齒輪測量儀器基本工作原理及功能2008年6月25日一、齒輪測量儀器的發展過程二、齒輪測量儀的現狀三、齒輪測量機的基本原理四、齒輪測量機的功用能一、齒輪測量儀器的發展過程

齒輪量儀是一個內含較為豐富的概念，它不僅包括檢測各種齒輪的儀器，也將檢測蝸輪、蝸桿、齒輪刀具、傳動鏈的儀器涵蓋其中。齒輪種類繁多，幾何形狀復雜，表征其誤差的參數眾多。所以，齒輪量儀的品種也很多。

齒輪測量技術及其儀器的研究已有近百年的歷史，在這不短的發展歷程中，有6件標志性事件：

(1)1923年，德國Zeiss公司在世界上首次研究成功一種稱為“TooothSurfaceTester”的儀器，實際上是機械展成式萬能漸開線檢查儀。

(2)50年代初，機械展成式萬能螺旋線標準儀的出現標志著全面控制齒輪質量成為現實。(3)1965年，英國的R·Munro博士研制成功光柵式單嚙儀，標志著高精度測量齒輪動態性能成為可能。

(4)1970年，以黃潼年為主的中國工程技術人員研制開發的齒輪整體誤差測量技術，標志著運動幾何法測量齒輪的開始。(5)1970年，美國Fellow公司在芝加哥博覽會展出Microlog50，標志著數控齒輪測量中心開始投入使用。(6)80年代末，日本大阪精機推出了基于光學全息原理的非接觸齒面分析機PS-35，標志著齒輪非接觸測量法的開始。

從整體上考察過去一個世紀齒輪測量技術的發展，主要表現在以下幾個方面：(1)在測量原理方面，實現了由“比較測量”到“嚙合運動測量”，直至“模型化測量”的發展；(2)在實現測量原理的技術手段上，歷經了“以機械為主”到“機電結合”，直至當今的“光—機—電”與信息技術綜合集成的演變；

(3)在測量結果的表述與利用方面，歷經了“指示表加目視讀取”到“記錄儀器記錄加人工研判”，直至“計算機自動分析并將測量結果反饋到制造系統”的飛躍。與此同時，齒輪量儀經歷了從單品種單參數的儀器、單品種多參數的儀器到多品種多參數儀器的演變。70年代以前的近50年內，世界上已開發出測量齒廓、螺旋線、齒距等基本參數的各種類型、各種規格的機械展成式儀器。這些儀器借助一些精密機構形成指定標準運動，然后與被測量進行比較，從而獲得被測誤差的大小。1970年是齒

輪測量技術的轉折點。齒輪整體誤差測量技術和齒輪測量機(中心)的出現解決了齒輪測量領域的一個難題，即在一臺儀器上快速獲取齒輪的全部誤差信息。這兩項技術雖然都基于現代光、機、電、計算機等技術，但走上了不同的技術路線。齒輪整體誤差測量技術是從綜合測量中提取單項誤差和其它有用信息。二、齒輪測量儀的現狀

迄今已有美國、德國、日本、瑞士、中國、意大利等幾個國家生產CNC齒輪測量中心，國外的典型產品是M＆M公司的3000系列、Klingelberg的P系列；國產的典型產品是成都工具研究所的CGW300臥式測量中心和哈爾濱量具刃具廠的3903型齒輪測量中心。各國的齒輪測量中心雖然原理上大同小異，但實現方式卻存在一定差距。主要表現在：

(1)在測量傳感器等方面，雖然測角一般采用高精度圓光柵，但測長因被測對象不同而有所差異。精度要求很高的齒輪或軸向尺寸很長的工件等，一般采用雙頻(或單頻)激光干涉儀作為長度基準(如測量漸開線或螺旋線樣板等)；而其它情況，則采用高精度長光柵。(2)在機械系統的精度方面，高精度的軸承是必須的；而直線導軌的精度有靠機械精度保證的，也有采用誤差修正技術達到的。

(3)在數控系統方面，70年代常為NC開環控制；80年代后，全為CNC控制，大多采用直流伺服電機或步進電機。目前已有采用交流伺服系統或直線電機的。(4)在測頭方面，有電感式的，也有光柵式的；有一維的也有三維的，甚至有剛性的。剛性測頭是不帶測微傳感器的。若采用剛性測頭，則儀器通常是專用的。

1990年以來，在世界范圍內，齒輪測量技術領域出現了幾種值得注意的現象：①齒輪整體誤差測量技術與齒輪坐標測量技術合二為一。成都工具研究所推出了既有標準蝸桿又有測頭的齒輪測量機CZN450，而國外的CNC齒輪測量中心也能給出“虛擬整體誤差”。②齒輪測量中心與三坐標測量機的合二為一，如美國TSK公司的Rdaiance和ProcessEquipement的ND430。③功能測試與分試測試的合二為一。齒輪測量儀的相關研發重點是：齒輪網絡化測量技術；基于實測結果的齒輪性能虛擬分析技術(智能配對、動力學性能預報等)；齒輪整體誤差測量技術(指標量化、性能優化等)；齒輪誤差的智能分析技術；齒輪統計誤差概念體系的建立及其相應的測量技術；生產現場的齒輪快速