弧齒錐齒輪和準(zhǔn)雙曲面齒輪（以下簡稱錐齒輪）是車輛、飛機、工程機械、機床、軸傳動摩托車、工業(yè)縫紉機、電動工具等機器動力傳動系統(tǒng)中的重要零件，更是艦船推進器、礦山機械、軋鋼設(shè)備等機器的關(guān)鍵零件，錐齒輪嚙合傳動質(zhì)量是傳動平穩(wěn)性、工作壽命及可靠性等的重要影響因素，而錐齒輪齒面幾何形狀及其精度在很大程度上決定其嚙合傳動質(zhì)量。因此，在錐齒輪的設(shè)計和制造工藝過程中，齒形質(zhì)量控制是關(guān)鍵技術(shù)難題。為使錐齒輪傳動具有更高的傳動平穩(wěn)性、更低的傳動噪聲、更長的工作壽命和更高的可靠性，應(yīng)采取的主要措施包括：設(shè)計合理的輪齒幾何參數(shù)、確定具有最優(yōu)齒面接觸傳動性能的加工工藝參數(shù)、控制熱處理工藝過程、對零件進行精加工、對加工零件的齒形誤差進行檢測及修正以保證精度、進行滾動檢查及配對等方面。由于齒距及齒形精度對錐齒輪傳動精度、傳動噪聲、工作壽命有重要影響，因此齒距及齒形誤差檢測及修正是提高錐齒輪傳動質(zhì)量的重要技術(shù)手段，這也是當(dāng)前我國錐齒輪制造工藝過程中最為薄弱的環(huán)節(jié)。國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 11365-89規(guī)定了錐齒輪精度的檢測項目、各精度等級齒輪的誤差范圍，這就要求相應(yīng)的方法和技術(shù)實現(xiàn)錐齒輪的精度檢測與分析。另一方面，部分國內(nèi)錐齒輪制造企業(yè)為國外廠商制造錐齒輪，需使其齒輪參數(shù)和齒形均應(yīng)與所提供的齒輪實物一致，這就要求國內(nèi)制造企業(yè)檢測實物齒輪的各項幾何參數(shù)和齒面形狀。
目前，國際齒輪制造行業(yè)較為廣泛地采用齒輪測量中心檢測錐齒輪。齒輪測量中心具有測量精度高、測量功能多、自動化程度高等優(yōu)點。近年來，我國錐齒輪制造企業(yè)引進了美國Gleaosn-M&M精密系統(tǒng)公司、德國Klingelnberg公司等制造的齒輪測量中心。
在我國，哈爾濱量具刃具集團公司、哈爾濱精達測量儀器有限公司、成都工具研究所、西安交大思源精密公司等研制成功了齒輪測量中心，開發(fā)了圓柱齒輪及其滾刀、插齒刀、剃齒刀等檢測軟件系統(tǒng)，在國內(nèi)齒輪制造業(yè)獲得廣泛應(yīng)用。
本文介紹基于哈量集團公司制造的39系列齒輪測量中心的錐齒輪檢測方法及其實現(xiàn)軟件系統(tǒng)，該軟件系統(tǒng)自2005年以來在我國錐齒輪制造企業(yè)近30家應(yīng)用，取得了良好的使用效果。
1 齒輪測量中心的工作原理
圖1所示為哈量集團公司制造的39XX型齒輪測量中心，由主機、數(shù)控單元、數(shù)據(jù)采集單元、計算機及其外設(shè)、測量與數(shù)據(jù)處理軟件等部分組成。該測量中心
1、地腳 2、機座 3、手控面板 4、帶動器 5、軸系 6、頂尖
7、上頂尖 8、測頭 9、電感 10、相對零位校正器 11、徑向滑板
12、測量立柱 13、電器柜 14、打印機 15、計算機 16、電源開關(guān)
圖1 39XX型齒輪測量中心
是（）四坐標(biāo)聯(lián)動測量系統(tǒng)，由安裝于機座上的回轉(zhuǎn)工作臺帶動測量工件實現(xiàn)坐標(biāo)位移、安裝于向直線導(dǎo)軌上的滑架帶動一維電感式測頭實現(xiàn)坐標(biāo)位移，測量軟件系統(tǒng)通過數(shù)控單元驅(qū)動控制坐標(biāo)位移，實現(xiàn)球形測頭的中心定位于相對于測量齒面的任意空間位置。通常，軸坐標(biāo)原點設(shè)定在回轉(zhuǎn)工作臺的軸線上，軸坐標(biāo)原點設(shè)定在錐齒輪軸線錯交點，坐標(biāo)原點設(shè)定在起始測量點處當(dāng)測頭示值為零的位置，根據(jù)坐標(biāo)軸的布局情況，測頭的安裝應(yīng)使測頭示值方向與軸坐標(biāo)位移方向一致。
應(yīng)用齒輪測量中心測量錐齒輪時，將錐齒輪小端向上與Z坐標(biāo)軸正向方向一致安裝于回轉(zhuǎn)工作臺上。當(dāng)測量軸類齒輪時，通常以軸兩端頂針孔中心形成的軸線為Z軸坐標(biāo)基準(zhǔn)；測量盤類齒輪時，以齒輪定位內(nèi)孔的軸線為Z軸坐標(biāo)基準(zhǔn)。由于測量坐標(biāo)系原點設(shè)定于回轉(zhuǎn)工作臺的軸線上，當(dāng)齒輪安裝于回轉(zhuǎn)工作臺后，不能應(yīng)用回轉(zhuǎn)工作臺軸線基準(zhǔn)標(biāo)定測頭，因此可將回轉(zhuǎn)工作臺軸線基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換至安裝于機座上的標(biāo)準(zhǔn)球球心，在測定了標(biāo)準(zhǔn)球球心至回轉(zhuǎn)工作臺軸心線沿R、T向距離后，即可以標(biāo)準(zhǔn)球校準(zhǔn)測頭中心位置。
