10.6 圆柱齿轮的精度检测

　　GB/Z 18620.1～4—2008《圆柱齿轮 检验实施规范》是一个标准化指导性技术文件，于2008年3月31日发布，而GB/T 13924-2008《渐开线圆柱齿轮精度 检验细则》于2008年5月6日发布，2008年11月1日实施。
　　GB/T 13924-2008《渐开线圆柱齿轮精度 检验细则》标准中测量项目的设立依据是GB/T 10095.1—2008和GB/T 10095.2—2008中推荐的测量项目。该检验细则为每个偏差项目分别规定了测量方法和测量仪器；对测量基准和测量位置、测量元件、测量温度、测量不确定度以及测量结果处理等方面的要求做出了具体规定。其中纳入了测量中所必需的计算公式，提出了各测量项目测量不确定度的分析方法。对于没有列入GB/T 10095.1和GB/T 10095.2中而在生产实践中常用的或设计中规定的测量项目，设立为GB/T 13924-2008的附录，也按该标准正文测量项目的格式进行编写。

      圆柱齿轮的精度检测项目很多，包括单个齿轮的检测和齿轮副的检测。每一检测项目又可用不同的测量仪器进行检测。以下主要介绍加工后的单个齿轮主要检验项目的检测方法和测量仪器。

10.6.1齿距偏差的检测

　　齿距偏差包括单个齿距偏差fpt、齿距累积偏差Fpk和齿距累积总偏差Fp ，可在同一台仪器上测出，按偏差定义进行处理后得到结果。
　　齿距偏差的检测方法一般分为直接法和相对法。
　　直接法的测量原理是：以被测齿轮回转轴线为基准，采用单个测头和圆分度装置（如圆光栅、分度盘等），对被测齿轮的齿距角进行直接测量（圆周方向的角度值或线值），测头的径向位置在齿高中部与齿面接触。
　　直接法的测量仪器有：齿距测量仪、万能齿轮测量机、齿轮测量中心、坐标测量机、分度头和万能工具显微镜等。
　　相对法的测量原理是：以被测齿轮回转轴线为基准（或以齿顶圆为基准），采用两个测头在接近齿高中部分别与相邻同侧齿面（或相邻的几个齿面）接触，以任一齿距（或k个齿距）作为相对标准，依次测量每个齿距（或k个齿距）的相对差值。
　　相对法的测量仪器有：万能测齿仪、半自动齿距仪、上置式齿距仪和旁置式齿距仪等。


10.6.2齿廓偏差的检测

　　齿廓偏差是指实际齿廓偏离设计齿廓的量。齿廓偏差包括齿廓总偏差Fα、齿廓形状偏差ffα和齿廓倾斜偏差fHα ，可以在一次测量后得到。
　　齿廓偏差的检测方法一般分为展成法和坐标法。
　　展成法的测量原理是：以被测齿轮回转轴线为基准，通过与被测齿轮同轴安装的基圆盘在直尺上纯滚动，形成理论的渐开线轨迹。实际渐开线与理论渐开线轨迹进行比较，其差值由传感器探测，记录系统画出齿廓偏差曲线，在曲线上按偏差定义取出Fα、ffα和fHα 。带有计算机数据处理系统的测量仪可自动处理偏差曲线，自动输出Fα、ffα和fHα 值。
　　展成法的测量仪器有：单盘式渐开线检查仪、渐开线检查仪（圆盘杠杆式、正弦杠杆式、靠模式等）和渐开线螺旋线检查仪（万能式、单盘式、分级圆盘式）等。
　　坐标法的测量原理是：以被测齿轮回转轴线为基准，通过传感器进行测量，将被测齿廓的实际坐标位置与理论坐标位置进行比较，按偏差定义计算出Fα、ffα和fHα，由记录和打印系统输出测量参数及偏差曲线。
    　坐标法的测量仪器有：万能齿轮测量机、齿轮测量中心、齿轮渐开线测量装置、上置式直角坐标测量仪以及三坐标测量机等。

10.6.3螺旋线偏差的检测

　　螺旋线偏差包括螺旋线总偏差Fβ、螺旋线形状偏差ffβ和螺旋线倾斜偏差fHβ ，可以在一次测量后得到。
     螺旋线偏差的检测方法一般分为展成法和坐标法。
　　展成法的测量原理是：以被测齿轮回转轴线为基准，通过精密传动机构（包括直尺、基圆盘、放大机构以及螺旋线分度机构）实现理论螺旋线。测量时，被测齿轮与定位心轴一起旋转，测头沿轴向导轨移动，描绘被测齿轮实际螺旋线。实际螺旋线与理论螺旋线轨迹进行比较，其差值由记录器记录并画出螺旋线偏差曲线，按偏差定义取得Fβ、ffβ和fHβ。
　　展成法的测量仪器有：单盘式渐开线螺旋线检查仪、分级圆盘式渐开线螺旋线检查仪、杠杆圆盘式渐开线螺旋线检查仪和导程仪等。
　　坐标法的测量原理是：以被测齿轮回转轴线为基准，通过测角装置（如圆光栅、分度盘）和测长装置（如长光栅、激光）测量螺旋线的实际坐标位置，将其与理论坐标位置进行比较，记录系统绘出螺旋线偏差曲线，按偏差定义计算出Fβ、ffβ和fHβ。
　　坐标法的测量仪器有：齿轮测量中心、齿轮螺旋线测量装置和三坐标测量机等。


10.6.4切向综合偏差的检测

     切向综合偏差的检测包括切向综合总偏差Fi′和一齿切向综合偏差fi′ 的检测。
     切向综合偏差的检测方法为啮合法。其测量原理是：以被测齿轮回转轴线为基准，被测齿轮与测量齿轮作有间隙的单面啮合传动，被测齿轮每齿的实际转角与测量齿轮的转角进行比较，其差值通过计算机偏差处理系统得到，由输出设备将其记录成切向综合偏差曲线，在该曲线上按偏差定义取出Fi′和fi′  。
     切向综合偏差的测量仪器有：齿轮单面啮合检查仪。


10.6.5径向综合偏差的检测

　　径向综合偏差的检测包括径向综合总偏差Fi″和一齿径向综合偏差fi″的检测。
　　径向综合偏差的检测方法为直接法。其测量原理是：以被测齿轮回转轴线为基准，通过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，啮合中心距的连续变动通过测量滑架和测微装置反映出来，其变动量即为径向综合偏差。将这种变动按被测齿轮回转一周（360°）排列，记录成径向综合偏差曲线，在该曲线上按偏差定义取出Fi″和fi″ 。
    径向综合偏差的测量仪器有：齿轮双面啮合检查仪等。

10.6.6径向跳动的检测

　　齿轮径向跳动Fr的检测方法为直接法。其测量原理是：以被测齿轮回转轴线为基准，将测头依次与各齿槽齿高中部双面接触，测头相对于齿轮回转基准轴线的最大径向变动量即为径向跳动Fr 。
　　径向跳动的测量仪器有：径向跳动检查仪、万能测齿仪等。
　　此外，还可以从径向综合偏差曲线图中得出径向跳动Fr的近似值。

10.6.7齿厚的检测

    齿厚是分度圆上的一段弧长，不便于直接测量，通常以分度圆弦齿厚来代替。齿厚偏差可用齿厚游标卡尺或齿厚光学卡尺来测量。两种齿厚卡尺均以齿顶圆为测量基准来进行测量。测量时，首先将齿厚卡尺的高度游标卡尺调至相应于分度圆弦齿高ha位置，然后用宽度游标卡尺测出分度圆弦齿厚值，将其与理论值相减即可得到齿厚偏差Esn。由于测量齿厚需要由有经验的操作者进行，而且由于齿顶圆柱面的精确度和同心度的不确定性，以及测量标尺分辨率很差，使测量不甚可靠。因此，GB/Z 18620.2明确指出，如果可能的话，应采用更可靠的公法线长度测量法来代替此法。

10.6.8公法线长度的检测

    公法线长度Wk是指跨k个齿的异侧齿形平行切线间的距离或在基圆切线上所截取的长度。它可用公法线千分尺或公法线指示卡规来测量。将公法线千分尺的两个互相平行的测头按事先算好的跨齿数插入相应的齿间，并与两异侧齿面相接触，即可从千分尺上读出公法线长度值。按定义，公法线平均长度偏差Ebn为在齿轮一周内，公法线长度平均值与公称值之差。国内主要的齿轮测量仪器生产企业有：哈尔滨量具刃具集团、成都量具刃具厂、上海量具刃具厂等，企业网站上有相关仪器的产品名称、型号、图片、用途等介绍，可自己上网查阅。

总结：

国家标准GB/T13924-2008《渐开线圆柱齿轮精度 检验细则》为每个偏差项目分别规定了测量方法与测量仪器。

轮齿同侧齿面偏差的检测
齿距偏差
齿廓偏差
螺旋线偏差   
切向偏差

径向综合偏差与径向跳动的检测