近年来齿轮测量技术与仪器的发展

②齿轮双面啮合检查仪

近年来，由于计算机、精密光栅传感器以及数控技术的应用，传统的齿轮双面啮合检查仪经过技术改造提升，整体水平有了质的改变，分析功能增强。哈尔滨量具刃具厂的智能双面啮合齿轮测量仪配备了笔记本电脑、长、圆光栅传感器、直流伺服电机和单片机数据采集，能对齿轮的径向综合偏差、一齿径向综合偏差、径向跳动等进行测量外，还能对毛刺、划伤、磕碰等缺陷进行判定。随着信息产业的发展，信息、办公机器以及照像机、玩具行业等用小模数齿轮（尤其是塑料齿轮）产量大增，质量要求也越来越高，小型齿轮双面啮合检查仪市场需求相应增加。2003年上海展览会上就展出了日本东京技术仪器和大阪精机的齿轮双面啮合检查仪。据东京技术仪器公司介绍，他们的TF-40NC是世界上第一台CNC齿轮双面啮合检查仪，其特点除了自动校零点、显示最大、最小和中心距平均值外，还能对基准（测量）齿轮的径向振摆进行自动补偿。除了MARPOSS的M62系列、大阪精机的GTR-PC、北井产业的KGT等产品外，我国的哈尔滨精达测量仪器有限公司也生产用于工位检测、具有计算机数据处理功能的齿轮双面啮合检查仪。

③齿轮单面啮合检查仪

齿轮单面啮合检查仪又称为齿轮副传动精度检查仪或齿轮滚动检验机。典型实例是美国GLEASON公司的凤凰HCT500、德国KLINGELNBERG公司的GKC60 CNC锥齿轮滚动检验机。它装有高精度圆光栅，可以测量锥齿轮、圆柱齿轮副的传动精度——切向综合偏差，以及加载加速时的三维结构噪音分析、齿面接触斑点，用以评定传动副配对质量。我国原内江机床厂最近与重庆大学合作，成功研制出国产CNC锥齿轮滚动检验机，为赶超国外先进水平做出了贡献。小模数齿轮刀具制造商日本小笠原开发的MEATA-3型齿轮副传动精度检测仪，可以测量蜗杆蜗轮副、内外直/斜圆柱齿轮副、锥齿轮副、端面齿轮副等的传动误差，仪器分辨率为1角秒。

(3)齿轮在线测量分选机

这类仪器主要应用于批量生产汽车轿车齿轮质量的最终检测，以保证齿轮变速箱的装配总成质量。由英国MOORE公司制造、美国ITW出产的齿轮在线自动分选机，实质上是一种改型的齿轮双面啮合在线检测分选机。除了能测量齿轮径向综合偏差、齿厚、齿轮加工毛刺及磕碰缺陷以外，由于配备了特殊的二维齿向测量机构，仪器还能测量双啮齿向偏差和双啮齿向锥度偏差等齿轮误差。该仪器适用于车间现场，能满足批量生产汽车齿轮100%的在线检测和自动分选的要求。该机测量速度快，每小时可测300～600个齿轮；使用不同的工装夹具，可分别对内、外齿轮，盘、轴齿轮进行测量；配有计算机数据处理系统和SPC统计分析软件，能对齿轮加工过程和工艺状况进行监测和预报；此外，它还具有仪器自身故障自动诊断功能。仪器重复性精度指标为：齿厚4μm，径跳3μm，齿向4μm，毛刺7μm。据称美国、德国的汽车制造厂都配备了类似仪器，以对齿轮质量和加工进行有效监控。大阪精机的AG系列齿轮自动分选机也在日本得到了很好的应用。

（4）激光齿轮测量仪

有关激光齿轮测量仪，近年日本报道较多。大阪精机近年开发用于基准传递、渐开线样板检测的CNC高精度齿轮测量仪，采用了高精度气浮主轴，气浮导轨，高精度长、圆编码器的同时，还采用了激光测长系统进行齿面精度检测。据报道仪器测量精度（重复精度）0.2～0.3μm。日本AMTEC公司的G3-SYSTEM 50非接触式齿轮测量仪采用了激光全息技术，实现了精确、高速测量。该仪器是一台由伺服电机驱动X、Y、Z、C轴运动的四轴（圆柱）坐标测量机。仪器配置了CONOPROBE激光全息测量头，当其物镜为HD25mm时，测头的绝对精度＜1μm，重复性1σ＜0.2μm，工作区域为0.65mm。该仪器可测量渐开线直、斜齿轮和花键、螺纹等，今后还将可以测量蜗杆、伞齿轮等。齿轮模数小至0.1mm，直径1～50mm，齿宽0.1～100mm，齿数4～200。由于采用激光非接触测量方式，仪器可以测量齿面上非渐开线齿根部分几何形状，专门开发的仿真软件可以模拟求得被测齿轮与其配对齿轮啮合时的传动误差，进行相应的FFT频谱分析；所测数据和分析数据还可通过LAN共享。

(5)超精密三坐标测量机

日本松下电器产业开发了采用原子力测头的超精密三坐标测量机，精度为0.01μm。用它测量齿轮时，由于测头只能沿垂直方向运动，所测齿轮受到一定限制。但是在测量限定齿数的实物样板时，测量精度可达到纳米级。测量样板所用测针的顶端曲率半径为2μm，因而可以测量齿面粗糙度。随着我国齿轮制造业的快速发展，随着渐开线圆柱齿轮精度国家标准GB/T10095-2001（等同于国际标准ISO1328：1997）的公布、宣传和贯彻，我国齿轮测量技术和齿轮测量仪器的发展方向更明，步伐更快。齿轮测量技术已成为先进齿轮制造技术中不可或缺的一个重要组成部分。随着齿轮质量要求的不断提高，新的齿轮精度评定指标的出现将推动齿轮精度标准的不断发展，齿轮测量技术和齿轮测量仪器也将不断发展。近年来，中国齿轮专业协会在组织、引导我国齿轮制造业、提高行业整体齿轮制造技术和质量方面，做出了卓有成效的努力；中国仪器仪表学会机械量测试仪器分会对于齿轮测量仪器的发展，给予了关注和支持。因此，我们有理由相信我国齿轮测量仪器制造业必将实现新的振兴。(end)

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