1、1 实验一 齿轮齿圈径向跳动的测量 一、实验目的 1熟悉齿圈径向跳动的测量方法； 2了解齿圈径向跳动对齿轮传动的影响； 3练习齿轮公差表格的查阅。 二、仪器说明 齿轮径向跳动测量仪的结构如图所示。 1底座； 2工作台固紧螺丝； 3顶针固紧螺丝； 4被测齿轮； 5升降螺母 6指示表抬起手柄； 7指示表； 8测量头； 9中心顶针； 三、测量原理 齿圈径向跳动 r F D 是指在齿轮一转范围内，测头在齿槽内或齿轮上，于齿高中部双面 接触，测头相对于齿轮轴心线的最大变动量。它主要是由齿轮加工中毛坯安装的几何偏心 和齿轮机床工作台的跳动或插齿刀的偏心等引起的。这种误差将使齿轮传动一周范围内传 动比发生变
2、化。 为了测量各种不同模数的齿轮，仪器备有大小不同可换的球形测量头，此外仪器还备 有两支杠杆。 外接触杠杆成直角三角形，用于测量端面及伞齿轮； 内接触杠杆成直角形，用于测量内孔的跳动及内齿轮的跳动。 本实验因是测量圆柱直齿轮齿圈径向跳动，不需要选用内外接触杠杆。测量时直接把 球形侧头接在指示表的量杆下即可。 四、测量步骤 1查阅仪器附件盒表格，根据被测齿轮模数的不同选择合适的球形测量头； 2擦净测头并把它装在指示表量杆的下端； 3把擦净的被测齿轮装在仪器的中心顶尖上，安装后齿轮不应有轴向窜动！借助升 降螺母 5 与抬起手柄6 调整指示表，使指示表有一到二圈的压缩量；2 4依次顺序测量各个齿面，
3、并把指示表的读数记下； 5处理测量结果并判断合格性。 r F D max r min r 合格条件： r F D r F 为合格 五、思考题 1测量 r F D 有何意义？ 2为什么不同模数的齿轮要采用不同大小的球形侧头去测量齿圈径向跳动呢?3 实验二 齿轮公法线测量 一、试验目的 1熟悉齿轮公法线长度及其变动的测量方法 2练习齿轮公差表格的查阅 二、仪器说明 齿轮公法线长度可以用公法线千分尺进行测量（89级精度齿轮），图 1 所示；也可以 用公法线卡表测量（78 级精度齿轮） ，图 2 所示： 图 1 公法线千分尺测量公法线 图 2 公法线卡表测量公法线 三、测量原理 公法线长度是指与两异名
4、齿廓相切的两平行平面间的距离（图 2）。 若令W 代表公法线的长度，则： b pb S f n W + - = ) 1( 式中 n仪器量脚所夹的齿数 pb f 基节 b S 基圆弧齿厚 上式说明：公法线长度W 除和齿轮的基节有关外，还和基圆齿厚有关。在齿轮加工 中，一般基节误差相对于齿厚误差来说是比较小的。所以公法线长度的大小主要反映齿厚 的大小。（即滚刀对刀时位移的误差）。 为了保证齿轮在传动中获得必要的齿侧间隙， 标准中规定可用公法线平均长度的偏差4 W E D 来控制（上下偏差全应是负值）。 对于刀具压力角 = 20 f a 零移距（ 0 = x ）的齿轮，公称公法线长度W 可按下式计
5、算： m z n W 01401 . 0 ) 12 ( 476. 1 + - = 式中 m模数；z 齿数；n仪器量爪所夹的齿数（n可按下表选择） z 12-18 19-27 28-36 37-45 46-54 55-63 64-72 n 2 3 4 5 6 7 8 在一个齿轮上，公法线最大值 max W 与最小值 min W 之差为齿轮公法线长度变动量 W F D 。标准中规定的变动量公差为 W F 。这一误差主要是由于齿轮加工机床传动中分度蜗 轮的回转中心与机床主轴（或工作台）的旋转中心不重合而产生的（通常称作运动偏心）。 它使得同一齿轮上的基节或基圆齿厚不均匀，从而影响齿轮在传动中传动比的
6、变化。所以 要控制 W F D 在 W F 允许范围内。 为控制齿侧间隙，还应使公法线平均长度在规定偏差范围内。 四、实验步骤 1计算公法线的公称长度W ； 2调整仪器 根据W 值选配量块组。将钥匙 6插入开口套筒 2 的槽中，移动开口套筒并使量爪 3、 4 与组合量块组接触，调整仪器零点（指示表应有一到二圈的予压缩量，按动按钮 7，观 察指针零点指示无变动为止。按下按钮退出量块组。 3测量公法线平均长度偏差 W E D 按下按钮 7，使两量爪按跨齿数和非同名齿廓接触，轻轻摆动仪器，由指示表读出指 针移动出现转折点时的最小值，即为实际公法线对公称公法线的偏差（注意指针偏转方向 所代表的正负）。
7、沿圆周六个等分处进行测量，取六个测得值的平均值作为测量结果。 W E D 公称 平均 W W 4测量公法线长度变动量 W F D 利用前面已调好的仪器，依次逐齿进行测量，从中选取W 的最大值与最小值之差即 为 W F D 。 除用量块按公称公法线长度调整仪器零点外，还可用任意一组齿（跨齿数n）的公法 线长度作为基准，调整指示表为零，然后逐齿测量。 5根据测量结果判断该指标是否合格。 合格条件： W F D W F wi E W E D ws E5 五、思考题： 1为什么规定公法线长度的上下偏差都是负向呢？ 2测 W F D 和 W E D 的意义有什么不同? 3测量公法线长度偏差时，为什么要取
8、一个齿轮上几个均布位置上的公法线长度的 平均值作为测量结果呢？ 4为什么不能单独用 W F D 一个参数来评定齿轮的传递运动准确性呢？6 实验三 齿轮齿形误差的测量 一、实验目的： 1学习渐开线齿形的检验方法，掌握齿形公差的合格性判定； 2熟悉单盘式渐开线检查仪的调整和使用方法。 二、使用仪器： 单盘式渐开线检查仪 齿轮杠杆表 标准缺口样板 三、仪器工作原理和使用调整方法 3工作原理 将被测齿轮和摩擦基圆盘装在同一心轴上，园盘和装有测量头的直尺以一定的接触力 相接触，当直尺移动时将带动园盘做纯滚动。 由于测量头的端点被调整在直尺与园盘的切线平面内，因此，在滚动时，即可相对园 盘展开理论渐开线，
9、如果被测齿轮的齿形与理论齿形不吻合，测量头相对直尺就会产生偏 移，这一微小的移动通过杠杆由指示表或记录器记录指示出来即为齿形误差。 4仪器的使用与调整 单盘式渐开线检查仪的结构形式如图所示： 在仪器丁字型底座上，装有纵向拖板和横向拖板，借助手轮可在导轨上移动，在横向 拖板上装有直尺，在纵向拖板的心轴上装有被测齿轮和摩擦园盘，在外力的作用下，摩擦 园盘与直尺做紧密接触。在横向拖板上安装有测量头，测量头的微小位移量可通过杠杆由 指示表指示出来。 1）仪器调整： 为了使测量头端点位于直尺与摩擦基圆盘接触线的延长线上，应采用标准样板进行调 整，调整方法为：使测量头的端点与缺口样板的缺口表面相接触，当移
10、动纵向拖板使缺口7 样板在纵向移动时，指示表示值不变，即为调整完毕，反之应继续调整，直至达到所要的 调整位置方可。此时刻度盘的读数应为零，指示表的示值也应调至零位。 2）误差测量： 先用手轮调整测量起始点的展开角度 0 j ，即直尺带动摩擦园盘做纯滚动，刻度盘的 指示为 0 j 。取下缺口样板，装上被测齿轮，使测量头和相应的齿面相接触，并使指示表 的示值为零。此点即为测量的起始点。 继续转动手轮，指示表的示值，即为刻度盘指示的展开角度所对应的齿形误差数值， 当展开角度达到测量终止展开角 e j 时，测量即告结束。 四、实验步骤： 5按上面所诉的方法调整仪器； 6把擦净的被测齿轮安装并固紧在心轴
11、上； 7测量轮齿的齿形，读出指示表的数值； 8进行数据处理，判断被测齿轮齿形的合格性。 五、思考题 9仪器在使用前，为什么要调整测量头端点的位置，其调整误差对测量有何影响？ 10本仪器是如何保证基圆盘与直尺做纯滚动的？8 实验四 齿轮齿距累积误差测量 一、实验目的 1练习齿距偏差 pt f D 及齿距累积误差 p F D 的测量方法； 2了解控制齿轮齿距偏差及齿距累积误差的意义； 3练习齿轮公差表格的查阅。 二、仪器说明 用万能测齿仪测量齿距是应用比较广泛的一种，它采用相对法测量齿距。万能测齿仪 适用于测量模数大于 0.8，精度等级低于 6 级的齿轮。仪器除了测量圆柱齿轮的齿距外， 还可测量基
12、节、公法线、齿厚和齿圈径向跳动等参数。此外还可以测量圆锥齿轮和蜗轮。 其测量基准是齿轮的配合孔。如图 2、图 3 所示。 图 2 万能测齿仪外观图 图 3 万能测齿仪相对测量示意图 弧形支架 7可绕垂直轴心线在机座 1 上转动， 而安装被测齿轮心轴的顶尖装在弧形架 上，支座2 可以在水平面内作互相垂直方向运动，在它上面有工作台，工作台上有滑板 4， 能作径向移动。锁紧装置 3，可以将其固定在任意位置上，如果放松锁紧装置 3，滑板 4 能均匀地移向定位面（靠压力弹簧作用），这样就保证逐齿测量。5 为测量装置，6 为测微 表，8 为弹簧定位器。 三、测量原理 齿距偏差 pt f D 是指分度圆上实
13、际齿距与公称齿距之差。用相对法测量时，可以以被测 齿轮所有实际齿距的平均值作为公称齿距。 齿距累积误差 p F D 是指任意两同侧齿廓在分度圆上的实际弧长的最大差值（取绝对 值）。9 常用的齿距累积误差的测量方法有两种： 即相对测量法 （比较测量） 和绝对测量法 （角 度测量），本实验采用相对测量法。 相对测量法一般是以任一齿距作为相对基准，再测量出其余各齿距相对于基准齿距的 偏差，通过数据处理得到 pt f D 和 p F D 。 测量时，将套在心轴上的齿轮装在仪器上下顶尖之间, 调节测量滑架 5 使活动测头 1 和固定测头2 沿齿轮径向大致位于分度圆附近，将测微仪 4 调零。重锤 3 保证
14、齿面和测头 接触稳定可靠，测完一齿后，将测量滑架 5沿径向退出，使齿轮转过一齿后再进入下一齿 间，直到测完一周回复到初始基准齿，此时测微仪的指针仍回到零位。必须注意：由于重 锤的作用，当每次测量架拉出时，要用手将齿轮扶住，以免撞坏测量头。 四、测量数据处理 例如，某被测齿轮齿数为 12，模数为 3mm，精度为 7 级。测量数据如下： 一 二 三 四 五 步骤 齿序 测得齿距相对偏 差 相对 pfi f D 齿距相对偏差累 积值 齿距偏差 0 D - D pti f 齿距累积误差 p F D 1 0 0 +4 +4 2 +5 +5 +9 +13 3 +5 +10 +9 +22 4 +10 +20
15、 +14 +36 5 20 0 16 +20 6 10 10 6 +14 7 20 30 16 2 8 18 48 14 16 9 10 58 6 22 10 10 68 6 28 11 +15 53 +19 9 12 +5 48 +9 0 齿距读数修正值 12 48 - = = D Z f K pti m 4 - 计算方法： 计算齿距偏差 k f f pt pt D D = D 相对 1 1 k f f pt pt D D = D 相对 2 2 char_8230char_32char_823010 k f f ptn ptn D D = D 相对 齿距偏差累积到最后一齿时应为零，即 0 =
16、 SD n pt f 。若不为零，说明作为基准的齿距 与公称值相差 k D ，故每测量一齿将导入 k D 修正值，因此累积到第 Z 齿时，就得到 k Z f pti n D = D S 1 。 则 Z f k pti n D S = D 1 用第二列测得值逐齿减去基准齿距的误差 k D ， 取绝对值最大的一数即为被测齿轮 的齿距偏差（ m f pt 19 = D ）。 再求齿距偏差的累积值，最大正负偏差的绝对值之和即为齿距累积误差 m F P 64 28 36 = - + + = D 五、实验步骤 1擦净被测齿轮，并装在顶尖上。 2让两测头进入齿间，按照两相邻的同名齿面定位，大约在分度圆上接触
17、。 3在齿轮心轴上挂上重锤，使齿轮齿面紧靠在定位测头上； 4测量时，先以任意一齿距作为基准，调整测微表为零或为某值； 5将测量架退出，使齿轮转过一个齿，两测头重新与另一对齿面接触。依次逐齿测 量一周，从测微表中逐个读出被测齿距的偏差值。 6进行数据处理，查阅齿轮公差表格，并判断该参数是否合格。 六、思考题 1测量 p F D 和 pt f D 有何意义？它们对齿轮传动有什么影响？ 2用万能测齿仪测量齿轮，测量力可把重锤挂在齿轮心轴上，在测量架的侧面 挂重锤，哪一种方法好，为什么？11 实验一 齿轮齿圈径向跳动测量 使用仪器名称： 仪器使用范围： 指示表分度值： 被测齿轮标注： 模数： 齿数：
18、压力角： 分度圆直径： 基圆直径： 测量数据：（mm） 齿序 百分表读数 齿序 百分表读数 齿序 百分表读数 1 12 23 2 13 24 3 14 25 4 15 26 5 16 27 6 17 28 7 18 29 8 19 30 9 20 31 10 21 32 11 22 33 测量结果： 齿圈径向跳动误差 r F D 根据规定查得的齿圈径向跳动公差 r F 适用性结论 思考题回答： 指导教师 审阅日期12 实验二 公法线千分尺测量公法线 使用仪器名称： 仪器测量范围： 分度值： 被测齿轮标注： 模数： 齿数： 压力角： 公法线的跨测齿数n 公法线的公称长度 公称 W 公称 W (
19、) Z n m 01401 . 0 1 2 476 . 1 + - 在整圆周上等距测量六个公法线长度 序号 公法线实际长度W 公法线长度偏差 W D 1 W2 W3 W4 W5 W测量数据 6 W测量结果： 公法线平均长度偏差 W E D 公法线长度的变动量 W F D 查表并计算相应的公法线公差和偏差值： 公法线平均长度上偏差 WS E 公法线平均长度上偏差 WI E 公法线长度的变动量 W F 适用性结论 W E D ： W F D ： 思考题回答： 指导教师 审阅日期13 实验三 齿形误差测量 使用仪器名称： 仪器使用范围： 指示表分度值： 被测齿轮标注： 模数： 齿数： 压力角： 分度
20、圆直径： 基圆直径： 起始点展开角度： 终止点展开角度： 测量数据： 测量点 展开角度 测量值 测量点 展开角度 测量值 1 9 2 10 3 11 4 12 5 13 6 14 7 15 8 16 作图计算齿形误差 f f D 根据规定查得的齿形公差 f f 适用性结论 思考题回答： 指导教师 审阅日期14 实验四 齿轮基节误差测量 使用仪器名称： 仪器使用范围： 指示表分度值： 被测齿轮标注： 模数： 齿数： 压力角： 分度圆直径： 基圆直径： 公称周节： 公称基节： 量块选择尺寸： 测量点 测量值 1 2 3 4 5 测量结果 6 根据规定查得的基节极限偏差 pb f 适用性结论 思考题
21、回答： 指导教师 审阅日期15 实验五 齿轮齿距累积误差测量 使用仪器名称： 仪器使用范围： 指示表分度值： 被测齿轮标注： 模数： 齿数： 分度圆直径： 测量数据处理： 仪器读数 pt f D 相对 读数累加 D pt f读数修正 k D 齿距偏差 pt f D pt f D 相对 k D 齿距累积误差 D pt f齿序号 单 位 m m 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1011121314151617181916 序号 仪器读数 pt f D 相对 读数累加 D pt f读数修正 k D 齿距偏差 pt f D pt f D 相对 k D 齿距累积误差 D pt f2021222324 测量结果： 齿距累积误差 p F D 根据规定查得的齿距累积公差 p F 适用性结论 思考题回答： 指导教师 审阅日期17
