβ=(0.07d+0.45b+4)(2)(A-5);螺旋线总偏差单个齿距偏差fpT=(0.001d+0.4mn+5)(2)(A-5);(A-5)齿距累积总偏差FpT=(0.002d+0.55d+0.7mn+12)(2(-5);跳:动FrT=0.9×(0.002d+0.55d+0.7mn+12)(2)。A—标准齿轮的精度等级;d—分度圆直径;mn—法向模数;b—齿宽长度。公差值经公式计算后的圆整规则如下:如果计算值大于10μm,圆整到最接近的整数值;如果计算值不大于10μm且不小于5μm,圆整到最接近的尾数为0.5μm的数值;如果计算值小于5μm,则圆整到最接近的尾数为0.1μm的数值。表A.1。表A.1标准齿轮的精度等级公差值单位:μm齿轮规格mn3.5,z36,αn20°,β0°,b25公差等级fHαTffαTFαTfHβTffβTFβTfpTFpTFrT22.07.56.53.310.59.54.75.06.54.614.513.5JJF2273—20258附录B齿距累积总偏差的测量不确定度评定示例B.1测量方法偏差。B.2测量模型与灵敏系数式中:r—标准齿轮的分度圆半径;θ—齿轮测量仪工作台的回转角;e—标准齿轮安装的偏心误差;P—齿轮测量仪测头的探测误差;X—式中:r—标准齿轮的分度圆半径;θ—齿轮测量仪工作台的回转角;e—标准齿轮安装的偏心误差;P—齿轮测量仪测头的探测误差;X—齿轮测量仪沿切向导轨的定位误差。1,c4=1,c5=1。B.3.1齿轮测量仪回转台的角定位误差引入的不确定度齿轮测量仪的回转台的角定位最大允许误差±0.4",按均匀分布考虑,以分度圆半径r=63mm的标准齿轮为例,则B.3.2测量环境的温度对齿轮分度圆位置的影响引入的不确定度轮B.3.2测量环境的温度对齿轮分度圆位置的影响引入的不确定度轮r=63mm分析,按均匀分布考虑,则测量仪采用三维探测系统沿切向探测误差约为0.3μm,最大值和最小值受2次影响,按均匀分布考虑,则B.3.4齿轮测量仪沿切向导轨的定位误差引入的不确定度齿轮测量仪的径向导轨的定位误差的最大允许值为±0.3μm,按均匀分布考虑,则B.3.5标准齿轮安装偏心误差引入的分量根据本规范要求1级精度齿轮的同轴度要求为1.0μm,通常标准齿轮位于芯轴中JJF2273—20259截面处,则造成的偏心量约为0.5μm,按反正弦分布考虑,则B.3.6B.3.6测量仪器的测量重复性引入的不确定度齿轮测量仪10次重复测量结果如下:2.7μm、2.9μm、3.0μm、2.9μm、2.9μm、3.0μm、2.8μm、2.9μm、3.0μm、3.1μm,由贝塞尔公式可得单次测量值,则B.4计算合成标准不确定度值的实验标准差s(x)=0.11μm值,则B.4计算合成标准不确定度B.5B.5确定扩展不确定度取包含因子k=2,则定c×0.39μm≈0.8μm附录C径向跳动的测量不确定度评定示例C.1测量方法标准齿轮的径向跳动为测头相继置于每个齿槽内时,齿轮轴线到测头的中心的最大和最小径向距离之差。C.2测量模型和灵敏系数ri=P+Y+r+e(C.2)Fr=max(ri)-min(rri=P+Y+r+e(C.2)式中:P—测量仪测头的径向探测误差;Y—测量仪的径向导轨的定位误差;r—温度引起齿轮分度圆半径的变化;e—标准齿轮的安装误差。31,c4=1。C.3.1齿轮测量仪的测量重复性引入的不确定度齿轮测量仪10次重复测量结果如下:4.1μm、4.3μm、4.4μm、4.2μm、4.3μm、4.1μm、4.3μm、4.4μm、4.2μm、4.1μm,单次测量的实验标准差由贝塞尔公式可得s(x)=0.11μm,取2次测量结果的平均值作为被测量的最佳估计值,则.1.08μm齿轮测量仪采用三维测头沿径向探测误差的最大允许误差为0.3μm,最大值和最小值受2次影响,按均匀