用整体误差测量仪测量圆柱齿轮的齿面轮廓度

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　　一、引言

　　渐开线圆柱齿轮齿面的几何精度,在各国的齿轮精度标准中,是用两个指标来控制的:端截面上用齿形误差控制渐开线误差,轴截面上用齿向误差控制螺旋线误差。用形位公差的观点来看,齿形误差和齿向误差均相当于线轮廓度误差。形位公差中的面轮廓度显然适用于渐开螺旋面。在形位公差的国家标准中,面轮廓度误差的定义如下(图1):包容实际轮廓面1的一系列球(其球心位在理想轮廓面2上)的两个包络面之间的距离,称为面轮廓度误差。对于渐开线圆柱齿轮,理想轮廓面就是理想渐开螺旋面。

　　从齿面加工精度的评定效果来看,面轮廓度无疑优于线轮廓度,即齿面轮廓度这个指标优于齿形误差和齿向误差两个指标,特别是,测得齿面轮廓度误差后,可以打出齿面拓扑图(形貌图),从齿面拓扑图上,可以对整个被加工齿面的凹凸情况看得一清二楚,这是齿形误差曲线图和齿向误差曲线图无法与之比拟的。我们用CD320G-D型光栅式单啮仪,开发了软件,成功地测得了圆柱齿轮的齿面轮廓度和齿面拓扑图。

　　二、渐开螺旋面的几何构成

　　渐开螺旋面上有下列四条特性线:渐开线、螺旋线、发生线和法向啮合齿形,见图2。前三条线大家都很熟悉。所谓法向啮合齿形,是指螺旋齿轮传动中两齿面啮合时在齿面上所产生的瞬时接触点的轨迹。法向啮合齿形也称接触迹线。

　　从以上四条特性线中适当选择两条加以组合,便可以获得下列几种不同形式的渐开螺旋面:

　　1.平面上的一条渐开线,当其上面的每一点均绕垂直于该平面的Z轴作同样的螺旋运动时,便形成一个渐开螺旋面。

　　2.基圆柱(半径为rb)的切线绕基圆螺旋线作纯滚动时所形成的直纹曲面(图3),就是渐开螺旋面。基圆柱的切线称为渐开螺旋面的发生线。

　　3.法向啮合齿形沿齿面螺旋线移动时所包络成的曲面,也是渐开螺旋面。

　　在齿轮的实际生产中,渐开螺旋面就是用上述三种方式之一加工出来的。例如,插斜齿轮是按第1种方式形成齿面的,梳齿和Niles磨齿是按第2种方式形成齿面的,滚齿、剃齿和蜗杆砂轮磨齿则是按第3种方式形成齿面的。

　　为了评定渐开螺旋面的几何加工精度,可以测量上述四条特性线中的两条。通常采用渐开线检查仪在端截面上测量渐开线和采用导程仪沿齿侧面测量螺旋线。在前苏联齿轮精度标准中,规定可以测量接触线(发生线)以代替螺旋线。在我国齿轮精度标准GB10095-88中,允许用检查被测齿轮和测量蜗杆啮合时齿轮齿面上的法向啮合齿形代替端面渐开线。