双联齿轮对齿角度的测量

陆琮瑜

【摘 要】双联齿轮对齿加工后，需要对齿轮对齿角度进行测量，以确定是否加工零件的对齿角度符合技术要求，本文对我们公司GF9项目开发过程中，对双联齿轮对齿角度测量方法的一些经验教训作小结。

【关键词】对齿角度；测量；齿轮测量仪；专用检具；啮合检测

中图分类号： TG75 文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2018）24-0030-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.24.015

【Abstract】After machining the double gear pair，it is necessary to measure the tooth angle of the gear to determine whether the tooth angle of the machined part meets the technical requirements.In this paper，the tooth angle measurement of the double gear is developed during the development of our company GF9 project.Some lessons learned from the method are summarized.

【Key words】Tooth angle measurement；Gear measuring instrument；Special inspection tool；Meshing detection

我们公司开发的GF9项目中，超越从动支架行星轮（双联齿），有在以前我们公司生产的齿轮中从来没有过一个特殊要求，双联齿两齿轮的齿牙需要对牙加工，齿轮A的齿牙与齿轮B的齿牙有相对位置要求，如下图1，齿轮A在截面“G”上的齿牙与齿轮B在截面“F”上的齿牙，其对齿角度误差需控制在0±0.099°。

目前，我们在双联齿开发过程中，使用了以下几种对齿角度测量方法：

（1）齿轮测量仪测量对齿角度。

（2）专用对齿角度测量检具。

（3）用啮合检测方法来测量对齿角度。

下面我们分别介绍这些测量方法：

1 齿轮测量仪测量

齿轮测量仪是我们最常用的齿轮测量方法，可测量渐开线圆柱齿轮的齿廓偏差、螺旋线偏差、齿距偏差、径向跳动，以及剃齿刀、插齿刀的齿廓偏差、齿距偏差、径向跳动等各种齿轮参数。

在齿轮测量仪中有一软件“正是关系测量软件”，可以用来测量双联齿的对齿角度误差，测量图1双联齿对齿角度时，探针先找到测量基准面（齿轮A端面），安设定的基准面至截面的距离，探针移动至截面“G”，检测齿轮在A截面“G”上齿牙中心，安设定的两截面间距离，探针移动至截面“F”， 检测到齿轮B在截面“F”上齿牙中心，读取两齿牙中心相对角度位置，得到两齿轮齿牙的对齿角度误差。

目前，齒轮测量仪有只能一次测一牙对齿角度，有可以连续多牙测量的。

1.1 每次测量一牙的齿轮测量仪

每次只能测量一牙对齿角度的齿轮测量仪，测量完一牙对齿角度后，用手动转到所要测量下一牙，再测量此牙对齿角度，如，格里森齿轮测量仪。

1.2 可以连续多牙测量的齿轮测量仪

可以连续多牙测量的齿轮测量仪，自动连续测量所有要测量的齿牙对齿角度，如克林贝格齿轮测量仪。

2 专用对齿角度测量检具

为了能使生产现场能快速测量双联齿对齿角度，设计制造专用检具是最好方法，图2是双联齿对齿角度专用检具检测示意图，销A插入齿轮A齿槽中，，销B插入齿轮B齿槽中，

销A与销B在垂直于底板的方向上产生相对距离“S”，通过这个距离，我们可以计算出双联齿轮的对齿角度。由于销需要运动，销与销孔有配合间隙，安装轴与工件与间隙，以及需要距离转换成角度等其它问题，该检具测量误差较大，无法满足Cg和R&R;考核要求，因此，除了一次用于磨齿前零件对齿角度分选外，没有使用过。

后期经与多家检具供应商联系，共同反复商讨检具具体设计方案，有的方案在理论上已相当符合双联齿轮对齿角度检测要求，由于一些具体细节问题，否定了检具方案，因此，未有第二个检具制造出来。

3 啮合检测方法测量齿轮对齿角度

为了满足高效、精确双联齿轮对齿角度检测的要求，一种采用啮合检测专用设备的设计方案得到了确定，通过啮合齿轮与工件无间隙啮合，测得双联齿齿牙位置，得到两齿轮的对齿角度。图3，是啮合检测示意图，中间是装夹工件的夹具，工件固定在中间高精度的芯轴部件上。左右两边是带有相位检测装置的啮合轮，用于检测双联齿轮的上下齿轮的角度，包含一个专门设计制造的安装在高精度轴部件上的滚动标准件，在旋转扼部件间转换，旋转扼允许轴在齿轮螺旋和锥度方向上移动，确保旋转的啮合轮和双联齿轮的齿牙紧密啮合。

测量时，工件安装在夹具轴上，左右两个啮合轮与工件无间隙啮合，工件旋转，带动两边与其啮合的啮合轮旋转，测得大小两齿轮的所有齿牙相位的数值，通过计算机计算处理，得到双联齿的对齿角度误差值。

啮合检查测量齿轮对齿角度的测量，按检具考核要求，进行一型和二型分析，对检具重复性、再现性、检测能力进行考核分析，得到的CG值=2.03，R&R;=16.04%符合检具考核要求。目前，啮合对齿角度检测专用设备，在公司的现场生产中应用。

4 齿轮测量仪与啮合检测对齿角度比较

我们来比较一下，齿轮测量仪测量值与啮合检测测量齿轮对齿角度的设备测量值，我们用6件工件来作对比，6件工件分别在齿轮测量仪上测量和啮合检测测量设备上测量，同样全牙测量，所测得齿轮全齿共24牙的每个齿轮对齿角度值见表1，从表中我们看出，两种检测方法误差较小，两种检测方法的对齿角度误差小于0.01574°，占公差的百分比在10%以内，测量误差在我们可接受和范围内，都可以用作测量对齿角度，齿轮测量用于加工设备调试或实验测量对齿角度时使用，啮合检测对齿角度设备，在现场生产使用。

5 小结

现在我们来对三种对齿角度测方法作小结：

（1）齿轮测量仪测量对齿角度，测量精度保证，只要编制程序就可以测量，适合测量不同零件，测量速度慢，须在测量实验室检测，不能在生产制造现场检测，适合机床加工零件调试时测量，不适合大量检测。

（2）专用对齿角度测量检具，测量速度较快，成本低，适合测量对齿精度要求不高零件，不适合于对齿精度要求高零件，如双联齿这样，对齿角度误差需控制在0±0.099°的零件。

（3）用啮合检测方法来测量对齿角度，测量精度保证，适合测量单一零件，测量速度快，适合大批量检测，测量设备成本高。