用三坐标机测量齿轮齿廓总偏差

　　新标准对齿轮齿廓方面的偏差项目，共规定了三项：齿廓总偏差Fa，齿廓形状偏差ffa和齿廓倾斜偏差fHa。在齿廓偏差中，齿廓总偏差 Fa主要影响齿轮平稳性精度，Fa是齿轮精度分级必检项目。因此，齿轮齿廓方面的测量，关键还是齿廓总偏差的测量。

　　本文提出了一种在三坐标测量机上，利用扫描法测量点数据采集，利用展成法实现齿廓总偏差评定的渐开线圆柱齿轮齿廓识差测量的新方法。该测量方法测量点数据采集与齿廓总偏差评定简便，测量效率高，测量精度高。利用扫描法实现渐开线圆柱齿轮廓总偏差的测量方法，可克服传统齿廓总偏差测量方法的测量误差来源多、测头与工件安装调整误差大的缺点。同时，该测量方法除测量数据采集、实际齿形轮廓曲线的拟合外，数据处理与齿廓总偏差的评定，全部依靠计算机完成，测量误差与评定误差小，测量简便实用，也可以从扫描齿轮齿廓曲线上，进一步分析齿廓形状偏差 ffa和齿廓倾斜偏差 fHa数值。

　　本测量所用的三坐标机，为英国 LK 公司生产的 G90C型。在 VISUAL CMES 软件环境下，测量分四个步骤进行。

　　1选择测头类型及测头半径校正

　　考虑扫描时测头能充分接触到齿面上，因此本测量选用测球半径为 1mm 的红宝石测头和 TP2 型触发式测量头，测量压力都很小。选好测头类型后，接着校正测头。校正测头主要有两个原因：为了得到测针的经宝石测头的补偿直径，以及不同测头位置与第一个测头位置之间的关系。

　　2建立基准

　　实际齿廓偏差设计齿廓的量，在端平面内垂直于渐开线齿廓的方向计值。因此，基准的建立是非常重要的，它影响到数据的采集和测量的可行性。我们将被测齿轮任意竖直放在120°的V型块上，且在其工作范围内，以齿轮的回转轴为工件坐标系的一个坐标轴，建立测量坐标系。基准的建立流程：在齿轮的一个端面测量三点建立一个面———基准面，测得平面的法线方向为第一坐标轴。在齿轮轴孔里测量两个距离比较远的两个圆，通过圆心构造线，线的法线方向即是第二坐标轴：接着用线与面的交点来构造点，用这交点来确定另一根轴，此时基准建立，原点就落在齿轮中心轴上。

　　3数据采集

　　基准建立了就使用三坐标测量机中的 VISUAL CMES 软件进入齿轮的测量。在测量过程中，我们固定 X 轴不变。选择Scan 工具条中的[curve]按钮(该软件有扫描曲线或线段功能，只要按系统提示要求测三个点：起点、中间点、最后一点，测点一结束，机器就会自动从最后一点扫描到第一个点，不管中间的凹凸，测头跟着扫过)，系统会提示用操纵盒采样三点。当采样结束后，机器会自动地扫描由起始和终止点定义的区域，最后产生一个数字化二维曲线(段)。扫描的数据，我们只要齿轮面工作的部分，采集终点就是设备扫描的起点。因此，采集起始和终止的位置选择很重要，我们要保证扫描起点能从齿根部分开始，直到齿顶部分，这样出现问题能快速暂停，起着保护设备的作用。