ZSX10型小模数齿轮双面啮合测量仪
齿轮综合测量方法
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2.2 常用测量方法及仪器
双啮测量原理 （直接测量）
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齿轮双面啮合测量原理：以被测齿轮回转 轴线为基准，用径向拉力弹簧使被测齿轮 与测量齿轮作无侧隙的双面啮合传动，被 测齿轮的双啮偏差转化为中心距的连续变 动记录成径向综合曲线。
如图所示，在一个基座上，安装有一个固 定测量架和一个浮动测量架，测量齿轮安 装在固定测量架的芯轴上，被测齿轮安装 在浮动测量滑架的芯轴上。当被测齿轮和 测量齿轮进行无侧隙啮合转动时，被测齿 轮齿形、齿距或者节线偏心的误差都会导 致双啮仪中心距发生变动，其变动量由数 字指示表进行记录处理。
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2.2 常用测量方法及仪器
双啮仪
GTR-4
3100A
GRS-2
TF-40
URM898
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2.2 常用测量方法及仪器
双啮测量中需注意的问题：
测量力 测量齿轮 仪器校准——平行度校准 小模数齿轮双啮测量的操作
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2.3 误差评定、误差曲线分析及数据处理
直齿轮重合度的影响
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1.4 产品齿轮与测量齿轮副的检测
1.4.2 斜齿圆柱齿轮
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1.4 产品齿轮与测量齿轮副的检测
直齿轮
斜齿轮
重合度的影响
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1.5 应用举例
缺陷的识别和定位
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1.5 应用举例
齿轮的选配啮合
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2.3 误差评定、误差曲线分析及数据处理
齿轮的测量
式中： Δfpt相对——各齿测量读数； Δfpt绝对——各齿齿距偏差； tp——公称齿距； tpi——各齿实际齿距； Z——被测齿轮齿数； K——基准齿齿距偏差。 由式（7-1），将各读数值加上K，便转化成各实际齿距对公称齿距的偏差，取其中绝对值为最大 的代数值便是齿距偏差Δfpt；再将绝对齿距偏差依次累积起来，取符号相反的最大两数的代数 差，便得齿距累积误差ΔFp。为简明起见，常用列表计算法。 具体例子见书本Ｐ１６２
2. 工作原理
齿圈径向跳动量△Fr是指齿轮在一转范围内， 测头在齿槽内或在轮齿上于齿高中部双面接触， 测头相对于齿轮轴心线的最大变动量。它主要反 映齿轮运动误差中因基圆的几何偏心所引起的径 向误差分量。 如图7-36（a）所示，以齿轮基准孔的轴线O为 中心，转动齿轮，使齿槽在正上方，再将测头插 入齿槽与左右齿面接触，从千分表上读数，依次 测量所有齿，取最大读数与最小读数之差作为齿 圈径向跳动量△Fr。
1-套筒 2-标尺 3-锁紧手柄 4-活动测头 5-弓形架 6-固定测头7-棘轮
图7-41
公法线千分尺
3．工作原理 公法线长度变动△Fw是指在齿轮一周范围内，实际公法线长度的最大值与最小值 之差，它反映了齿轮加工中切向误差引起的齿距分布不均匀性，故可用于评定齿轮的 运动准确性；公法线平均长度偏差△Ew是指在齿轮一周内，公法线长度平均值与公称 值之差，它反映齿厚减薄量，用于控制齿侧间隙。 渐开线齿轮的公法线长度是指跨过n个齿、与两个异侧齿面相切的两平行平面间的 距离W。因此，测量公法线长度时，为消除压力角误差对测量结果的影响，必须使千 分尺两平面测头与齿廓的接触点落在分度圆上或在其附近，因此要选择合适的跨齿数 对于压力角 α = 20°的直齿圆柱齿轮，公法线长度的公称值W 和跨齿数n 可由 下式算得：
双面啮合测量中测量齿轮的特性
情况下的测量结果存在不小 的差异。 差异 ：将一些高精度等级 、不 同齿数
的工件齿轮与一个径节略微不同的测 量齿轮进行双面啮合滚动检测时 ，同 齿数 １０ ８ 、径节 １０的测量齿轮与一 ２
通过另一种途径也可以表明这种 啮合滚动测量。
测得 的齿厚 由于测量齿轮齿数的
图 １ 测 量 齿 轮 的 轮 齿 位 于 中 心 连 线 时 的 计 算 机仿 真 绘 图
滚 （０ ＋ ） ： ５ ３ ” １０ ２ ｌ ９ ８，而不是 （０ ＋ 展成法 （ 齿 ，插齿 ）加工而成时 ， １０
一
对于齿厚 减薄量 为 Ｑ ｏ ９ ”的 ０ ４８
齿径 向综合 偏差 为 Ｑ ０ ’ Ｄ ｌ 。两种 选择 了径节略有不 同的一个工件齿轮 ２个工件齿轮 ，它们 的无隙啮合 中心 与不同齿数 的一些测量齿轮进行双面 距 为 １ ６ ｆ ，而不是 与 ９ 齿测量齿 ５０’ ６ 轮 啮 合 时 的 （１ ０＋ Ｏ ）Ｉ ８： ０ ｌ０ １ ２
１３９＇ ５ ０ ２ ，齿 厚为 ０ ０ ９ ” ’ ． ４ ８ ，小 于基 ０ 本齿厚 。此时的一齿径 向综合偏差 为
１ ５ 一 ５３ ９ ‘＝ ． ０ ” ５３ ” １ ０ Ｚ ０ ０ ３ 。 １ ２ ０
值得 注意 的是 ，基节偏 差达 到
齿 、径节为 ４ 、压力角为 ２ｙ ８ （的注塑 ０ ０ ”的情况在成型制造 （ ３ ．１ ０ 注塑 、压 上时 ，计算 机仿 真绘 图的 中心距 为
基本 中心距 ，用试算法可以得知，工 件齿 轮 的齿 厚 必须 比基本 齿厚 （
＇ ２’ ０ ４ ８。 １０的高精度等级工件齿轮与径节 为 １７ ）小 Ｑ ０ ９ ” ２
简 述
直齿锥齿轮双面啮合仪的开发设计
直齿锥齿轮双面啮合仪的开发设计针对直齿锥齿轮的制造、检测现状，开发设计了这款双面啮合仪。
本文就这种双面啮合仪的工作原理、功能、结构设计方案及使用方法进行了阐述。
标签：直齿锥齿轮；测量；双啮仪；安装距0 引言近年来，在齿轮精度综合指标的检测方面，不断有新仪器（如齿轮整体误差检查仪，单啮仪等）研制出来。
这些仪器多数都是在传统双啮仪的基础上进行单片机、数字化、智能化改造，扩大了检测功能，提高了检测精度，但是价格也非常高。
检具对环境条件要求严格，操作复杂，故障率高，不易维修，适合在环境较好的检验室使用。
随着直齿锥齿轮的精锻技术的提高，为保证直齿锥齿轮精锻加工的成品率，在线检测势在必行。
双啮法尤其适用于技术能力及生产规模一般的工厂批量生产时作为现场测量与工艺监控。
这种检测更接近实际使用状态，能够比较全面地反映出齿轮的加工质量。
在齿轮制造加工现场，主要还是用传统的双啮仪进行齿轮质量检查。
1 开发设计双啮仪的意义（1）经济性好。
外购的双啮仪价格一般都在几万到几十万元之间，而本次研究开发的双面啮合仪总体制造成本大约在0.5万左右，这样可以大大节约成本。
（2）结构简单，性能可靠。
设计开发的圆锥齿轮双啮仪检具，采用最基本的定位、可靠的夹紧装置、摩擦阻力小的滚动导轨等结构，这些结构受工厂生产环境的影响非常小。
因此，双面啮合仪在进行直齿圆锥齿轮参数检测时，可以保证出厂的齿轮齿厚、安装距具有一致性。
（3）功能好。
双面啮合仪非常适合在线测量；它能够测出中心距的变化量；能读出单齿跳动和全齿跳动两个参数；它能够连续反映整个齿轮啮合点误差。
因此，双面啮合仪对直齿圆锥齿轮参数进行综合检测时能够更方便、准确。
2 双啮仪的设计2.1 设计要求与设计方案齿轮的双面啮合综合测量是指被测齿轮与理想精确的测量齿轮作无侧隙的双面啮合转动时中心距的变动量。
双啮仪应该具备定位准确、读数精确的特点。
另外，由于这种检测基本上是百分之百检测，双啮仪还应装夹迅速、具有检测效率高的特点。
智能齿轮双面啮合综合测量仪
智能齿轮双面啮合综合测量仪随着制造技术不断进步以及细分市场的发展，各类机器和设备的制造对精度和质量的要求也越来越高。
而齿轮作为各类机械传动的核心部件，并且常常承受高负荷和高速运转等条件，因此对其的精度要求特别高。
为了满足高精度齿轮的制造需求，现代齿轮行业发展出了一种新型的技术设备——智能齿轮双面啮合综合测量仪。
1. 什么是智能齿轮双面啮合综合测量仪智能齿轮双面啮合综合测量仪是一种专门用于对齿轮进行检测和分析的高技术仪器。
它利用激光干涉仪等技术手段，以高速高精度的方式测量齿轮啮合磨损及齿面形状，从而获取齿轮的详细参数信息，包括啮合方式、齿数，轴距，模数和分度圆直径，有效直径，齿顶间隙等等。
同时，智能齿轮双面啮合综合测量仪具备自动化、智能化、测量速度快等特点，能够实现快速、可靠、全面的齿轮检测，对齿轮生产质量控制有着重要的意义。
2. 智能齿轮双面啮合综合测量仪的应用智能齿轮双面啮合综合测量仪主要应用于齿轮制造、检验、科研和教育等领域。
在齿轮制造过程中，利用智能齿轮双面啮合综合测量仪进行测量，能够及时发现齿轮制造过程中的问题，避免不良品的出现，从而提高制造效率，降低制造成本。
在齿轮检验领域，智能齿轮双面啮合综合测量仪能够对齿轮的精度和质量进行全面的检测，帮助企业评估齿轮质量，确保齿轮满足产品要求。
在科研和教育领域，智能齿轮双面啮合综合测量仪也可以作为重要的研究、教学工具，可作为齿轮制造工艺和齿轮故障诊断分析等方向的基础工具和数据收集设备。
3. 智能齿轮双面啮合综合测量仪的发展趋势随着大数据、人工智能、互联网技术等的不断应用，智能齿轮双面啮合综合测量仪也正在进一步发展。
一方面，智能齿轮双面啮合综合测量仪将会越来越精准、智能化，测量时间将会更快、更准确，同时可以通过云端技术将数据传输到其他设备上进行后续分析。
另一方面，更多的创新型科技公司和机构还处于研究阶段，正在发展全新的齿轮测量技术，旨在更好的满足市场需求和不断提高齿轮制造的效率和精度。
径向综合偏差
齿轮径向综合总偏差检测
一、实验目的：
1、了解双面啮合仪的原理及使用方法。
2、学会用双面啮合仪测量齿轮径向综合偏差。
二、实验原理：
图2-1
如图2-1，此为双面啮合仪。
双面啮合仪检查的项目是径向综合偏差△F’’i，被测齿轮与理想精密的测量齿轮双面啮合传动时，在被测齿轮转一圈内，双啮中心距的最大变动量为△F’’i。
三、实验步骤：
1.转动手轮，使装有测量齿轮(比被测齿轮精度高2~3级)的滑板左右移
动调整位置，以适应不同大小齿轮的测量。
2.调整好位置后，用手柄固定，顺时针转动滚花轮，使装有被测齿轮
的浮动滑板在弹簧力的作用下右移，使两齿轮作紧密双面啮合。
3.测量时在第一个位置调整使指针指在零位，转动被测齿轮，双啮中
心距的变动即可由百分表显示出来。
4.转动被测齿轮一周，记录下在这一周中跳动的最大值和最小值。
5.最大值与最小值之差就是齿轮径向跳动综合偏差。
四、数据的记录及处理：
F’’imax 3.0um
F’’imin-1.6um
∴△F’’i=F’’imin-F’’imax=3.0－（-1.6）=4.6um 经测量得：
Z=30 da=47.78mm
所以该齿轮的模数为：m=1.5
其分度圆直径为：d=mZ=1.5×30=45mm
查表得：F’’i=32um
∵ 4.6um<32um
∴该齿轮径向跳动总偏差合格。
齿轮测量实验报告
实验 齿 轮 测 量实验3-1 齿轮径向综合总偏差的测量一、实验目的1．熟悉齿轮双面啮合综合检查仪的测量原理和测量方法。
2．加深理解齿轮径向综合总误差与径向一齿综合误差的定义。
二、实验设备齿轮双面啮合综合检查仪三、实验原理及实验设备说明径向综合总偏差"∆i F 是指被测齿轮与理想精确的测量齿轮双面啮合时，在被测齿轮一转内，双啮中心距的最大值与最小值之差。
一齿径向综合偏差i f ''∆是指被测齿轮与理想精确的测量齿轮双面啮合时，被测齿轮对应一个齿距（360°/z ）的双啮中心距变动的最大值。
图3-1-1为双面啮合综合检查仪的外形图。
它能测量圆柱齿轮、圆锥齿轮和涡轮副。
测量范围：模数1-10mm ，中心距50-320mm 。
被测齿轮装在可沿底座6滑动的主滑架15之大心轴11上，标准齿轮安装在可沿V 形导轨浮动的测量滑架5之心轴7上，按两齿轮理论中心距固定主滑架。
主滑架用手轮17调整位置，并可用手柄14锁紧；测量滑架5与刻度尺16连接，测量滑架5的位置由手柄4控制，它受压缩弹簧的作用，使两齿轮紧密啮合（双面啮合）。
转动被测齿轮时，由于被测齿轮存在各种误差（如基节偏差、周节偏差、齿圈径向跳动和齿形误差等），这两个齿轮转动时，使双啮中心距变动，变动量通过测量滑架5的移动传递到指示表1读出数值。
四、测量步骤1．安装百分表把控制测量滑架的手柄4扳到正上方（即相当于将滑架调整在浮动范围的中间），装上百分表，使其指针压缩1~2圈并对准零位，然后将手柄扳向左边。
2．调节中心距转动手轮17，观察刻度尺与游标尺的示值，根据计算出的两齿轮理论中心距调整主滑架15位置，并用手柄14紧固。
3．把理想精确的测量齿轮安装在心杆套8上，加垫圈10后用螺帽压紧。
在主滑架15的心轴上安装被测齿轮。
然后将测量滑架的手柄4扳向右边，使测量滑架靠向主滑架，保证两齿轮双面紧密啮合。
4．进行测量缓慢均匀地转动被测齿轮，由于被测齿轮的加工误差，双啮中心距就产生变动，在转动一周或一齿过程中观察百分表的示值变化，将测量数据记录。
与齿轮相关的行业标准
[QC汽车标准] QC/T 262-1999 汽车渗碳齿轮金相检验 1.汽车渗碳齿轮金相检验QC/T 262-1999 中华人民共和国汽车行业标准本标准规定了汽车钢制渗碳齿轮金相组织,渗碳层有效层深层深度的含义及检测方法. 本标准适用于渗碳淬硬层有效深度大于0.3MM的汽车齿轮. 本标准用于齿轮在完成所有热处理工序后的质量检查.日期：2009-04-13 人气：952[JB机械标准] JB/T 7041-2006 液压齿轮泵2.液压齿轮泵JB/T 7041-2006 中华人民共和国机械行业标准本标准规定了液压齿轮泵的基本参数、技术要求、试验方法、检验规则及标志和包装要求。
本标准适用于以液压油液或性能相当的其他液体为工作介质的齿轮泵。
日期：2009-04-25 人气：877[JB机械标准] 齿轮加工切削加工通用工艺守则JB-T 9168[1].9 3.JB-T 9168[1].9切削加工通用工艺守则齿轮加工日期：2007-03-09 人气：800[JB机械标准] 2001 JB/T 8853－圆柱齿轮减速器 4.圆柱齿轮减速器JB/T 8853－2001 Reduction cylindrical gear units 本标准规定了圆柱齿轮减速器（以下简称减速器）的基本参数、型式、尺寸、技术要求、承载能力与选用方法等。
本标准规定的减速器适用于冶金、矿山、运输、水泥、建筑、化工、纺织、轻工及能源等..日期：2008-12-10 人气：472[JB机械标准] 1999 －产品质量分等（内部使用）JB/T 53344船用齿轮箱铜基湿式粉末冶金摩擦片 5.船用齿轮箱铜基湿式粉末冶金摩擦片产品质量分等（内部使用）JB/T 53344－1999 本标准规定了船用齿轮箱铜基湿式粉末冶金摩擦片（以下简称摩擦片）产品质量等级水平。
本标准适用于压制—烧结—机械加工方法和用喷撒法生产的摩擦片产品在质量考核、企业升级和创..日期：2007-03-20 人气：362[JB机械标准] 1999 －加载试验方法JB/T 9050.3 圆柱齿轮减速器6.圆柱齿轮减速器加载试验方法JB/T 9050.3－1999 中华人民共和国机械行业标准Load test method of reduction cylindrical gearunits 本标准规定了圆柱齿轮减速器加载试验和数据处理的方法，同时也规定了对试验件、测试装置的要求。
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ZSX10型小模数齿轮双面啮合测量仪
技术介绍
哈尔滨智达测控技术有限公司
一、仪器说明
ZSX 10型小模数齿轮双面啮合综合测量仪是哈尔滨智达测控技术有限公司在借鉴早期产品的基础上，针对微小齿轮（齿轮最小模数0.15mm），特别是塑料等非金属的双面啮合测量时需要小中心距、微测力的技术特点，最新开发完成的新一代微机控制智能双啮仪。
该产品采用微机数控及误差数据采集智能处理技术，自动完成齿轮的一转径向综合偏差Fi"，一齿径向综合偏差fi"和径向跳动Fr"的测量,同时可在预先设定理论中心距的情况下,方便的反映出影响齿轮侧隙的中心距上偏差、下偏差（Eas、Eai）,做到对齿轮的质量状况的智能判断,并能快速确定突跳点的大小及所在位置,方便进行在线检修,同时可满足用户提出的新的测量要求。
本仪器还开创性地在双啮测量的基础上，推算出齿轮的跨棒距（M）、公法线（W），理论和实践证明根据中心距测量出的M和W更符合原理和定义，自动双啮仪上实现的测量比人工测量更稳定、更精确。
1、主要技术参数
被测齿轮模数---------------------------- 0.15～2 mm
被测齿轮最大外径------------------------ 120 mm
双啮中心距------------------------------ 10～100 mm
上下顶尖距离 --------------------------- 20～100 mm
指示系统最小分辨率---------------------- 0.0001mm
仪器的最大示值误差---------------------- 0.004 mm
2、主要精度指标
仪器单项精度（见附表1）
3、仪器测量功能
1)径向综合偏差：（F i〞、f i〞）；
2)径向跳动：（Fr〞）。
3)跨棒距：（M）
4)公法线长度：（W）
4、结构特点
1)采用平行弹簧结构的微动机构、特殊设计的工件装卡方式，尤其适合小模数、非金属
齿轮的测量。
2)主轴轴系采用公司成熟的精密密珠轴系结构，主轴电机驱动器采用日本松下
（PANASONIC）A5系列全数字交流伺服单元(或同类产品)，通用微机配合MPC08运动控制器（北京乐创）完成测量控制，数字式高精度光栅误差（美国Microe 195-00607）检测，全自动完成测量。
5、仪器硬件配置（见附表2）
6、软件功能
新一代的小齿轮双面啮合综合测量仪软件主要具有以下特点：
1)全新WINDOWS 7 下的测量软件，可输入被测齿轮、主动齿轮的基本参数（齿数、模数、
压力角、变位系数）及精度等级或自由公差参数进行误差评定，并且可选择正常双啮、中心距偏差两种测量模式进行测量；
2)用软件可以测定测量速度、啮合旋转方向；
3)激光打印机输出测量结果，可选择输出各种国际通用格式的测量报告单；
4)软件特殊增加中心距偏差分组功能，直观屏幕指示灯显示；
5)检测数据自动保存，并按被检产品型号、日期统计质量指标（Cp、Cpk值），同时保存格
式实现与Office软件兼容。
二、标准配置
标准配置包括以下内容：
1、测量主机 ------------------------------------------ 1台
2、专用工作桌 ---------------------------------------- 1个
3、计算机 -------------------------------------------- 1套
4、使用说明书---------------------------------------- 1份
5、装箱单 ------------------------------------------ 1份
6、专用测量软件 ------------------------------------ 1套
三、可选择工装
1、孔齿轮用芯轴
2、非标齿轮工装
四、标准齿轮
标准齿轮由用户自行解决。
本仪器装卡标准齿轮的芯轴直径为Φ0
0.00310+-，建议用户设计的标准齿轮的内孔直径为Φ0.004
0.00110++，厚度以不超过30mm 为宜。
五、安装、验收、售后
1、仪器的包装箱需要有生产厂家技术人员监督和认可的情况下才能开启；
2、安装调试完成后，双方共同负责根据技术协议进行现场验收，验收完毕应共同签署《终验收报告书》；
3、为保证产品正常运行，对设备使用出现的问题，生产厂方在接到通知后8小时内向使用单位提出解决方案，如故障仍未排除，生产厂方在三个工作日内派技术人员到现场解决。
六、质量保证
1、仪器质保期为一年。
质保期内如果是仪器自身质量问题，生产厂方对仪器提供维修
服务；如果是因使用不当出现的质量问题收取成本费。
2、采取定期回访与随时电话咨询相结合的售后服务制度，及时发现并解决使用中存在
的困难与问题。
3、仪器原有功能终身免费升级。
附表1：ZSX型小齿轮双面啮合综合测量仪主要精度指标
附表2：ZSX型小齿轮双面啮合综合测量仪主要硬件、进口件配置表。