直齒圓柱齒輪和斜齒輪測(cè)繪方法研究

張　帥

（鄭州宇通客車股份有限公司，鄭州　450061）

直齒圓柱齒輪和斜齒輪測(cè)繪方法研究

張帥

（鄭州宇通客車股份有限公司，鄭州450061）

摘要：直齒圓柱齒輪和斜齒輪是實(shí)際應(yīng)用中最為常見的齒輪，在長(zhǎng)期使用的過程中受到各種因素的影響，致使齒輪失效。齒輪的測(cè)繪工作是比較復(fù)雜，需要掌握基本測(cè)繪儀器的操作方法和與齒輪測(cè)繪相關(guān)的內(nèi)容。本文主要結(jié)合萬能工具顯微鏡對(duì)直齒圓柱齒輪和斜齒輪的測(cè)繪進(jìn)行了研究。

關(guān)鍵詞：直齒圓柱齒輪；斜齒輪；測(cè)繪方法；萬能工具顯微鏡；研究

0　引言

萬能工具顯微鏡是一種多用途的光學(xué)機(jī)械式兩坐標(biāo)測(cè)量?jī)x器，通常用影響法和軸切法測(cè)量精密機(jī)械零件的長(zhǎng)度、角度和螺紋等。其長(zhǎng)度測(cè)量讀數(shù)可精確到微米，角度測(cè)量讀數(shù)可精確到分。齒輪在生產(chǎn)的過程中需要保障其加工精度，采用萬能工具顯微鏡能夠保障齒輪各個(gè)尺寸的精度，進(jìn)而生產(chǎn)出合格的齒輪產(chǎn)品。

1　萬能工具顯微鏡概況

由于萬能工具顯微鏡帶有輪廓目鏡、圓弧目鏡頭等多種可更換目鏡頭；具備測(cè)量刀、頂針架等多種附件；又能在儀器縱橫向甚至鉛重方向三個(gè)坐標(biāo)方向進(jìn)行長(zhǎng)度測(cè)量，是長(zhǎng)度尺寸測(cè)量的常用儀器之一。在使用這種儀器測(cè)量的過程中需要注意目鏡和物鏡的調(diào)焦順序及被測(cè)件表面的毛刺和磕痕對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響。在齒輪的加工中，齒輪的表面經(jīng)常會(huì)產(chǎn)生一些細(xì)小的毛刺，需要事先將齒輪表面的毛刺去掉，然后再利用萬能工具顯微鏡進(jìn)行測(cè)量，這樣才能夠保障生產(chǎn)出合格的齒輪。

2　直齒圓柱齒輪的測(cè)繪方法

雖然直齒圓柱齒輪的參數(shù)和尺寸比較多，但是每種齒輪都有齒輪的標(biāo)準(zhǔn)制度。一般將齒輪的模數(shù)作為其他參數(shù)和尺寸的計(jì)算依據(jù)，所以在測(cè)繪的過程中需要準(zhǔn)確的判定齒輪模數(shù)的大小。與此同時(shí)，齒輪的壓力角也是判定齒輪齒形的基本參數(shù)，也需要準(zhǔn)確的測(cè)量出壓力角的大小。在我國主要是模數(shù)制，在實(shí)際測(cè)繪的過程中主要有以下幾種方法。

2.1測(cè)量全齒高（h）法

采用這種方法進(jìn)行測(cè)繪的過程中，齒全高（h）可以用萬能工具顯微鏡來測(cè)量。如果齒輪帶孔能夠間接的求出齒全高（h），則可以通過測(cè)量?jī)?nèi)孔壁到齒頂和齒根的距離啊，然后兩距離只差即為齒全高（h）。得到齒輪的齒全高（h）后可以通過下面的公式來求出齒輪的模數(shù)和徑節(jié)模數(shù)：m=h/2f+c；徑節(jié)：Dp=25.4*（2f+c）/h，其中f為齒頂高系數(shù)，c為徑向系數(shù)，這兩個(gè)參數(shù)均可以在齒輪標(biāo)準(zhǔn)制度參數(shù)表中查得。

2.2測(cè)量齒頂圓直徑（D）法

在采用這種方法時(shí)需要首先算出齒輪的齒數(shù)z，齒輪齒頂圓直徑（D）采用萬能工具顯微鏡測(cè)量。這樣利用公式：m=D/Z+2就能夠得出齒輪的模數(shù)。但是需要注意的是，在齒輪的齒數(shù)為偶數(shù)是才能夠直接測(cè)量。如果齒輪的齒數(shù)是基數(shù)，測(cè)量出來的尺寸并不是齒輪齒頂圓直徑（D），這個(gè)距離只是齒頂?shù)綄?duì)面的齒槽兩齒面與齒頂圓交點(diǎn)的距離d，為了得出準(zhǔn)確的齒頂圓直徑（D）需要用d乘以一個(gè)校正系數(shù)k。這樣齒頂圓直徑（D）就為：D=k*d，

2.3測(cè)量中心距（A）法

當(dāng)齒輪牙形變尖、磨損嚴(yán)重、滾牙等情況時(shí)，以上兩種方法就無法測(cè)量，此時(shí)我們可要求客戶提供兩配對(duì)齒輪的中心距A和兩齒輪的齒數(shù)，這些很容易做到，再按下式計(jì)算模數(shù)或徑節(jié)：

m=2*A/Z1+Z2Dp=25.4*（Z1+Z2）/2*A，其中Z1和Z2為與被測(cè)齒輪配對(duì)的齒輪齒數(shù)。

在采用上述方法進(jìn)行測(cè)繪時(shí)，需要按照萬能工具顯微鏡的操作方法進(jìn)行操作，同時(shí)還需要主要萬能工具顯微鏡使用的注意事項(xiàng)，這樣才能夠確保測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

3　斜齒輪的測(cè)繪方法

在斜齒輪測(cè)繪的過程中，斜齒輪齒向誤差的測(cè)量是很重要的。為了能夠確保齒輪的精度和產(chǎn)品生產(chǎn)的需要，需要利用萬能工具顯微鏡對(duì)斜齒輪齒向誤差進(jìn)行測(cè)量，進(jìn)而保障齒輪精度。具體的測(cè)量分為以下幾個(gè)方面。

3.1計(jì)算出導(dǎo)程（λ）

在計(jì)算導(dǎo)程時(shí)需要采用公式：λ=π.d0.ctgβ0，式中的π值取3.1415926，d0為基圓直徑，β0為基圓螺旋角。知道上述公式右邊的參數(shù)后就能夠求解出導(dǎo)程λ。

3.2計(jì)算儀器縱向移動(dòng)距離（L）

在計(jì)算儀器縱向移動(dòng)距離時(shí)需要先求出1°的導(dǎo)程，然后再根據(jù)被測(cè)齒輪的輪寬B來計(jì)算出儀器的縱向移動(dòng)距離L。為了消除測(cè)量的誤差，所轉(zhuǎn)的度數(shù)應(yīng)當(dāng)取整數(shù)。在測(cè)量之前需要做一個(gè)專用的卡箍，這樣能夠提高測(cè)量的精度和消除分度頭的回程誤差。

專用卡箍的孔隨心軸直徑一般為30mm，測(cè)量時(shí)需要先將卡箍套在心軸上，然后再將裝在心軸上的齒輪置于分度頭與頂尖之間，最后緊固好頂絲1、2、3，這樣可以使卡箍緊緊貼在分度頭的撥桿上，進(jìn)而消除分度頭的回程誤差。

3.3求出分度頭的轉(zhuǎn)角（α）

根據(jù)齒輪的輪寬B，求出分度頭的轉(zhuǎn)角時(shí)需要事先算出一個(gè)不大于B的數(shù)，并且測(cè)量無誤差。假設(shè)分度頭的轉(zhuǎn)角位15°，而1°的導(dǎo)程量為2.0260mm，則15°的導(dǎo)程就為30.3898mm。在計(jì)算好后開始進(jìn)行測(cè)量，先調(diào)整好測(cè)頭使測(cè)頭在齒輪一端接觸。然后旋轉(zhuǎn)分度頭并記下度數(shù)m，接著撥動(dòng)靈敏杠桿，使目鏡的水平線對(duì)準(zhǔn)在杠桿雙刻線的中間位置并記下縱、橫向滑板的度數(shù)：x=71.9445；y=50.6527.最后求得分度頭轉(zhuǎn)角為：α=15°+m。

4　結(jié)束語

對(duì)直齒圓柱齒輪和斜齒輪測(cè)繪方法研究能夠提高齒輪加工的精度和質(zhì)量，通過對(duì)測(cè)繪方法的研究還能夠解決實(shí)際生產(chǎn)中的相關(guān)問題，進(jìn)而提高產(chǎn)品的質(zhì)量和企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)：

［1]楊利明.直齒圓柱齒輪和斜齒輪測(cè)繪方法的探討［J].河南科技，2012［2]劉君，郭曉然，晏克俊.基于IMAQ Vision的小模數(shù)直齒圓柱齒輪測(cè)量方法研究［J].儀器儀表學(xué)報(bào).2008