齿轮测量方法

齿 轮 测 量 齿轮齿单个齿距偏差与齿距累积总偏差的测量齿轮齿单个齿距偏差与齿距累积总偏差的测量 一、目的一、目的 熟悉测量齿轮单个齿距偏差与齿距累积总偏差的方法。 加深理解单个齿距偏差与齿距累积总偏差的定义。 二、内容二、内容 1. 用周节仪或万能测齿仪测量圆柱齿轮齿距相对偏差。 2. 用列表计算法或作图法求解齿距累积总偏差。 三、测量原理及计量器具说明三、测量原理及计量器具说明 单个齿距偏差f pt 是指在分度圆上，实际齿距与公称齿距之差（用相对法测量时，公称齿距是指所有 实际齿距的平均值） 。齿距累积总偏差 Fp是指在分度圆上，任意两个同侧齿面间的实际弧长与公称弧长之 差的最大绝对值，即最大齿距累积偏差（F pmax ）与最小齿距累积偏差（Fpmin）之代数差。 在实际测量中，通常采用某一齿距作为基准齿距，测量其余的齿距对基准齿距的偏差。然后，通过数 据处理来求解单个齿距偏差f pt 和齿距累积总偏差F P，测量应在齿高中部同一圆周上进行， 这就要求保证 测量基准的精度。而齿轮的测量基准可选用齿轮的内孔、齿顶圆和齿根圆。为了使测量基准与装配基准一 致，以内孔定位最好。用齿顶圆定位时，必须控制齿顶圆对内孔的轴线的径向跳动。在生产中，根据所用 量具的结构来确定测量基准。 用相对法测量齿距相对偏差的仪器有周节仪和万能测齿仪。 1. 用手持式周节仪测量 图 1 为手持式周节仪的外形图，它以齿顶圆作为测量基准，指示表的分度值为0.005mm，测量范围为 模数 3—15 mm。 周节仪有 4、5 和 8 三个定位脚，用以支承仪器。测量时，调整定位脚的相对位置，使测量头2 和 3 在分度圆附近与齿面接触。固定测量头2 按被测齿轮模数来调整位置，活动测量头3 则与指示表 7 相连。 测量前，将两个定位脚 4、5 前端的定位爪紧靠齿轮端面，并使它们与齿顶圆接触，再用螺钉6 紧固。然 后将辅助定位脚 8 也与齿顶圆接触，同样用螺钉固紧。以被测齿轮的任一齿距作为基准齿距，调整指示表 7 的零位，并且把指针压缩1—2 圈。然后，逐齿测量其余的齿距，指示表读数即为这些齿距与基准齿距之 差，将测得的数据记入表中。 2. 用万能测齿仪测量 万能测齿仪是应用比较广泛的齿轮测量仪器，除测 量圆柱齿轮的齿距、基节、齿圈径向跳动和齿厚外，还可 以测量圆锥齿轮和蜗轮。其测量基准是齿轮的内孔。 图 1图 2 图 2 为万能测齿仪外形图。仪器的弧形支架7 可绕基座 1 的垂直轴心线旋转，安装被测齿轮心轴的顶 尖装在弧形架上，支架2 可以在水平面内作纵向和横向移动，工作台装在支架2 上，工作台上装有能够作 径向移动的滑板 4，借锁紧装置 3 可将滑板 4 固定在任意位置上，当松开锁紧装置 3，靠弹簧的作用，滑 板 4 能匀速地移到测量位置，这样就能进行逐齿测量。测量装置5 上有指示表 6，其分度值为 0.001 mm。 用这种仪器测量齿轮齿距时，其测量力是靠装在齿轮心轴上的重锤来保证（图3） 。 测量前，将齿轮安装在两顶尖之间，调整测量装 置 5，使球形测量爪位于齿轮分度圆附近，并与相邻 两个同侧齿面接触。选定任一齿距作为基准齿距，将 指示表 6 调零。然后逐齿测量其余齿距对基准齿距 之差。 四、测量步骤四、测量步骤 1. 用手持式周节仪测量的步骤（参看图1） （1）调整测量爪的位置 将固定测量爪 2 按被测齿轮模数调整到模数 标尺的相应刻线上，然后用螺钉9 固紧。图 3 （2）调整定位脚的相对位置 调整定位脚 4 和 5 的位置，使测量爪2 和 3 在齿轮分度圆附近与两相邻同侧齿面接触，并使两接触点 分别与两齿顶距离接近相等，然后用螺钉6 固紧。最后调整辅助定位脚 8，并用螺钉固紧。 （3）调节指示表零位 以任一齿距作为基准齿距（注上标记） ，将指示表 7 对准零位，然后将仪器测量爪稍微移开轮齿，再 重新使它们接触，以检查指示表示值的稳定性。这样重复三次，待指示表稳定后，再调节指示表7 对准零 位。 （4）逐齿测量各齿距的相对偏差，并将测量结果计入表中。 （5）处理测量数据 齿距累积误差可以用计算法或作图法求解。下面以实例说明， 1）用计算法处理测量数据 为计算方便，可以列成表格形式（表 1） 。将测得的单个齿距相对偏差（f pt相对 ） ，记入表中第二行。 根据测得的f pt相对 ，逐齿累积，计算出相对齿距累积偏差（ f 1 n pt相对 ） ，记入第三行。 计算基准齿距对公称齿距的偏差，因为第一个齿距是任意选定的，假设它对公称齿距的偏差为K，以 后每测一齿都引入了该偏差K，K 的值为各个齿距相对偏差的平均值，按下式计算： K＝ 式中Z—齿轮的齿数。  f pt相对 ／Z＝ 1 n6 ＝0.5（μ m） 12 按齿轮序号计算 K 的累加值 nK，计入表中第四行。由第三行减去第四行，求得各齿的绝对齿距累积 偏差 （F P绝对 ） ，计入第五行。F P绝对 按下式计算： n F P绝对 ＝f pt相对 －nK 1 第五行中的最大值与最小值之差，即为被测齿轮的齿距累积总偏差Fp，即 F p ＝＋3―（―8.5）＝11.5（μ m） 从GB/T10095.1－2001查出齿距累积总公差 Fp，判断被测齿轮的适用性。 表 1（μ m） 一 齿序 二 单个齿距 相对偏差 三 相对齿距 累积偏差 四 齿序与平均 值的乘积 n 五 绝对齿距 累积偏差 n 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 f pt相对 0 －1 －2 －1 ＋2 ＋3 ＋2 ＋3 ＋2 ＋4 －1 －1 n  f 1 n pt相对 nk 1×0.5＝0.5 2×0.5＝1 3×0.5＝1.5 4×0.5＝2. 5×0.5＝2.5 6×0.5＝3 7×0.5＝3.5 8×0.5＝4 9×0.5＝4.5 10×0.5＝5 11×0.5＝5.5 12×0.5＝6  f 1 pt相对 －nK 0 －1 －3 －4 －6 －3 －1 ＋2 ＋4 ＋8 ＋7 ＋6 －0.5 －2 －4.5 －6 －8.5 －6 －4.5 －2 －0.5 ＋3 ＋1.5 0 K f pt相对 /Z  1 6  0.5 12 Fp 3(8.5) 11.5(m) 各齿距相对偏差分别减去K 值，其中最大的绝对值，即为被测齿轮的单个齿距偏差（f pt ） 2）用作图法处理测量数据： 以横坐标代表齿序，纵坐标代表上例第三行内的相对齿距累积误差，绘出如图 4 所示的折线 。连接 折线首末两点的直线作为相对齿距累积误差的坐标线。然后，从折线的最高点与最低点分别作平行与上述 坐标线的直线。这两条平行直线间在纵坐标上 的 距 离 即 为齿距累积总偏差F P。 1.用万能测齿仪测量的步骤 （1）擦净被测齿轮，然后把它安装在仪器 的 两 顶 尖 上。 （2） 调整仪器， 使测量装置上两个测量爪进入齿间， 在分度圆附近与相邻两个同侧齿面接触。 （3）在齿轮心轴上挂上重锤，使轮齿图 4 紧靠在定位爪上。 （4）测量时先以任一齿距为基准齿距，调整指示表的零位。然后将测量爪反复退出与进入被测齿面， 以检查指示表示值的稳定性。 （5）退出测量爪，将齿轮转动一齿，使两个测量爪与另一对齿