大齿轮作为大型设备的重要基础件,其应用范围越来越广,制造技术不断提高,其高精度测量亦变得日趋迫切和重要。本论文在分析比较国内外大齿轮测量原理与技术的基础上,得出结论:对于大齿轮的精密测量,采用专用台式量仪测量是不可能实现的;采用上置式量仪,定位基准差,测量精度不能保证。解决此问题的有效办法是在机测量,这也为本论文工作确定了定位点。 论文基于微分几何学原理,研究渐开线廓面的可展性,分析其上具有代表性的曲线族:渐开线族、直母线族、螺旋线族和接触迹族,其偏差直接影响齿轮传动质量。以媒介齿条为工具,分别研究了平行轴条件下渐开线齿轮啮合原理与交错轴条件下的齿轮啮合原理等,为论文的研究工作奠定了理论基础。 按照新的国家齿轮标准规定,对于单个齿轮必须检验三个偏差项目:齿廓偏差、螺旋线偏差和齿距偏差。因齿距偏差测量技术已经很成熟,所以本论文的在机测量主要定位于检测齿廓偏差和螺旋线偏差。论文在研究分析渐开线螺旋面特征线测量的理论与技术的基础上,创造性地提出基于刃边齿条测头在机综合测量直母线偏差的原理与技术方案,即通过测量轮齿廓面上的直母线族的各个偏差,确定测量网格,经数据处理,分离出该廓面的齿廓偏差与螺旋线偏差,并建立了基于直母线偏差的齿廓偏差与螺旋线偏差的误差分离数学模型。论文对大齿轮在机测量的关键技术,如精密线位移和角位移信号的拾取、测量仪器在机床上的安装定位、测量坐标系的确定等进行了深入的研究,并进行了精度分析。 在实现在机测量方案的机械部分设计的基础上,对整个在机测量系统的控制部分进行了研究设计。现场测试表明,测量原理正确,相关技术可行。