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依據(jù)天津主動(dòng)測(cè)量?jī)x三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x對(duì)漸開線齒輪進(jìn)行丈量研討，經(jīng)過編制齒輪丈量程序擴(kuò)展丈量機(jī)功用，測(cè)得齒輪參數(shù)值，導(dǎo)入WGEAR軟件剖析差錯(cuò)，承認(rèn)齒輪丈量辦法。實(shí)踐證明，三坐標(biāo)丈量機(jī)與專用齒輪丈量設(shè)備所測(cè)數(shù)據(jù)差錯(cuò)在允許范圍內(nèi)，能夠解決現(xiàn)在實(shí)踐生產(chǎn)中此類零件的檢測(cè)難題。

 1. 齒輪丈量現(xiàn)狀 

主動(dòng)測(cè)量?jī)x三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x丈量齒輪一般運(yùn)用專門的丈量?jī)x，現(xiàn)在齒輪丈量?jī)x已在一些機(jī)加工企業(yè)的質(zhì)檢部分、科研部分、工廠計(jì)量室及車間檢測(cè)站等部分得到了廣泛應(yīng)用。但是有部分機(jī)加工企業(yè)齒輪種類較少，裝備專門的齒輪丈量?jī)x不利于控制本錢。

主動(dòng)測(cè)量?jī)x三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x操作簡(jiǎn)便、精度高、運(yùn)用廣泛，能夠?qū)X輪在一次裝夾中完成多項(xiàng)主要參數(shù)的丈量，其發(fā)展為齒輪丈量供給了一個(gè)新途徑，但也存在人工采點(diǎn)進(jìn)程較為繁瑣、齒輪丈量功用非標(biāo)配等問題，有必要進(jìn)行開發(fā)，編制適用程序，簡(jiǎn)化三坐標(biāo)丈量機(jī)齒輪丈量進(jìn)程，承認(rèn)漸開線直齒圓柱齒輪丈量辦法，解決生產(chǎn)中此類零件檢測(cè)難題，降低檢測(cè)本錢，提高檢測(cè)效率。

2. 數(shù)據(jù)收集及處理

主動(dòng)測(cè)量?jī)x三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x，配套的FD-DMIS丈量軟件功用豐厚，掌握丈量基本知識(shí)即可完成檢測(cè)作業(yè)，供給了高級(jí)言語編程功用，可編寫循環(huán)程序。

（1）數(shù)據(jù)收集準(zhǔn)備　以齒輪的端面與中心孔為基準(zhǔn)樹立齒輪丈量坐標(biāo)系。將齒輪中心線垂直于作業(yè)臺(tái)上平面放置，將1號(hào)輪齒置于象限，在程序中設(shè)置以端面和中心孔為基準(zhǔn)的齒輪坐標(biāo)系程序段，跟隨系統(tǒng)提示結(jié)構(gòu)新坐標(biāo)系。

挑選運(yùn)用DMIS軟件的言語編程功用來編制齒輪丈量程序。首要運(yùn)用指令樹立程序框架，人工操作控制器對(duì)齒輪進(jìn)行必要的丈量，樹立齒輪丈量軌跡，在此基礎(chǔ)上添加、修改和*程序，并試運(yùn)轉(zhuǎn)，對(duì)過錯(cuò)部分進(jìn)行修改，得到完整的齒輪丈量程序。齒輪丈量流程如圖1所示。

齒輪丈量流程

主動(dòng)測(cè)量?jī)x三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x程序主要包括：齒輪參數(shù)界說、齒號(hào)承認(rèn)、樹立坐標(biāo)系、測(cè)齒齒廓、程序循環(huán)和丈量完畢。選用φ 2mm測(cè)頭，命名為A(P1_0_0P0_0)，部分程序如下。

1）齒輪參數(shù)界說：

MODU=PROMPT/'法向模數(shù) ?'//輸入模數(shù)

XXX=PROMPT/'變位系數(shù) ?'//輸入變位系數(shù)

PANG=PROMPT/'壓力角(度制) ?'//輸入壓力角

PANG=ASSIGN/DTOR(PANG)//分配轉(zhuǎn)矩

INCL=PROMPT/'螺旋角［順時(shí)針/右旋為正, 度制］'//輸入螺旋角INCL=ASSIGN/DTOR(INCL)

M O D U=A S S I G N/ (M O D U/COS(ABS(INCL)))

PE=PROMPT/'漸開線上的采點(diǎn)數(shù)'//自己挑選漸開線采點(diǎn)數(shù)

PG=PROMPT/'齒向上的采點(diǎn)數(shù)'//輸入齒向采點(diǎn)數(shù)

LZ=PROMPT/'齒寬'//輸入齒寬

2）齒號(hào)承認(rèn)。手動(dòng)丈量首齒后，其余齒由程序控制主動(dòng)丈量，齒號(hào)挑選依據(jù)為：

IAAA=ASSING/INT(ZN/4)//較大首測(cè)齒號(hào)承認(rèn)，齒數(shù)/4取整數(shù)IBBB=PROMPT/CONCAT//界說首測(cè)齒號(hào)（在1到IAAA之間）

BUF[1]=ASSING/IBBB

BUF[2]=ASSING/IBBB+(1*ZN/4)

BUF[3]=ASSING/IBBB+(2*ZN/4)

BUF[4]=ASSING/IBBB+(3*ZN/4)//丈量齒齒號(hào)承認(rèn)

3）樹立齒輪坐標(biāo)系

IAAA=PROMPT/'找正辦法：1=平面和中心孔；0=齒輪軸'//挑選平面中心孔找正辦法

OFFZ=PROMPT/'基準(zhǔn)面到齒頂面的間隔（帶方向）'//核算并輸入基準(zhǔn)面到齒頂面的間隔（帶方向）

TEXT/MAN,CONCAT（'沿－Z方向在基準(zhǔn)面上采8點(diǎn)'）

TEXT/MAN,CONCAT('在齒輪軸或中心孔上采4點(diǎn)..... NO. ',STR(IBBB-22))

OFFZ=PROMPT/'基準(zhǔn)面到齒頂面的間隔（帶方向）'//自己核算，這兒輸入－10（一般帶負(fù)號(hào)）

4）測(cè)齒齒廓

PICK TEO POINTS TO DEFINESTART POINT AND END POINT ONINVOLUTE

TEXT/MAN,'在左邊齒根圓鄰近的漸開線上丈量一點(diǎn)(保持Z=0)'

F(POI_33)=FEAT/POINT,CART,0,0,0,SIN(PANG)*COS(INCL),COS(PANG)*COS(INCL),SI-N(INCL)

MEAS/POINT,F(POI_33),1

TEXT/MAN,'在左邊齒頂圓鄰近的漸開線上丈量一點(diǎn)(保持Z=0)'

F(POI_34)=FEAT/POINT,CART,0,0,0,SIN(PANG)*COS(INCL),COS(PANG)*COS(INCL),SI-N(INCL)

MEAS/POINT,F(POI_34),1

2）主動(dòng)測(cè)量?jī)x三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x漸開線的采點(diǎn)及異常點(diǎn)的處理　為使丈量時(shí)測(cè)頭在輪齒間能夠便利運(yùn)動(dòng)且不會(huì)有遺漏點(diǎn)， 在丈量前應(yīng)挑選合適的測(cè)頭。從左邊齒廓齒根圓鄰近的漸開線丈量采點(diǎn)，完成后對(duì)齒頂圓鄰近的漸開線進(jìn)行丈量采點(diǎn)，為丈量精確，丈量點(diǎn)的方位散布集中于漸開線中部，點(diǎn)散布如圖2所示，漸開線采點(diǎn)如圖3所示，A點(diǎn)為齒根圓鄰近點(diǎn)，B點(diǎn)為齒頂圓鄰近點(diǎn)，與基準(zhǔn)平面的間隔為－10mm，所測(cè)齒為1號(hào)輪齒。

漸開線丈量示意

漸開線采點(diǎn)示意

實(shí)踐丈量時(shí)因機(jī)器自身差錯(cuò)或人工操作等一些外部因素的影響，會(huì)產(chǎn)生一些壞點(diǎn)。采用曲線檢查法去除可能呈現(xiàn)的壞點(diǎn)。

依據(jù)截面數(shù)據(jù)的首末數(shù)據(jù)點(diǎn)，采用較小二乘法擬合得到一條樣條曲線， 曲線的階次可依據(jù)曲面截面的形狀設(shè)定，一般為3～4階，然后分別核算各個(gè)中間數(shù)據(jù)點(diǎn)Pi到樣條曲線的歐式間隔，假如‖e‖≥[ε ]，[ε ]為給定的允差，則認(rèn)為Pi是壞點(diǎn)，應(yīng)予剔除。這樣在一定程度上能夠保證所測(cè)數(shù)據(jù)質(zhì)量，如圖4所示。

利用曲線檢查法剔除壞點(diǎn)

3）數(shù)據(jù)處理　測(cè)得各點(diǎn)坐標(biāo)值后，主動(dòng)測(cè)量?jī)x三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x將數(shù)據(jù)導(dǎo)入WGEAR軟件中進(jìn)行差錯(cuò)剖析，并以此來比照所測(cè)差值是否處于差錯(cuò)范圍內(nèi)。

在剖析軟件中輸入所測(cè)齒輪的模數(shù)、齒數(shù)、壓力角、螺旋角、齒頂圓及齒根圓參數(shù)來樹立齒輪的抱負(fù)輪廓，再將所測(cè)數(shù)據(jù)導(dǎo)入，進(jìn)行剖析。WGEAR剖析軟件能夠快速剖分出齒輪各參數(shù)差錯(cuò)，差錯(cuò)曲線表達(dá)清晰，差錯(cuò)軟件剖析流程如圖5所示。

差錯(cuò)剖析流程

3. 丈量實(shí)例

齒輪參數(shù)為模數(shù)m＝ 2 . 5 ，齒數(shù)z＝30，壓力角α ＝20°，變位系數(shù)0、螺旋角β ＝ 0°，分度圓為φ 75mm， 齒頂圓為φ 80mm，齒輪厚度為30mm，齒距為7.854mm，齒輪的精度等級(jí)為4級(jí)。

（1）丈量實(shí)施　在進(jìn)行測(cè)頭校準(zhǔn)后，導(dǎo)入齒輪丈量程序，依據(jù)設(shè)定好的丈量途徑，在三坐標(biāo)丈量機(jī)上運(yùn)轉(zhuǎn)程序，丈量齒輪齒廓，得到齒廓測(cè)點(diǎn)坐標(biāo)值。依據(jù)提示輸入齒輪參數(shù)。挑選單個(gè)測(cè)頭，找正辦法挑選平面和中心孔找正，漸開線采點(diǎn)數(shù)挑選6，齒向采點(diǎn)數(shù)挑選6。樹立齒輪坐標(biāo)系時(shí)挑選找正辦法及輸入間隔部分。挑選找正辦法

輸入間隔

在人工選定齒根及齒頂圓鄰近的漸開線上的點(diǎn)之后，齒輪丈量程序持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，測(cè)頭依照設(shè)定的軌跡持續(xù)順次丈量第8、16、23齒，丈量完畢坐標(biāo)值會(huì)保存到途徑。

丈量成果剖析　將測(cè)點(diǎn)坐標(biāo)導(dǎo)入WGEAR軟件，輸入齒輪的基本參數(shù)，樹立齒輪的抱負(fù)齒廓，完成后點(diǎn)擊核算。軟件所運(yùn)用差錯(cuò)代號(hào)為DIN規(guī)范，在剖析時(shí)轉(zhuǎn)換為GB規(guī)范的差錯(cuò)項(xiàng)目代號(hào)。

被測(cè)齒齒廓總差錯(cuò)較大差錯(cuò)為4.2μm，齒廓形狀公差較大差錯(cuò)為2.6μm，與機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)所規(guī)定規(guī)范進(jìn)行比照，得齒廓總差錯(cuò)精度等級(jí)為4，形狀差錯(cuò)精度等級(jí)為2，剖析得齒廓差錯(cuò)精度等級(jí)為4。

左右齒廓螺旋線總差錯(cuò)及螺旋線形狀差錯(cuò)值如圖9所示，較大差錯(cuò)分別為4.0μm及2.0μm，由機(jī)械手冊(cè)得螺旋線精度等級(jí)為3，形狀差錯(cuò)精度等級(jí)為4，剖析得出的螺旋線精度等級(jí)為3。

齒輪齒厚較大差值為5.8μm，徑向圓跳動(dòng)為0.5μm

輪齒單個(gè)齒距極限差錯(cuò)與齒距累積總差錯(cuò)較大差錯(cuò)值分別為2.9μm與5.6μm（見圖11），與機(jī)械手冊(cè)進(jìn)行比對(duì)得齒距精度等級(jí)為3。

將剖析成果與國家規(guī)范進(jìn)行比照， 能夠看出運(yùn)用主動(dòng)測(cè)量?jī)x三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x丈量齒輪的齒廓線和螺旋線時(shí)，齒廓總差錯(cuò)、齒廓極限差錯(cuò)、螺旋線總差錯(cuò)及螺旋線極限差錯(cuò)差錯(cuò)較小，可用于6級(jí)以下精度要求的齒輪丈量。關(guān)于精度等級(jí)較高的齒輪挑選專門的齒輪丈量?jī)x進(jìn)行丈量。

用三坐標(biāo)丈量機(jī)丈量齒輪，無需另外購置齒輪丈量?jī)x，較為經(jīng)濟(jì)。運(yùn)轉(zhuǎn)齒輪丈量程序，經(jīng)過主動(dòng)采點(diǎn)取得齒輪實(shí)在數(shù)據(jù)，合作相應(yīng)的剖析軟件，即可得到所需的齒輪差錯(cuò)。丈量進(jìn)程簡(jiǎn)略、易操作，采點(diǎn)效率高。經(jīng)過試驗(yàn)剖析，精度差錯(cuò)較小，可用于一般精度要求的齒輪丈量。

該辦法仍然有精確度不高級(jí)問題需要進(jìn)一步研討、剖析與*，相信隨著核算機(jī)、精細(xì)制造與丈量及信息技術(shù)的飛速發(fā)展，運(yùn)用三坐標(biāo)丈量機(jī)丈量齒輪的辦法也會(huì)越來越*，將更多的齒輪差錯(cuò)項(xiàng)目都包容進(jìn)來，完成對(duì)齒輪的全面檢測(cè)。

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