李殿鋒

摘 要：齒輪是車輛、機床、軸傳動摩托車、飛機、工程機械、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(jìn)器、礦山機械、軋鋼設(shè)備等機器的關(guān)鍵零件。由此可見，在齒輪的設(shè)計和制造工藝過程中，齒形質(zhì)量控制及檢測技術(shù)是關(guān)鍵技術(shù)難題。

關(guān)鍵詞：齒輪；檢測；發(fā)展

1 齒輪檢測技術(shù)是我國齒輪行業(yè)發(fā)展壯大的重要依據(jù)

1.1 齒輪檢測是確保齒輪成品性能和質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)

眾所周知，齒輪傳動是近代機器中最常見的一種機械傳動，是機械產(chǎn)品的重要基礎(chǔ)零部件。因此，它已成為許多航空產(chǎn)品、汽車制造企業(yè)日常生產(chǎn)中不可缺少的傳動部件，成為保證機器載荷均勻、傳動平穩(wěn)、振動小、噪音低的最佳零件，也是機器設(shè)備接觸區(qū)和傳遞動力中所占比重最大的傳動形式。目前，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。在生產(chǎn)實踐中，齒輪加工過程與齒輪檢測的關(guān)系密不可分，而齒輪檢測對齒輪加工的指導(dǎo)作用也越來越大，甚至在許多情況下，如果沒有制造過程中的齒輪檢測，就無法制造出合格的齒輪。

1.2 齒輪檢測是齒輪在加工制造過程中質(zhì)量控制的技術(shù)保證

齒輪傳動裝置利用兩齒輪的輪齒相互嚙合傳遞動力和運動的機械傳動，用主、從動輪輪齒直接、傳遞運動和動力的裝置。我國齒輪傳動裝置市場發(fā)展迅速，產(chǎn)品產(chǎn)出持續(xù)擴張，國家產(chǎn)業(yè)政策鼓勵齒輪傳動裝置產(chǎn)業(yè)向高技術(shù)產(chǎn)品方向發(fā)展。齒輪系統(tǒng)是各種機器設(shè)備中應(yīng)用最廣的傳遞動力和運動傳遞的最佳裝置，具有磨損小，運行效率高的優(yōu)勢。許多汽車上的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)就是這種裝置的一個完美示例。其動力學(xué)行為和工作性能對整個機器有重要影響。因此，為了提高齒輪的傳動效率，并使整個系統(tǒng)普遍向高速、安全、重載方向發(fā)展，減少在傳動過程中帶來的振動、變形、噪聲、動載荷、動應(yīng)力等因素，這不僅可以實現(xiàn)免維護，而且在整個使用壽命中還可以保持穩(wěn)定的扭轉(zhuǎn)間隙，達(dá)到高精度的目標(biāo)。

1.3 齒輪檢測是齒輪成品驗收的重要依據(jù)

齒輪是應(yīng)用在航空、汽車制造企業(yè)中最廣泛的傳動元件之一。近幾十年來，在齒輪傳動裝置內(nèi)部的齒輪傳動副乃至齒輪傳動系統(tǒng)為對象的動態(tài)特性分析方面取得了不少的研究成果，并逐步運用到齒輪副的動態(tài)設(shè)計中，這使得齒輪檢測裝置市場越來越受到各方的關(guān)注。齒形加工和熱處理后的精加工是齒輪制造的關(guān)鍵，也反映了齒輪制造的水平。因此，我們要不斷加強齒輪的檢測力度和水平，不斷加強對材料、熱處理、加工工藝的研究，注意減小尺寸、延長使用壽命、減輕重量、降低噪音等，這也是齒輪成品驗收的重要依據(jù)。

2 齒輪檢測技術(shù)發(fā)展新思路

2.1 齒輪嚙合試驗法

齒輪作為傳遞運動和動力的基礎(chǔ)零件，在工業(yè)發(fā)展的歷程中，一直發(fā)揮著十分重要的作用。隨著工業(yè)對齒輪性能要求的大幅度提升和生產(chǎn)技術(shù)的快速發(fā)展，齒輪的抗彎曲疲勞能力、咬合精度、疲勞能力、耐磨性已經(jīng)成為工業(yè)齒輪技術(shù)的主要發(fā)展趨勢。如今，齒輪傳動是動力傳動的一種形式，廣泛應(yīng)用的高效、高精度數(shù)控齒輪加工機床普遍具有齒輪修形加工能力，為經(jīng)濟可靠地生產(chǎn)高性能的修形齒輪提供了技術(shù)保障。為改善硬齒面齒輪的應(yīng)力分布，提高齒輪壽命，降低齒輪箱的振動和噪聲，齒輪修形設(shè)計已成為提升硬齒面齒輪傳動性能不可或缺的核心技術(shù)。對于齒輪傳動裝置這一復(fù)雜彈性結(jié)構(gòu)振動系統(tǒng)，不僅應(yīng)從分析和改善其內(nèi)部傳動件的動態(tài)特性著手，更應(yīng)從動力系統(tǒng)的角度研究其綜合動態(tài)性能，進(jìn)而進(jìn)行低噪聲、低振動的齒輪傳動裝置的動態(tài)設(shè)計。既顯著提高硬齒面齒輪的傳動性能又不額外增加成本。齒輪的質(zhì)量以工作可靠、壽命長、振動噪聲低為準(zhǔn)則。除材料熱處理硬度因素外，機械制造精度非常關(guān)鍵。因此，齒輪嚙合試驗法成為判斷一對齒輪副的回轉(zhuǎn)傳動性能的重要方法。

2.2 幾何解析測量法

齒輪在機械行業(yè)有著廣泛的應(yīng)用。隨著齒輪加工制造水平的逐漸提高，計算機控制與測量技術(shù)的不斷發(fā)展，齒輪在汽車、直升飛機、機床及電動工具制造業(yè)中，也獲得了廣泛的應(yīng)用。近年來，對齒輪整體誤差測量技術(shù)的研究也飛速進(jìn)展，同時對齒輪檢測精度的要求也進(jìn)一步加大。傳統(tǒng)的齒輪測量方法需要對齒輪進(jìn)行二次或多次拆裝，嚴(yán)重影響了齒輪加工精度，而且傳統(tǒng)測量還存在測量精度低和測量范圍小等局限性與不足，已經(jīng)不能滿足齒輪高精度制造的要求。因此，我們要采用坐標(biāo)式幾何解析測量法，以此解決傳統(tǒng)齒輪齒距測量方法存在的同步困難、穩(wěn)定性差、操作復(fù)雜等缺點。

2.3 激光檢測法

首先，先用量具粗略地測出被測齒輪齒頂圓直徑和齒輪厚度并輸入到數(shù)據(jù)處理及顯示系統(tǒng)中，以供激光位移傳感器確定在滑臺上的伸縮量和升降臂帶動滑臺的升降量；其次，根據(jù)粗測的齒輪類型安裝激光位移傳感器或安裝激光位移傳感器和轉(zhuǎn)折鏡，大內(nèi)齒輪和外齒輪安裝激光位移傳感器，小內(nèi)齒輪安裝激光位移傳感器和轉(zhuǎn)折鏡；第三，安裝激光位移傳感器或安裝激光位移傳感器和轉(zhuǎn)折鏡后，進(jìn)行齒輪的標(biāo)定檢測，即采用標(biāo)定環(huán)對檢測系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行標(biāo)定；標(biāo)定時實時采集激光位移d（t）、升降臂線位移z（t）、滑臺的線位移數(shù)L（t） 和角位移旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)的角位移，構(gòu)成了圓柱坐標(biāo)系。

2.4 齒輪檢測一般分為：以齒廓、螺旋線和齒距檢測為基礎(chǔ)的分析式檢測，以綜合檢測（雙面嚙合、單面嚙合檢測）為基礎(chǔ)的功能式檢測，以及將分析式和綜合檢測合成一體的齒輪整體誤差檢測。

當(dāng)前，齒輪檢測技術(shù)已有很大的發(fā)展，在檢測原理方面，實現(xiàn)了由“比較檢測”到“嚙合運動檢測”，直至“模塊化檢測”的發(fā)展；在技術(shù)手段上，實現(xiàn)了由“機械為主”到“機電結(jié)合”，直至當(dāng)今的“光一機-電”與“信息技術(shù)”綜合的集成；在檢測結(jié)果的處理上，實現(xiàn)了由“指示表加肉眼讀取”到“記錄器記錄加人工研判”，直至“計算機自動分析，并將檢測結(jié)果反饋到制造系統(tǒng)”的飛躍。

3 結(jié)束語

總之，隨著我國航空制造業(yè)的迅速發(fā)展，我國齒輪加工工藝技術(shù)水平，裝備水平的不斷提高及引進(jìn)技術(shù)的消化吸改，技術(shù)改進(jìn)不斷順利進(jìn)行，齒輪制造業(yè)也得到了空前快速的發(fā)展。因此，為確保齒輪質(zhì)量，我們應(yīng)不斷加強齒輪測量技術(shù)和儀器的研究，滿足我國齒輪制造質(zhì)量檢測的迫切需要，為生產(chǎn)與檢測提出更加合理的標(biāo)準(zhǔn)和驗收要求，促進(jìn)齒輪向高、精、尖發(fā)展，向世界先進(jìn)水平看齊。

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