近年來齒輪測量技術與儀器的發(fā)展
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②齒輪雙面嚙合檢查儀
近年來，由于計算機、精密光柵傳感器以及數(shù)控技術的應用，傳統(tǒng)的齒輪雙面嚙合檢查儀經(jīng)過技術改造提升，整體水平有了質(zhì)的改變，分析功能增強。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、直流伺服電機和單片機數(shù)據(jù)采集，能對齒輪的徑向綜合偏差、一齒徑向綜合偏差、徑向跳動等進行測量外，還能對毛刺、劃傷、磕碰等缺陷進行判定。隨著信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，信息、辦公機器以及照像機、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增加。2003年上海展覽會上就展出了日本東京技術儀器和大阪精機的齒輪雙面嚙合檢查儀。據(jù)東京技術儀器公司介紹，他們的TF-40NC是世界上第一臺CNC齒輪雙面嚙合檢查儀，其特點除了自動校零點、顯示最大、最小和中心距平均值外，還能對基準（測量）齒輪的徑向振擺進行自動補償。除了MARPOSS的M62系列、大阪精機的GTR-PC、北井產(chǎn)業(yè)的KGT等產(chǎn)品外，我國的哈爾濱精達測量儀器有限公司也生產(chǎn)用于工位檢測、具有計算機數(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精度檢查儀或齒輪滾動檢驗機。典型實例是美國GLEASON公司的鳳凰HCT500、德國KLINGELNBERG公司的GKC60 CNC錐齒輪滾動檢驗機。它裝有高精度圓光柵，可以測量錐齒輪、圓柱齒輪副的傳動精度——切向綜合偏差，以及加載加速時的三維結(jié)構(gòu)噪音分析、齒面接觸斑點，用以評定傳動副配對質(zhì)量。我國原內(nèi)江機床廠最近與重慶大學合作，成功研制出國產(chǎn)CNC錐齒輪滾動檢驗機，為趕超國外先進水平做出了貢獻。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誤差，儀器分辨率為1角秒。
(3)齒輪在線測量分選機
這類儀器主要應用于批量生產(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)的齒輪在線自動分選機，實質(zhì)上是一種改型的齒輪雙面嚙合在線檢測分選機。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%的在線檢測和自動分選的要求。該機測量速度快，每小時可測300～600個齒輪；使用不同的工裝夾具，可分別對內(nèi)、外齒輪，盤、軸齒輪進行測量；配有計算機數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)和SPC統(tǒng)計分析軟件，能對齒輪加工過程和工藝狀況進行監(jiān)測和預報；此外，它還具有儀器自身故障自動診斷功能。儀器重復性精度指標為：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，以對齒輪質(zhì)量和加工進行有效監(jiān)控。大阪精機的AG系列齒輪自動分選機也在日本得到了很好的應用。
（4）激光齒輪測量儀
有關激光齒輪測量儀，近年日本報道較多。大阪精機近年開發(fā)用于基準傳遞、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，氣浮導軌，高精度長、圓編碼器的同時，還采用了激光測長系統(tǒng)進行齒面精度檢測。據(jù)報道儀器測量精度（重復精度）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，實現(xiàn)了精確、高速測量。該儀器是一臺由伺服電機驅(qū)動X、Y、Z、C軸運動的四軸（圓柱）坐標測量機。儀器配置了CONOPROBE激光全息測量頭，當其物鏡為HD25mm時，測頭的絕對精度＜1μm，重復性1σ＜0.2μm，工作區(qū)域為0.65mm。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齒輪嚙合時的傳動誤差，進行相應的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)超精密三坐標測量機
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測量機，精度為0.01μm。用它測量齒輪時，由于測頭只能沿垂直方向運動，所測齒輪受到一定限制。但是在測量限定齒數(shù)的實物樣板時，測量精度可達到納米級。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準GB/T10095-2001（等同于國際標準ISO1328：1997）的公布、宣傳和貫徹，我國齒輪測量技術和齒輪測量儀器的發(fā)展方向更明，步伐更快。齒輪測量技術已成為先進齒輪制造技術中不可或缺的一個重要組成部分。隨著齒輪質(zhì)量要求的不斷提高，新的齒輪精度評定指標的出現(xiàn)將推動齒輪精度標準的不斷發(fā)展，齒輪測量技術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)會在組織、引導我國齒輪制造業(yè)、提高行業(yè)整體齒輪制造技術和質(zhì)量方面，做出了卓有成效的努力；中國儀器儀表學會機械量測試儀器分會對于齒輪測量儀器的發(fā)展，給予了關注和支持。因此，我們有理由相信我國齒輪測量儀器制造業(yè)必將實現(xiàn)新的振興。(end)
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