单项偏差测量的问题优化方案

在第3章所实施的在机测量大齿轮的齿廓总偏差与螺旋线总偏差中，由于齿轮的质量大而产生的惯性大，致使测量过程中产生相应的麻烦。如完成一个轮齿廓面的齿廓偏差或螺旋线偏差的测量后，想要测量其相邻齿面的偏差时就很困难。因为测量过程是从齿轮开始转动到测头划出齿顶（齿廓总偏差测量），或测头从轮齿的一端走到另一端（螺旋线总偏差测量）。由于齿轮惯性大，完成一个轮齿的测量后，即使停止工作台的回转，其测头的终止位置很难精确控制，还需重新调整齿轮轮齿相对于测头的正确位置，开始下一个齿廓面的测量。

此外，在螺旋线总偏差的测量中，由于采用点测头随齿轮转动同步跟踪的测量方案，测量中理论上是点测头的轴向位移（z轴方向）根据齿轮回转的角度信号指令按螺旋线展开规律实现。而实际测量中，当角度信号发出，转变为伺服电动机的驱动信号，电动机旋转由滚珠丝杠带动测头位移时总是存在着滞后的问题。因此，测头跟踪问题成为影响测量精度的重要因素，尤其是在螺旋角较小的情况下，其影响更突出。

考虑到测量大型齿轮，测头需具有较大的刚度，点测头即球测头的直径应较大。而在螺旋线偏差测量中，由于斜齿轮螺旋角的影响，使得球测头与接触点发生变化，如图4-1所示。此时，测头与轮齿廓面接触点不是B点而是A点，A点到测头中心的水平距离a不等于测头半径。

图4-1 球测头测量(www.xing528.com)

式中，d为测头直径；β_b为基圆螺旋角。

此项偏差的影响随测头的直径和基圆螺旋角的增大而增大，由此产生的测量误差是很大的。即使此项偏差的影响可以采用修正值加以补偿，但由于轮齿廓面的形状误差等因素的存在，其影响不可忽略。同样，此项偏差也影响测头随齿轮转角的轴向同步跟踪。

即使具有较强刚度的点测头，在测量中，由于大齿轮的惯性，也存在不安全因素，容易碰断。综合分析，采用点测头在机测量大齿轮的螺旋线总偏差存在着诸多的不利因素。