锥齿轮测量与修正技术
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一.锥齿轮测量与修正的必要性
3. 传统的齿面质量控制存在的问题
往往得不到理想的接触区，或者为了得到理想的接触区，需要多次试切 和多次机床调整，费时费力，多次试切中机床调整又要依赖工人的调整 经验。因此加工高品质的螺旋锥齿轮较难实现。
检验结果只能用于保证接触区的位置，对齿轮副实际廓线偏离理论廓线 的修正、误差来源的分析和啮合质量的提高没有指导意义，对齿面二阶 和三阶接触特性的修正具有很大的盲目性。
二. 锥齿轮精度标准简介
3. GB/T 11365-1989 规定了12个精度等级，1级最高，12级最低；限于当时的 加工水平，1～3级未规定具体公差数值，公差表只给出4~12级的公差值。
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• 齿轮副一齿轴交角综合误差
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周期误差
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• 齿轮副周期误差
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• 齿距累积误差 Fp (Fp )
• 齿轮副齿频周期误差
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• K个齿距累积误差 Fpk (Fpk )
• 接触斑点
• 齿圈跳动 Fr (Fr )
主要针对齿面接触精度，齿面几何精度问题被忽略，难以实现高质量锥 齿轮的加工。
齿面几何精度控制在现在的生产中已有应用，但效果不理想，主要是由 于齿面加工与数字化检测及修正等关键环节不能很好的融合。
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一.锥齿轮测量与修正的必要性
4. 齿面质量控制的趋势
锥齿轮齿面几何及其精度在很大程度上决定了齿面的接触精度及齿轮副 的啮合传动质量。
1. 齿面质量控制的重要性 高速、高可靠性、重载、低噪声、低成本是趋势。
齿面精度和啮合质量是保证机械产品的效率、噪声、传动精度和使用 寿命等综合性能的关键。
齿面几何拓扑结构极为复杂．与之相应的误差理论和测量技术 远远落后于圆柱齿轮。
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一.锥齿轮测量与修正的必要性
2. 传统的齿面啮合质量控制（齿面、齿距及侧隙等）
• 切向综合误差 Fi ' ( Fi ' ) • 一齿切向综合误差 f i ' ( f i ' ) • 轴交角综合误差 Fi" (Fi" )
• 齿轮副切向综合误差 Fic' ( Fic' )
• 齿轮副一齿切向综合误差
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• 齿轮副轴交角综合误差 Fi"c (Fi"c )
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一齿轴交角综合误差
实际加工齿面与理论设计齿面趋于一致以确保实际啮合传动性能最优。
齿面质量的数字化控制是关键技术难题。锥齿轮数字化闭环制造技术是 重要技术手段。可以有效地控制齿面质量，提高加工效率，缩短开发周期。
美国、日本及德国等发达国家，闭环制造已经替代传统制造模式，齿面 测量及数字化制造技术已经在生产中广泛应用。
锥齿轮数字化闭环制造技术就是基于齿轮测量中心，规划出遍布全齿面 的网格，测量真实齿面网格点处的齿面坐标，根据测量结果，识别齿面误 差来源并计算切齿修正量，从而使切齿机床调整参数修正后加工出的真实 齿面同理论齿面之间的误差最小。
传统的锥齿轮质量控制手段主要是衡量齿面接触区(接触痕迹)和运动 平稳性，需要依靠技术人员及工人的丰富经验，质量控制极其繁琐而 困难。
两种传统修正方式： 小轮控制数据：由技术人员根据接触区性质改变某些数据重新计 算，给出新的调整卡。 比例修正：根据现场齿面接触区的配对情况改变机床的调整参数。 小轮控制数据的修正方法对齿面接触区的修正很有效，但需要技术人 员重新计算切齿调整数据，在现场使用很不方便。
• 齿轮副侧隙
• 齿距偏差 f pt ( f pt )
• 齿轮副侧隙变动量 Fvj (Fvj )
• 齿形相对误差 f c ( f c ) • 齿厚偏差 Es(Ess、 Esi、 Ts)
• 齿圈轴向位移 fAM(fAM) • 齿轮副轴间距偏差 fa ( fa )
• 齿轮副轴交角偏差 E(E)
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齿面的预测、修正齿面的预测等）。
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二. 锥齿轮精度标准简介
1. 锥齿轮精度标准： • GB/T 11365-1989，适用于齿面中点法向模数mn≥1mm的各类锥齿轮。 • GB/T 10225-1988，适用于齿面中点法向模数mn＜1mm的各类锥齿轮。 • ANSI/AGMA 2009-B01(2001.10)，总的来说适用于齿面中点法向模数 mn≥0.2mm、齿数≥5、测量直径≥5mm的各类锥齿轮，但对每一误差项目 均规定了适用范围。 • ISO 17485:2006(E)，适用于齿面中点法向模数mn≥1mm和mn＜1mm的 各类锥齿轮。 • DIN 3965-1986，适用于齿面中点法向模数mn≥1mm的各类锥齿轮。
AGMA 2009-B01与 ISO 17485:2006(E)反映了齿轮检测新技术，如坐标测 量方法，使用准确方便。
GB/T 规定的测量项目的公差值列为表格，为一范围值。未反映关于齿形误 差的CMM测量新技术应用。
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二. 锥齿轮精度标准简介
2. GB/T 11365-1989共计规定了23个测量项目:
基于一维测头的
锥齿轮测量与修正技术
李天兴 河南科技大学
2015年 6月
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报告内容
一. 锥齿轮齿面测量与修正的必要性 二. 锥齿轮精度标准简介 三. 锥齿轮误差检测设备概述 四. 锥齿轮齿面展成与测量模型 五. 锥齿轮齿面及齿距误差测量与评定 六. 基于齿面误差的机床运动修正与反馈 七. 锥齿轮测量与修正软件系统及应用 八. 直齿锥齿轮齿面测量简介
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一.锥齿轮测量与修正的必要性
❖重叠系数大、传动平稳、冲击和噪音小、承载能力高、寿命长 ❖应用越来越广泛。
❖锥齿轮通过轮齿曲面相互啮合传递主被动齿轮之间的运动和动力，因此轮 齿的分度准确度及实际齿面与设计齿面之间的几何形状误差对锥齿轮传动性 能有重要影响。
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一.锥齿轮测量与修正的必要性
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一.锥齿轮测量与修正的必要性
5. 锥齿轮测量与修正的作用
• 测量实际齿面与设计或“理论”齿面之间的误差值，判断是wenku.baidu.com符合 设计要求；
• 分析误差产生的原因、寻求修正误差的措施； • 未知机床调整参数的实际齿面的反求与复制（利用齿面误差的数字
化修正技术，反求实际齿面参数，复制实际齿面几何）； • 配对齿轮副的传动性能预测（包括理论设计齿面的预测、实际测量
一.锥齿轮测量与修正的必要性
3. 传统的齿面质量控制存在的问题
往往得不到理想的接触区，或者为了得到理想的接触区，需要多次试切 和多次机床调整，费时费力，多次试切中机床调整又要依赖工人的调整 经验。因此加工高品质的螺旋锥齿轮较难实现。
检验结果只能用于保证接触区的位置，对齿轮副实际廓线偏离理论廓线 的修正、误差来源的分析和啮合质量的提高没有指导意义，对齿面二阶 和三阶接触特性的修正具有很大的盲目性。
二. 锥齿轮精度标准简介
3. GB/T 11365-1989 规定了12个精度等级，1级最高，12级最低；限于当时的 加工水平，1～3级未规定具体公差数值，公差表只给出4~12级的公差值。
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• 齿轮副一齿轴交角综合误差
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周期误差
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• 齿轮副周期误差
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• 齿距累积误差 Fp (Fp )
• 齿轮副齿频周期误差
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• K个齿距累积误差 Fpk (Fpk )
• 接触斑点
• 齿圈跳动 Fr (Fr )
主要针对齿面接触精度，齿面几何精度问题被忽略，难以实现高质量锥 齿轮的加工。
齿面几何精度控制在现在的生产中已有应用，但效果不理想，主要是由 于齿面加工与数字化检测及修正等关键环节不能很好的融合。
整理ppt
一.锥齿轮测量与修正的必要性
4. 齿面质量控制的趋势
锥齿轮齿面几何及其精度在很大程度上决定了齿面的接触精度及齿轮副 的啮合传动质量。
1. 齿面质量控制的重要性 高速、高可靠性、重载、低噪声、低成本是趋势。
齿面精度和啮合质量是保证机械产品的效率、噪声、传动精度和使用 寿命等综合性能的关键。
齿面几何拓扑结构极为复杂．与之相应的误差理论和测量技术 远远落后于圆柱齿轮。
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一.锥齿轮测量与修正的必要性
2. 传统的齿面啮合质量控制（齿面、齿距及侧隙等）
• 切向综合误差 Fi ' ( Fi ' ) • 一齿切向综合误差 f i ' ( f i ' ) • 轴交角综合误差 Fi" (Fi" )
• 齿轮副切向综合误差 Fic' ( Fic' )
• 齿轮副一齿切向综合误差
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• 齿轮副轴交角综合误差 Fi"c (Fi"c )
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一齿轴交角综合误差
实际加工齿面与理论设计齿面趋于一致以确保实际啮合传动性能最优。
齿面质量的数字化控制是关键技术难题。锥齿轮数字化闭环制造技术是 重要技术手段。可以有效地控制齿面质量，提高加工效率，缩短开发周期。
美国、日本及德国等发达国家，闭环制造已经替代传统制造模式，齿面 测量及数字化制造技术已经在生产中广泛应用。
锥齿轮数字化闭环制造技术就是基于齿轮测量中心，规划出遍布全齿面 的网格，测量真实齿面网格点处的齿面坐标，根据测量结果，识别齿面误 差来源并计算切齿修正量，从而使切齿机床调整参数修正后加工出的真实 齿面同理论齿面之间的误差最小。
传统的锥齿轮质量控制手段主要是衡量齿面接触区(接触痕迹)和运动 平稳性，需要依靠技术人员及工人的丰富经验，质量控制极其繁琐而 困难。
两种传统修正方式： 小轮控制数据：由技术人员根据接触区性质改变某些数据重新计 算，给出新的调整卡。 比例修正：根据现场齿面接触区的配对情况改变机床的调整参数。 小轮控制数据的修正方法对齿面接触区的修正很有效，但需要技术人 员重新计算切齿调整数据，在现场使用很不方便。
• 齿轮副侧隙
• 齿距偏差 f pt ( f pt )
• 齿轮副侧隙变动量 Fvj (Fvj )
• 齿形相对误差 f c ( f c ) • 齿厚偏差 Es(Ess、 Esi、 Ts)
• 齿圈轴向位移 fAM(fAM) • 齿轮副轴间距偏差 fa ( fa )
• 齿轮副轴交角偏差 E(E)
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齿面的预测、修正齿面的预测等）。
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二. 锥齿轮精度标准简介
1. 锥齿轮精度标准： • GB/T 11365-1989，适用于齿面中点法向模数mn≥1mm的各类锥齿轮。 • GB/T 10225-1988，适用于齿面中点法向模数mn＜1mm的各类锥齿轮。 • ANSI/AGMA 2009-B01(2001.10)，总的来说适用于齿面中点法向模数 mn≥0.2mm、齿数≥5、测量直径≥5mm的各类锥齿轮，但对每一误差项目 均规定了适用范围。 • ISO 17485:2006(E)，适用于齿面中点法向模数mn≥1mm和mn＜1mm的 各类锥齿轮。 • DIN 3965-1986，适用于齿面中点法向模数mn≥1mm的各类锥齿轮。
AGMA 2009-B01与 ISO 17485:2006(E)反映了齿轮检测新技术，如坐标测 量方法，使用准确方便。
GB/T 规定的测量项目的公差值列为表格，为一范围值。未反映关于齿形误 差的CMM测量新技术应用。
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二. 锥齿轮精度标准简介
2. GB/T 11365-1989共计规定了23个测量项目:
基于一维测头的
锥齿轮测量与修正技术
李天兴 河南科技大学
2015年 6月
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报告内容
一. 锥齿轮齿面测量与修正的必要性 二. 锥齿轮精度标准简介 三. 锥齿轮误差检测设备概述 四. 锥齿轮齿面展成与测量模型 五. 锥齿轮齿面及齿距误差测量与评定 六. 基于齿面误差的机床运动修正与反馈 七. 锥齿轮测量与修正软件系统及应用 八. 直齿锥齿轮齿面测量简介
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一.锥齿轮测量与修正的必要性
❖重叠系数大、传动平稳、冲击和噪音小、承载能力高、寿命长 ❖应用越来越广泛。
❖锥齿轮通过轮齿曲面相互啮合传递主被动齿轮之间的运动和动力，因此轮 齿的分度准确度及实际齿面与设计齿面之间的几何形状误差对锥齿轮传动性 能有重要影响。
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一.锥齿轮测量与修正的必要性
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一.锥齿轮测量与修正的必要性
5. 锥齿轮测量与修正的作用
• 测量实际齿面与设计或“理论”齿面之间的误差值，判断是wenku.baidu.com符合 设计要求；
• 分析误差产生的原因、寻求修正误差的措施； • 未知机床调整参数的实际齿面的反求与复制（利用齿面误差的数字
化修正技术，反求实际齿面参数，复制实际齿面几何）； • 配对齿轮副的传动性能预测（包括理论设计齿面的预测、实际测量