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单个齿距偏差是指在分度圆上，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（）与最小齿距累积偏差（）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和齿距累积总偏差，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—15mm。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0.001mm。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（），记入表中第二行。根据测得的，逐齿累积，计算出相对齿距累积偏差（），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＝／Z＝＝0.5（μm）式中Z—齿轮的齿数。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（），计入第五行。按下式计算：＝－nK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，即＝＋3―（―8.5）＝11.5（μm）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（μm）思考题1.齿轮径向跳动产生的主要原因是什么？它对齿轮传动有什么影响？2.为什么测量齿轮径向跳动时，要根据齿轮的模数不同，选用不同直径的球形测头？齿轮齿厚偏差测量一、目的掌握测量齿轮齿厚的方法。加深理解齿轮齿厚偏差的定义。二、内容用齿轮游标尺测量齿轮的齿厚偏差。三、测量原理及计量器具说明齿厚偏差△Es是指在分度圆柱面上，法向齿厚的实际值与公称值之差。图1为测量齿厚偏差的齿轮游标尺。它是由两套相互垂直的游标尺组成。垂直游标尺用于控制测量部位（分度圆至齿顶圆）的弦齿高hf，水平游标尺用于测量所测部位（分度圆）的弦齿厚。齿轮游标尺的分度值为0.02mm，其原理和读数方法与普通游标尺相同。图1图2用齿轮游标尺测量齿厚偏差，是以齿顶圆为基础。当齿顶圆直径为公称值时，直齿圆柱齿轮分度圆处的弦齿高和弦齿厚由图2可得：＝＋＝＝Z式中m——齿轮模数（mm）；Z——齿轮齿数。当齿轮为变位齿轮且齿顶圆直径有误差时，分度圆处的弦齿高和弦齿厚应按下式计算：＝＝式中——移距系数；——齿形角；——齿顶圆半径的公称值；——齿顶圆半径的实际值。四、测量步骤1.用外径千分尺测量齿顶圆的实际直径。2.计算分度圆处弦齿高和弦齿厚（可从表1查出）。3.按值调整齿轮游标尺的垂直游标尺。4.将齿轮游标尺置于被测齿轮上，使垂直游标尺的高度尺与齿顶相接触。然后，移动水平游标尺的卡脚，使卡脚靠紧齿廓。从水平游标尺上读出弦齿厚的实际尺寸（用透光法判断接触情况）。5.分别在圆周上间隔相同的几个轮齿上进行测量。6.按齿轮图样标注的技术要求，确定齿厚上偏差Esns和下偏差Esni，判断被测齿厚的适用性。思考题1.测量齿轮齿厚偏差的目的是什么？2.齿厚极限偏差（Esns、Esni）和公法线长度极限偏差（Ebns、Ebni）有何关系？3.齿厚的测量精度与哪些因素有关？表1＝1时分度圆弦齿高和弦齿厚的数值ZZsin1+(1-cos)ZZsin1+(1-cos)ZZsin1+(1-cos)111.56551.0560291.57001.0213471.57051.0131121.56631.0513301.57011.0205481.57051.0128131.56691.0474311.57011.0199491.57051.0126141.56731.0440321.57021.0193501.57051.0124151.56791.0411331.57021.0187511.57051.0121161.56831.0385341.57021.0181521.57061.0119171.56861.0363351.57031.0176531.57061.0116181.56881.0342361.57031.0171541.57061.0114191.56901.0324371.57031.0167551.57061.0112201.56921.0308381.57031.0162561.57061.0110211.56931.0294391.57041.0158571.57061.0108221.56941.0280401.57041.0154581.57061.0106231.56951.0268411.57041.0150591.57061.0104241.56961.0257421.57041.0146601.57061.0103251.56971.0247431.57051.0143611.57061.0101261.56981.0237441.57051.0140621.57061.0100271.56981.0228451.57051.0137631.57061.0098281.56991.0220461.57051.0134641.57061.0096注：对于其它模数的齿轮，则将表中的数值乘以模数。齿轮公法线长度偏差的测量一、目的1.掌握测量齿轮公法线长度的方法。2.加深理解齿轮公法线长度偏差的定义。二、内容用公法线指示卡规测量齿轮公法线长度偏差。三、测量原理及计量器具说明公法线长度偏差是指在齿轮一周范围内，公法线实际长度的平均值与公称值之差。公法线长度可用公法线指示卡规（图1）、公法线千分尺（图2）或万能测齿仪（图3和实验7—1的图2）测量。公法线指示卡规适用于测量6—7级精度的齿轮。其结构如图1所示。在卡规的圆管1上装有切口套筒2，靠自身的弹力夹紧。用板手9（可从圆管尾部取下）上的凸头插入切口套筒的空槽后再转90°，就可使切口套筒移动，以便按公法线长度的公称值（量块组合）调整固定卡脚3到活动卡脚6之间的距离。然后调整指示表8的零位。活动卡脚6是通过杠杆7与指示表8的测头相连的。测量齿轮时，公法线长度的偏差可从指示表（分度值为0.005mm）读出。图1图2图3四、测量步骤1.按下式计算直齿圆柱齿轮公法线长度；＝式中——被测齿轮的模数（）；——齿形角；Z——被测齿轮齿数；n——跨齿数（≈，取整数）。当＝200，变位系数ξ＝0时，则和n值也可以从表1查出。2.按公法线长度的公称尺寸组合量块。3.用组合好的量块组调节固定卡脚3与活动卡脚6之间的距离，使指示表8的指针压缩一圈后再对零。然后压紧按钮10，使活动卡脚退开，取下量块组。4.在公法线卡规的两个卡脚中卡入齿轮，沿齿圈的不同方位测量4—5个以上的值（最好测量全齿圈值）。测量时应轻轻摆动卡规，按指针移动的转折点（最小值）进行读数。读数的值就是公法线长度偏差。5.将所有的读数值平均，它们的平均值即为公法线长度偏差Ew。按齿轮图样标注的技术要求，确定公法线长度上偏差Ebns、和下偏差Ebni，并判断被测齿轮的适用性。思考题1.测量公法线长度是否需要先用量块组将公法线卡规的指示表调整零位。2.测量公法线长度偏差，取平均值的原因何在？表1＝1 、的标准直齿圆柱齿轮的公法线长度齿轮齿数Z跨齿数n公法线公称长度W齿轮齿数Z跨齿数n公法线公称长度W齿轮齿数Z跨齿数n公法线公称长度W1524.638327410.710639513.83081626523284724640584481724.6663294738641585881837.632430475264258728193646431476664