齒輪綜合測量方法

1、2010-04-251報告人：湯報告人：湯 潔潔指指 導(dǎo)：石照耀導(dǎo)：石照耀齒輪綜合測量齒輪綜合測量20102010年全國齒輪精度、誤差分析、測量及量具量儀最新技術(shù)培訓(xùn)及研討會年全國齒輪精度、誤差分析、測量及量具量儀最新技術(shù)培訓(xùn)及研討會 2010-04-2522010-04-253綜合測量作為齒輪測量主要檢驗方式之一，以齒綜合測量作為齒輪測量主要檢驗方式之一，以齒輪精度理論的誤差運動學(xué)為基礎(chǔ)的，將齒輪看作輪精度理論的誤差運動學(xué)為基礎(chǔ)的，將齒輪看作剛體剛體, , 認(rèn)為齒輪不僅是幾何體認(rèn)為齒輪不僅是幾何體, , 也是個傳動件也是個傳動件, , 并認(rèn)為齒輪誤差在嚙合運動中是通過嚙合線方向并認(rèn)為齒輪誤差

2、在嚙合運動中是通過嚙合線方向以以嚙合線增量嚙合線增量來影響齒輪的傳動特性來影響齒輪的傳動特性, , 因此嚙合因此嚙合運動誤差反映了齒面誤差信息。運動誤差反映了齒面誤差信息。齒輪綜合測量的情形和在實際使用中的情形比較齒輪綜合測量的情形和在實際使用中的情形比較接近，所反映的是齒輪在工作時所出現(xiàn)的各要素接近，所反映的是齒輪在工作時所出現(xiàn)的各要素偏差的綜合結(jié)果。因此，相對于單項測量，綜合偏差的綜合結(jié)果。因此，相對于單項測量，綜合測量能比較全面地說明齒輪的使用質(zhì)量。測量能比較全面地說明齒輪的使用質(zhì)量。2010-04-2541 1 單嚙測量單嚙測量 2 2 雙嚙測量雙嚙測量主要內(nèi)容主要內(nèi)容2010-04-

3、2551 1 單嚙測量單嚙測量1 1.1 1 誤差項定義誤差項定義1.2 常用測量方法及儀器常用測量方法及儀器1.3 誤差曲線分析及數(shù)據(jù)處理誤差曲線分析及數(shù)據(jù)處理1.4 產(chǎn)品齒輪與測量齒輪副的檢測產(chǎn)品齒輪與測量齒輪副的檢測1.5 5 應(yīng)用舉例應(yīng)用舉例2010-04-256誤差項定義誤差項定義1.1切向綜合偏差切向綜合偏差2010-04-257誤差項定義誤差項定義1.1切向綜合偏差切向綜合偏差2010-04-258常用測量方法及儀器常用測量方法及儀器1.22010-04-259常用測量方法及儀器常用測量方法及儀器1.2單面嚙合測量單面嚙合測量摩擦盤式摩擦盤式慣性式慣性式光柵式光柵式磁分度式磁分度

4、式2010-04-2510常用測量方法及儀器常用測量方法及儀器1.2摩擦盤式單嚙儀摩擦盤式單嚙儀德國德國Mahr896Mahr896、日本大阪精機、日本大阪精機OFR-20OFR-202010-04-2511慣性式單嚙儀慣性式單嚙儀首臺慣性式單嚙儀首臺慣性式單嚙儀由德國由德國亞琛工業(yè)大學(xué)研發(fā)亞琛工業(yè)大學(xué)研發(fā)2010-04-2512慣性式單嚙儀（地震式單嚙儀）慣性式單嚙儀（地震式單嚙儀）成都工具研究所研制的地震式單嚙儀的測量原理是在被測齒輪和成都工具研究所研制的地震式單嚙儀的測量原理是在被測齒輪和測量齒輪的軸上，分別安裝扭轉(zhuǎn)振動傳感器。被測齒輪存在偏差測量齒輪的軸上，分別安裝扭轉(zhuǎn)振動傳感器。被測

5、齒輪存在偏差時，將使齒輪副傳動不均勻，也就是齒輪傳動的角加速度不等于時，將使齒輪副傳動不均勻，也就是齒輪傳動的角加速度不等于零。這時，傳感器中傳動絕對均勻的質(zhì)量塊相對同軸的齒輪產(chǎn)生零。這時，傳感器中傳動絕對均勻的質(zhì)量塊相對同軸的齒輪產(chǎn)生角位移，此角位移再經(jīng)傳感器中的電感儀轉(zhuǎn)化為電信號。兩路電角位移，此角位移再經(jīng)傳感器中的電感儀轉(zhuǎn)化為電信號。兩路電信號經(jīng)加法器處理，放大后由記錄器記錄，便得到被測齒輪的偏信號經(jīng)加法器處理，放大后由記錄器記錄，便得到被測齒輪的偏差。差。這種單嚙儀由于不需和軸系嚴(yán)格同軸安裝測角裝置、分辨率高等這種單嚙儀由于不需和軸系嚴(yán)格同軸安裝測角裝置、分辨率高等優(yōu)點，一開始就受到很

6、多國家的重視，但它并沒有成為廣泛應(yīng)用優(yōu)點，一開始就受到很多國家的重視，但它并沒有成為廣泛應(yīng)用的產(chǎn)品，其主要有兩個原因，一是受地震儀固有頻率的限制；二的產(chǎn)品，其主要有兩個原因，一是受地震儀固有頻率的限制；二是地震儀直接感受速度變化，測量角度時需要精密標(biāo)定。是地震儀直接感受速度變化，測量角度時需要精密標(biāo)定。 2010-04-2513常用測量方法及儀器常用測量方法及儀器1.2光柵式單嚙儀光柵式單嚙儀首臺光柵式單嚙儀由英國工程實驗室研發(fā)首臺光柵式單嚙儀由英國工程實驗室研發(fā)2010-04-2514常用測量方法及儀器常用測量方法及儀器1.2光柵式單嚙儀光柵式單嚙儀六十年代，隨著光電技術(shù)的應(yīng)用，精密測角技術(shù)

7、得到了飛速發(fā)展，給單六十年代，隨著光電技術(shù)的應(yīng)用，精密測角技術(shù)得到了飛速發(fā)展，給單面嚙合技術(shù)中理論嚙合運動的實現(xiàn)開拓了新的途徑，到了六十年代末，面嚙合技術(shù)中理論嚙合運動的實現(xiàn)開拓了新的途徑，到了六十年代末，應(yīng)用光柵測角的光柵式單嚙儀就投放市場，據(jù)有關(guān)資料報道，英國米克應(yīng)用光柵測角的光柵式單嚙儀就投放市場，據(jù)有關(guān)資料報道，英國米克倫公司于倫公司于1967年就成功開發(fā)了光柵式單嚙儀。該儀器光柵由當(dāng)時年就成功開發(fā)了光柵式單嚙儀。該儀器光柵由當(dāng)時英國工英國工程實驗室程實驗室（NEL）開發(fā)，精度達）開發(fā)，精度達2秒。除此之外還有秒。除此之外還有Klingelnberg生產(chǎn)的生產(chǎn)的PSKE-900光柵式單

8、嚙儀。該類單嚙儀的出現(xiàn)，不僅使精度得到了提高，光柵式單嚙儀。該類單嚙儀的出現(xiàn)，不僅使精度得到了提高，而且能實現(xiàn)各種速比的齒輪傳動偏差測量，還具有測量錐齒輪副、蝸輪而且能實現(xiàn)各種速比的齒輪傳動偏差測量，還具有測量錐齒輪副、蝸輪副的傳動偏差的功能。副的傳動偏差的功能。我國六十年代北京量具刀具廠等單位成功開發(fā)了采用測量蝸桿的單嚙儀我國六十年代北京量具刀具廠等單位成功開發(fā)了采用測量蝸桿的單嚙儀CD-320G，其，其測量原理測量原理是以理想的測量蝸桿代替測量齒輪，在測量蝸桿是以理想的測量蝸桿代替測量齒輪，在測量蝸桿和被測齒輪的軸上分別安裝圓光柵盤，由電動機驅(qū)動蝸桿帶動齒輪傳動。和被測齒輪的軸上分別安裝圓

9、光柵盤，由電動機驅(qū)動蝸桿帶動齒輪傳動。傳動時，兩光柵盤經(jīng)指示光柵產(chǎn)生莫爾條紋，黑白莫爾條紋亮度的變化傳動時，兩光柵盤經(jīng)指示光柵產(chǎn)生莫爾條紋，黑白莫爾條紋亮度的變化由光敏元件接受轉(zhuǎn)換成電脈沖信號。為使兩路光柵訊號能輸入相位計比由光敏元件接受轉(zhuǎn)換成電脈沖信號。為使兩路光柵訊號能輸入相位計比相，各路先經(jīng)分頻器分頻，保證兩路信號頻率相等，比相后的相位差就相，各路先經(jīng)分頻器分頻，保證兩路信號頻率相等，比相后的相位差就是被測齒輪的偏差。是被測齒輪的偏差。2010-04-2515常用測量方法及儀器常用測量方法及儀器1.2磁分度式單嚙儀磁分度式單嚙儀捷克捷克 TOS TosMo-200TOS TosMo-20

10、0；捷克；捷克 Stepanek IMOStepanek IMO在光柵式單嚙儀發(fā)展的同時，也出現(xiàn)了其它原理的單面嚙合檢在光柵式單嚙儀發(fā)展的同時，也出現(xiàn)了其它原理的單面嚙合檢查儀，如采用磁分度式單嚙儀。日本在大型該齒機工作臺上，查儀，如采用磁分度式單嚙儀。日本在大型該齒機工作臺上，加工出精密圓磁柵系統(tǒng)，用其測量轉(zhuǎn)角來實現(xiàn)大齒輪單嚙測量。加工出精密圓磁柵系統(tǒng)，用其測量轉(zhuǎn)角來實現(xiàn)大齒輪單嚙測量。磁分度式單嚙儀與光柵式單嚙儀的差別是以錄有磁波的磁盤代磁分度式單嚙儀與光柵式單嚙儀的差別是以錄有磁波的磁盤代替光柵盤，用磁頭代替指示光柵，構(gòu)成單嚙儀的替光柵盤，用磁頭代替指示光柵，構(gòu)成單嚙儀的標(biāo)準(zhǔn)發(fā)訊裝置標(biāo)準(zhǔn)

11、發(fā)訊裝置進行偏差測量。進行偏差測量。根據(jù)儀器對電磁感應(yīng)信號的處理方法不同，磁分度式單嚙儀可根據(jù)儀器對電磁感應(yīng)信號的處理方法不同，磁分度式單嚙儀可分為分頻式和差頻式兩種。分為分頻式和差頻式兩種。2010-04-2516常用測量方法及儀器常用測量方法及儀器1.2英國英國 Huddersfield Huddersfield 大學(xué)大學(xué)2010-04-2517誤差曲線分析及數(shù)據(jù)處理誤差曲線分析及數(shù)據(jù)處理1.3美國美國 NASANASA2010-04-2518產(chǎn)品齒輪與測量齒輪副的檢測產(chǎn)品齒輪與測量齒輪副的檢測1.41.4.1 直齒圓柱齒輪直齒圓柱齒輪直齒輪齒廓偏差的影響直齒輪齒廓偏差的影響2010-04

12、-2519產(chǎn)品齒輪與測量齒輪副的檢測產(chǎn)品齒輪與測量齒輪副的檢測1.4直齒輪齒廓偏差的影響直齒輪齒廓偏差的影響2010-04-2520產(chǎn)品齒輪與測量齒輪副的檢測產(chǎn)品齒輪與測量齒輪副的檢測1.4直齒輪齒距偏差的影響直齒輪齒距偏差的影響2010-04-2521產(chǎn)品齒輪與測量齒輪副的檢測產(chǎn)品齒輪與測量齒輪副的檢測1.4直齒輪螺旋線偏差的影響直齒輪螺旋線偏差的影響2010-04-2522產(chǎn)品齒輪與測量齒輪副的檢測產(chǎn)品齒輪與測量齒輪副的檢測1.4直齒輪重合度的影響直齒輪重合度的影響2010-04-2523產(chǎn)品齒輪與測量齒輪副的檢測產(chǎn)品齒輪與測量齒輪副的檢測1.41.4.2 斜齒圓柱齒輪斜齒圓柱齒輪2010

13、-04-2524產(chǎn)品齒輪與測量齒輪副的檢測產(chǎn)品齒輪與測量齒輪副的檢測1.4重合度的影響重合度的影響直齒輪直齒輪斜齒輪斜齒輪2010-04-2525應(yīng)用舉例應(yīng)用舉例1.5缺陷的識別和定位缺陷的識別和定位2010-04-2526應(yīng)用舉例應(yīng)用舉例1.5齒輪的選配嚙合齒輪的選配嚙合2010-04-2527應(yīng)用舉例應(yīng)用舉例1.5齒輪的選配嚙合齒輪的選配嚙合2010-04-25282.1 2.1 誤差項定義誤差項定義 2.2 2 常用測量方法及儀器常用測量方法及儀器2.3 3 誤差評定、誤差曲線分析及數(shù)據(jù)處理誤差評定、誤差曲線分析及數(shù)據(jù)處理2.4 4 雙嚙測量技術(shù)的發(fā)展雙嚙測量技術(shù)的發(fā)展2.5 5 測量齒

14、輪的設(shè)計與校核測量齒輪的設(shè)計與校核2 2 雙嚙測量雙嚙測量2010-04-2529能控制加工中易變的誤差因素；能控制加工中易變的誤差因素；能反映出接近齒輪工作狀態(tài)下的使用質(zhì)量情況；能反映出接近齒輪工作狀態(tài)下的使用質(zhì)量情況；是現(xiàn)代齒輪是現(xiàn)代齒輪批量生產(chǎn)中批量生產(chǎn)中最終控制齒輪精度和側(cè)隙的最終控制齒輪精度和側(cè)隙的最佳檢驗方法。最佳檢驗方法。雙嚙測量不僅能直接獲取被檢齒輪的徑向綜合偏差，雙嚙測量不僅能直接獲取被檢齒輪的徑向綜合偏差，能用雙嚙中心距偏差代替齒厚偏差來控制側(cè)隙，還能用雙嚙中心距偏差代替齒厚偏差來控制側(cè)隙，還能通過被測齒輪與測量齒輪的對滾來檢測齒輪副的能通過被測齒輪與測量齒輪的對滾來檢測齒

15、輪副的接觸斑點，既經(jīng)濟高效，又比較真實的反映齒輪的接觸斑點，既經(jīng)濟高效，又比較真實的反映齒輪的使用質(zhì)量，使用質(zhì)量，非常適合齒輪的現(xiàn)場檢驗非常適合齒輪的現(xiàn)場檢驗。 雙嚙測量雙嚙測量2010-04-2530誤差項定義誤差項定義2.1徑向綜合偏差曲線徑向綜合偏差曲線 2010-04-2531徑向綜合偏差徑向綜合偏差 ：即被測齒輪與理想精確：即被測齒輪與理想精確的測量齒輪雙面嚙合時，在被測齒輪一轉(zhuǎn)內(nèi)的測量齒輪雙面嚙合時，在被測齒輪一轉(zhuǎn)內(nèi)的雙嚙中心距的最大變動量。它反映了由幾的雙嚙中心距的最大變動量。它反映了由幾何偏心所產(chǎn)生的長周期誤差；何偏心所產(chǎn)生的長周期誤差；一齒徑向綜合偏差一齒徑向綜合偏差 ：即被

16、測齒輪與理想：即被測齒輪與理想精確的測量齒輪雙面嚙合時，在被測齒輪一精確的測量齒輪雙面嚙合時，在被測齒輪一齒距角內(nèi)的雙嚙中心距的最大變動量。一般齒距角內(nèi)的雙嚙中心距的最大變動量。一般用來對傳動中的平穩(wěn)性進行評定。用來對傳動中的平穩(wěn)性進行評定。iFif誤差項定義誤差項定義2.12010-04-2532誤差項定義誤差項定義2.12010-04-2533誤差項定義誤差項定義2.1檢測半徑（檢測半徑（test radiustest radius）從徑向綜從徑向綜合偏差得到的齒厚偏差的代用項目。徑向合偏差得到的齒厚偏差的代用項目。徑向綜合測量齒厚的優(yōu)點是測得的是功能齒厚，綜合測量齒厚的優(yōu)點是測得的是功能

17、齒厚，包括了齒的所有偏差的影響。如果工件的包括了齒的所有偏差的影響。如果工件的尺寸允許，所需工裝也適用，則徑向綜合尺寸允許，所需工裝也適用，則徑向綜合測量是測量齒厚的最好方法。測量是測量齒厚的最好方法。 2010-04-2534齒輪雙面嚙合測量原理：以被測齒輪回轉(zhuǎn)齒輪雙面嚙合測量原理：以被測齒輪回轉(zhuǎn)軸線為基準(zhǔn)，用徑向拉力彈簧使被測齒輪軸線為基準(zhǔn)，用徑向拉力彈簧使被測齒輪與測量齒輪作無側(cè)隙的雙面嚙合傳動，被與測量齒輪作無側(cè)隙的雙面嚙合傳動，被測齒輪的雙嚙偏差轉(zhuǎn)化為中心距的連續(xù)變測齒輪的雙嚙偏差轉(zhuǎn)化為中心距的連續(xù)變動記錄成徑向綜合曲線。動記錄成徑向綜合曲線。如圖所示，在一個基座上，安裝有一個固如圖

18、所示，在一個基座上，安裝有一個固定測量架和一個浮動測量架，測量齒輪安定測量架和一個浮動測量架，測量齒輪安裝在固定測量架的芯軸上，被測齒輪安裝裝在固定測量架的芯軸上，被測齒輪安裝在浮動測量滑架的芯軸上。當(dāng)被測齒輪和在浮動測量滑架的芯軸上。當(dāng)被測齒輪和測量齒輪進行無側(cè)隙嚙合轉(zhuǎn)動時，被測齒測量齒輪進行無側(cè)隙嚙合轉(zhuǎn)動時，被測齒輪齒形、齒距或者節(jié)線偏心的誤差都會導(dǎo)輪齒形、齒距或者節(jié)線偏心的誤差都會導(dǎo)致雙嚙儀中心距發(fā)生變動，其變動量由數(shù)致雙嚙儀中心距發(fā)生變動，其變動量由數(shù)字指示表進行記錄處理。字指示表進行記錄處理。 常用測量方法及儀器常用測量方法及儀器2.2雙嚙測量原理雙嚙測量原理 （直接測量）2010-

19、04-2535常用測量方法及儀器常用測量方法及儀器2.2德國德國FrencoFrenco生產(chǎn)的生產(chǎn)的URM898URM898；德國德國HommelHommel的的ZWG 8305ZWG 8305；德國德國MahrMahr的的894894、896896、898898；美國美國Gleason M&MGleason M&M生產(chǎn)的生產(chǎn)的GRS-2GRS-2齒輪雙嚙測量系統(tǒng)；齒輪雙嚙測量系統(tǒng)；日本東京技術(shù)儀器（日本東京技術(shù)儀器（TTITTI）的）的TF-40NCTF-40NC；日本大阪精機日本大阪精機GTR-4PCGTR-4PC；日本日本NiTMNiTM的的DF-10MTDF-10MT；

20、哈量的哈量的3100A3100A。雙嚙儀雙嚙儀2010-04-2536常用測量方法及儀器常用測量方法及儀器2.2雙嚙儀雙嚙儀URM898 3100A GTR-4 GRS-2 TF-40 2010-04-2537雙嚙測量中需注意的問題：雙嚙測量中需注意的問題：測量力測量力測量齒輪測量齒輪儀器校準(zhǔn)儀器校準(zhǔn)平行度校準(zhǔn)平行度校準(zhǔn)小模數(shù)齒輪雙嚙測量的操作小模數(shù)齒輪雙嚙測量的操作常用測量方法及儀器常用測量方法及儀器2.22010-04-2538雙嚙徑向綜合偏差曲線雙嚙徑向綜合偏差曲線 誤差評定、誤差曲線分析及數(shù)據(jù)處理誤差評定、誤差曲線分析及數(shù)據(jù)處理2.32010-04-2539齒厚的測量齒厚的測量 誤差評

21、定、誤差曲線分析及數(shù)據(jù)處理誤差評定、誤差曲線分析及數(shù)據(jù)處理2.3齒厚游標(biāo)卡尺等測齒厚；齒厚游標(biāo)卡尺等測齒厚；公法線長度；公法線長度；測定跨球（圓柱）尺寸測定跨球（圓柱）尺寸MM值；值；徑向綜合嚙合檢測測量齒厚徑向綜合嚙合檢測測量齒厚檢測半徑檢測半徑 (test radius)(test radius) 2010-04-25402010-04-25412010-04-2542誤差評定、誤差曲線分析及數(shù)據(jù)處理誤差評定、誤差曲線分析及數(shù)據(jù)處理2.3徑向綜合偏差的本質(zhì)徑向綜合偏差的本質(zhì)cossin21111eFFaRLFFRRLsin2FFTRLcos22010-04-2543齒輪雙嚙測量中，誤差項的

22、評定是根據(jù)測量齒輪雙嚙測量中，誤差項的評定是根據(jù)測量到的誤差曲線來進行的。到的誤差曲線來進行的。嚴(yán)格地說，誤差曲線反映的是測量齒輪與被嚴(yán)格地說，誤差曲線反映的是測量齒輪與被測齒輪以及儀器的誤差在徑向相疊加綜合影測齒輪以及儀器的誤差在徑向相疊加綜合影響的結(jié)果。響的結(jié)果。另外誤差曲線中有時可看到突跳點的情況，另外誤差曲線中有時可看到突跳點的情況，反映的是個別齒上的局部缺陷，不對測量結(jié)反映的是個別齒上的局部缺陷，不對測量結(jié)果的評定產(chǎn)生直接影響。果的評定產(chǎn)生直接影響。 誤差評定、誤差曲線分析及數(shù)據(jù)處理誤差評定、誤差曲線分析及數(shù)據(jù)處理2.32010-04-2544誤差評定、誤差曲線分析及數(shù)據(jù)處理誤差評定

23、、誤差曲線分析及數(shù)據(jù)處理2.3進一步觀察和分析進一步觀察和分析被測齒輪的誤差在整個測量過程中表現(xiàn)為按被測齒輪的誤差在整個測量過程中表現(xiàn)為按一定規(guī)律變化，周期性出現(xiàn)的可稱為一定規(guī)律變化，周期性出現(xiàn)的可稱為“周期周期性系統(tǒng)誤差性系統(tǒng)誤差”；出現(xiàn)突跳點時，雖然在一個測量周期中只出出現(xiàn)突跳點時，雖然在一個測量周期中只出現(xiàn)一次，表現(xiàn)為瞬態(tài)形式，但從測量的長期現(xiàn)一次，表現(xiàn)為瞬態(tài)形式，但從測量的長期性來看，它的發(fā)生有具有必然性，屬于系統(tǒng)性來看，它的發(fā)生有具有必然性，屬于系統(tǒng)誤差范疇，可稱為誤差范疇，可稱為“瞬態(tài)系統(tǒng)誤差瞬態(tài)系統(tǒng)誤差”。2010-04-2545誤差評定、誤差曲線分析及數(shù)據(jù)處理誤差評定、誤差曲線

24、分析及數(shù)據(jù)處理2.32010-04-2546誤差評定、誤差曲線分析及數(shù)據(jù)處理誤差評定、誤差曲線分析及數(shù)據(jù)處理2.3在雙嚙測量中對結(jié)果的評定主要根據(jù)誤差項來在雙嚙測量中對結(jié)果的評定主要根據(jù)誤差項來進行的，可見，誤差項是影響雙嚙測量精度的進行的，可見，誤差項是影響雙嚙測量精度的主要因素。因此測量齒輪的設(shè)計和制造非常關(guān)主要因素。因此測量齒輪的設(shè)計和制造非常關(guān)鍵。鍵。測量結(jié)果中的誤差項反映的是齒輪局部個別齒測量結(jié)果中的誤差項反映的是齒輪局部個別齒上的缺陷，其存在將會為齒輪的使用埋下故障上的缺陷，其存在將會為齒輪的使用埋下故障隱患，而且有時測量中的值表現(xiàn)很小，往往很隱患，而且有時測量中的值表現(xiàn)很小，往往

25、很難通過簡單的觀察來發(fā)現(xiàn)其存在的位置。難通過簡單的觀察來發(fā)現(xiàn)其存在的位置。2010-04-2547誤差評定、誤差曲線分析及數(shù)據(jù)處理誤差評定、誤差曲線分析及數(shù)據(jù)處理2.3一般情況下，在雙嚙測量中，因為儀器和測量齒一般情況下，在雙嚙測量中，因為儀器和測量齒輪的誤差相對都很小，所以通常把雙嚙曲線看作輪的誤差相對都很小，所以通常把雙嚙曲線看作被測齒輪的誤差曲線。被測齒輪的誤差曲線。當(dāng)被測齒輪與測量齒輪緊密雙面嚙合滾動時，由當(dāng)被測齒輪與測量齒輪緊密雙面嚙合滾動時，由于齒圈跳動、齒形偏差、齒距偏差、基節(jié)偏差、于齒圈跳動、齒形偏差、齒距偏差、基節(jié)偏差、壓力角偏差及齒厚偏差等引起雙嚙中心距的變化，壓力角偏差及

26、齒厚偏差等引起雙嚙中心距的變化，綜合地反映出齒輪的傳動質(zhì)量，具體參數(shù)即標(biāo)準(zhǔn)綜合地反映出齒輪的傳動質(zhì)量，具體參數(shù)即標(biāo)準(zhǔn)中的徑向綜合偏差和徑向一齒綜合偏差。中的徑向綜合偏差和徑向一齒綜合偏差。2010-04-2548誤差評定、誤差曲線分析及數(shù)據(jù)處理誤差評定、誤差曲線分析及數(shù)據(jù)處理2.3對于曲線上個別的突跳點，一般分為兩種情況：對于曲線上個別的突跳點，一般分為兩種情況：1 1）當(dāng)出現(xiàn)正方向的突跳點時，表示齒面上有臟物、）當(dāng)出現(xiàn)正方向的突跳點時，表示齒面上有臟物、毛刺或碰傷而造成凸起；毛刺或碰傷而造成凸起；2 2）當(dāng)出現(xiàn)負(fù)方向的突跳點時，是因為齒面有凹痕，）當(dāng)出現(xiàn)負(fù)方向的突跳點時，是因為齒面有凹痕，故

27、圖中呈現(xiàn)負(fù)突跳點表示該處齒面有凹陷等缺陷。故圖中呈現(xiàn)負(fù)突跳點表示該處齒面有凹陷等缺陷。22010-04-2549誤差評定、誤差曲線分析及數(shù)據(jù)處理誤差評定、誤差曲線分析及數(shù)據(jù)處理2.32010-04-2550誤差評定、誤差曲線分析及數(shù)據(jù)處理誤差評定、誤差曲線分析及數(shù)據(jù)處理2.3徑向綜合偏差的解釋徑向綜合偏差的解釋2010-04-2551誤差評定、誤差曲線分析及數(shù)據(jù)處理誤差評定、誤差曲線分析及數(shù)據(jù)處理2.3徑向綜合偏差與切向綜合誤差徑向綜合偏差與切向綜合誤差齒輪的徑向綜合偏差受左、右齒面齒輪的徑向綜合偏差受左、右齒面切向綜合偏差影響很大。因此切向綜合偏差影響很大。因此, , 我我們可以在齒輪整體誤

28、差測量儀器上們可以在齒輪整體誤差測量儀器上, , 測量齒輪左、右齒面相對零位的切測量齒輪左、右齒面相對零位的切向綜合偏差值。經(jīng)計算機處理后向綜合偏差值。經(jīng)計算機處理后, , 可獲得切向綜合偏差曲線可獲得切向綜合偏差曲線, , 見圖見圖a a。根據(jù)左、右齒面兩條切向綜合偏差根據(jù)左、右齒面兩條切向綜合偏差曲線間的距離變化曲線間的距離變化, , 考慮徑向和切考慮徑向和切向計值方向的不同而乘以換算系數(shù)向計值方向的不同而乘以換算系數(shù)后后, , 即可獲得圖即可獲得圖b b的一條徑向綜合偏的一條徑向綜合偏差曲線。差曲線。 與與 和和 的關(guān)系如的關(guān)系如下下( (設(shè)壓力角設(shè)壓力角a= 20a= 20) )：(

29、(a)a)切向綜合曲線切向綜合曲線( (b)b)徑向綜合曲線徑向綜合曲線 iFiRFiLF2iRiLiFFFtg2010-04-2552間接測量法間接測量法在測量齒輪時，用整體誤差測量儀通過正反轉(zhuǎn)分別在測量齒輪時，用整體誤差測量儀通過正反轉(zhuǎn)分別測量輪齒左右兩側(cè)的偏差得到切向綜合偏差，然后測量輪齒左右兩側(cè)的偏差得到切向綜合偏差，然后進行疊加處理得到被測齒輪的徑向綜合偏差。進行疊加處理得到被測齒輪的徑向綜合偏差。也可以利用齒輪測量中心分別獲得被測齒輪各輪齒也可以利用齒輪測量中心分別獲得被測齒輪各輪齒的誤差，然后進行數(shù)據(jù)處理也可以得到徑向綜合偏的誤差，然后進行數(shù)據(jù)處理也可以得到徑向綜合偏差。屬于這類

30、方法的測量儀器的齒輪測量中心、單差。屬于這類方法的測量儀器的齒輪測量中心、單嚙儀和整體誤差測量儀。典型儀器有成都工具所的嚙儀和整體誤差測量儀。典型儀器有成都工具所的整體誤差測量儀整體誤差測量儀CZ-150CZ-150和和CZ-450CZ-450。 2010-04-2553雙嚙測量技術(shù)的發(fā)展雙嚙測量技術(shù)的發(fā)展2.4傳統(tǒng)的雙嚙儀，由于是純機械裝置，檢測時需人工轉(zhuǎn)動、人傳統(tǒng)的雙嚙儀，由于是純機械裝置，檢測時需人工轉(zhuǎn)動、人工讀數(shù)、檢測效率低、人為誤差大，對齒輪質(zhì)量的影響較大。工讀數(shù)、檢測效率低、人為誤差大，對齒輪質(zhì)量的影響較大。近年來由于計算機技術(shù)、精密光柵傳感器、數(shù)控技術(shù)以及信近年來由于計算機技術(shù)、

31、精密光柵傳感器、數(shù)控技術(shù)以及信息處理技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用息處理技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用, ,傳統(tǒng)齒輪雙面嚙合檢查儀傳統(tǒng)齒輪雙面嚙合檢查儀, ,經(jīng)過技經(jīng)過技術(shù)改造提升術(shù)改造提升, ,整體水平有了質(zhì)的改變整體水平有了質(zhì)的改變, ,分析功能增強。分析功能增強。過去的研究主要集中在兩個方面：一是采用微電子與計算機過去的研究主要集中在兩個方面：一是采用微電子與計算機技術(shù)，使測量過程自動化，并對測量結(jié)果進行各種分析處理；技術(shù)，使測量過程自動化，并對測量結(jié)果進行各種分析處理；其二是研究該測量方法所蘊涵與掩蓋的信息量，通過改變測其二是研究該測量方法所蘊涵與掩蓋的信息量，通過改變測量齒輪（測量蝸桿或測量齒條）的結(jié)構(gòu)形式，盡

32、可能多地挖量齒輪（測量蝸桿或測量齒條）的結(jié)構(gòu)形式，盡可能多地挖掘出新的齒輪誤差信息。近年來已經(jīng)從徑向綜合偏差中分解掘出新的齒輪誤差信息。近年來已經(jīng)從徑向綜合偏差中分解出徑向綜合螺旋角偏差和徑向綜合齒向錐度偏差，并且增加出徑向綜合螺旋角偏差和徑向綜合齒向錐度偏差，并且增加了偏差的頻譜分析測量項目，有效地發(fā)揮了齒輪雙面嚙合測了偏差的頻譜分析測量項目，有效地發(fā)揮了齒輪雙面嚙合測量技術(shù)的作用。量技術(shù)的作用。2010-04-2554雙嚙測量技術(shù)的發(fā)展雙嚙測量技術(shù)的發(fā)展2.4近年來，伴隨汽、摩齒輪的發(fā)展，齒輪的現(xiàn)場分選檢測技術(shù)近年來，伴隨汽、摩齒輪的發(fā)展，齒輪的現(xiàn)場分選檢測技術(shù)應(yīng)運而生，所采用的也是雙面嚙

33、合測量技術(shù)。應(yīng)運而生，所采用的也是雙面嚙合測量技術(shù)。由由SIMENSSIMENS公司制造的公司制造的MOOREMOORE齒輪檢測儀就是典型的代表。它采齒輪檢測儀就是典型的代表。它采用特殊的二維測量機構(gòu)和特別的用特殊的二維測量機構(gòu)和特別的 GimbalGimbal標(biāo)準(zhǔn)齒輪，不僅能進標(biāo)準(zhǔn)齒輪，不僅能進行徑向綜合誤差項的測量，還可獲得齒向錐度偏差和齒向螺行徑向綜合誤差項的測量，還可獲得齒向錐度偏差和齒向螺旋線偏差；并且能對齒輪毛刺的位置進行判定；配置的計算旋線偏差；并且能對齒輪毛刺的位置進行判定；配置的計算機數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)和（機數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)和（SPCSPC）統(tǒng)計分析軟件統(tǒng)計分析軟件, ,能對齒輪加工過

34、程能對齒輪加工過程和工藝狀況進行監(jiān)測和預(yù)報。和工藝狀況進行監(jiān)測和預(yù)報。 國內(nèi)由北京工業(yè)大學(xué)和哈量聯(lián)合研制成功齒輪在線測量機。國內(nèi)由北京工業(yè)大學(xué)和哈量聯(lián)合研制成功齒輪在線測量機。2010-04-2555測量齒輪的設(shè)計與校核測量齒輪的設(shè)計與校核2.5雙嚙測量使用的標(biāo)準(zhǔn)元件包括測量齒輪、測量蝸桿和測量齒條。雙嚙雙嚙測量使用的標(biāo)準(zhǔn)元件包括測量齒輪、測量蝸桿和測量齒條。雙嚙儀主要采用測量齒輪。儀主要采用測量齒輪。由上面分析可知，綜合測量的精度，除儀器本身的精度外，還取決于由上面分析可知，綜合測量的精度，除儀器本身的精度外，還取決于測量齒輪的結(jié)構(gòu)和精度。測量齒輪的結(jié)構(gòu)和精度。測量齒輪的結(jié)構(gòu)要素分為基本要素

35、和輔助要素兩種。測量齒輪的結(jié)構(gòu)要素分為基本要素和輔助要素兩種?；疽鼗疽厥侵复_是指確定正確嚙合條件的那些要素，如齒數(shù)、齒頂圓直徑、齒根圓直徑、齒定正確嚙合條件的那些要素，如齒數(shù)、齒頂圓直徑、齒根圓直徑、齒厚等；厚等；輔助要素輔助要素是指孔、基準(zhǔn)端面和齒圈寬度。是指孔、基準(zhǔn)端面和齒圈寬度。目前，齒輪行業(yè)迅速發(fā)展，對齒輪的要求也愈來愈嚴(yán)，要求齒輪進行目前，齒輪行業(yè)迅速發(fā)展，對齒輪的要求也愈來愈嚴(yán)，要求齒輪進行100100檢測，這正是綜合測量發(fā)揮特點和優(yōu)點的大好時機，測量齒輪檢測，這正是綜合測量發(fā)揮特點和優(yōu)點的大好時機，測量齒輪的設(shè)計和驗算無疑是實現(xiàn)該測量技術(shù)關(guān)鍵的環(huán)節(jié)之一。如何快速、準(zhǔn)的設(shè)計

36、和驗算無疑是實現(xiàn)該測量技術(shù)關(guān)鍵的環(huán)節(jié)之一。如何快速、準(zhǔn)確、可靠地設(shè)計與驗算測量齒輪對于雙嚙測量技術(shù)的普及和應(yīng)用以及確、可靠地設(shè)計與驗算測量齒輪對于雙嚙測量技術(shù)的普及和應(yīng)用以及能否最大限度地揭露被測齒輪的加工誤差具有重要的意義。能否最大限度地揭露被測齒輪的加工誤差具有重要的意義。 2010-04-2556測量齒輪的設(shè)計與校核測量齒輪的設(shè)計與校核2.5國內(nèi)外關(guān)于測量齒輪的設(shè)計沒有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，只有一些齒輪行國內(nèi)外關(guān)于測量齒輪的設(shè)計沒有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，只有一些齒輪行業(yè)比較認(rèn)同的設(shè)計原則。業(yè)比較認(rèn)同的設(shè)計原則。我國目前大多數(shù)齒輪生產(chǎn)廠家都是結(jié)合自己產(chǎn)品特色采用不我國目前大多數(shù)齒輪生產(chǎn)廠家都是結(jié)合自己產(chǎn)品特色采用

37、不同的設(shè)計方法自己進行測量齒輪的設(shè)計，保持同的設(shè)計方法自己進行測量齒輪的設(shè)計，保持“一種產(chǎn)品對一種產(chǎn)品對應(yīng)一種測量齒輪應(yīng)一種測量齒輪”的處境，或者根據(jù)自身設(shè)計意圖，要求國的處境，或者根據(jù)自身設(shè)計意圖，要求國外測量齒輪制造商進行設(shè)計制造或者直接購買，這種狀況不外測量齒輪制造商進行設(shè)計制造或者直接購買，這種狀況不僅使齒輪生廠商之間和用戶之間的溝通（測量、檢驗、交貨僅使齒輪生廠商之間和用戶之間的溝通（測量、檢驗、交貨等問題）變得比較困難，而且造成測量齒輪成本增加、種類等問題）變得比較困難，而且造成測量齒輪成本增加、種類繁多、管理混亂、利用率不高、浪費嚴(yán)重等問題。繁多、管理混亂、利用率不高、浪費嚴(yán)重等

38、問題。因此，測量齒輪的設(shè)計和驗算成為齒輪各界關(guān)心和關(guān)注的問因此，測量齒輪的設(shè)計和驗算成為齒輪各界關(guān)心和關(guān)注的問題之一。題之一。 2010-04-2557測量齒輪的設(shè)計與校核測量齒輪的設(shè)計與校核2.5測量齒輪的特點測量齒輪的特點（1 1）齒頂圓半徑的確定應(yīng)保證測量時的嚙合長度大于工作時的嚙合）齒頂圓半徑的確定應(yīng)保證測量時的嚙合長度大于工作時的嚙合長度，中模數(shù)齒輪取大于長度，中模數(shù)齒輪取大于0.250.25mmmm，但不能與被測齒輪的齒根接觸；但不能與被測齒輪的齒根接觸；（2 2）齒數(shù)最好取等于或大于與被測齒輪的相配齒輪齒數(shù)，同時保證）齒數(shù)最好取等于或大于與被測齒輪的相配齒輪齒數(shù)，同時保證被測齒輪

39、的齒頂與測量齒輪的齒根無邊緣嚙合；被測齒輪的齒頂與測量齒輪的齒根無邊緣嚙合；（3 3）齒根圓半徑的選擇應(yīng)保證不與被測齒輪齒頂相接觸，一般取大）齒根圓半徑的選擇應(yīng)保證不與被測齒輪齒頂相接觸，一般取大于或等于法向模數(shù)的十分之一的徑向間隙；于或等于法向模數(shù)的十分之一的徑向間隙；（4 4）被測齒輪和測量齒輪的嚙合角與被測齒輪和相配齒輪的嚙合角）被測齒輪和測量齒輪的嚙合角與被測齒輪和相配齒輪的嚙合角之差必須在范圍內(nèi)；之差必須在范圍內(nèi)；（5 5）齒頂厚度應(yīng)大于法向模數(shù)的十分之四，否則應(yīng)減小外徑；）齒頂厚度應(yīng)大于法向模數(shù)的十分之四，否則應(yīng)減小外徑；（6 6）齒寬通常比被測齒輪寬大）齒寬通常比被測齒輪寬大24

40、24mmmm；（7 7）測量齒輪的精度高于被測齒輪測量齒輪的精度高于被測齒輪2323級。級。2010-04-2558測量齒輪的設(shè)計與校核測量齒輪的設(shè)計與校核2.5測量齒輪設(shè)計方法測量齒輪設(shè)計方法測量齒輪的設(shè)計方法比較多，常見的有如下幾種：測量齒輪的設(shè)計方法比較多，常見的有如下幾種：（1 1）先規(guī)定測量齒輪分度圓弧尺厚的常規(guī)計算方法，用這種方）先規(guī)定測量齒輪分度圓弧尺厚的常規(guī)計算方法，用這種方法計算的雙嚙測量齒輪，雙嚙檢驗時的嚙合角近似等于刀具原法計算的雙嚙測量齒輪，雙嚙檢驗時的嚙合角近似等于刀具原始齒形的齒形角（被測齒輪壓力角），用這種測量齒輪雙嚙檢始齒形的齒形角（被測齒輪壓力角），用這種測量

41、齒輪雙嚙檢驗時，不能反映切向誤差；驗時，不能反映切向誤差；（2 2）先規(guī)定雙嚙檢驗時嚙合角的計算方法；）先規(guī)定雙嚙檢驗時嚙合角的計算方法；（3 3）取測量齒輪齒厚等于配對齒輪分度圓弧齒厚公稱值與齒厚）取測量齒輪齒厚等于配對齒輪分度圓弧齒厚公稱值與齒厚上偏差數(shù)值之和的設(shè)計方法；上偏差數(shù)值之和的設(shè)計方法；（4 4）取測量齒輪齒厚等于配對齒輪分度圓弧齒厚公稱值且考慮）取測量齒輪齒厚等于配對齒輪分度圓弧齒厚公稱值且考慮被測齒輪公法線長度上下偏差及測量齒輪公法線長度磨損量的被測齒輪公法線長度上下偏差及測量齒輪公法線長度磨損量的設(shè)計方法。設(shè)計方法。 2010-04-2559測量齒輪的設(shè)計與校核測量齒輪的設(shè)

42、計與校核2.5測量齒輪設(shè)計算法測量齒輪設(shè)計算法下面介紹采用先確定變位系數(shù)或法向分圓弧齒厚下面介紹采用先確定變位系數(shù)或法向分圓弧齒厚的設(shè)計方法，具體公式和步驟如下：的設(shè)計方法，具體公式和步驟如下：2010-04-25602010-04-25612 2測量齒輪齒數(shù)測量齒輪齒數(shù)測量齒輪的齒數(shù)最好取得等于相配齒輪的齒數(shù)測量齒輪的齒數(shù)最好取得等于相配齒輪的齒數(shù)z1z1，或大于或大于z1z1。齒數(shù)選齒數(shù)選擇的是否合適，要按有無邊緣嚙合這個條件進行驗算。被測齒輪的齒擇的是否合適，要按有無邊緣嚙合這個條件進行驗算。被測齒輪的齒頂與測量齒輪的齒根無邊緣嚙合的條件，可用下式表示：頂與測量齒輪的齒根無邊緣嚙合的條件

43、，可用下式表示：2010-04-25622010-04-25632010-04-25642010-04-25652010-04-25662010-04-25672010-04-25682010-04-25692010-04-25702010-04-2571測量齒輪的設(shè)計與校核測量齒輪的設(shè)計與校核2.5測量齒輪驗算測量齒輪驗算測量齒輪驗算是指對新設(shè)計的測量齒輪或已有測量齒測量齒輪驗算是指對新設(shè)計的測量齒輪或已有測量齒輪進行驗算，判斷能否滿足雙嚙測量條件或者用于其輪進行驗算，判斷能否滿足雙嚙測量條件或者用于其他同類工件齒輪的雙嚙測量。他同類工件齒輪的雙嚙測量。設(shè)計理論是無測隙嚙合理論，選用通用測量齒輪時，設(shè)計理論是無測隙嚙合理論，選用通用測量齒輪時，應(yīng)進行如下驗算：應(yīng)進行如下驗算：1.1.被測齒輪的結(jié)構(gòu)尺寸應(yīng)滿足下式：被測齒輪的結(jié)構(gòu)尺寸應(yīng)滿足下式：