直齿圆柱齿轮和斜齿轮测绘方法研究

陈银升

摘 要：直齿圆柱齿轮和斜齿轮是实际应用中最为常见的齿轮，在长期使用的过程中受到各种因素的影响，致使齿轮失效。齿轮的测绘工作是比较复杂，需要掌握基本测绘仪器的操作方法和与齿轮测绘相关的内容。本文主要结合万能工具显微镜对直齿圆柱齿轮和斜齿轮的测绘进行了研究。

关键词：直齿圆柱齿轮；斜齿轮；测绘方法；万能工具显微镜；研究

万能工具显微镜同其他的测量仪器不同，他是一种光学机械式两坐标测量仪器，通常用来精密机械零件的长度、角度和螺纹等，在测量的过程中主要采用影响法和轴切法。其长度测量读数可精确到微米，角度测量读数可精确到分。齿轮在生产的过程中需要保障其加工精度，采用万能工具显微镜能够保障齿轮各个尺寸的精度，进而生产出合格的齿轮产品。

1 万能工具显微镜概况

由于万能工具显微镜带有轮廓目镜、圆弧目镜头等多种可更换目镜头；具备测量刀、顶针架等多种附件；又能在仪器纵横向甚至铅重方向三个坐标方向进行长度测量，是长度尺寸测量的常用仪器之一。在使用这种仪器测量的过程中需要注意目镜和物镜的调焦顺序及被测件表面的毛刺和磕痕对测量结果的影响。在齿轮的加工中，齿轮的表面经常会产生一些细小的毛刺，需要事先将齿轮表面的毛刺去掉，然后再利用万能工具显微镜进行测量，这样才能够保障生产出合格的齿轮。

2 直齿圆柱齿轮的测绘方法

虽然直齿圆柱齿轮的参数和尺寸比较多，但是每种齿轮都有齿轮的标准制度。一般将齿轮的模数作为其他参数和尺寸的计算依据，所以在测绘的过程中需要准确的判定齿轮模数的大小。与此同时，齿轮的压力角也是判定齿轮齿形的基本参数，也需要准确的测量出压力角的大小。在我国齿轮的生产主要采用的是模数制，在实际测绘的过程中主要有以下几种方法。

2.1 测量全齿高（h）法

采用这种方法进行测绘的过程中，齿全高（h）可以用万能工具显微镜来测量。在具体测量的过程中，如果可以通过齿轮带孔的测量间接的求出齿全高（h），只需要测量内孔壁到齿顶和齿根的距离，内孔到齿顶与内孔到齿根的距离之差即为齿全高（h）。在得到齿轮的齿全高（h）后，利用相关的公式可以计算出直齿圆柱齿轮的模数和径节。以下是计算齿轮的模数和径节时所用到的公式。

2.2 测量齿顶圆直径（D）法

在采用这种方法时需要首先算出齿轮的齿数z，齿轮齿顶圆直径（D）采用万能工具显微镜测量。这样利用公式：m=D/ Z+2就能够得出齿轮的模数。但是需要注意的是，在齿轮的齿数为偶数是才能够直接测量。当直齿圆柱齿轮的齿数是基数时，测量出来的尺寸并不是齿轮齿顶圆直径（D），这个尺寸只是齿顶到齿槽两齿面与齿顶圆交点的距离d。如果要得出准确的齿顶圆直径（D），就需要用上述测得的距离（d）乘以一个校正系数k（校正系数可以通过表（1）查得）。这样齿顶圆直径（D）就为：D=k*d。

2.3 测量中心距（A）法

在采用上述方法进行测绘时，需要按照万能工具显微镜的操作方法进行操作，同时还需要主要万能工具显微镜使用的注意事项，这样才能够确保测量数据的准确性。

3 斜齿轮的测绘方法

在斜齿轮测绘的过程中，斜齿轮齿向误差的测量是很重要的。为了能够确保齿轮的精度和产品生产的需要，需要利用万能工具显微镜对斜齿轮齿向误差进行测量，进而保障齿轮精度。具体的测量分为以下几个方面。

3.1 计算出导程（λ）

3.2 计算仪器纵向移动距离（L）

在计算仪器纵向移动距离时需要先求出1°的导程，然后再根据被测齿轮的轮宽B来计算出仪器的纵向移动距离L。为了消除测量的误差，所转的度数应当取整数。在测量之前需要做一个专用的卡箍，这样能够提高测量的精度和消除分度头的回程误差。专用卡箍的孔随心轴直径一般为30mm，测量时需要先将卡箍套在心轴上，然后再将装在心轴上的齿轮置于分度头与顶尖之间，最后紧固好顶丝1、2、3，这样可以使卡箍紧紧贴在分度头的拨杆上，进而消除分度头的回程误差。

3.3 求出分度头的转角（α）

4 结束语

对直齿圆柱齿轮和斜齿轮测绘方法研究能够提高齿轮加工的精度和质量，通过对测绘方法的研究还能够解决实际生产中的相关问题，进而提高产品的质量和企业的经济效益。

[参考文献]

[1]杨利明.直齿圆柱齿轮和斜齿轮测绘方法的探讨[J].河南科技，2012年02期25-26.

[2]杨玉敏，侯瑞生，侯红娟，马玥珺.渐开线直齿圆柱齿轮测绘算法的研究[J].机械设计与制造，2013年04期35-37.