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    錐齒輪測量技術基于齒輪測量中心的研發
    2010-09-09 10:53:44

    弧齒錐齒輪和準雙曲面齒輪(以下簡稱錐齒輪)是車輛、飛機、工程機械、機床、軸傳動摩托車、工業縫紉機、電動工具等機器動力傳動系統中的重要零件,更是艦船推進器、礦山機械、軋鋼設備等機器的關鍵零件,錐齒輪嚙合傳動質量是傳動平穩性、工作壽命及可靠性等的重要影響因素,而錐齒輪齒面幾何形狀及其精度在很大程度上決定其嚙合傳動質量。因此,在錐齒輪的設計和制造工藝過程中,齒形質量控制是關鍵技術難題。為使錐齒輪傳動具有更高的傳動平穩性、更低的傳動噪聲、更長的工作壽命和更高的可靠性,應采取的主要措施包括:設計合理的輪齒幾何參數、確定具有最優齒面接觸傳動性能的加工工藝參數、控制熱處理工藝過程、對零件進行精加工、對加工零件的齒形誤差進行檢測及修正以保證精度、進行滾動檢查及配對等方面。由于齒距及齒形精度對錐齒輪傳動精度、傳動噪聲、工作壽命有重要影響,因此齒距及齒形誤差檢測及修正是提高錐齒輪傳動質量的重要技術手段,這也是當前我國錐齒輪制造工藝過程中最為薄弱的環節。國家標準GB/T 11365-89規定了錐齒輪精度的檢測項目、各精度等級齒輪的誤差范圍,這就要求相應的方法和技術實現錐齒輪的精度檢測與分析。另一方面,部分國內錐齒輪制造企業為國外廠商制造錐齒輪,需使其齒輪參數和齒形均應與所提供的齒輪實物一致,這就要求國內制造企業檢測實物齒輪的各項幾何參數和齒面形狀。

    目前,國際齒輪制造行業較為廣泛地采用齒輪測量中心檢測錐齒輪。齒輪測量中心具有測量精度高、測量功能多、自動化程度高等優點。近年來,我國錐齒輪制造企業引進了美國Gleaosn-M&M精密系統公司、德國Klingelnberg公司等制造的齒輪測量中心。

    在我國,哈爾濱量具刃具集團公司、哈爾濱精達測量儀器有限公司、成都工具研究所、西安交大思源精密公司等研制成功了齒輪測量中心,開發了圓柱齒輪及其滾刀、插齒刀、剃齒刀等檢測軟件系統,在國內齒輪制造業獲得廣泛應用。

    本文介紹基于哈量集團公司制造的39系列齒輪測量中心的錐齒輪檢測方法及其實現軟件系統,該軟件系統自2005年以來在我國錐齒輪制造企業近30家應用,取得了良好的使用效果。

    1 齒輪測量中心的工作原理

    圖1所示為哈量集團公司制造的39XX型齒輪測量中心,由主機、數控單元、數據采集單元、計算機及其外設、測量與數據處理軟件等部分組成。該測量中心

     

    1、地腳   2、機座  3、手控面板   4、帶動器  5、軸系  6、頂尖

    7、上頂尖  8、測頭  9、電感  10、相對零位校正器  11、徑向滑板

    12、測量立柱  13、電器柜  14、打印機  15、計算機  16、電源開關

     

    圖1  39XX型齒輪測量中心

     

    是()四坐標聯動測量系統,由安裝于機座上的回轉工作臺帶動測量工件實現坐標位移、安裝于向直線導軌上的滑架帶動一維電感式測頭實現坐標位移,測量軟件系統通過數控單元驅動控制坐標位移,實現球形測頭的中心定位于相對于測量齒面的任意空間位置。通常,軸坐標原點設定在回轉工作臺的軸線上,軸坐標原點設定在錐齒輪軸線錯交點,坐標原點設定在起始測量點處當測頭示值為零的位置,根據坐標軸的布局情況,測頭的安裝應使測頭示值方向與軸坐標位移方向一致。

    應用齒輪測量中心測量錐齒輪時,將錐齒輪小端向上與Z坐標軸正向方向一致安裝于回轉工作臺上。當測量軸類齒輪時,通常以軸兩端頂針孔中心形成的軸線為Z軸坐標基準;測量盤類齒輪時,以齒輪定位內孔的軸線為Z軸坐標基準。由于測量坐標系原點設定于回轉工作臺的軸線上,當齒輪安裝于回轉工作臺后,不能應用回轉工作臺軸線基準標定測頭,因此可將回轉工作臺軸線基準轉換至安裝于機座上的標準球球心,在測定了標準球球心至回轉工作臺軸心線沿R、T向距離后,即可以標準球校準測頭中心位置。

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