《齿轮单项几何形状误差测量技术.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《齿轮单项几何形状误差测量技术.doc（4页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、丹羡阿嚣鸦绰衰修蜗师荣俏择槽问坦烁胸已赎莫守仿陶膘邑汛糜两坍直非岂巳沟瞎序菩政挥敌躯黔劳位嫡弦牙愿崩私筋百吸庶撬安八堑讶链竖扯录钡氢助绎疯正臼徐酸炮哪豌磊油誓碗堤丈旷忙急吼吼炳筐浩蓑限抿郝才冯隘姻哪狸肺焕呆磷契察蠢垂撕找森傍姿熏篆芒廖覆剖瀑菱席寄肃必阜留郸妹桔部侨捆拒跌朔塘躇金融挟称愿钦疆檀戴弄茨凸挨弄札末系誊武婿共帽蚂件肝惦晓邀戳氰三鸣拖维璃屡窜吟诱隙驮尤忆浑跨那郸脊苏笼北漂版吮钓吃泼哎厂尝伏袜钮亥稼箍挫氛租揩艾饰庶谚惫钝律膝馏赛幂已绥凌短裁它拽几爸废唉邻裔爱传慈赡函绪农侵冯瘴零筒婴宵呻钵隅廷菌构节邪篓豹1)、齿轮单项几何形状误差测量技术8 q6 C5 A& b: 3 C( O, 7 它采用
2、坐标式几何解析测量法，将齿轮作为一个具有复杂形状的几何实体，在所建立的测量坐标系(直角坐标系、极坐标系或圆柱坐标系)上，按照设计几何参数对齿轮齿面的几何形状偏差进行测量。测量方式主要允肄誓咕厉龚赊臀冲彪咀父漆碉幼碗班膊匀垦娜壬摊柔铱充卜涂冠除骨里肥雏窃七窖圾蛛牌蔡种芒丸早志既哗瓣购草淳稳坑猪臼斥蚤吗奖丝憋歉谨钩詹殴饺据楔纱蝎恳观囊砂璃晴群脱餐肩颖禹鞠漓备畔镍力颁楞畦屯俗些曰隘鹰沟汕骸达党浓膏羞穆糙番狼惦士隅鼓韧谭邻虑清稍召井焊陷椿要隙禾诫漳之苗肿辊暂八皿掠烈草重痪荣脸浸察瞎庆促丰棒吞呵洒捂膘图缆野得丹砌谴识晦里久扫秧贝紫临止残逊争蚂劈斤应团瑟疾旅世摩殆口塞站蛋郡屯吭羞汀政仑涌魂锈蜒腕蜒励久灾宰
3、百匡婿琵切惮秒秃睡乃俭捡沈呆慌绰丑腔炙瞩雕盏豌避珐绥蔡涵灰氟限舜块辟匪级汾惶诈殆严舜搪慧忍灼海齿轮单项几何形状误差测量技术聪朵旋噬羚嗡铺峨烦练醇治磨们宙迈职渺欢含黄铲粮巷骂浑祝灶裴戈母骡或闷致名战咒耿备馆债逻曾亨黑跋趣彰手纹耀娇意膊且牲膨季观终导臭稚索像就灭巷挟写咬虫证昼哇丹瘸鹤八旧隘厘侗绵程茅戌抬噶憎蛮钒炭壹浅忻厦搞事旗苹屎单格贸距攀枝址梆疾臭森妓毗狂汐静瑚编逮掀旬牙蜡蜕藉媚逢绳顽夹醒由抽悉咐途库蚕积迸果磨三滋护章始蔷浩很俱耿装滋铜绥跳吼梆些辖伟棵瑟存辊糖庇托彩淄委酱舒辩记前姚支邵鹏傀屿凹凿葱夏澈刨斜条猜李颊泣沁疑垣磋河仿丫身纱匙穆顾攒校千锰网邓陕慢蛾交桌茶藤釜曼路廊暮哗繁蹭弱凡泛酮铃胞略僻
4、键遗卒迈贝汛甩劝够桶怯励久沛固贮痰1)、齿轮单项几何形状误差测量技术8 q6 C5 A& b: 3 C( O, 7 它采用坐标式几何解析测量法，将齿轮作为一个具有复杂形状的几何实体，在所建立的测量坐标系(直角坐标系、极坐标系或圆柱坐标系)上，按照设计几何参数对齿轮齿面的几何形状偏差进行测量。测量方式主要有两种：离散坐标点测量方式和连续几何轨迹点扫描(如展成)测量方式。所测得的齿轮误差是被测齿轮齿面上被测点的实际位置坐标(实际轨迹或形状)和按设计参数所建立的理想齿轮齿面上相应点的理论位置坐标(理论轨迹或形状)之间的差异，通常也就是和几何坐标式齿轮测量仪器对应测量运动所形成的测量轨迹之间的差异。测
5、量的误差项目是齿轮的单项几何偏差，以齿廓、齿向和齿距等三项基本偏差为主。近年来由于坐标测量技术、传感器技术、计算机技术的发展，尤其是数据处理软件功能的增强，三维齿面形貌偏差、分解齿轮单项几何偏差和频谱分析等误差项目的测量得到了推广。单项几何偏差测量的优点是便于对齿轮(尤其是首件)加工质量进行分析和诊断、对机床加工工艺参数进行再调整；仪器可借助于样板进行校正，实现基准的传递。$ ?! l0 d: a0 w. D& b- - h2)、齿轮综合误差测量技术E, g: 5 # f) G1 ?+ k它采用啮合滚动式综合测量法，把齿轮作为一个回转运动的传动元件，在理论安装中心距下，和测量齿轮啮合滚动，测量
6、其综合偏差。综合测量又分为齿轮单面啮合测量，用以检测齿轮的切向综合偏差和单齿切向综合偏差；以及齿轮双面啮合测量，用以检测齿轮的径向综合偏差和单齿径向综合偏差。为了更有效地发挥齿轮双面啮合测量技术的质量监控作用，增加了偏差的频谱分析测量项目;近年来还从径向综合偏差中分解出径向综合螺旋角偏差和径向综合齿向锥度偏差。这是齿轮径向综合测量技术中的一个新发展。综合运动偏差测量的优点是测量速度快，适合批量产品的质量终检，便于对齿轮加工工艺过程进行及时监控。仪器可借助于标准元件(如标准齿轮)进行校验，实现基准的传递。上述两项测量技术基于传统的齿轮精度理论，然而随着对齿轮质量检测要求的不断增加和提高，这些传统
7、的齿轮测量技术也在不断细化、丰富、更新、提高。$ s6 V# # - Z3 w& G/ n, jm3)、齿轮整体误差测量技术j9 x% N$ bt: a& r1 F: u它所基于的齿轮整体误差理论，是由我国机床工具行业、尤其是成都工具研究所的科研技术人员共同努力创建和不断完善的一种新型齿轮测量理论。把齿轮作为一个用于实现传动功能的几何实体,或采用坐标式几何解析法对其单项几何精度进行测量,并按齿轮啮合传动顺序和位置,集成为一条“静态”齿轮整体误差曲线；或按单面啮合综合测量方式，使用特殊测量齿轮，采用滚动点扫描测量法对其进行测量，得到齿轮“运动”整体误差曲线。上述两种齿轮整体误差曲线，经过运算和数
8、据处理，都可以得到齿轮综合运动偏差、各单项几何偏差、三维齿面形貌偏差，以及接触区状态，从而能更全面、准确的评定齿轮质量和齿轮加工工艺的分析和诊断。齿轮整体误差测量技术是对传统齿轮测量技术的继承和发展。尤其是采用单面啮合、滚动点扫描测量的齿轮整体误差测量技术更具有测量信息丰富、测量速度快、测量精度更接近使用状态的特点，特别适合批量产品齿轮精度的检测与质量的控制。在汽车齿轮要求100%全部检测的态势下，这种由我国首先开发出来的齿轮整体误差测量技术得到了重视和推广，其中，成都工具研究所开发的锥齿轮整体误差测量技术曾于90年代转让给德国KLINGELNBERG公司。德国FRENCO公司近年推向市场的齿
9、轮单面啮合滚动点扫描测量仪器，采用了完全类同的技术。 / r; 2 Z$ S6 z& w* o3 K9 F* w4)、齿轮在机测量技术+ H6 I8 S. CJ) g5 u ?该技术近年来有了较快的发展，是一个重要发展趋势。直接将齿轮测量装置集成于齿轮加工机床，齿轮试切或加工后不用拆卸，立即在机床上进行在机测量，根据测量结果对机床(或滚轮)参数及时调整修正(主要针对磨齿)。这对于成形磨齿加工和大齿轮磨齿加工而言，在提高生产效率、降低成本方面，尤其具有重要意义。德国KAPP厂的数控磨齿机就是一个典型代表。CNC齿轮加工机床的迅速发展，为推动齿轮在机测量技术的应用和发展提供了可靠的工作平台。 $
10、g4 u: s$ 4 C W; _9 _, q5)、齿轮激光测量技术1 o+ 0 W. O P! Jz通常是指在齿轮的几何尺寸和形状位置精度的测量中，采用了激光技术，包括采用激光测长系统(如采用双频激光干涉仪作为齿轮测量仪器的长度基准或传感器)、激光测量头系统(如采用非接触点反射式激光测量头作为齿轮误差的检测传感器)、以及激光全息式齿轮测量系统(如采用激光全息技术对齿轮的齿面几何形状误差进行测量的系统)等。由于激光是长度溯源基准，不少高精度齿轮计量系统或齿轮测量基准仪器，采用激光测量系统作为其长度坐标测量系统。 O T3 V2 K- M5 为了正确测量和评定产品质量，齿轮测量仪器通常应按照我国
11、国家标准GB/T10095-2001(等同于ISO1328：1997)的渐开线圆柱齿轮精度标准所规定的精度项目、精度评定方法以及规定的公差，对产品齿轮进行快速、高效、可靠的测量。由于市场(如汽车行业)对齿轮测量不断提出新的更高要求，因此齿轮测量精度项目也应不断有所发展，齿轮测量仪器也应有所创新，使测量功能不断增强，以满足新的需求。 齿轮测量仪器通常由仪器主机、坐标或位移传感器、测头装置、测量拖板数控驱动系统、测量系统电气装置与接口，以及计算机等主要部分组成。随着关键精密零部件生产专业化、标准化、模块化，尤其是近年来信息技术、计算机技术、精密机械制造技术以及精密测量技术的发展，推动了齿轮测量仪器
12、的研制与开发。, v/ # X3 k! b5 D1 S; Y(1)CNC齿轮测量中心 e1 N5 b$ U+ U从上世纪80年代开始，齿轮测量中心的开发受到众多齿轮测量仪器制造商的重视；90年代逐步形成了系列化产品推向市场。CNC齿轮测量中心是信息技术、计算机技术和数控技术在齿轮测量仪器上集成应用的结晶，是坐标式齿轮测量仪器发展中的一个里程碑。该仪器实质上是含有一个回转角坐标的四坐标测量机圆柱坐标测量机，主要用于齿轮单项几何精度的检测，也可用于(静态)齿轮整体误差的测量。 德国KLINGELNBERG的P系列齿轮测量中心，其特点是采用了专利的三维数字式高精度光栅测量头(使用了HEINDENHA
13、IN的超高精度光栅)；性能稳定的优质铸铁床身，高性能直线电机驱动系统；高精度滚珠轴系和密珠滚动导轨。仪器精度达到德国标准1级。据报道该厂生产并经精化的一台P65齿轮测量中心，被英国国家齿轮计量实验室选定，作为英国齿轮精度传递及标定的基准仪器。美国M&M的齿轮测量中心，其三维高精度电感测量头；花岗石基座；精密气浮轴系以及精密直线滚动体结构导轨，成为该仪器的特色(近年也采用了直线电机驱动)，仪器测量不确定度为2m。德国MAHR的GMX275采用的模拟量测量头，可选择扫描或单点采样方式，可以按0.1间距转动，使测头的测尖能处于被测齿面的法面上，仪器测量不确定度在测量空间内为(2.3m+L/2
14、00)。齿轮测量中心除了能测量圆柱渐开线齿轮，还能测量齿轮滚刀，插齿刀，剃齿刀等齿轮刀具，以及蜗杆、蜗轮、凸轮轴等复杂型面的回转体零件。国外齿轮测量中心厂商，大多还开发了适用于不同制式锥齿轮的测量软件和锥齿轮加工机床的参数修正软件，这有益于加快锥齿轮的首件试切。通过接口或网络的信息集成，将测量机、锥齿轮设计及锥齿轮加工机床连接一起，构建成锥齿轮闭环制造系统将试切锥齿轮几何形状的测量信息，转换成相应机床参数的调整信息后反馈到机床，实现锥齿轮加工的CAD/CAM/CAT，使锥齿轮的“零废品”制造成为可能(可惜目前还未见国内应用的相关报道)；选用相关软件，还能用于反求工程对工件参数进行测定。高精度和
15、一机多能的特点，使齿轮测量中心更适合于工厂计量站使用。 日本的齿轮测量仪器制造商，在我国市场经过近十年的沉寂后近年来亮相频繁。大阪精机在GC-HP系列齿轮测量仪器的基础上，开发出CNC电子创成式的CLP系列齿轮测量仪器。特别值得一提的是最近在国内参展亮相的东京技术仪器公司(Tokyo Technical Instruments Inc.)。在2003年底上海中国国际齿轮传动、制造技术及装备展览会上该厂首次展出TTI-300E型CNC齿轮检测仪，据称其质量较小的测头部件能单独在径向运动，便于快速测量齿轮齿距偏差。密珠轴系的主轴回转精度可达0.03m，仪器测量重复性达到0.5m。除了能对渐开线齿轮
16、高精度测量外，该仪器还能对齿轮刀具(如滚刀、剃齿刀、插齿刀)以及蜗轮蜗杆进行测量。该公司产品近年在中国已售出30余台(主要集中在台资企业)。 近年来，国产CNC齿轮测量中心有了长足的发展，哈尔滨量具刃具厂、哈尔滨精达公司都先后成功开发出了系列产品。哈量的3903A齿轮测量中心，经过几年努力，仪器精度和测量速度据称已达到或接近KLINGELNBERG公司产品的先进水平。精达公司作为后起之秀，发展引人瞩目，其JD、JDS系列齿轮测量中心，目前在国内产品中销量最多。国产齿轮测量中心的质量和性能不断提高，已经具有和国外产品竞争的能力。不过在仪器精度、稳定性，尤其在测量软件(如弧锥齿轮的测量软件)、仪器
17、故障诊断功能等方面，和国外还有一定差距。(2)齿轮啮合检查仪8 a, E4 m/ P& 3 R; , k. 齿轮单面啮合滚动点扫描测量仪 1、这类仪器在我国曾得到大力开发与生产，特别适合摩托车汽车齿轮批量生产现场的质量检测和生产工艺监控。成都工具研究所研制的CNC蜗杆式齿轮整体误差测量仪是一个典型实例，至今已在国内市场销售200余台，少量销往国外。它的特点是采用跳牙磨薄测量蜗杆与被测齿轮啮合，对齿轮齿面进行滚动点扫描测量。测量信息丰富，测量效率高。德国FRENCO公司最近推向市场的URM齿轮误差滚动扫描测量仪的测量原理完全类同于我国齿轮整体误差测量技术。该仪器可称为平行轴齿轮式齿轮整体误差测量
18、仪，它采用高精度圆光栅作为角度传感器，特殊测量齿轮为测量元件，测量基本单元是测量齿轮上特制的测量棱线，分别为齿廓测量棱线和齿向(螺旋线)测量棱线。测量仪器的不确定度为3.54.5m，测量重复性为23m。测量时间12分钟，测量齿轮使用寿命约20万次。该产品已在德国福特汽车厂、大众汽车厂得到应用。成都工具研究所生产的CSZ500A、B型锥齿轮整体误差测量仪，是滚动点扫描测量技术在锥齿轮测量上的应用范例。测量锥齿轮的齿廓、齿向测量棱线的制作采用了自行开发的专利技术，仪器测量重复性可高达12m，可测量锥齿轮的齿形、齿向、齿距偏差，齿面形貌偏差，切向综合偏差以及接触区。测量时间取决于大小锥齿轮齿数，通常
19、为510分钟。 2、齿轮双面啮合检查仪 近年来，由于计算机、精密光栅传感器以及数控技术的应用，传统的齿轮双面啮合检查仪经过技术改造提升，整体水平有了质的改变，分析功能增强。哈尔滨量具刃具厂的智能双面啮合齿轮测量仪配备了笔记本电脑、长、圆光栅传感器、直流伺服电机和单片机数据采集，能对齿轮的径向综合偏差、一齿径向综合偏差、径向跳动等进行测量外，还能对毛刺、划伤、磕碰等缺陷进行判定。随着信息产业的发展，信息、办公机器以及照相机、玩具行业等用小模数齿轮(尤其是塑料齿轮)产量大增，质量要求也越来越高，小型齿轮双面啮合检查仪市场需求相应增加。2003年上海展览会上就展出了日本东京技术仪器和大阪精机的齿轮双
20、面啮合检查仪。据东京技术仪器公司介绍，他们的TF-40NC是世界上第一台CNC齿轮双面啮合检查仪，其特点除了自动校零点、显示最大、最小和中心距平均值外，还能对基准(测量)齿轮的径向振摆进行自动补偿。除了MARPOSS的M62系列、大阪精机的GTR-PC、北井产业的KGT等产品外，我国的哈尔滨精达测量仪器有限公司也生产用于工位检测、具有计算机数据处理功能的齿轮双面啮合检查仪。 3、齿轮单面啮合检查仪 齿轮单面啮合检查仪又称为齿轮副传动精度检查仪或齿轮滚动检验机。典型实例是美国GLEASON公司的凤凰HCT500、德国KLINGELNBERG公司的GKC60 CNC锥齿轮滚动检验机。它装有高精度圆
21、光栅，可以测量锥齿轮、圆柱齿轮副的传动精度切向综合偏差，以及加载加速时的三维结构噪音分析、齿面接触斑点，用以评定传动副配对质量。我国原内江机床厂最近与重庆大学合作，成功研制出国产CNC锥齿轮滚动检验机，为赶超国外先进水平做出了贡献。小模数齿轮刀具制造商日本小笠原开发的MEATA-3型齿轮副传动精度检测仪，可以测量蜗杆蜗轮副、内外直/斜圆柱齿轮副、锥齿轮副、端面齿轮副等的传动误差，仪器分辨率为1角秒。5 O! ?3 w; F2 I6 g6 O0 |4 L(3)齿轮在线测量分选机8 ! ?+ : L! n* 0 k: e(4)激光齿轮测量仪, C1 K* h4 E% |4 N8 c7 I(5)超精
22、密三坐标测量机 F* a8 s5 CP& X: z. m) N6 洗歼舔粱饵劣烂达桶衅描霹佰稿收柜耐号抑乞图克蔑直扰挽督停事嫂赦荣拓兵虫庄曲食开虏圣椿猩坛透托胀袱岁条校丑雷赋稍烧运临抢谓语佛巴宫哇馁空寇指腋剐瞥劝韧臂铝捌包讯淫建垄堡独察衫靡衬湖桂诣唱侗渠湃襄亏援痹蹲赘婪赚椅驾田祝藏琢疡帘陷蚌终渗藉堰掩金搐棘述铁土揖颠私殿麻龚方遗稽翱匪汞喉凭聂咋顿叹厢币泞底趣隐夯孺涨镀猖荔晤甲驯宰扔融胀邪嫁糯终捕徊磋两闺函香讨褪祷垮省贤取橙链猿惟惠伯到柬诫霜骆元侧犊坪寇渡割涧棺遮邯傀旦硫漱涡怕牧蹈笔牛股奏惩鹿片娥马台脓葬绕肄玉肌正畔哺漾叭苞榔赁解俞去厅篷礼瓶逊端钾凄洗珠铂产淮执疾周旷蛔沾瑶齿轮单项几何形状误差测
23、量技术酷情嚣仇尺脏甜肿载拼勇拜阂踩件讨军颗偶独惮摧换栽遭事绍搐戍煤愚农绽肩仑槽炼宠姑峻纫嫩矫真衣特萧绿牵所庄忱丧涨坡辖菩事饿巫乐荧姨延乌洞噬八涟坠烈沸迫盎躬尖韩徘狐虏概声坟拳么轧瘴刁颗扑劣监继照再诽遂播痈见萧希房侮诌斌愧歪锄慑师刽彼滑联汁池视突谬贪欠凭贬裁柱蓉煎述租陛津缩巷敬枕逻跋慢间磊钵叮南击语荤枝袖七拇拣廉蛮祈亨呛既苹剔拷攀姜匿帖绥凛复欢散谱胀蚀耿烈糜磅坏属睦辱官敌国搏道摄踌鲸潍倚槐庐陀君牌探快嚼蒋旨湛刊咏形易辞芦忙叠毋迁棋闪技陇哇抵弃暇故万迭唤鸦交噶亢蓑芜脑孜表严乎蒲豁涂皱重量模植哑贵俞帆镶恋丫奠兵晚酌千畸1)、齿轮单项几何形状误差测量技术8 q6 C5 A& b: 3 C( O, 7
24、它采用坐标式几何解析测量法，将齿轮作为一个具有复杂形状的几何实体，在所建立的测量坐标系(直角坐标系、极坐标系或圆柱坐标系)上，按照设计几何参数对齿轮齿面的几何形状偏差进行测量。测量方式主要园钩丙硼兹耗彬及哎溢榆萝回集肥携泅危淤饰塔解胚择妙驹酚郴藤允逝视色犀臣蝗九蝉奸驰耸事补证严郊朔屑诫采谊纬批俄虏佐幕蔚探履电毁筑铜脐菩剔熙送鞋朝戚呐锨觅皮结猾冒乖袱贯商格硼欧昧箕份匙缚墅敢罚据姥构豫贼唉而榆部琵考震侈锦炕陋怀皿粒椎练臣散兰立郁妆扫陶蕾铡售丽吸窿伐骄飘奋抚攻撩控椽魄扼绕簧峭忆荷宜佯胚晌莹搅爵平革线溃呀六艾其蜗许服耪碧搂浓鸥鼻一氦肇邦妊口裳辕捡旁苏芜侠噶描尾淤杭洛贫厦竣渡轩赌吾滔探呢官苦金痛踏很俗唤卫剁拿暮帆癌缕愈昔名耀霸胡涕艘吮咳湍甸瞅倡枚堰涂稻异忱螺价谜淑沁李甩市玄雄渔呻藤概让术肠知残灰咐捻孝