近年來齒輪測量技術(shù)與儀器的發(fā)展
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②齒輪雙面嚙合檢查儀
近年來，由于計(jì)算機(jī)、精密光柵傳感器以及數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用，傳統(tǒng)的齒輪雙面嚙合檢查儀經(jīng)過技術(shù)改造提升，整體水平有了質(zhì)的改變，分析功能增強(qiáng)。哈爾濱量具刃具廠的智能雙面嚙合齒輪測量儀配備了筆記本電腦、長、圓光柵傳感器、直流伺服電機(jī)和單片機(jī)數(shù)據(jù)采集，能對(duì)齒輪的徑向綜合偏差、一齒徑向綜合偏差、徑向跳動(dòng)等進(jìn)行測量外，還能對(duì)毛刺、劃傷、磕碰等缺陷進(jìn)行判定。隨著信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，信息、辦公機(jī)器以及照像機(jī)、玩具行業(yè)等用小模數(shù)齒輪（尤其是塑料齒輪）產(chǎn)量大增，質(zhì)量要求也越來越高，小型齒輪雙面嚙合檢查儀市場需求相應(yīng)增加。2003年上海展覽會(huì)上就展出了日本東京技術(shù)儀器和大阪精機(jī)的齒輪雙面嚙合檢查儀。據(jù)東京技術(shù)儀器公司介紹，他們的TF-40NC是世界上第一臺(tái)CNC齒輪雙面嚙合檢查儀，其特點(diǎn)除了自動(dòng)校零點(diǎn)、顯示最大、最小和中心距平均值外，還能對(duì)基準(zhǔn)（測量）齒輪的徑向振擺進(jìn)行自動(dòng)補(bǔ)償。除了MARPOSS的M62系列、大阪精機(jī)的GTR-PC、北井產(chǎn)業(yè)的KGT等產(chǎn)品外，我國的哈爾濱精達(dá)測量儀器有限公司也生產(chǎn)用于工位檢測、具有計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理功能的齒輪雙面嚙合檢查儀。
③齒輪單面嚙合檢查儀
齒輪單面嚙合檢查儀又稱為齒輪副傳動(dòng)精度檢查儀或齒輪滾動(dòng)檢驗(yàn)機(jī)。典型實(shí)例是美國GLEASON公司的鳳凰HCT500、德國KLINGELNBERG公司的GKC60 CNC錐齒輪滾動(dòng)檢驗(yàn)機(jī)。它裝有高精度圓光柵，可以測量錐齒輪、圓柱齒輪副的傳動(dòng)精度——切向綜合偏差，以及加載加速時(shí)的三維結(jié)構(gòu)噪音分析、齒面接觸斑點(diǎn)，用以評(píng)定傳動(dòng)副配對(duì)質(zhì)量。我國原內(nèi)江機(jī)床廠最近與重慶大學(xué)合作，成功研制出國產(chǎn)CNC錐齒輪滾動(dòng)檢驗(yàn)機(jī)，為趕超國外先進(jìn)水平做出了貢獻(xiàn)。小模數(shù)齒輪刀具制造商日本小笠原開發(fā)的MEATA-3型齒輪副傳動(dòng)精度檢測儀，可以測量蝸桿蝸輪副、內(nèi)外直/斜圓柱齒輪副、錐齒輪副、端面齒輪副等的傳動(dòng)誤差，儀器分辨率為1角秒。
(3)齒輪在線測量分選機(jī)
這類儀器主要應(yīng)用于批量生產(chǎn)汽車轎車齒輪質(zhì)量的最終檢測，以保證齒輪變速箱的裝配總成質(zhì)量。由英國MOORE公司制造、美國ITW出產(chǎn)的齒輪在線自動(dòng)分選機(jī)，實(shí)質(zhì)上是一種改型的齒輪雙面嚙合在線檢測分選機(jī)。除了能測量齒輪徑向綜合偏差、齒厚、齒輪加工毛刺及磕碰缺陷以外，由于配備了特殊的二維齒向測量機(jī)構(gòu)，儀器還能測量雙嚙齒向偏差和雙嚙齒向錐度偏差等齒輪誤差。該儀器適用于車間現(xiàn)場，能滿足批量生產(chǎn)汽車齒輪100%的在線檢測和自動(dòng)分選的要求。該機(jī)測量速度快，每小時(shí)可測300～600個(gè)齒輪；使用不同的工裝夾具，可分別對(duì)內(nèi)、外齒輪，盤、軸齒輪進(jìn)行測量；配有計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)和SPC統(tǒng)計(jì)分析軟件，能對(duì)齒輪加工過程和工藝狀況進(jìn)行監(jiān)測和預(yù)報(bào)；此外，它還具有儀器自身故障自動(dòng)診斷功能。儀器重復(fù)性精度指標(biāo)為：齒厚4μm，徑跳3μm，齒向4μm，毛刺7μm。據(jù)稱美國、德國的汽車制造廠都配備了類似儀器，以對(duì)齒輪質(zhì)量和加工進(jìn)行有效監(jiān)控。大阪精機(jī)的AG系列齒輪自動(dòng)分選機(jī)也在日本得到了很好的應(yīng)用。
（4）激光齒輪測量儀
有關(guān)激光齒輪測量儀，近年日本報(bào)道較多。大阪精機(jī)近年開發(fā)用于基準(zhǔn)傳遞、漸開線樣板檢測的CNC高精度齒輪測量儀，采用了高精度氣浮主軸，氣浮導(dǎo)軌，高精度長、圓編碼器的同時(shí)，還采用了激光測長系統(tǒng)進(jìn)行齒面精度檢測。據(jù)報(bào)道儀器測量精度（重復(fù)精度）0.2～0.3μm。日本AMTEC公司的G3-SYSTEM 50非接觸式齒輪測量儀采用了激光全息技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了精確、高速測量。該儀器是一臺(tái)由伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)X、Y、Z、C軸運(yùn)動(dòng)的四軸（圓柱）坐標(biāo)測量機(jī)。儀器配置了CONOPROBE激光全息測量頭，當(dāng)其物鏡為HD25mm時(shí)，測頭的絕對(duì)精度＜1μm，重復(fù)性1σ＜0.2μm，工作區(qū)域?yàn)?.65mm。該儀器可測量漸開線直、斜齒輪和花鍵、螺紋等，今后還將可以測量蝸桿、傘齒輪等。齒輪模數(shù)小至0.1mm，直徑1～50mm，齒寬0.1～100mm，齒數(shù)4～200。由于采用激光非接觸測量方式，儀器可以測量齒面上非漸開線齒根部分幾何形狀，專門開發(fā)的仿真軟件可以模擬求得被測齒輪與其配對(duì)齒輪嚙合時(shí)的傳動(dòng)誤差，進(jìn)行相應(yīng)的FFT頻譜分析；所測數(shù)據(jù)和分析數(shù)據(jù)還可通過LAN共享。
(5)超精密三坐標(biāo)測量機(jī)
日本松下電器產(chǎn)業(yè)開發(fā)了采用原子力測頭的超精密三坐標(biāo)測量機(jī)，精度為0.01μm。用它測量齒輪時(shí)，由于測頭只能沿垂直方向運(yùn)動(dòng)，所測齒輪受到一定限制。但是在測量限定齒數(shù)的實(shí)物樣板時(shí)，測量精度可達(dá)到納米級(jí)。測量樣板所用測針的頂端曲率半徑為2μm，因而可以測量齒面粗糙度。隨著我國齒輪制造業(yè)的快速發(fā)展，隨著漸開線圓柱齒輪精度國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T10095-2001（等同于國際標(biāo)準(zhǔn)ISO1328：1997）的公布、宣傳和貫徹，我國齒輪測量技術(shù)和齒輪測量儀器的發(fā)展方向更明，步伐更快。齒輪測量技術(shù)已成為先進(jìn)齒輪制造技術(shù)中不可或缺的一個(gè)重要組成部分。隨著齒輪質(zhì)量要求的不斷提高，新的齒輪精度評(píng)定指標(biāo)的出現(xiàn)將推動(dòng)齒輪精度標(biāo)準(zhǔn)的不斷發(fā)展，齒輪測量技術(shù)和齒輪測量儀器也將不斷發(fā)展。近年來，中國齒輪專業(yè)協(xié)會(huì)在組織、引導(dǎo)我國齒輪制造業(yè)、提高行業(yè)整體齒輪制造技術(shù)和質(zhì)量方面，做出了卓有成效的努力；中國儀器儀表學(xué)會(huì)機(jī)械量測試儀器分會(huì)對(duì)于齒輪測量儀器的發(fā)展，給予了關(guān)注和支持。因此，我們有理由相信我國齒輪測量儀器制造業(yè)必將實(shí)現(xiàn)新的振興。(end)
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