直齒圓柱齒輪和斜齒輪測繪方法研究

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際應用中最為常見的齒輪，在長期使用的過程中受到各種因素的影響，致使齒輪失效。齒輪的測繪工作是比較復雜，需要掌握基本測繪儀器的操作方法和與齒輪測繪相關的內容。本文主要結合萬能工具顯微鏡對直齒圓柱齒輪和斜齒輪的測繪進行了研究。

關鍵詞：直齒圓柱齒輪；斜齒輪；測繪方法；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機械式兩坐標測量儀器，通常用影響法和軸切法測量精密機械零件的長度、角度和螺紋等。其長度測量讀數可精確到微米，角度測量讀數可精確到分。齒輪在生產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尺寸的精度，進而生產出合格的齒輪產品。

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坐標方向進行長度測量，是長度尺寸測量的常用儀器之一。在使用這種儀器測量的過程中需要注意目鏡和物鏡的調焦順序及被測件表面的毛刺和磕痕對測量結果的影響。在齒輪的加工中，齒輪的表面經常會產生一些細小的毛刺，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行測量，這樣才能夠保障生產出合格的齒輪。

2　直齒圓柱齒輪的測繪方法

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

2.1測量全齒高（h）法

采用這種方法進行測繪的過程中，齒全高（h）可以用萬能工具顯微鏡來測量。如果齒輪帶孔能夠間接的求出齒全高（h），則可以通過測量內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和徑節模數：m=h/2f+c；徑節：Dp=25.4*（2f+c）/h，其中f為齒頂高系數，c為徑向系數，這兩個參數均可以在齒輪標準制度參數表中查得。

2.2測量齒頂圓直徑（D）法

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

2.3測量中心距（A）法

當齒輪牙形變尖、磨損嚴重、滾牙等情況時，以上兩種方法就無法測量，此時我們可要求客戶提供兩配對齒輪的中心距A和兩齒輪的齒數，這些很容易做到，再按下式計算模數或徑節：

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

在采用上述方法進行測繪時，需要按照萬能工具顯微鏡的操作方法進行操作，同時還需要主要萬能工具顯微鏡使用的注意事項，這樣才能夠確保測量數據的準確性。

3　斜齒輪的測繪方法

在斜齒輪測繪的過程中，斜齒輪齒向誤差的測量是很重要的。為了能夠確保齒輪的精度和產品生產的需要，需要利用萬能工具顯微鏡對斜齒輪齒向誤差進行測量，進而保障齒輪精度。具體的測量分為以下幾個方面。

3.1計算出導程（λ）

在計算導程時需要采用公式：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后就能夠求解出導程λ。

3.2計算儀器縱向移動距離（L）

在計算儀器縱向移動距離時需要先求出1°的導程，然后再根據被測齒輪的輪寬B來計算出儀器的縱向移動距離L。為了消除測量的誤差，所轉的度數應當取整數。在測量之前需要做一個專用的卡箍，這樣能夠提高測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，測量時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，進而消除分度頭的回程誤差。

3.3求出分度頭的轉角（α）

根據齒輪的輪寬B，求出分度頭的轉角時需要事先算出一個不大于B的數，并且測量無誤差。假設分度頭的轉角位15°，而1°的導程量為2.0260mm，則15°的導程就為30.3898mm。在計算好后開始進行測量，先調整好測頭使測頭在齒輪一端接觸。然后旋轉分度頭并記下度數m，接著撥動靈敏杠桿，使目鏡的水平線對準在杠桿雙刻線的中間位置并記下縱、橫向滑板的度數：x=71.9445；y=50.6527.最后求得分度頭轉角為：α=15°+m。

4　結束語

對直齒圓柱齒輪和斜齒輪測繪方法研究能夠提高齒輪加工的精度和質量，通過對測繪方法的研究還能夠解決實際生產中的相關問題，進而提高產品的質量和企業的經濟效益。

參考文獻：

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