随着制造技术不断提高,作为大型设备的重要基础件,大齿轮的应用范围越来越广,其高精度测量变得日趋迫切和重要。在分析比较国内外大型齿轮测量原理与技术的基础上,确定了以在位测量,作为本论文的研究方向。 论文基于微分几何学原理,研究渐开线廓面的特征,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。它们中的两两组合所构成的特征线网格都可作为考察渐开线廓面精度特征的依据,给齿轮测量指明了方向。并以媒介齿条为工具,研究了平行轴条件下渐开线齿轮线啮合原理以及交错轴条件下的点啮合原理等,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,所以本论文的在位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,提出在位综合测量大齿轮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偏差,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,并确定测量网格,最终经数据处理,分离出该廓面的齿廓偏差与螺旋线偏差。论文对大齿轮在位测量的关键技术,如精密线位移和角位移信号的拾取、测量坐标系的确定尤其是测量基准的确定进行了深入的研究,并进行了精度分析。 除了以上理论研究,本文还对在位测量进行了机械部分以及定位系统的研究设计。