2022年齿轮单项几何形状误差测量技术.docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 1、齿轮单项几何形状误差测量技术它采纳坐标式几何解读测量法,将齿轮作为一个具有复杂外形的几何实体,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,依据设计几何参数对齿轮齿面的几何外形偏差进行测量；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 实际轨迹或外形 和按设计参数所建立的抱负齿轮齿面上相应点的理论位置坐标 理论轨迹或外形 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；测量的误差工程是齿轮的单项几何偏差,以齿廓

2、、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、运算机技术的进展,特殊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工程的测量得到了推广；单项几何偏差测量的优点是便于对齿轮特殊是首件 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；2、齿轮综合误差测量技术它采纳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

3、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工程；近年来仍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进展；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准时监控；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 的 齿 轮 测 量 技 术 也 在 不 断 细 化 、 丰 富 、 更 新 、 提 高 ；3、齿轮整体误差测量技术它所

4、基于的齿轮整体误差理论,是由我国机床工具行业、特殊是成都工具讨论所的科 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,或采纳坐标式几何解读法对其单项几何精度进行测量,并按齿轮啮合传动次序和位置 ,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,采纳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、精确的评定齿轮质量和齿 轮加工工艺的分析和诊断；齿轮

5、整体误差测量技术是对传统齿轮测量技术的继承和进展；特殊是采纳单面啮合、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,特殊适合批量产品齿轮精度的检测与质量的 掌握；在汽车齿轮要求 100%全部检测的态势下,这种由我国第一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,成都工具讨论所开发的锥齿轮整体误差测量技术曾于 90 岁月转让给德国KLINGELNBERG公司；德国FRENCO 公司近年推向市场的齿轮单面啮合滚动点扫描测量 仪器,采用了完全类同的技术 ；4、齿轮在机测量技术该技术近年来有了较快的进展,是一个重要进展趋势；直接将齿轮测

6、量装置集成于齿 轮加工机床,齿轮试切或加工后不用拆卸,立刻在机床上进行在机测量,依据测量结果对机床 或滚轮 参数准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,特殊具有重要意义；德国KAPP 厂的数控磨齿机就名师归纳总结 是一个典型代表；CNC 齿轮加工机床的快速进展,为推动齿轮在机测量技术的应用和进展第 1 页,共 4 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 提供了可靠的工作平台；5、齿轮激光测量技术通常是指在齿轮的几何尺寸和外形位置精度的测量中,采纳了激光技术,包括采纳激光测长系统 如采纳双频激光干涉仪作

7、为齿轮测量仪器的长度基准或传感器 、激光测量头系统 如采纳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 如采纳激光全息技术对齿轮的齿面几何外形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,采纳激光测量系统作为其长度坐标测量系统；为了正确测量和评定产品质量,齿轮测量仪器通常应依据我国国家标准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工程、精度评定方法 以及规定的公差,对产品齿轮进行快速、高效、牢靠的测量；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

8、量精度工程也应不断有所进展,齿轮测量仪器也应有所创新,使测量功能不断增强,以满意新的需求；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,以及运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,特殊是近年来信息技术、运算机技术、精密机械制造技术以及精密测量技术的进展,推动了齿轮测量仪器的研制与开发；1CNC齿轮测量中心从上世纪80 岁月开头,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岁月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、运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

9、测量仪器进展中的一个里程碑；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,其特点是采纳了专利的三维数字式高精度光栅测量头 使用了HEINDENHAIN 的超高精度光栅 ；性能稳固的优质铸铁床身,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试验室选定,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

10、；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纳了直线电机驱动 ,仪器测量不确定度为2 m；德国MAHR 的 GMX275 采纳的模拟量测量头,可选择扫描或单点采样方式,可以按 仪器测量不确定度在测量空间内为0.1 间距转动,使测头的测尖能处于被测齿面的法面上,2.3 m+L/200；齿轮测量中心除了能测量圆柱渐开线齿轮,仍能测量齿轮滚刀,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,大多仍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

11、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 将试切锥齿轮几何外形的测量信息,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 惋惜目前仍未见国内应用的相关报道 ；选用相关软件,仍能用于反求工程对工件参数进行测定；高精度和一机多能的特点,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静后近年来亮相频繁；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；特殊值得一提的是最近在国内参展亮相的东京技术仪器公

12、司Tokyo Technical Instruments Inc. ；在 2003 年底上名师归纳总结 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 齿轮检测第 2 页,共 4 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 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 0.03 m,仪器测量重复性达到 0.5 m；除了能对渐开线齿轮高精度测量外,该仪器仍能对齿轮刀具 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

13、；近年来,国产 CNC 齿轮测量中心有了长足的进展,哈尔滨量具刃具厂、哈尔滨精达公司都先后胜利开发出了系列产品；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,进展引人瞩目,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才能；不过在仪器精度、稳固性,特殊在测量软件 如弧锥齿轮的测量软件 、仪器故障诊断功能等方面,和国外仍有肯定差距；2齿轮啮合检查仪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

14、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；成都工具讨论所研制的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；它的特点是采纳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仪,它采纳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

15、.54.5 m,测量重复性为 23 m；测量时间 1 2 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；成都工具讨论所生产的 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纳了自行开发的专利技术,仪器测量重复性可高达12 m,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,通常为 5 10 分钟；2、齿轮双面啮合检查仪 近年来,由于运算机、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

16、水平有了质的转变,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,仍能对毛刺、划伤、磕碰等缺陷进行判定；随着信息产业的进展,信息、办公机器以及照相机、玩具行业等用小模数齿轮 特殊是塑料齿轮 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

17、和中心距平均值外,仍能对基准测量 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、具有运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高校合作,名师归纳总结 胜利研制出国产CNC 锥齿轮滚动检验机,为赶超国外先进水平做出了奉献；小模数齿轮刀第 3 页,共 4 页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、- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 内外直 /斜圆柱齿轮副、锥齿轮副、端面齿轮副等的传动误差,仪器辨论率为 1 角秒；3齿激轮光在线测量测分量选机4齿轮仪5超精密三坐标测量机名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 4 页