【摘 要】
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齿轮作为机械传动领域中应用范围最为广泛的传动零件之一,上至航空航天,下至手表、玩具,都可以看见它的身影,而齿轮的质量优劣决定着整个系统的性能好坏。随着现代化进程的不断加速,各行业对齿轮的需求也日益增加,对齿轮质量的要求也变得日益严格,对齿轮质量的检测效率也决定着齿轮精度的提升速度。显然,传统的接触式测量因其效率低下、测量精度不高等缺点不再适用于现代化的发展,而现有的一些非接触式测量装置虽然可以实现
【基金项目】
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国家重点研发项目计划资助项目（项目编号:No.2018YFB2001400）的子项目“非接触式齿轮测量系统不确定度建模与分析计算”；
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齿轮作为机械传动领域中应用范围最为广泛的传动零件之一,上至航空航天,下至手表、玩具,都可以看见它的身影,而齿轮的质量优劣决定着整个系统的性能好坏。随着现代化进程的不断加速,各行业对齿轮的需求也日益增加,对齿轮质量的要求也变得日益严格,对齿轮质量的检测效率也决定着齿轮精度的提升速度。显然,传统的接触式测量因其效率低下、测量精度不高等缺点不再适用于现代化的发展,而现有的一些非接触式测量装置虽然可以实现一定精度的无损检测,但却因整体成本高昂,无法得到广泛的使用。线结构光测量系统作为非接触式测量中的一种,因其检测速度快、测量精度高而逐渐的应用于工业测量领域之中。本文针对齿轮测量中的检测项目多、效率低,提出了一种基于线结构光测量系统的齿轮测量方法,并对新搭建的测量系统的测量不确定度展开了评定。（1）针对测量中应用的相关理论与数学模型进行了分析与推导。针对常规齿轮测量中的三大常检项目（齿廓、齿距、螺旋线偏差）的定义、评定原理、评定公式等展开了分析与解释;然后再对当前主流的测量不确定度评定方法逐个展开分析,从评定原理、优势逐一展开分析;针对线结构光测量系统,对其基本测量原理——激光三角法、三大坐标系（相机、图像、世界坐标系）、CCD模型（线性与非线性）以及视觉测量模型（线面模型）的数学模型展开了分析与推导。（2）对新型测量系统的可达到的齿轮测量精度进行了验证。选取了6级精度汽车齿轮,将同一个齿轮分别在齿轮测量中心与线结构光齿轮测量系统中进行测量,对比两者之间齿距、齿廓、螺旋线偏差的结果差异。通过对比实验知,由LSLGMS测量得到的结果相比于齿轮测量中心所得的结果偏大,最大的差值为2.9μm,最小的差值为0.05μm,且其它的差值均在2.9μm以内。同时,LSLGMS测量的齿轮各项偏差均达到了6级精度齿轮允许值,说明LSLGMS可完成6级精度齿轮的测量。（3）针对LSLGMS的测量不确定度展开分析。以齿轮测量误差中的齿距偏差为基准,分析LSLGMS中影响不确定度的因素,依据影响因素建立起LSLGMS的不确定度误差模型,再根据A、B类不确定度法进行各误差分量的不确定度求解与合成,最后求得合成不确定度为0.84μm,扩展不确定度为1.68μm。
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