ZSX10型小模数齿轮双面啮合测量仪

直齿锥齿轮双面啮合仪的开发设计针对直齿锥齿轮的制造、检测现状，开发设计了这款双面啮合仪。

本文就这种双面啮合仪的工作原理、功能、结构设计方案及使用方法进行了阐述。

标签：直齿锥齿轮；测量；双啮仪；安装距0 引言近年来，在齿轮精度综合指标的检测方面，不断有新仪器（如齿轮整体误差检查仪，单啮仪等）研制出来。

这些仪器多数都是在传统双啮仪的基础上进行单片机、数字化、智能化改造，扩大了检测功能，提高了检测精度，但是价格也非常高。

检具对环境条件要求严格，操作复杂，故障率高，不易维修，适合在环境较好的检验室使用。

随着直齿锥齿轮的精锻技术的提高，为保证直齿锥齿轮精锻加工的成品率，在线检测势在必行。

双啮法尤其适用于技术能力及生产规模一般的工厂批量生产时作为现场测量与工艺监控。

这种检测更接近实际使用状态，能够比较全面地反映出齿轮的加工质量。

在齿轮制造加工现场，主要还是用传统的双啮仪进行齿轮质量检查。

1 开发设计双啮仪的意义（1）经济性好。

外购的双啮仪价格一般都在几万到几十万元之间，而本次研究开发的双面啮合仪总体制造成本大约在0.5万左右，这样可以大大节约成本。

（2）结构简单，性能可靠。

设计开发的圆锥齿轮双啮仪检具，采用最基本的定位、可靠的夹紧装置、摩擦阻力小的滚动导轨等结构，这些结构受工厂生产环境的影响非常小。

因此，双面啮合仪在进行直齿圆锥齿轮参数检测时，可以保证出厂的齿轮齿厚、安装距具有一致性。

（3）功能好。

双面啮合仪非常适合在线测量；它能够测出中心距的变化量；能读出单齿跳动和全齿跳动两个参数；它能够连续反映整个齿轮啮合点误差。

因此，双面啮合仪对直齿圆锥齿轮参数进行综合检测时能够更方便、准确。

2 双啮仪的设计2.1 设计要求与设计方案齿轮的双面啮合综合测量是指被测齿轮与理想精确的测量齿轮作无侧隙的双面啮合转动时中心距的变动量。

双啮仪应该具备定位准确、读数精确的特点。

另外，由于这种检测基本上是百分之百检测，双啮仪还应装夹迅速、具有检测效率高的特点。

智能齿轮双面啮合综合测量仪随着制造技术不断进步以及细分市场的发展，各类机器和设备的制造对精度和质量的要求也越来越高。

而齿轮作为各类机械传动的核心部件，并且常常承受高负荷和高速运转等条件，因此对其的精度要求特别高。

为了满足高精度齿轮的制造需求，现代齿轮行业发展出了一种新型的技术设备——智能齿轮双面啮合综合测量仪。

1. 什么是智能齿轮双面啮合综合测量仪智能齿轮双面啮合综合测量仪是一种专门用于对齿轮进行检测和分析的高技术仪器。

它利用激光干涉仪等技术手段，以高速高精度的方式测量齿轮啮合磨损及齿面形状，从而获取齿轮的详细参数信息，包括啮合方式、齿数，轴距，模数和分度圆直径，有效直径，齿顶间隙等等。

同时，智能齿轮双面啮合综合测量仪具备自动化、智能化、测量速度快等特点，能够实现快速、可靠、全面的齿轮检测，对齿轮生产质量控制有着重要的意义。

2. 智能齿轮双面啮合综合测量仪的应用智能齿轮双面啮合综合测量仪主要应用于齿轮制造、检验、科研和教育等领域。

在齿轮制造过程中，利用智能齿轮双面啮合综合测量仪进行测量，能够及时发现齿轮制造过程中的问题，避免不良品的出现，从而提高制造效率，降低制造成本。

在齿轮检验领域，智能齿轮双面啮合综合测量仪能够对齿轮的精度和质量进行全面的检测，帮助企业评估齿轮质量，确保齿轮满足产品要求。

在科研和教育领域，智能齿轮双面啮合综合测量仪也可以作为重要的研究、教学工具，可作为齿轮制造工艺和齿轮故障诊断分析等方向的基础工具和数据收集设备。

3. 智能齿轮双面啮合综合测量仪的发展趋势随着大数据、人工智能、互联网技术等的不断应用，智能齿轮双面啮合综合测量仪也正在进一步发展。

一方面，智能齿轮双面啮合综合测量仪将会越来越精准、智能化，测量时间将会更快、更准确，同时可以通过云端技术将数据传输到其他设备上进行后续分析。

另一方面，更多的创新型科技公司和机构还处于研究阶段，正在发展全新的齿轮测量技术，旨在更好的满足市场需求和不断提高齿轮制造的效率和精度。

齿轮径向综合总偏差检测
一、实验目的：
1、了解双面啮合仪的原理及使用方法。

2、学会用双面啮合仪测量齿轮径向综合偏差。

二、实验原理：
图2-1
如图2-1，此为双面啮合仪。

双面啮合仪检查的项目是径向综合偏差△F’’i，被测齿轮与理想精密的测量齿轮双面啮合传动时，在被测齿轮转一圈内，双啮中心距的最大变动量为△F’’i。

三、实验步骤：
1.转动手轮，使装有测量齿轮(比被测齿轮精度高2~3级)的滑板左右移
动调整位置，以适应不同大小齿轮的测量。

2.调整好位置后，用手柄固定，顺时针转动滚花轮，使装有被测齿轮
的浮动滑板在弹簧力的作用下右移，使两齿轮作紧密双面啮合。

3.测量时在第一个位置调整使指针指在零位，转动被测齿轮，双啮中
心距的变动即可由百分表显示出来。

4.转动被测齿轮一周，记录下在这一周中跳动的最大值和最小值。

5.最大值与最小值之差就是齿轮径向跳动综合偏差。

四、数据的记录及处理：
F’’imax 3.0um
F’’imin-1.6um
∴△F’’i=F’’imin-F’’imax=3.0－（-1.6）=4.6um 经测量得：
Z=30 da=47.78mm
所以该齿轮的模数为：m=1.5
其分度圆直径为：d=mZ=1.5×30=45mm
查表得：F’’i=32um
∵ 4.6um<32um
∴该齿轮径向跳动总偏差合格。

实验 齿 轮 测 量实验3-1 齿轮径向综合总偏差的测量一、实验目的1．熟悉齿轮双面啮合综合检查仪的测量原理和测量方法。

2．加深理解齿轮径向综合总误差与径向一齿综合误差的定义。

二、实验设备齿轮双面啮合综合检查仪三、实验原理及实验设备说明径向综合总偏差"∆i F 是指被测齿轮与理想精确的测量齿轮双面啮合时，在被测齿轮一转内，双啮中心距的最大值与最小值之差。

一齿径向综合偏差i f ''∆是指被测齿轮与理想精确的测量齿轮双面啮合时，被测齿轮对应一个齿距（360°/z ）的双啮中心距变动的最大值。

图3-1-1为双面啮合综合检查仪的外形图。

它能测量圆柱齿轮、圆锥齿轮和涡轮副。

测量范围：模数1-10mm ，中心距50-320mm 。

被测齿轮装在可沿底座6滑动的主滑架15之大心轴11上，标准齿轮安装在可沿V 形导轨浮动的测量滑架5之心轴7上，按两齿轮理论中心距固定主滑架。

主滑架用手轮17调整位置，并可用手柄14锁紧；测量滑架5与刻度尺16连接，测量滑架5的位置由手柄4控制，它受压缩弹簧的作用，使两齿轮紧密啮合（双面啮合）。

转动被测齿轮时，由于被测齿轮存在各种误差（如基节偏差、周节偏差、齿圈径向跳动和齿形误差等），这两个齿轮转动时，使双啮中心距变动，变动量通过测量滑架5的移动传递到指示表1读出数值。

四、测量步骤1．安装百分表把控制测量滑架的手柄4扳到正上方（即相当于将滑架调整在浮动范围的中间），装上百分表，使其指针压缩1~2圈并对准零位，然后将手柄扳向左边。

2．调节中心距转动手轮17，观察刻度尺与游标尺的示值，根据计算出的两齿轮理论中心距调整主滑架15位置，并用手柄14紧固。

3．把理想精确的测量齿轮安装在心杆套8上，加垫圈10后用螺帽压紧。

在主滑架15的心轴上安装被测齿轮。

然后将测量滑架的手柄4扳向右边，使测量滑架靠向主滑架，保证两齿轮双面紧密啮合。

4．进行测量缓慢均匀地转动被测齿轮，由于被测齿轮的加工误差，双啮中心距就产生变动，在转动一周或一齿过程中观察百分表的示值变化，将测量数据记录。

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本标准适用于以液压油液或性能相当的其他液体为工作介质的齿轮泵。

日期：2009-04-25 人气：877[JB机械标准] 齿轮加工切削加工通用工艺守则JB-T 9168[1].9 3.JB-T 9168[1].9切削加工通用工艺守则齿轮加工日期：2007-03-09 人气：800[JB机械标准] 2001 JB/T 8853－圆柱齿轮减速器 4.圆柱齿轮减速器JB/T 8853－2001 Reduction cylindrical gear units 本标准规定了圆柱齿轮减速器（以下简称减速器）的基本参数、型式、尺寸、技术要求、承载能力与选用方法等。

本标准规定的减速器适用于冶金、矿山、运输、水泥、建筑、化工、纺织、轻工及能源等..日期：2008-12-10 人气：472[JB机械标准] 1999 －产品质量分等（内部使用）JB/T 53344船用齿轮箱铜基湿式粉末冶金摩擦片 5.船用齿轮箱铜基湿式粉末冶金摩擦片产品质量分等（内部使用）JB/T 53344－1999 本标准规定了船用齿轮箱铜基湿式粉末冶金摩擦片（以下简称摩擦片）产品质量等级水平。

本标准适用于压制—烧结—机械加工方法和用喷撒法生产的摩擦片产品在质量考核、企业升级和创..日期：2007-03-20 人气：362[JB机械标准] 1999 －加载试验方法JB/T 9050.3 圆柱齿轮减速器6.圆柱齿轮减速器加载试验方法JB/T 9050.3－1999 中华人民共和国机械行业标准Load test method of reduction cylindrical gearunits 本标准规定了圆柱齿轮减速器加载试验和数据处理的方法，同时也规定了对试验件、测试装置的要求。

齿轮测量基本方法原理（转）长度计量技术中对齿轮参数的测量。

测量圆柱齿轮和圆锥齿轮误差的方法有单项测量和综合测量两种。

单项测量主要是测量齿形误差、周节累积误差、周节偏差、齿向误差和齿圈径向跳动等。

齿形测量图1为齿轮齿形测量的原理。

常用的测量方法有展成法和坐标法。

①展成法：基圆盘的直径等于被测渐开线理论基圆直径。

当直尺带动与它紧密相切的基圆盘和与基圆盘同轴安装的被测齿轮转动时，与直尺工作面处于同一平面上的测量杠杆的刀口相对于被测齿轮回转运动的轨迹是一理论渐开线。

以它与被测渐开线齿形比较,即可由测微仪（见比较仪）指示出齿形误差。

利用此法测量齿形误差的工具有单盘渐开线测量仪和万能渐开线测量仪(见渐开线测量仪)。

②坐标法:按齿形形成原理列出齿廓上任一点的坐标方程式,然后计算出齿廓上若干点的理论坐标值，以此与实际测得的被测齿形上相应点的坐标值比较，即可得到被测齿形误差。

有直角坐标法和法线展开角坐标法两种.前者的测量原理是被测齿廓上各点的坐标值（x、y)分别由X和Y方向的光栅测量系统（见光栅测长技术）测出,经电子计算机计算后得出齿形误差。

此法适用于测量大型齿轮的齿形。

法线展开角坐标法用于测量渐开线齿形。

当与被测齿轮同轴安装的圆光栅转动一个展开角φ时，由长光栅测量系统测出被测渐开线基圆的展开弧长ρ，由电子计算机按计算式ρ＝r0φ（式中r0为基圆半径）计算出被测弧长与理论弧长之差值。

按需要在齿廓上测量若干点，由记录仪记录出齿形误差曲线图。

周节测量图2为齿轮周节测量的原理。

周节测量有绝对测量法和相对测量法。

①绝对测量法:被测齿轮与圆光栅长度传感器同轴安装.测量时，被测齿轮缓慢回转，当电感式长度传感器的测头与齿面达到预定接触位置时，电感式长度传感器发出计数开始信号，利用电子计算机计算由圆光栅长度传感器发出的经过处理后得到的电脉冲数，直至测头与下一齿面达到预定接触位置为止.如此逐齿进行，测出相当于各实际周节的电脉冲数,经电子计算机处理后即可得出周节偏差和周节累积误差。

双啮齿轮知识汇总在汽车变速器齿轮加工过程中(热处理前和热后)，为了保证齿轮啮合质量完全达到产品图样要求，目前我公司通常是在双啮仪采用标准齿轮与加工零件进行啮合，检查齿轮磕碰伤及控制中心距。

渐开线圆柱齿轮的综合检验一般可分为单面啮合、双面啮合和噪声综合检验三种。

其中双面啮合综合检验(简称双啮检验)广泛应用于大批量生产的齿轮检验。

双啮检验所用综合检查仪结构简单，操作和调整方便，测量元件容易获得，从双啮检验得到的中心距变动量曲线可快速获得加工机床、刀具、夹具和齿坯安装造成检验项目超差的信息。

虽然双啮检验只反映了齿轮的径向误差部分，但辅以切向误差方面的单向检验，仍可全面地评定齿轮的质量。

双啮检验时需根据被测齿轮和测量齿轮的法向变位系数计算双啮中心距。

我们可以从分析和实践应用出发，导出齿轮啮合条件及设计计算公式。

一、渐开线齿轮齿廓及传动比1.渐开线的形成(见图1)2.渐开线的性质1)发生线在基圆上滚过的长度等于基圆上被滚过的弧长，即;2)发生线与基圆的切点B 就是渐开线上K 点的瞬时速度中心，发生线BK就是渐开线在K点的法线，同时它也是基圆在B点的切线;3)切点B是渐开线上K点的曲率中心，BK是渐开线上K点的曲率半径。

离基圆越近，曲率半径越小;4)渐开线的形状取决于基圆的大小;5)基圆内无渐开线。

3.渐开线方程4.渐开线齿廓的啮合特点1)四线合一：啮合线、过啮合点的公法线、基圆的内公切线和正压力作用线四合一;2)中心距可分性：;3)啮合角不变;4)齿面的滑动，如图2所示。

二、双面啮合的啮合条件在传动过程中，各对齿轮的接触点，一定是落在两基圆的内公切线上。

这条线称之为啮合线，同时从渐开线的形成可知，这条线又是这些接触点的公法线。

双啮检验时的齿轮啮合状况与齿轮传动设计时一样，如图3所示。

被测齿轮1和测量齿轮2的两节圆相切并做无滑动的纯滚动。

所以两节圆齿距应相等，即。

被测齿轮的节圆齿厚应等于测量齿轮的节圆齿槽宽，或被测齿轮的节圆齿槽宽等于测量齿轮的节圆齿厚，。

北京工业大学科技成果——齿轮测量成套技术及仪器
成果简介
本项目围绕齿轮测量技术与仪器，针对齿轮测量新技术、小模数齿轮测量、齿轮传动误差测量、齿轮测量仪器校准等展开技术攻关，通过研发新仪器解决工业生产中的齿轮测量问题。

主要取得了如下成果：
1、发明了齿轮波度样板（GWA-Shi）；
齿轮波度样板（左）和双球渐开线样板（右）
2、研制了双球渐开线样板；
3、针对生产现场大批量成品齿轮的快速测量问题，提出了齿轮双面啮合多维测量原理；
4、面对小模数齿轮单啮测量这个世界性难点，提出了小模数齿轮单面啮合“双向驱动同步测量”新原理；
5、提出了单齿式齿轮整体误差测量方法；
6、研制了面齿轮测量仪。

近5年，项目发表论文65篇，授权发明专利8项，实用新型专利3项，获侨界创新成果奖。

应用简介
所处研发阶段：项目已完成全部研究工作，已开发出仪器样机。

适合应用领域：汽车、工程机械及齿轮生产企业等。

已有应用情况：部分产品已应用于企业实际生产。

齿轮振动噪声测量仪
面齿轮测量仪
数字式齿轮单面啮合测量仪
投资规模及效益分析
我国是世界上第二大齿轮生产国，高端齿轮测量仪器基本依靠进口，本项目投资500万元，可实现产业化，预计年销售量在200台（套）
左右，按每套平均30万元计算，年销售额可达6000万元。

小模数蜗杆副测量仪
平面二次包络蜗杆滚刀测量机。

关于齿轮的综合测量
综合测量时指被侧齿轮接近于使用状态与“测量件”相啮合进行齿轮误差的测量。

综合测量主要优点是：
1、综合测量能连续地反映出齿轮全部啮合点的误差，测量结果代表了齿轮总的使用质量。

因而更接近于实际使用情况；
2、测量结果是各单向误差综合的影响。

由于个单项误差在综合测量中，测量结果代表了齿轮总的使用质量，因而更接近与实际使用情况；
3、综合测量容易实现机械化和自动化。

测量效率高。

综合测量分为单面啮合综合测量和双面啮合综合测量两种。

单面啮合综合测量时被侧齿轮与“测量件”作单面啮合传动时测量旋转角变化的方法，所用的测量仪器成为单啮仪。

双面啮合综合测量是被侧齿轮和“测量件”作双面无侧隙啮合传动时测量中心距变动的方法，所用的测量仪器被称为双啮仪。

单面啮合综合测量的测量过程比双面啮合综合测量更加接近于齿轮的使用过程；误差的大小只包括轮齿的一个侧面；同时能反映比较全面的误差。

但是单啮综合测量使用的单啮仪很精密、测量环境（如清洁程度、恒温、湿度等）要求严格、仪器的维修和保养要求较高，一般只能在计量室作测量精密齿轮时使用。

双面啮合综合测量方法原理简单；测量环境要求较低；测量效率高，双啮仪便于制造和使用；价格便宜；计量人员容易掌握；不但适宜于计量室，而且也能在车间内使用，制造批量较大的中等模数齿轮一般多用这种测量方法。

双啮齿轮仪的原理
双啮齿轮仪又称为差动齿轮仪，它是用来测量两个旋转对象之间速度和方向差异的装置。

其原理是基于双啮齿轮的运动原理，当两个齿轮轮齿数不同时，在同样时间内，它们的转速不同，因此可用这种不同转速的差距来表示它们的速度和方向差异。

在双啮齿轮仪中，两个齿轮通过一个中间的齿轮连接起来，当它们旋转时，中间的齿轮就会转动，通过一个指针或表盘来显示它们的差异量，从而得到它们的速度和方向差异。

双啮齿轮仪主要用于船舶、航空、机械制造等领域，常用于测量速度、角速度、加速度等参数，具有精度高、反应灵敏、结构简单等特点。