齿轮综合测量方法

1、2010-04-251报告人：汤报告人：汤 洁洁指指 导：石照耀导：石照耀齿轮综合测量齿轮综合测量20102010年全国齿轮精度、误差分析、测量及量具量仪最新技术培训及研讨会年全国齿轮精度、误差分析、测量及量具量仪最新技术培训及研讨会 2010-04-2522010-04-253综合测量作为齿轮测量主要检验方式之一，以齿综合测量作为齿轮测量主要检验方式之一，以齿轮精度理论的误差运动学为基础的，将齿轮看作轮精度理论的误差运动学为基础的，将齿轮看作刚体刚体, , 认为齿轮不仅是几何体认为齿轮不仅是几何体, , 也是个传动件也是个传动件, , 并认为齿轮误差在啮合运动中是通过啮合线方向并认为齿轮误差

2、在啮合运动中是通过啮合线方向以以啮合线增量啮合线增量来影响齿轮的传动特性来影响齿轮的传动特性, , 因此啮合因此啮合运动误差反映了齿面误差信息。运动误差反映了齿面误差信息。齿轮综合测量的情形和在实际使用中的情形比较齿轮综合测量的情形和在实际使用中的情形比较接近，所反映的是齿轮在工作时所出现的各要素接近，所反映的是齿轮在工作时所出现的各要素偏差的综合结果。因此，相对于单项测量，综合偏差的综合结果。因此，相对于单项测量，综合测量能比较全面地说明齿轮的使用质量。测量能比较全面地说明齿轮的使用质量。2010-04-2541 1 单啮测量单啮测量 2 2 双啮测量双啮测量主要内容主要内容2010-04-

3、2551 1 单啮测量单啮测量1 1.1 1 误差项定义误差项定义1.2 常用测量方法及仪器常用测量方法及仪器1.3 误差曲线分析及数据处理误差曲线分析及数据处理1.4 产品齿轮与测量齿轮副的检测产品齿轮与测量齿轮副的检测1.5 5 应用举例应用举例2010-04-256误差项定义误差项定义1.1切向综合偏差切向综合偏差2010-04-257误差项定义误差项定义1.1切向综合偏差切向综合偏差2010-04-258常用测量方法及仪器常用测量方法及仪器1.22010-04-259常用测量方法及仪器常用测量方法及仪器1.2单面啮合测量单面啮合测量摩擦盘式摩擦盘式惯性式惯性式光栅式光栅式磁分度式磁分度

4、式2010-04-2510常用测量方法及仪器常用测量方法及仪器1.2摩擦盘式单啮仪摩擦盘式单啮仪德国德国Mahr896Mahr896、日本大阪精机、日本大阪精机OFR-20OFR-202010-04-2511惯性式单啮仪惯性式单啮仪首台惯性式单啮仪首台惯性式单啮仪由德国由德国亚琛工业大学研发亚琛工业大学研发2010-04-2512惯性式单啮仪（地震式单啮仪）惯性式单啮仪（地震式单啮仪）成都工具研究所研制的地震式单啮仪的测量原理是在被测齿轮和成都工具研究所研制的地震式单啮仪的测量原理是在被测齿轮和测量齿轮的轴上，分别安装扭转振动传感器。被测齿轮存在偏差测量齿轮的轴上，分别安装扭转振动传感器。被测

5、齿轮存在偏差时，将使齿轮副传动不均匀，也就是齿轮传动的角加速度不等于时，将使齿轮副传动不均匀，也就是齿轮传动的角加速度不等于零。这时，传感器中传动绝对均匀的质量块相对同轴的齿轮产生零。这时，传感器中传动绝对均匀的质量块相对同轴的齿轮产生角位移，此角位移再经传感器中的电感仪转化为电信号。两路电角位移，此角位移再经传感器中的电感仪转化为电信号。两路电信号经加法器处理，放大后由记录器记录，便得到被测齿轮的偏信号经加法器处理，放大后由记录器记录，便得到被测齿轮的偏差。差。这种单啮仪由于不需和轴系严格同轴安装测角装置、分辨率高等这种单啮仪由于不需和轴系严格同轴安装测角装置、分辨率高等优点，一开始就受到很

6、多国家的重视，但它并没有成为广泛应用优点，一开始就受到很多国家的重视，但它并没有成为广泛应用的产品，其主要有两个原因，一是受地震仪固有频率的限制；二的产品，其主要有两个原因，一是受地震仪固有频率的限制；二是地震仪直接感受速度变化，测量角度时需要精密标定。是地震仪直接感受速度变化，测量角度时需要精密标定。 2010-04-2513常用测量方法及仪器常用测量方法及仪器1.2光栅式单啮仪光栅式单啮仪首台光栅式单啮仪由英国工程实验室研发首台光栅式单啮仪由英国工程实验室研发2010-04-2514常用测量方法及仪器常用测量方法及仪器1.2光栅式单啮仪光栅式单啮仪六十年代，随着光电技术的应用，精密测角技术

7、得到了飞速发展，给单六十年代，随着光电技术的应用，精密测角技术得到了飞速发展，给单面啮合技术中理论啮合运动的实现开拓了新的途径，到了六十年代末，面啮合技术中理论啮合运动的实现开拓了新的途径，到了六十年代末，应用光栅测角的光栅式单啮仪就投放市场，据有关资料报道，英国米克应用光栅测角的光栅式单啮仪就投放市场，据有关资料报道，英国米克伦公司于伦公司于1967年就成功开发了光栅式单啮仪。该仪器光栅由当时年就成功开发了光栅式单啮仪。该仪器光栅由当时英国工英国工程实验室程实验室（NEL）开发，精度达）开发，精度达2秒。除此之外还有秒。除此之外还有Klingelnberg生产的生产的PSKE-900光栅式单

8、啮仪。该类单啮仪的出现，不仅使精度得到了提高，光栅式单啮仪。该类单啮仪的出现，不仅使精度得到了提高，而且能实现各种速比的齿轮传动偏差测量，还具有测量锥齿轮副、蜗轮而且能实现各种速比的齿轮传动偏差测量，还具有测量锥齿轮副、蜗轮副的传动偏差的功能。副的传动偏差的功能。我国六十年代北京量具刀具厂等单位成功开发了采用测量蜗杆的单啮仪我国六十年代北京量具刀具厂等单位成功开发了采用测量蜗杆的单啮仪CD-320G，其，其测量原理测量原理是以理想的测量蜗杆代替测量齿轮，在测量蜗杆是以理想的测量蜗杆代替测量齿轮，在测量蜗杆和被测齿轮的轴上分别安装圆光栅盘，由电动机驱动蜗杆带动齿轮传动。和被测齿轮的轴上分别安装圆

9、光栅盘，由电动机驱动蜗杆带动齿轮传动。传动时，两光栅盘经指示光栅产生莫尔条纹，黑白莫尔条纹亮度的变化传动时，两光栅盘经指示光栅产生莫尔条纹，黑白莫尔条纹亮度的变化由光敏元件接受转换成电脉冲信号。为使两路光栅讯号能输入相位计比由光敏元件接受转换成电脉冲信号。为使两路光栅讯号能输入相位计比相，各路先经分频器分频，保证两路信号频率相等，比相后的相位差就相，各路先经分频器分频，保证两路信号频率相等，比相后的相位差就是被测齿轮的偏差。是被测齿轮的偏差。2010-04-2515常用测量方法及仪器常用测量方法及仪器1.2磁分度式单啮仪磁分度式单啮仪捷克捷克 TOS TosMo-200TOS TosMo-20

10、0；捷克；捷克 Stepanek IMOStepanek IMO在光栅式单啮仪发展的同时，也出现了其它原理的单面啮合检在光栅式单啮仪发展的同时，也出现了其它原理的单面啮合检查仪，如采用磁分度式单啮仪。日本在大型该齿机工作台上，查仪，如采用磁分度式单啮仪。日本在大型该齿机工作台上，加工出精密圆磁栅系统，用其测量转角来实现大齿轮单啮测量。加工出精密圆磁栅系统，用其测量转角来实现大齿轮单啮测量。磁分度式单啮仪与光栅式单啮仪的差别是以录有磁波的磁盘代磁分度式单啮仪与光栅式单啮仪的差别是以录有磁波的磁盘代替光栅盘，用磁头代替指示光栅，构成单啮仪的替光栅盘，用磁头代替指示光栅，构成单啮仪的标准发讯装置标准

11、发讯装置进行偏差测量。进行偏差测量。根据仪器对电磁感应信号的处理方法不同，磁分度式单啮仪可根据仪器对电磁感应信号的处理方法不同，磁分度式单啮仪可分为分频式和差频式两种。分为分频式和差频式两种。2010-04-2516常用测量方法及仪器常用测量方法及仪器1.2英国英国 Huddersfield Huddersfield 大学大学2010-04-2517误差曲线分析及数据处理误差曲线分析及数据处理1.3美国美国 NASANASA2010-04-2518产品齿轮与测量齿轮副的检测产品齿轮与测量齿轮副的检测1.41.4.1 直齿圆柱齿轮直齿圆柱齿轮直齿轮齿廓偏差的影响直齿轮齿廓偏差的影响2010-04

12、-2519产品齿轮与测量齿轮副的检测产品齿轮与测量齿轮副的检测1.4直齿轮齿廓偏差的影响直齿轮齿廓偏差的影响2010-04-2520产品齿轮与测量齿轮副的检测产品齿轮与测量齿轮副的检测1.4直齿轮齿距偏差的影响直齿轮齿距偏差的影响2010-04-2521产品齿轮与测量齿轮副的检测产品齿轮与测量齿轮副的检测1.4直齿轮螺旋线偏差的影响直齿轮螺旋线偏差的影响2010-04-2522产品齿轮与测量齿轮副的检测产品齿轮与测量齿轮副的检测1.4直齿轮重合度的影响直齿轮重合度的影响2010-04-2523产品齿轮与测量齿轮副的检测产品齿轮与测量齿轮副的检测1.41.4.2 斜齿圆柱齿轮斜齿圆柱齿轮2010

13、-04-2524产品齿轮与测量齿轮副的检测产品齿轮与测量齿轮副的检测1.4重合度的影响重合度的影响直齿轮直齿轮斜齿轮斜齿轮2010-04-2525应用举例应用举例1.5缺陷的识别和定位缺陷的识别和定位2010-04-2526应用举例应用举例1.5齿轮的选配啮合齿轮的选配啮合2010-04-2527应用举例应用举例1.5齿轮的选配啮合齿轮的选配啮合2010-04-25282.1 2.1 误差项定义误差项定义 2.2 2 常用测量方法及仪器常用测量方法及仪器2.3 3 误差评定、误差曲线分析及数据处理误差评定、误差曲线分析及数据处理2.4 4 双啮测量技术的发展双啮测量技术的发展2.5 5 测量齿

14、轮的设计与校核测量齿轮的设计与校核2 2 双啮测量双啮测量2010-04-2529能控制加工中易变的误差因素；能控制加工中易变的误差因素；能反映出接近齿轮工作状态下的使用质量情况；能反映出接近齿轮工作状态下的使用质量情况；是现代齿轮是现代齿轮批量生产中批量生产中最终控制齿轮精度和侧隙的最终控制齿轮精度和侧隙的最佳检验方法。最佳检验方法。双啮测量不仅能直接获取被检齿轮的径向综合偏差，双啮测量不仅能直接获取被检齿轮的径向综合偏差，能用双啮中心距偏差代替齿厚偏差来控制侧隙，还能用双啮中心距偏差代替齿厚偏差来控制侧隙，还能通过被测齿轮与测量齿轮的对滚来检测齿轮副的能通过被测齿轮与测量齿轮的对滚来检测齿

15、轮副的接触斑点，既经济高效，又比较真实的反映齿轮的接触斑点，既经济高效，又比较真实的反映齿轮的使用质量，使用质量，非常适合齿轮的现场检验非常适合齿轮的现场检验。 双啮测量双啮测量2010-04-2530误差项定义误差项定义2.1径向综合偏差曲线径向综合偏差曲线 2010-04-2531径向综合偏差径向综合偏差 ：即被测齿轮与理想精确：即被测齿轮与理想精确的测量齿轮双面啮合时，在被测齿轮一转内的测量齿轮双面啮合时，在被测齿轮一转内的双啮中心距的最大变动量。它反映了由几的双啮中心距的最大变动量。它反映了由几何偏心所产生的长周期误差；何偏心所产生的长周期误差；一齿径向综合偏差一齿径向综合偏差 ：即被

16、测齿轮与理想：即被测齿轮与理想精确的测量齿轮双面啮合时，在被测齿轮一精确的测量齿轮双面啮合时，在被测齿轮一齿距角内的双啮中心距的最大变动量。一般齿距角内的双啮中心距的最大变动量。一般用来对传动中的平稳性进行评定。用来对传动中的平稳性进行评定。iFif误差项定义误差项定义2.12010-04-2532误差项定义误差项定义2.12010-04-2533误差项定义误差项定义2.1检测半径（检测半径（test radiustest radius）从径向综从径向综合偏差得到的齿厚偏差的代用项目。径向合偏差得到的齿厚偏差的代用项目。径向综合测量齿厚的优点是测得的是功能齿厚，综合测量齿厚的优点是测得的是功能

17、齿厚，包括了齿的所有偏差的影响。如果工件的包括了齿的所有偏差的影响。如果工件的尺寸允许，所需工装也适用，则径向综合尺寸允许，所需工装也适用，则径向综合测量是测量齿厚的最好方法。测量是测量齿厚的最好方法。 2010-04-2534齿轮双面啮合测量原理：以被测齿轮回转齿轮双面啮合测量原理：以被测齿轮回转轴线为基准，用径向拉力弹簧使被测齿轮轴线为基准，用径向拉力弹簧使被测齿轮与测量齿轮作无侧隙的双面啮合传动，被与测量齿轮作无侧隙的双面啮合传动，被测齿轮的双啮偏差转化为中心距的连续变测齿轮的双啮偏差转化为中心距的连续变动记录成径向综合曲线。动记录成径向综合曲线。如图所示，在一个基座上，安装有一个固如图

18、所示，在一个基座上，安装有一个固定测量架和一个浮动测量架，测量齿轮安定测量架和一个浮动测量架，测量齿轮安装在固定测量架的芯轴上，被测齿轮安装装在固定测量架的芯轴上，被测齿轮安装在浮动测量滑架的芯轴上。当被测齿轮和在浮动测量滑架的芯轴上。当被测齿轮和测量齿轮进行无侧隙啮合转动时，被测齿测量齿轮进行无侧隙啮合转动时，被测齿轮齿形、齿距或者节线偏心的误差都会导轮齿形、齿距或者节线偏心的误差都会导致双啮仪中心距发生变动，其变动量由数致双啮仪中心距发生变动，其变动量由数字指示表进行记录处理。字指示表进行记录处理。 常用测量方法及仪器常用测量方法及仪器2.2双啮测量原理双啮测量原理 （直接测量）2010-

19、04-2535常用测量方法及仪器常用测量方法及仪器2.2德国德国FrencoFrenco生产的生产的URM898URM898；德国德国HommelHommel的的ZWG 8305ZWG 8305；德国德国MahrMahr的的894894、896896、898898；美国美国Gleason M&MGleason M&M生产的生产的GRS-2GRS-2齿轮双啮测量系统；齿轮双啮测量系统；日本东京技术仪器（日本东京技术仪器（TTITTI）的）的TF-40NCTF-40NC；日本大阪精机日本大阪精机GTR-4PCGTR-4PC；日本日本NiTMNiTM的的DF-10MTDF-10MT；

20、哈量的哈量的3100A3100A。双啮仪双啮仪2010-04-2536常用测量方法及仪器常用测量方法及仪器2.2双啮仪双啮仪URM898 3100A GTR-4 GRS-2 TF-40 2010-04-2537双啮测量中需注意的问题：双啮测量中需注意的问题：测量力测量力测量齿轮测量齿轮仪器校准仪器校准平行度校准平行度校准小模数齿轮双啮测量的操作小模数齿轮双啮测量的操作常用测量方法及仪器常用测量方法及仪器2.22010-04-2538双啮径向综合偏差曲线双啮径向综合偏差曲线 误差评定、误差曲线分析及数据处理误差评定、误差曲线分析及数据处理2.32010-04-2539齿厚的测量齿厚的测量 误差评

21、定、误差曲线分析及数据处理误差评定、误差曲线分析及数据处理2.3齿厚游标卡尺等测齿厚；齿厚游标卡尺等测齿厚；公法线长度；公法线长度；测定跨球（圆柱）尺寸测定跨球（圆柱）尺寸MM值；值；径向综合啮合检测测量齿厚径向综合啮合检测测量齿厚检测半径检测半径 (test radius)(test radius) 2010-04-25402010-04-25412010-04-2542误差评定、误差曲线分析及数据处理误差评定、误差曲线分析及数据处理2.3径向综合偏差的本质径向综合偏差的本质cossin21111eFFaRLFFRRLsin2FFTRLcos22010-04-2543齿轮双啮测量中，误差项的

22、评定是根据测量齿轮双啮测量中，误差项的评定是根据测量到的误差曲线来进行的。到的误差曲线来进行的。严格地说，误差曲线反映的是测量齿轮与被严格地说，误差曲线反映的是测量齿轮与被测齿轮以及仪器的误差在径向相叠加综合影测齿轮以及仪器的误差在径向相叠加综合影响的结果。响的结果。另外误差曲线中有时可看到突跳点的情况，另外误差曲线中有时可看到突跳点的情况，反映的是个别齿上的局部缺陷，不对测量结反映的是个别齿上的局部缺陷，不对测量结果的评定产生直接影响。果的评定产生直接影响。 误差评定、误差曲线分析及数据处理误差评定、误差曲线分析及数据处理2.32010-04-2544误差评定、误差曲线分析及数据处理误差评定

23、、误差曲线分析及数据处理2.3进一步观察和分析进一步观察和分析被测齿轮的误差在整个测量过程中表现为按被测齿轮的误差在整个测量过程中表现为按一定规律变化，周期性出现的可称为一定规律变化，周期性出现的可称为“周期周期性系统误差性系统误差”；出现突跳点时，虽然在一个测量周期中只出出现突跳点时，虽然在一个测量周期中只出现一次，表现为瞬态形式，但从测量的长期现一次，表现为瞬态形式，但从测量的长期性来看，它的发生有具有必然性，属于系统性来看，它的发生有具有必然性，属于系统误差范畴，可称为误差范畴，可称为“瞬态系统误差瞬态系统误差”。2010-04-2545误差评定、误差曲线分析及数据处理误差评定、误差曲线

24、分析及数据处理2.32010-04-2546误差评定、误差曲线分析及数据处理误差评定、误差曲线分析及数据处理2.3在双啮测量中对结果的评定主要根据误差项来在双啮测量中对结果的评定主要根据误差项来进行的，可见，误差项是影响双啮测量精度的进行的，可见，误差项是影响双啮测量精度的主要因素。因此测量齿轮的设计和制造非常关主要因素。因此测量齿轮的设计和制造非常关键。键。测量结果中的误差项反映的是齿轮局部个别齿测量结果中的误差项反映的是齿轮局部个别齿上的缺陷，其存在将会为齿轮的使用埋下故障上的缺陷，其存在将会为齿轮的使用埋下故障隐患，而且有时测量中的值表现很小，往往很隐患，而且有时测量中的值表现很小，往往

25、很难通过简单的观察来发现其存在的位置。难通过简单的观察来发现其存在的位置。2010-04-2547误差评定、误差曲线分析及数据处理误差评定、误差曲线分析及数据处理2.3一般情况下，在双啮测量中，因为仪器和测量齿一般情况下，在双啮测量中，因为仪器和测量齿轮的误差相对都很小，所以通常把双啮曲线看作轮的误差相对都很小，所以通常把双啮曲线看作被测齿轮的误差曲线。被测齿轮的误差曲线。当被测齿轮与测量齿轮紧密双面啮合滚动时，由当被测齿轮与测量齿轮紧密双面啮合滚动时，由于齿圈跳动、齿形偏差、齿距偏差、基节偏差、于齿圈跳动、齿形偏差、齿距偏差、基节偏差、压力角偏差及齿厚偏差等引起双啮中心距的变化，压力角偏差及

26、齿厚偏差等引起双啮中心距的变化，综合地反映出齿轮的传动质量，具体参数即标准综合地反映出齿轮的传动质量，具体参数即标准中的径向综合偏差和径向一齿综合偏差。中的径向综合偏差和径向一齿综合偏差。2010-04-2548误差评定、误差曲线分析及数据处理误差评定、误差曲线分析及数据处理2.3对于曲线上个别的突跳点，一般分为两种情况：对于曲线上个别的突跳点，一般分为两种情况：1 1）当出现正方向的突跳点时，表示齿面上有脏物、）当出现正方向的突跳点时，表示齿面上有脏物、毛刺或碰伤而造成凸起；毛刺或碰伤而造成凸起；2 2）当出现负方向的突跳点时，是因为齿面有凹痕，）当出现负方向的突跳点时，是因为齿面有凹痕，故

27、图中呈现负突跳点表示该处齿面有凹陷等缺陷。故图中呈现负突跳点表示该处齿面有凹陷等缺陷。22010-04-2549误差评定、误差曲线分析及数据处理误差评定、误差曲线分析及数据处理2.32010-04-2550误差评定、误差曲线分析及数据处理误差评定、误差曲线分析及数据处理2.3径向综合偏差的解释径向综合偏差的解释2010-04-2551误差评定、误差曲线分析及数据处理误差评定、误差曲线分析及数据处理2.3径向综合偏差与切向综合误差径向综合偏差与切向综合误差齿轮的径向综合偏差受左、右齿面齿轮的径向综合偏差受左、右齿面切向综合偏差影响很大。因此切向综合偏差影响很大。因此, , 我我们可以在齿轮整体误

28、差测量仪器上们可以在齿轮整体误差测量仪器上, , 测量齿轮左、右齿面相对零位的切测量齿轮左、右齿面相对零位的切向综合偏差值。经计算机处理后向综合偏差值。经计算机处理后, , 可获得切向综合偏差曲线可获得切向综合偏差曲线, , 见图见图a a。根据左、右齿面两条切向综合偏差根据左、右齿面两条切向综合偏差曲线间的距离变化曲线间的距离变化, , 考虑径向和切考虑径向和切向计值方向的不同而乘以换算系数向计值方向的不同而乘以换算系数后后, , 即可获得图即可获得图b b的一条径向综合偏的一条径向综合偏差曲线。差曲线。 与与 和和 的关系如的关系如下下( (设压力角设压力角a= 20a= 20) )：(

29、(a)a)切向综合曲线切向综合曲线( (b)b)径向综合曲线径向综合曲线 iFiRFiLF2iRiLiFFFtg2010-04-2552间接测量法间接测量法在测量齿轮时，用整体误差测量仪通过正反转分别在测量齿轮时，用整体误差测量仪通过正反转分别测量轮齿左右两侧的偏差得到切向综合偏差，然后测量轮齿左右两侧的偏差得到切向综合偏差，然后进行叠加处理得到被测齿轮的径向综合偏差。进行叠加处理得到被测齿轮的径向综合偏差。也可以利用齿轮测量中心分别获得被测齿轮各轮齿也可以利用齿轮测量中心分别获得被测齿轮各轮齿的误差，然后进行数据处理也可以得到径向综合偏的误差，然后进行数据处理也可以得到径向综合偏差。属于这类

30、方法的测量仪器的齿轮测量中心、单差。属于这类方法的测量仪器的齿轮测量中心、单啮仪和整体误差测量仪。典型仪器有成都工具所的啮仪和整体误差测量仪。典型仪器有成都工具所的整体误差测量仪整体误差测量仪CZ-150CZ-150和和CZ-450CZ-450。 2010-04-2553双啮测量技术的发展双啮测量技术的发展2.4传统的双啮仪，由于是纯机械装置，检测时需人工转动、人传统的双啮仪，由于是纯机械装置，检测时需人工转动、人工读数、检测效率低、人为误差大，对齿轮质量的影响较大。工读数、检测效率低、人为误差大，对齿轮质量的影响较大。近年来由于计算机技术、精密光栅传感器、数控技术以及信近年来由于计算机技术、

31、精密光栅传感器、数控技术以及信息处理技术的发展和应用息处理技术的发展和应用, ,传统齿轮双面啮合检查仪传统齿轮双面啮合检查仪, ,经过技经过技术改造提升术改造提升, ,整体水平有了质的改变整体水平有了质的改变, ,分析功能增强。分析功能增强。过去的研究主要集中在两个方面：一是采用微电子与计算机过去的研究主要集中在两个方面：一是采用微电子与计算机技术，使测量过程自动化，并对测量结果进行各种分析处理；技术，使测量过程自动化，并对测量结果进行各种分析处理；其二是研究该测量方法所蕴涵与掩盖的信息量，通过改变测其二是研究该测量方法所蕴涵与掩盖的信息量，通过改变测量齿轮（测量蜗杆或测量齿条）的结构形式，尽

32、可能多地挖量齿轮（测量蜗杆或测量齿条）的结构形式，尽可能多地挖掘出新的齿轮误差信息。近年来已经从径向综合偏差中分解掘出新的齿轮误差信息。近年来已经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，并且增加出径向综合螺旋角偏差和径向综合齿向锥度偏差，并且增加了偏差的频谱分析测量项目，有效地发挥了齿轮双面啮合测了偏差的频谱分析测量项目，有效地发挥了齿轮双面啮合测量技术的作用。量技术的作用。2010-04-2554双啮测量技术的发展双啮测量技术的发展2.4近年来，伴随汽、摩齿轮的发展，齿轮的现场分选检测技术近年来，伴随汽、摩齿轮的发展，齿轮的现场分选检测技术应运而生，所采用的也是双面啮

33、合测量技术。应运而生，所采用的也是双面啮合测量技术。由由SIMENSSIMENS公司制造的公司制造的MOOREMOORE齿轮检测仪就是典型的代表。它采齿轮检测仪就是典型的代表。它采用特殊的二维测量机构和特别的用特殊的二维测量机构和特别的 GimbalGimbal标准齿轮，不仅能进标准齿轮，不仅能进行径向综合误差项的测量，还可获得齿向锥度偏差和齿向螺行径向综合误差项的测量，还可获得齿向锥度偏差和齿向螺旋线偏差；并且能对齿轮毛刺的位置进行判定；配置的计算旋线偏差；并且能对齿轮毛刺的位置进行判定；配置的计算机数据处理系统和（机数据处理系统和（SPCSPC）统计分析软件统计分析软件, ,能对齿轮加工过

34、程能对齿轮加工过程和工艺状况进行监测和预报。和工艺状况进行监测和预报。 国内由北京工业大学和哈量联合研制成功齿轮在线测量机。国内由北京工业大学和哈量联合研制成功齿轮在线测量机。2010-04-2555测量齿轮的设计与校核测量齿轮的设计与校核2.5双啮测量使用的标准元件包括测量齿轮、测量蜗杆和测量齿条。双啮双啮测量使用的标准元件包括测量齿轮、测量蜗杆和测量齿条。双啮仪主要采用测量齿轮。仪主要采用测量齿轮。由上面分析可知，综合测量的精度，除仪器本身的精度外，还取决于由上面分析可知，综合测量的精度，除仪器本身的精度外，还取决于测量齿轮的结构和精度。测量齿轮的结构和精度。测量齿轮的结构要素分为基本要素

35、和辅助要素两种。测量齿轮的结构要素分为基本要素和辅助要素两种。基本要素基本要素是指确是指确定正确啮合条件的那些要素，如齿数、齿顶圆直径、齿根圆直径、齿定正确啮合条件的那些要素，如齿数、齿顶圆直径、齿根圆直径、齿厚等；厚等；辅助要素辅助要素是指孔、基准端面和齿圈宽度。是指孔、基准端面和齿圈宽度。目前，齿轮行业迅速发展，对齿轮的要求也愈来愈严，要求齿轮进行目前，齿轮行业迅速发展，对齿轮的要求也愈来愈严，要求齿轮进行100100检测，这正是综合测量发挥特点和优点的大好时机，测量齿轮检测，这正是综合测量发挥特点和优点的大好时机，测量齿轮的设计和验算无疑是实现该测量技术关键的环节之一。如何快速、准的设计

36、和验算无疑是实现该测量技术关键的环节之一。如何快速、准确、可靠地设计与验算测量齿轮对于双啮测量技术的普及和应用以及确、可靠地设计与验算测量齿轮对于双啮测量技术的普及和应用以及能否最大限度地揭露被测齿轮的加工误差具有重要的意义。能否最大限度地揭露被测齿轮的加工误差具有重要的意义。 2010-04-2556测量齿轮的设计与校核测量齿轮的设计与校核2.5国内外关于测量齿轮的设计没有统一标准，只有一些齿轮行国内外关于测量齿轮的设计没有统一标准，只有一些齿轮行业比较认同的设计原则。业比较认同的设计原则。我国目前大多数齿轮生产厂家都是结合自己产品特色采用不我国目前大多数齿轮生产厂家都是结合自己产品特色采用

37、不同的设计方法自己进行测量齿轮的设计，保持同的设计方法自己进行测量齿轮的设计，保持“一种产品对一种产品对应一种测量齿轮应一种测量齿轮”的处境，或者根据自身设计意图，要求国的处境，或者根据自身设计意图，要求国外测量齿轮制造商进行设计制造或者直接购买，这种状况不外测量齿轮制造商进行设计制造或者直接购买，这种状况不仅使齿轮生厂商之间和用户之间的沟通（测量、检验、交货仅使齿轮生厂商之间和用户之间的沟通（测量、检验、交货等问题）变得比较困难，而且造成测量齿轮成本增加、种类等问题）变得比较困难，而且造成测量齿轮成本增加、种类繁多、管理混乱、利用率不高、浪费严重等问题。繁多、管理混乱、利用率不高、浪费严重等

38、问题。因此，测量齿轮的设计和验算成为齿轮各界关心和关注的问因此，测量齿轮的设计和验算成为齿轮各界关心和关注的问题之一。题之一。 2010-04-2557测量齿轮的设计与校核测量齿轮的设计与校核2.5测量齿轮的特点测量齿轮的特点（1 1）齿顶圆半径的确定应保证测量时的啮合长度大于工作时的啮合）齿顶圆半径的确定应保证测量时的啮合长度大于工作时的啮合长度，中模数齿轮取大于长度，中模数齿轮取大于0.250.25mmmm，但不能与被测齿轮的齿根接触；但不能与被测齿轮的齿根接触；（2 2）齿数最好取等于或大于与被测齿轮的相配齿轮齿数，同时保证）齿数最好取等于或大于与被测齿轮的相配齿轮齿数，同时保证被测齿轮

39、的齿顶与测量齿轮的齿根无边缘啮合；被测齿轮的齿顶与测量齿轮的齿根无边缘啮合；（3 3）齿根圆半径的选择应保证不与被测齿轮齿顶相接触，一般取大）齿根圆半径的选择应保证不与被测齿轮齿顶相接触，一般取大于或等于法向模数的十分之一的径向间隙；于或等于法向模数的十分之一的径向间隙；（4 4）被测齿轮和测量齿轮的啮合角与被测齿轮和相配齿轮的啮合角）被测齿轮和测量齿轮的啮合角与被测齿轮和相配齿轮的啮合角之差必须在范围内；之差必须在范围内；（5 5）齿顶厚度应大于法向模数的十分之四，否则应减小外径；）齿顶厚度应大于法向模数的十分之四，否则应减小外径；（6 6）齿宽通常比被测齿轮宽大）齿宽通常比被测齿轮宽大24

40、24mmmm；（7 7）测量齿轮的精度高于被测齿轮测量齿轮的精度高于被测齿轮2323级。级。2010-04-2558测量齿轮的设计与校核测量齿轮的设计与校核2.5测量齿轮设计方法测量齿轮设计方法测量齿轮的设计方法比较多，常见的有如下几种：测量齿轮的设计方法比较多，常见的有如下几种：（1 1）先规定测量齿轮分度圆弧尺厚的常规计算方法，用这种方）先规定测量齿轮分度圆弧尺厚的常规计算方法，用这种方法计算的双啮测量齿轮，双啮检验时的啮合角近似等于刀具原法计算的双啮测量齿轮，双啮检验时的啮合角近似等于刀具原始齿形的齿形角（被测齿轮压力角），用这种测量齿轮双啮检始齿形的齿形角（被测齿轮压力角），用这种测量

41、齿轮双啮检验时，不能反映切向误差；验时，不能反映切向误差；（2 2）先规定双啮检验时啮合角的计算方法；）先规定双啮检验时啮合角的计算方法；（3 3）取测量齿轮齿厚等于配对齿轮分度圆弧齿厚公称值与齿厚）取测量齿轮齿厚等于配对齿轮分度圆弧齿厚公称值与齿厚上偏差数值之和的设计方法；上偏差数值之和的设计方法；（4 4）取测量齿轮齿厚等于配对齿轮分度圆弧齿厚公称值且考虑）取测量齿轮齿厚等于配对齿轮分度圆弧齿厚公称值且考虑被测齿轮公法线长度上下偏差及测量齿轮公法线长度磨损量的被测齿轮公法线长度上下偏差及测量齿轮公法线长度磨损量的设计方法。设计方法。 2010-04-2559测量齿轮的设计与校核测量齿轮的设

42、计与校核2.5测量齿轮设计算法测量齿轮设计算法下面介绍采用先确定变位系数或法向分圆弧齿厚下面介绍采用先确定变位系数或法向分圆弧齿厚的设计方法，具体公式和步骤如下：的设计方法，具体公式和步骤如下：2010-04-25602010-04-25612 2测量齿轮齿数测量齿轮齿数测量齿轮的齿数最好取得等于相配齿轮的齿数测量齿轮的齿数最好取得等于相配齿轮的齿数z1z1，或大于或大于z1z1。齿数选齿数选择的是否合适，要按有无边缘啮合这个条件进行验算。被测齿轮的齿择的是否合适，要按有无边缘啮合这个条件进行验算。被测齿轮的齿顶与测量齿轮的齿根无边缘啮合的条件，可用下式表示：顶与测量齿轮的齿根无边缘啮合的条件

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测量齿轮的设计与校核测量齿轮的设计与校核2.5测量齿轮验算测量齿轮验算测量齿轮验算是指对新设计的测量齿轮或已有测量齿测量齿轮验算是指对新设计的测量齿轮或已有测量齿轮进行验算，判断能否满足双啮测量条件或者用于其轮进行验算，判断能否满足双啮测量条件或者用于其他同类工件齿轮的双啮测量。他同类工件齿轮的双啮测量。设计理论是无测隙啮合理论，选用通用测量齿轮时，设计理论是无测隙啮合理论，选用通用测量齿轮时，应进行如下验算：应进行如下验算：1.1.被测齿轮的结构尺寸应满足下式：被测齿轮的结构尺寸应满足下式：