弧齒錐齒輪和準(zhǔn)雙曲面齒輪（以下簡(jiǎn)稱錐齒輪）是車輛、飛機(jī)、工程機(jī)械、機(jī)床、軸傳動(dòng)摩托車、工業(yè)縫紉機(jī)、電動(dòng)工具等機(jī)器動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)中的重要零件，更是艦船推進(jìn)器、礦山機(jī)械、軋鋼設(shè)備等機(jī)器的關(guān)鍵零件，錐齒輪嚙合傳動(dòng)質(zhì)量是傳動(dòng)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(dòng)質(zhì)量。因此，在錐齒輪的設(shè)計(jì)和制造工藝過(guò)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(dòng)具有更高的傳動(dòng)平穩(wěn)性、更低的傳動(dòng)噪聲、更長(zhǎng)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(jì)合理的輪齒幾何參數(shù)、確定具有最優(yōu)齒面接觸傳動(dòng)性能的加工工藝參數(shù)、控制熱處理工藝過(guò)程、對(duì)零件進(jìn)行精加工、對(duì)加工零件的齒形誤差進(jìn)行檢測(cè)及修正以保證精度、進(jìn)行滾動(dòng)檢查及配對(duì)等方面。由于齒距及齒形精度對(duì)錐齒輪傳動(dòng)精度、傳動(dòng)噪聲、工作壽命有重要影響，因此齒距及齒形誤差檢測(cè)及修正是提高錐齒輪傳動(dòng)質(zhì)量的重要技術(shù)手段，這也是當(dāng)前我國(guó)錐齒輪制造工藝過(guò)程中最為薄弱的環(huán)節(jié)。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 11365-89規(guī)定了錐齒輪精度的檢測(cè)項(xiàng)目、各精度等級(jí)齒輪的誤差范圍，這就要求相應(yīng)的方法和技術(shù)實(shí)現(xiàn)錐齒輪的精度檢測(cè)與分析。另一方面，部分國(guó)內(nèi)錐齒輪制造企業(yè)為國(guó)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(shí)物一致，這就要求國(guó)內(nèi)制造企業(yè)檢測(cè)實(shí)物齒輪的各項(xiàng)幾何參數(shù)和齒面形狀。
目前，國(guó)際齒輪制造行業(yè)較為廣泛地采用齒輪測(cè)量中心檢測(cè)錐齒輪。齒輪測(cè)量中心具有測(cè)量精度高、測(cè)量功能多、自動(dòng)化程度高等優(yōu)點(diǎn)。近年來(lái)，我國(guó)錐齒輪制造企業(yè)引進(jìn)了美國(guó)Gleaosn-M&M精密系統(tǒng)公司、德國(guó)Klingelnberg公司等制造的齒輪測(cè)量中心。
在我國(guó)，哈爾濱量具刃具集團(tuán)公司、哈爾濱精達(dá)測(cè)量?jī)x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(cè)量中心，開(kāi)發(fā)了圓柱齒輪及其滾刀、插齒刀、剃齒刀等檢測(cè)軟件系統(tǒng)，在國(guó)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(tuán)公司制造的39系列齒輪測(cè)量中心的錐齒輪檢測(cè)方法及其實(shí)現(xiàn)軟件系統(tǒng)，該軟件系統(tǒng)自2005年以來(lái)在我國(guó)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(cè)量中心的工作原理
圖1所示為哈量集團(tuán)公司制造的39XX型齒輪測(cè)量中心，由主機(jī)、數(shù)控單元、數(shù)據(jù)采集單元、計(jì)算機(jī)及其外設(shè)、測(cè)量與數(shù)據(jù)處理軟件等部分組成。該測(cè)量中心
1、地腳 2、機(jī)座 3、手控面板 4、帶動(dòng)器 5、軸系 6、頂尖
7、上頂尖 8、測(cè)頭 9、電感 10、相對(duì)零位校正器 11、徑向滑板
12、測(cè)量立柱 13、電器柜 14、打印機(jī) 15、計(jì)算機(jī) 16、電源開(kāi)關(guān)
圖1 39XX型齒輪測(cè)量中心
是（）四坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)，由安裝于機(jī)座上的回轉(zhuǎn)工作臺(tái)帶動(dòng)測(cè)量工件實(shí)現(xiàn)坐標(biāo)位移、安裝于向直線導(dǎo)軌上的滑架帶動(dòng)一維電感式測(cè)頭實(shí)現(xiàn)坐標(biāo)位移，測(cè)量軟件系統(tǒng)通過(guò)數(shù)控單元驅(qū)動(dòng)控制坐標(biāo)位移，實(shí)現(xiàn)球形測(cè)頭的中心定位于相對(duì)于測(cè)量齒面的任意空間位置。通常，軸坐標(biāo)原點(diǎn)設(shè)定在回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的軸線上，軸坐標(biāo)原點(diǎn)設(shè)定在錐齒輪軸線錯(cuò)交點(diǎn)，坐標(biāo)原點(diǎn)設(shè)定在起始測(cè)量點(diǎn)處當(dāng)測(cè)頭示值為零的位置，根據(jù)坐標(biāo)軸的布局情況，測(cè)頭的安裝應(yīng)使測(cè)頭示值方向與軸坐標(biāo)位移方向一致。
應(yīng)用齒輪測(cè)量中心測(cè)量錐齒輪時(shí)，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(tái)上。當(dāng)測(cè)量軸類齒輪時(shí)，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(cè)量盤類齒輪時(shí)，以齒輪定位內(nèi)孔的軸線為Z軸坐標(biāo)基準(zhǔn)。由于測(cè)量坐標(biāo)系原點(diǎn)設(shè)定于回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的軸線上，當(dāng)齒輪安裝于回轉(zhuǎn)工作臺(tái)后，不能應(yīng)用回轉(zhuǎn)工作臺(tái)軸線基準(zhǔn)標(biāo)定測(cè)頭，因此可將回轉(zhuǎn)工作臺(tái)軸線基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換至安裝于機(jī)座上的標(biāo)準(zhǔn)球球心，在測(cè)定了標(biāo)準(zhǔn)球球心至回轉(zhuǎn)工作臺(tái)軸心線沿R、T向距離后，即可以標(biāo)準(zhǔn)球校準(zhǔn)測(cè)頭中心位置。
