直齿圆柱齿轮和斜齿轮测绘方法研究

张　帅

（郑州宇通客车股份有限公司，郑州　450061）

直齿圆柱齿轮和斜齿轮测绘方法研究

张帅

（郑州宇通客车股份有限公司，郑州450061）

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

0　引言

万能工具显微镜是一种多用途的光学机械式两坐标测量仪器，通常用影响法和轴切法测量精密机械零件的长度、角度和螺纹等。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。在我国主要是模数制，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。如果齿轮带孔能够间接的求出齿全高（h），则可以通过测量内孔壁到齿顶和齿根的距离啊，然后两距离只差即为齿全高（h）。得到齿轮的齿全高（h）后可以通过下面的公式来求出齿轮的模数和径节模数：m=h/2f+c；径节：Dp=25.4*（2f+c）/h，其中f为齿顶高系数，c为径向系数，这两个参数均可以在齿轮标准制度参数表中查得。

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。如果齿轮的齿数是基数，测量出来的尺寸并不是齿轮齿顶圆直径（D），这个距离只是齿顶到对面的齿槽两齿面与齿顶圆交点的距离d，为了得出准确的齿顶圆直径（D）需要用d乘以一个校正系数k。这样齿顶圆直径（D）就为：D=k*d，

2.3测量中心距（A）法

当齿轮牙形变尖、磨损严重、滚牙等情况时，以上两种方法就无法测量，此时我们可要求客户提供两配对齿轮的中心距A和两齿轮的齿数，这些很容易做到，再按下式计算模数或径节：

m=2*A/Z1+Z2Dp=25.4*（Z1+Z2）/2*A，其中Z1和Z2为与被测齿轮配对的齿轮齿数。

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）

在计算导程时需要采用公式：λ=π.d0.ctgβ0，式中的π值取3.1415926，d0为基圆直径，β0为基圆螺旋角。知道上述公式右边的参数后就能够求解出导程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）

根据齿轮的轮宽B，求出分度头的转角时需要事先算出一个不大于B的数，并且测量无误差。假设分度头的转角位15°，而1°的导程量为2.0260mm，则15°的导程就为30.3898mm。在计算好后开始进行测量，先调整好测头使测头在齿轮一端接触。然后旋转分度头并记下度数m，接着拨动灵敏杠杆，使目镜的水平线对准在杠杆双刻线的中间位置并记下纵、横向滑板的度数：x=71.9445；y=50.6527.最后求得分度头转角为：α=15°+m。

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［2]刘君，郭晓然，晏克俊.基于IMAQ Vision的小模数直齿圆柱齿轮测量方法研究［J].仪器仪表学报.2008