錐齒輪測量技術(shù)的最新進展

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1、錐齒輪測量技術(shù)的最新進展錐齒輪傳動機構(gòu)在汽車、直升飛機、機床及電動工具制造業(yè)中，得到了廣泛的應(yīng)用。不同的用途對錐齒輪性能質(zhì)量的要求也不同，歸納起來包括：①有良好的接觸區(qū)，能可靠的傳遞動力扭矩；②有良好匹配的幾何形狀，能平穩(wěn)的傳遞運動，從而保證載荷均勻、傳動平穩(wěn)、振動小、噪音低工廠通常采用雙嚙儀及檢測接觸斑點的滾動檢查儀來控制錐齒輪的質(zhì)量，但實際上很難精確判定錐齒輪的使用性能。　　錐齒輪的精度測量方法和圓柱齒輪類同，通常可分為三種：①坐標(biāo)式幾何解析測量法。即把錐齒輪作為一個幾何實體，對其幾何元素分別進行單項幾何精度的測量；齒輪測量中心是其主要測量儀器。②嚙合式綜合

2、精度測量法。即把錐齒輪作為一個傳動元件，對其傳動精度、接觸斑點、振動噪音進行綜合測量。其測量儀器主要有錐齒輪單面嚙合檢查儀、錐齒輪雙面嚙合測量儀及錐齒輪滾動檢驗機。③錐齒輪整體誤差測量法。它將錐齒輪作為一個用于實現(xiàn)傳動功能的幾何實體，或用坐標(biāo)測量法按單項幾何精度測量方式測量出錐齒輪的整體誤差，實現(xiàn)錐齒輪單項幾何誤差和傳動精度、質(zhì)量之間內(nèi)在聯(lián)系的分析研究；或按單面嚙合測量方式、采用嚙合點掃描測量方法，對錐齒輪的整體誤差進行測量，得到錐齒輪的綜合運動精度、接觸斑點以及各單項幾何精度。因此，錐齒輪整體誤差測量法是前兩種測量方法的集成和發(fā)展?！　‰S著坐標(biāo)測量技術(shù)、計算機

3、控制與測量技術(shù)的發(fā)展，近年來對錐齒輪整體誤差測量技術(shù)的研究得到很快的發(fā)展。由于齒輪測量中心等圓柱式多坐標(biāo)多功能測量儀器的測量性能、數(shù)據(jù)處理能力的提高，錐齒輪的坐標(biāo)式幾何解析測量技術(shù)，已由單項幾何誤差測量發(fā)展到錐齒輪整體誤差測量，提高了錐齒輪設(shè)計、加工、精度質(zhì)量的檢測判定以及使用性能的預(yù)測等整個錐齒輪制造技術(shù)的水平。由我國自行開發(fā)、基于“可控點運動—幾何測量原理”的錐齒輪單面嚙合點掃描測量技術(shù)及基于該技術(shù)開發(fā)的錐齒輪整體誤差測量儀，也正在更多地走向生產(chǎn)第一線，使我國錐齒輪測量理論、測量技術(shù)的實際應(yīng)用得到了進一步的提高和發(fā)展?！　?錐齒輪精度主要測量方法及儀器　　2

4、．1坐標(biāo)式幾何解析測量方法及儀器　　機械展成坐標(biāo)式直錐齒輪測量儀較早就有產(chǎn)品，以瑞士馬格KP42型為代表，精度很高但結(jié)構(gòu)復(fù)雜。自1990年前后，CNC齒輪測量中心推向市場，坐標(biāo)式弧錐齒輪幾何形狀誤差測量方法才有了迅速發(fā)展并得到推廣應(yīng)用?，F(xiàn)今市場上國外的齒輪測量中心，無論是德國克林伯格的P63，還是美國格里森/馬爾的GMX275、M＆M的西格馬3，都已具備了測量錐齒輪的功能。這些儀器都達到VDI/VDE等級規(guī)定的1級，空間測量不確定度在2微米以上；可對錐齒輪的單項幾何誤差進行檢測，如齒距偏差（包括單個齒距偏差、齒距累計偏差、齒距累計總偏差）、齒廓偏差（包括齒廓總偏

5、差、齒廓形狀偏差、齒廓傾斜偏差）、齒向偏差（包括齒向總偏差、齒向形狀偏差、齒向傾斜偏差）并可輸出三維齒面形狀偏差形貌圖等。　　2．2單面嚙合滾動檢驗綜合測量方法及儀器　　錐齒輪單面嚙合滾動檢測方法在生產(chǎn)中已經(jīng)使用多年。以美國格里森N0.513滾動檢驗機為例，在被測錐齒輪副單面嚙合的情況下，模擬其工作狀態(tài)，加以一定的速度和載荷，調(diào)整V/H，進行著色接觸區(qū)（斑點）的檢測，以判定該被測錐齒輪副的接觸狀況；借助于加速度傳感器、拾音器測量其振動和噪音，對齒頻諧波進行掃描檢測。這種方法屬于“準(zhǔn)動態(tài)”測量方法，它對于錐齒輪的精度檢測是不夠完整、不夠準(zhǔn)確的。而采用光電編碼器作為

6、角度基準(zhǔn)、用于錐齒輪切向綜合精度檢測的錐齒輪單面嚙合檢查儀，如德國克林伯格公司的PSKE900，因其檢測項目單一，尤其難以根據(jù)檢測結(jié)果對錐齒輪加工機床參數(shù)的調(diào)整給以指導(dǎo)、以改進錐齒輪加工質(zhì)量。性價比較差，故生產(chǎn)中不多采用。近年來格里森公司推出的鳳凰500HCT數(shù)控錐齒輪滾動檢驗機則同時具備了滾動檢驗機和單面嚙合檢查儀的測量功能，既能測量錐齒輪的切向綜合誤差，又能數(shù)字化測量錐齒輪接觸區(qū)、進行三維結(jié)構(gòu)噪音分析等。該機型功能先進，代表了該類產(chǎn)品當(dāng)代的發(fā)展水平，雖價格昂貴，但在國內(nèi)已有個別用戶。與此類似的還有克林伯格GKC60、奧立孔T50等數(shù)控錐齒輪檢驗機。　　2．3

7、整體誤差測量方法及儀器　　錐齒輪整體誤差測量是在同一個回轉(zhuǎn)角度位移坐標(biāo)上按嚙合順序?qū)㈠F齒輪工作齒面上各檢測點所測得的所有單項幾何誤差集成為一個錐齒輪整體誤差圖，并以此為基礎(chǔ)，完成對于錐齒輪單項幾何精度、綜合運動精度以及錐齒輪副接觸狀態(tài)的分析計量，實現(xiàn)對于錐齒輪使用性能和質(zhì)量的評估和監(jiān)控。錐齒輪整體誤差測量方法和儀器，目前可分為二類三種。一類為坐標(biāo)式幾何解析測量法，該方法又分為“點到點測量法”和“點掃描測量法”，兩種方法采用的儀器都為CNC齒輪測量中心，但配用的測量軟件包有所不同；另一類為嚙合式運動幾何測量法（即嚙合式點掃描測量法，該方法為我國首創(chuàng)），所采用的儀器

8、為錐齒輪單面嚙合檢查儀，