视频影像仪上测量齿轮多项精度的方法视频影像仪上测量齿轮多项精度的方法.docVIP

视频影像仪上测量齿轮多项精度的方法 唐长奇 陈鹏 张婕 视频影像仪是光学仪器和现代计算机技术较好结合的一种测量仪器，它有许多可以开发的功能留给我们去利用。不久前，在某公司邦助年青计量人员测量复杂外形件时，眹想起齿轮的齿形等多项精度项目的测量，通过试验完全可行。现介绍于下； 1. 渐开线齿轮齿形的测量。 1.1，在网上下载一个渐开线齿形的画法软件，如CAXA、PROE或CATIA等其中某一软件装入仪器的电脑里（如何选择将在文后略述）。 1.2，按被测齿轮的齿数Z、模数M，修正系数ξ等有关参数,利用下载的软件即可画出齿轮的每个齿标准齿形。 1.3 ，将被测齿轮去毛刺、飞边并洗净，置于仪器的玻璃工作台上，由于光学成像的轮廓为该齿面的上部棱边，该棱边不能损伤，否则会影响测量精度。 1.4，一般，磨削齿轮、滚切齿轮和插制齿轮，开始进刀的端面大多没有毛刺，可以用作测量轮廓并使之位于上置状态。（若有轻微毛边可用细砂条或细砂布平顺地轻擦齿轮端面） 1.5，选择适当的放大倍数，调整仪器使齿轮上各齿廊清晰地成像于视频仪中部（参看图一）。并测量该齿轮的定位孔（若是轴齿轮则为定位轴颈，如何定位本文略）中心座标Xo、Yo。 1.6，根据各齿廓的清晰程度，选择最清晣无损伤的有代表性的若干齿廓作为测量对象，并作标记。 1.7，按座标Xo、Yo，将绘制的齿轮中心移与实际齿轮中心重合，（或直接以Xo、Yo座标为园心绘该齿轮的齿廊） 1.8，虚线所示的标准齿廓和实际齿廓如图一中左侧示，预选某齿左侧分度园上F点与标准齿廓上的E点不重合， 1.9，此时，测出EF弧长，并计祘出EF所对应的园心角α, 按角度值转动理论齿廓, 这时如图一中部所示,E点与F点重合（即K1点）. 如果中部仍未重合, 可以按前所述再次转动理论齿廓，如果两者不 重合的误差小于0.1微米即可忽略不计。 1.10, 由于实际齿形存在误差, 两者之间总存在大小不等空隙（即误差）, 为此需找出它们之间的最大误差（这时应按照被测齿轮的标准或图纸要求），其最大误差应在齿轮的工作区域内测量。本例在K2点，该齿齿形误差为δ。. 1.11同上方法，可以测量其它齿廊的齿形误差，左右两侧均应测量。 ? 2.?园周齿距误差的测量： 2.1单个齿距扱限偏差 2.1.1在被测齿轮的视频图上，可以方便地绘出它的分度园。如图二所示，分度园与各齿廓的交点分别为A,B,C,D,E,F……。这时，分别测量弧长AC、BD、CE、DF……，各个园弧长即为园周齿距实际值，（理论园周齿距t=πm）。同时，反向还应测量FD、EC、DB、CA……等园弧长，并分别计算它们与理论园周齿距的偏差。通过这些偏差即可找出该齿轮齿距的极限偏差。 2.1.2对于齿数较多的齿轮，如齿数20以上，人工测量那么多亇齿距的工作量是较大的。通过实践发现，齿轮精度项目中多项精度的偏差数值都存在偏心特性（近似正弦或余弦分布），它们的极大值和极小值约在180度的两个相对位置上。 因此，如图三所示，对齿数较多的齿轮，先测量约呈90°分布的四个位置上（ⅰ、ⅱ、ⅲ、ⅳ）的相邻齿距，假设其值为：Ⅰ），＋4、＋2；Ⅱ），－9、－11；Ⅲ），－2、－3；Ⅳ），＋7、＋8。由此，我们分析：齿距误差的极限值约在（Ⅰ－Ⅳ）和（Ⅱ－Ⅲ）这两个区惐 2.1.3齿轮的周节误差产生原因主要是制造过程中，主要由于齿坯中心和机床运动中心不重合（即偏心）所形成，它的误差分布特性近似正弦状态，误差的极值大约分布在180度的两个相对位置上。夲例在Ⅰ－Ⅳ和Ⅱ－Ⅲ两个区间。 2.1.4,在认定的区间内顺序测量每个周节，从中即可求出它们的极值. 。一般都具有这种特性。如果找不出极限值，那只有分别测量相邻的另两个区间的周节了（多量几只，即可发现规律）。 2.1.5 也可以利用标准齿廓，逐齿覌测一下，找出其中的周节误差最大值和最小值。 ? 2.2齿距累积误差的测量： 2.2.1如周节测量法逐齿测量毎一周节，然后用计祘法或作图法求它的齿距累积误差（方法略）。 对于齿数较多的齿轮，测量与计祘都是比较麻烦的事情。为此，我们可以试用新型的CAD作图法。 2.2.2,如测量齿形那样，用CAD软件瞬间即把均匀分布的每个齿绘出来。由于存在齿形误差, 并且各齿之间都存在差异，因此，仍选择分度园上的点作为测量点。 2.2.3首先选定齿轮上测量的始点（也是终点），将齿轮上选定的始点与标准齿形重合，然后逐齿覌测它们与标准齿形之间的距离（在分度园上，注意其中的＋、－.。对于凸出于标准齿廊的冠以＋，反之凹入的冠以－)。 2.2.4,在一系列的＋或－值中，取它们中最大的代数差的绝对值即为齿距累积误差。