采用滚动检测进行质量检查

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导读

几十年来，滚动检测一直在批量生产中，用于齿轮的质量检查。与其他测量和检查方法相比，滚动检测可在短时间内提供有关齿轮的功能的重要信息，这是决定质量的*终标准。

然而，在滚动检测中，只能通过间接方式推断出功能性几何生产偏差。但这可以作为确定生产过程修正的基础，从而满足质量要求。而3D坐标测量技术弥补了这一差距。这清楚地表明滚动检测和3D坐标测量技术是相辅相成的而非相互竞争的关系。 

检测方法概览

圆柱齿轮的滚动检测包括五种不同的滚动检测方法：双齿面检测(DFT)、螺旋线检测(HXT)、单齿面检测(SFT)、结构噪声检测(SBNT)和扭矩加速检测(TAT)。

每一种检测方式在测试旋转速度方面有所不同，因此在测试持续时间方面也有所不同。此外，就其与齿轮几何和功能特性的关联性而言， 每种检测方法都具有不同的意义(有关滚动检测方法中使用的各种评估标准，请参见图1)。

图1:5种滚动检测方式的特性

一般而言，双齿面接触中的检测方法仅适用于测试几何特性，而单齿面接触中的测试方法还能提供功能特性相关信息，例如旋转传动精度和噪声激励。

螺旋线检测的特殊性

在DFT和HXT中，工件和标准齿轮在双齿面接触中进行滚动运动，同时将滚动运动过程中不断变化的中心距作为主要变量进行测量和分析。
对于DFT的结果评估，DIN具备相应的标准参数。HXT的特别之处在于其标准齿轮是万向节的，在测试期间不仅测量了变化的中心距，还对HXT标准齿轮的球面运动(见图2)进行了测量。当评估测量值时， 它们被分成螺旋角和锥度变动部分。

图2：螺旋线检测

在实际应用中，DFT通常用于剃齿和热后圆柱齿轮工艺链，帮助检查同心度变化，同时识别热处理前的齿轮损伤。HXT 主要用于监控和检查热处理变形。

单齿面检测方法: SFT、SBNT和TAT

现如今，越来越多的乘用车变速器中使用磨削齿轮。由于齿轮磨削后通常不会残留热前切削造成的损伤，因此质量控制的重点是齿轮的运转性能和噪音特性。

在这种情况下，通常使用单齿面检测方法(SFT、SBNT和TAT)。

准静态SFT测量由齿轮几何形状引起的齿轮比波动，也称为传动误差。基于传动误差，能计算出平均旋转模式和相关阶次频谱。阶次频谱用于识别随后可能导致传动中出现噪声异常的各个阶次。

结构噪声和扭矩加速测量都是动态测试方法。虽然测试期间的安装位置与SFT中应用的相同，但测试期间的旋转速度明显更高。

与SFT一样，平均旋转模式和相关的阶次频谱是根据SBNT和TAT的测量信号计算得出的，并用作噪声行为评估的基础。

结论：每种滚动检测各有千秋

SFT的优势在于该方法的准静态特性，测量结果中的动态影响较小；因此，特征值的优良值在相同测试机床上以及不同测试机床上都具备非常好的再现性。

相比之下，SBNT和TAT的优势在于测试持续时间短。

此外，测量信号比传动误差更接近噪声。所以尽管优良值的再现性较差,但这使其相较SFT更容易识别噪声激励频谱中的更高阶次。 

理想的状态是可以灵活应用所有五种已知的滚动检测方法--尤其在R 300机床上组合使用。

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