萬能齒輪測量機的檢定

唐學清

（哈爾濱量具刃具集團有限責任公司，哈爾濱150040）

1 引言

萬能齒輪測量機是采用“坐標點測量法”來測量齒輪的齒形、齒向、齒距的新型智能化齒輪量儀，可在工件一次裝夾中測量出上述各種參數，測量精度高，并且在測量時不需要任何標準測量元件（如標準蝸桿和標準齒輪）。萬能齒輪測量機適應范圍廣泛，它不但能測量直齒和斜齒漸開線圓柱齒輪、多聯齒輪的上述各項參數，還能測量非漸開線齒輪和等分回轉體工件（如圓弧點嚙合齒輪、擺線齒輪、分度板和花鍵等）的齒距誤差（或分度誤差）和齒向誤差及剃齒刀、插齒刀的齒形和齒距誤差。可測量模數為0.5～20mm、最大外徑為630mm的齒輪。

隨著我國機械行業特別是汽車制造行業的高速發展，萬能齒輪測量機的需求量也大幅度增加，以前，主要客戶為大型的國有的齒輪制造企業，現在很多民營企業也在普遍使用。萬能齒輪測量機屬于高精密產品，需要用戶定期維護、保養及檢定，才能保證正常使用。

2 萬能齒輪測量機的構成

萬能齒輪測量機由主機、電箱、計算機、打印機等組成，在測量中由顯示屏和鍵盤以對話方式輸入測量要求和參數，測量后由打印機輸出測量結果或CRT圖形顯示。

圖1

萬能齒輪測量機各部分名稱如圖1所示。

3 萬能齒輪測量機的檢定條件

3.1 溫度要求

檢定時室內溫度應保持在20℃±1℃，室內溫度的變化不得超過0.5℃/h，受檢的測量機在檢定室內的平衡溫度時間不得少于12h，檢定的工具在檢定室內的平衡溫度時間不得少于6h方可進行檢定。有些客戶應用環境不能滿足上述條件要求，檢定結果只能作為定性分析，如是否產生故障狀態下的粗大誤差等，不能作為儀器精度狀態的評定依據。

3.2 環境要求

檢定室內要保持清潔，無振動，電源電壓要符合規定要求。

4 萬能齒輪測量機的主要檢定項目

（1）測量機各部分的相互作用；（2）下頂尖斜向圓跳動、上頂尖徑向圓跳動及下、上頂尖回轉中心的同軸度；（3）徑向滑板移動的直線度和扭擺；（4）測頭上下移動對上、下頂尖連線的平行度；（5）切向滑板移動的直線度和對上、下頂尖連線的垂直度；（6）切向滑板移動方向對徑向滑板移動方向的垂直度；（7）測頭的徑向零位公差和切向零位公差；（8）測量漸開線齒形偏差時的示值誤差和示值變動性；（9）測量螺旋線齒向偏差時的示值誤差和示值變動性；（11）測量齒距累積偏差時的示值誤差和示值變動性；（12）連續運轉時，測量機的可靠性。

上述項目為出廠檢測項目，對于定期檢定可根據用戶的使用情況適當刪減，但如條件允許，應全部保留。

5 檢定方法

5.1 檢定前的準備工作

（1）認真檢查所使用的工具，如指示表是否靈活，磁力表座夾緊狀態是否可靠等，這些看似小事，但經常會給檢定過程帶來很大麻煩。建議將全部檢定用工具依次擺放在工具車上，保證使用便捷，方便管理。

（2）按檢定說明書給出的格式做好檢定表。在檢定前，應檢查環境溫度及濕度，并填寫在檢定表上，以便于將檢定結果與出廠檢定結果進行比較分析。

（3）檢定操作時一定要帶專用手套。

5.2 檢定相互作用

要進行實際操作，感覺各緊固部分是否牢固可靠，各移動部分是否靈活平穩，不得有卡滯和松動的感覺，如果轉動手輪、手柄、導軌、滑板、工作臺等出現上述問題，則應先排除故障，再向下進行。

5.3 檢定上下頂尖圓跳動

用扭簧比較儀檢測。（1）檢定下頂尖斜向圓跳動時，將裝有扭簧比較儀的磁性表座吸在機座上，使扭簧比較儀測頭與下頂尖錐面垂直接觸，取比較儀的示值最大變化量。（2）檢定上頂尖徑向圓跳動時，在上下頂尖間安裝一心軸，使比較儀測頭與心軸上端外圓接觸，在心軸不轉的情況下，轉動上頂尖進行檢驗，取比較儀示值最大變化量。

5.4 檢測上、下頂尖回轉中心的同軸度公差

用扭簧比較儀進行檢測。在上、下頂尖間分別安裝長度為150、420mm的精密心軸，將裝有扭簧比較儀的磁性表座固定在下頂尖回轉圓盤上，使扭簧測頭與心軸上端外圓垂直接觸，轉動主軸進行檢驗，取扭簧比較儀示值最大變化量。

5.5 檢測徑向滑板移動的直線度公差和扭擺

用自準直儀進行檢測。將自準直儀固定在機座上，反射鏡和合象水平儀置于徑向滑板上，移動滑板進行檢驗，取自準直儀在垂直和水平面上的示值最大變化量和合象水平儀在扭擺方向的示值最大變化量。

5.6 檢測頭上下移動對上、下頂尖連線的平行度

用扭簧比較儀進行檢測。在上、下頂尖間安裝長度為420mm精密心軸，將裝有磁性表座的扭簧比較儀固定在垂直滑架的滑板上，使測頭與心軸外圓垂直接觸，移動垂直滑架進行檢驗，取扭簧比較儀示值最大變化量。

5.7 檢測切向滑板移動的直線度

用自準直儀進行檢測。將自準直儀固定在機座上，平面反射鏡置于切向滑板上，移動切向滑板，取自準直儀在水平和垂直平面內的示值最大變化量。

5.8 檢定切向滑板移動對上、下頂尖連線的垂直度

用扭簧比較儀進行檢測。將專用端面心桿裝在上、下頂尖間，將扭簧比較儀固定在切向滑板上，使扭簧比較儀測頭與端面心桿工作面垂直接觸，移動切向滑板，取扭簧比較儀示值最大變化量。

5.9 檢定切向滑板移動方向對徑向滑板移動方向的垂直度

用扭簧比較儀進行檢測。將標準方鐵置于主機固定部分，先將扭簧比較儀固定在徑向滑板上，使比較儀測頭與方鐵的一邊接觸，移動徑向滑板并調整方鐵位置，使比較儀的示值無變化，再將比較儀固定在切向滑板上，使比較儀測頭與方鐵的另一邊接觸，移動切向滑板，取比較儀示值最大變化量。

5.10 檢測頭的徑向零位公差

在上、下頂尖間安裝一精密心軸，測量出心軸半徑R。使用φ5外測頭，測量出φ5外測頭刀口刃至測頭端面的軸向距離H。調整徑向滑板位置，使φ5外測頭與心軸外圓接觸（切向滑板能帶動φ5外測頭，并且有明顯阻礙作用）。調整徑向光柵電箱，使電箱讀數示值等于R+H。

5.11 檢測頭的切向零位公差

在上、下頂尖間安裝一精密心軸，測量出心軸半徑R。使用φ5外測頭，調整徑向滑板位置，使徑向光柵電箱讀數示值為零。變更測頭位置和測力方向，使測頭與心軸外圓兩側接觸。在切向滑板的刻度尺上讀數值與測頭半徑和心軸半徑之和相差不應超過允許值。

5.12 測量漸開線齒形偏差時的示值誤差

使用標準漸開線樣板進行比較測量。在上下頂尖間安裝一漸開線樣板，按計算機漸開線齒廓測量程序，測量漸開線樣板大小頭的左右齒面，取測得值與樣板實際值之差。

5.13 測量漸開線齒形偏差時的示值變動性

在上下頂尖間安裝一漸開線樣板，按計算機漸開線齒廓測量程序，在一次裝夾中對漸開線樣板小頭的同一位置重復測量5次，取各條曲線示值的最大差值。

5.14 測量螺旋線齒向偏差時的示值誤差

使用標準螺旋線樣板進行比較測量。在上下頂尖間分別安裝螺旋角15°、30°的螺旋線樣板，按計算機齒向測量程序，測量 15°左旋、15°右旋、30°左旋的螺旋線樣板的左右齒面，取測得值與樣板實際值之差。

5.15 測量螺旋線齒向偏差時的示值變動性

在上下頂尖間安裝15°螺旋線樣板，按計算機齒向測量程序，在一次裝夾中對15°螺旋線樣板的同一位置，重復測量5次，取各條曲線示值的最大差值。

5.16 測量齒距累積偏差時的示值誤差

使用標準齒輪進行比較測量。測頭與被測齒輪齒面中部接觸，按計算機齒距測量程序，從標記齒開始測量，取一轉所測得的齒距累積誤差值與被測齒輪的實際值的最大差值。

5.17 測量齒距累積偏差時的示值變動性

測頭與被測齒輪齒面中部接觸，按計算機齒距測量程序，在一次裝夾中對齒輪的同一位置，重復測量5轉，取各轉齒距累積誤差的最大差異。

5.18 檢測連續運轉可靠性

先加電預熱30min，然后每天連續運轉測試8～12h，總計運轉24h，應工作可靠。

6 檢定結果分析及處理

檢定結果應與出廠檢定值進行比較，對有差異的應分析產生原因；對不合格項進行復檢，盡量排除人為因素及外界干擾因素的影響，確認是不合格項后，應通知儀器制造廠家處理。隨著科學技術的發展，齒輪測量機及其檢測手段也在不斷發展，如自準直儀完全可以被電子水平儀或激光干涉儀取代，涉及的檢定項目也會發生變化。本文例舉的只是一種產品，不同產品的檢測項目也有所不同，但基本核心內容不會發生大的改變。