9齒形誤差有檢驗(yàn)

9.1測(cè)量方法和測(cè)量?jī)x器

齒形誤差Δf_f的測(cè)量方法有展成法、坐標(biāo)法和嚙合法。

展成法的測(cè)量?jī)x器有單盤(pán)式漸開(kāi)線(xiàn)檢查儀、萬(wàn)能漸開(kāi)線(xiàn)檢查儀（圓盤(pán)械桿、正弦械桿、靠模等）和漸開(kāi)線(xiàn)螺旋線(xiàn)檢查儀（萬(wàn)能、單盤(pán)、分級(jí)圓盤(pán)）等。

坐標(biāo)法的測(cè)量?jī)x器有漸開(kāi)線(xiàn)樣板檢查儀、萬(wàn)能齒輪測(cè)量機(jī)、齒輪測(cè)量中心、上置式直角坐標(biāo)測(cè)量?jī)x以及三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)等。

嚙合法的測(cè)量?jī)x器有齒輪單面嚙合整體誤差測(cè)量?jī)x等。

9.1.1展成法測(cè)量原理

展成法測(cè)量原理參見(jiàn)圖17。以被測(cè)齒輪回轉(zhuǎn)軸線(xiàn)為基準(zhǔn)，通過(guò)和被測(cè)齒輪1同軸的基圓盤(pán)2在直尺3上純滾動(dòng)，形成理論的漸開(kāi)線(xiàn)軌跡，實(shí)際齒形線(xiàn)與理論漸開(kāi)線(xiàn)軌跡進(jìn)行比交，其差值通過(guò)傳感器5和記錄器4畫(huà)出齒形誤差曲線(xiàn)，在該曲線(xiàn)上按誤差定義取出Δf_f。

圖17展成法測(cè)量原理

1—被測(cè)齒輪；2—基圓盤(pán)；3—直尺；4—記錄器；5—傳感器

萬(wàn)能漸開(kāi)線(xiàn)儀器是通過(guò)杠桿或正弦尺機(jī)構(gòu)改變基圓半徑實(shí)現(xiàn)對(duì)各種不同基圓半徑齒輪的測(cè)量。

9.1.2坐標(biāo)法測(cè)量原理

9.1.2.1極坐標(biāo)法測(cè)量原理

極坐標(biāo)測(cè)量原理參見(jiàn)圖18。以被測(cè)齒輪回轉(zhuǎn)軸線(xiàn)為基準(zhǔn)，通過(guò)測(cè)角裝置5（如圓光柵、分度盤(pán)）和測(cè)長(zhǎng)裝置2（如長(zhǎng)光柵、激光）測(cè)量被測(cè)齒輪1的角位移和漸開(kāi)線(xiàn)展開(kāi)長(zhǎng)度。通過(guò)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)3，將被測(cè)齒形線(xiàn)的實(shí)際坐標(biāo)位置與理論坐標(biāo)位置進(jìn)行比較，其差值輸入記錄器4畫(huà)出齒形誤差曲線(xiàn)，在該曲線(xiàn)上按誤差定義取出Δf_f。

圖18極坐標(biāo)法測(cè)量原理圖

1—被測(cè)齒輪；2—測(cè)長(zhǎng)裝置；3—數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)；4—記錄器；5—測(cè)角裝置

9.1.2.2直角坐標(biāo)法測(cè)量原理

直角坐標(biāo)法測(cè)量原理參見(jiàn)圖19。以被測(cè)齒輪回轉(zhuǎn)軸線(xiàn)為基準(zhǔn)（也可用齒頂圓代替）。測(cè)量時(shí)被測(cè)齒輪固定不動(dòng)，測(cè)頭在垂直回轉(zhuǎn)軸線(xiàn)的平面內(nèi)對(duì)齒形線(xiàn)作X-Y直角坐標(biāo)測(cè)量，將測(cè)得值與理論值按坐標(biāo)位置進(jìn)行比較。將各點(diǎn)的差值繪成齒形誤差曲線(xiàn)，在該曲線(xiàn)上按誤差定義取出Δf_f。

圖19直角坐標(biāo)法測(cè)量原理

9.1.3嚙合法測(cè)量原理

按16.1.1所述的測(cè)量原理，先測(cè)出齒形誤差曲線(xiàn)，在該曲線(xiàn)上按誤差定義取出Δf_f。

9.2測(cè)量

嚙合法測(cè)量見(jiàn)16.2。

9.2.測(cè)量溫度

見(jiàn)表9。

表9齒形誤差的測(cè)量溫度

被測(cè)齒輪精度等級(jí)	測(cè)量室溫度		被測(cè)齒輪與儀器（包括樣板）的溫差
	展成法儀器	坐標(biāo)法或單盤(pán)式儀器	展成法儀器	坐標(biāo)法或單盤(pán)式儀器
3～5	20±1	20±2	≤1	≤2
6～7	20±2	20±3	≤2	≤3
≥8	20±3	20±5	≤3	≤4

9.2.2測(cè)量?jī)x器的檢定

儀器應(yīng)按檢定規(guī)程或其它有關(guān)技術(shù)文件的規(guī)定進(jìn)行檢定，經(jīng)法定部門(mén)檢定合格后方準(zhǔn)使用。

9.2.3測(cè)頭的選擇和調(diào)整

在保證不發(fā)生干涉和碰撞的情況下，宜選擇直徑較大的測(cè)頭。

展成法測(cè)量和極坐標(biāo)法測(cè)量時(shí)測(cè)頭的安裝位置應(yīng)使其工作點(diǎn)位于被測(cè)齒輪基圓柱切平面上，其偏離量不應(yīng)大于±0.02mm。

9.2.4測(cè)量?jī)x器的校準(zhǔn)

測(cè)量5級(jí)和高于5級(jí)精度的齒輪時(shí)，測(cè)量前必須先用經(jīng)法定部門(mén)檢定的齒形樣板對(duì)儀器進(jìn)行校準(zhǔn)。測(cè)量5級(jí)齒輪時(shí)，應(yīng)用二等樣板校準(zhǔn)；測(cè)量3級(jí)和4級(jí)齒輪時(shí)應(yīng)用一等樣板校準(zhǔn)。對(duì)于萬(wàn)能式漸開(kāi)線(xiàn)檢查儀，當(dāng)校準(zhǔn)樣板與被測(cè)齒輪的基圓半徑不致時(shí)，應(yīng)分別用大于和小于被測(cè)齒輪的基圓半徑r_b的兩塊樣板（基圓半徑r_bL和r_bs）對(duì)儀器進(jìn)行校準(zhǔn)，被測(cè)齒輪的基圓半徑修正量Δr_b(mm)按下式求得：

式中：r_bL′和r_bs′——儀器對(duì)兩塊樣板基圓半徑的實(shí)測(cè)值，mm；

       r_bL和r_bs——兩塊樣板基圓半徑的檢定值，mm;

       r_b——被測(cè)齒輪基圓半徑的公稱(chēng)值，mm。

9.2.5測(cè)量基準(zhǔn)的確定

見(jiàn)附錄B（補(bǔ)充件）。

9.2.6測(cè)量位置的確定

齒形誤差應(yīng)在齒寬中部，對(duì)齒輪沿圓周均布的不少于四個(gè)齒的左、右側(cè)齒面進(jìn)行測(cè)量，被測(cè)量的齒高應(yīng)大于或等于圖紙規(guī)定的工作齒高，當(dāng)圖紙未作規(guī)定時(shí)，按被測(cè)齒輪與基本齒條嚙合計(jì)算工作齒高。

對(duì)于齒寬大于160mm的齒輪，應(yīng)至少測(cè)量上、中下、三個(gè)截面，上、下截面各距端面約百分之十五齒寬。單側(cè)齒面工作的齒輪只測(cè)工作側(cè)齒面。

9.2.7測(cè)量的不確定度

齒形誤差的測(cè)量不確定度Uf_f不應(yīng)大于被測(cè)齒輪齒形公差的三分之一。測(cè)量5級(jí)和高于5級(jí)精度的齒輪時(shí)，允許不大于二分之一，但此時(shí)應(yīng)以五次以上重復(fù)測(cè)量結(jié)果的平均值作為測(cè)量結(jié)果。手提式儀器測(cè)量時(shí)的Uf_f不應(yīng)大于五分之一。

當(dāng)不能確定測(cè)量不確定度是否滿(mǎn)足上述要求時(shí)，應(yīng)時(shí)行測(cè)量不確定的度的計(jì)算。

Uf_f（μm）按下式計(jì)算：

式中：δ₁——儀器測(cè)量齒形誤差時(shí)的示值誤差[見(jiàn)附錄A（補(bǔ)充件），也允許按儀器檢定規(guī)程確定]，μm；

      δ₂——溫度誤差引起的測(cè)量誤差，μm；

δ₂=L_af[α(t-20)-α₀(t₀-20)]·1000………………………………（42）

      δ₃——測(cè)量和校準(zhǔn)時(shí)測(cè)頭在被測(cè)齒輪軸向位置不一致引起的測(cè)量誤差，μm；

 

式中：S——測(cè)頭使用位置和校準(zhǔn)間在被測(cè)齒輪軸向的距離，mm；

     △θ——測(cè)頭滑架在基圓切平面的擺角誤差，（″）

     δ₄——被測(cè)齒輪測(cè)量時(shí)的安裝偏心引起的測(cè)量誤差，μm；

直角坐標(biāo)法測(cè)量時(shí)，     δ₄=e[sin(α_頂+ξ_頂)-sin(α_根+ξ_根)]……………………………………（45）

式中：ξ_頂和ξ_根——齒頂點(diǎn)和齒根起始檢驗(yàn)點(diǎn)的徑向直線(xiàn)與Y軸的夾角，（°）

      δ₅——被測(cè)斜齒輪測(cè)量時(shí)的安裝傾斜引起的測(cè)量誤差，μm；

δ₅=△Z·tgβ_­b­…………………………………………（46）

式中：△Z——在L_af范圍內(nèi)的測(cè)頭移動(dòng)軌跡線(xiàn)與被測(cè)齒輪軸線(xiàn)的垂直度誤差，μm。

9.3測(cè)量結(jié)果的處理

9.3.1取值范圍的確定

齒形誤差曲線(xiàn)的取值范圍應(yīng)按設(shè)計(jì)圖樣給定的齒形工作部分確定。以展開(kāi)長(zhǎng)度L_af(mm)或展開(kāi)角φaf（°）表示。當(dāng)未給定時(shí)，頂部△La范圍內(nèi)偏向齒體的負(fù)誤差可不計(jì)入齒形誤差，但負(fù)誤差值不應(yīng)超過(guò)3f_f，△La=Laf·8%。

9.3.1.1當(dāng)已知配對(duì)齒輪的參數(shù)時(shí)，按與配對(duì)齒輪嚙合計(jì)算取值范圍。

式中：C——由中心距偏差和配對(duì)齒輪的齒頂圓徑向跳動(dòng)引起的齒根起始檢驗(yàn)點(diǎn)展開(kāi)長(zhǎng)度的變化量，mm。

9.3.1.2當(dāng)未知配對(duì)齒輪參數(shù)時(shí)，按與基本齒條嚙合計(jì)算取值范圍。

9.3.2齒形誤差的取值

△f_f應(yīng)從齒形誤差曲線(xiàn)上取值。對(duì)非修形的齒形，允許用指示表讀出齒形誤差。

齒形誤差曲線(xiàn)的X坐標(biāo)代表被測(cè)齒輪的展開(kāi)角（或展開(kāi)長(zhǎng)度），Y坐標(biāo)代表齒形誤差（圖20）。

△f_f應(yīng)在被測(cè)齒輪端截面的齒輪基圓切線(xiàn)方向計(jì)值（μm），以其它方向測(cè)量時(shí)，應(yīng)對(duì)測(cè)得值進(jìn)行換算，見(jiàn)附錄C（補(bǔ)充件）。

圖20齒形誤差曲線(xiàn)

齒形誤差曲線(xiàn)沿X坐標(biāo)，在9.3.1規(guī)定的取值范圍L_af內(nèi)，Y坐標(biāo)的最大變化量為△f_f（齒頂?shù)估獠糠植挥?jì)值）。計(jì)值范圍以外的齒頂部分的齒形誤差只允許偏向齒體內(nèi)（詳見(jiàn)9.3.1）。

以在9.2.6所規(guī)定的各測(cè)量位置中測(cè)得的最大齒形誤差作為測(cè)量結(jié)果。