中華人民共和國國家計量技術(shù)規(guī)范國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局發(fā)布楊國梁(中國計量科學(xué)研究院)薛梓(中國計量科學(xué)研究院)茅振華(浙江省計量科學(xué)研究院)楊福來(哈爾濱量具刃具集團(tuán)有限責(zé)任公司)林虎(中國計量科學(xué)研究院)葉懷儲(浙江省計量科學(xué)研究院)I 2引用文件 3概述 4計量特性 4.1回轉(zhuǎn)主軸頂尖的斜向圓跳動 4.2上頂尖軸線與回轉(zhuǎn)主軸的同軸度 4.3軸向?qū)к壱苿优c兩頂尖連線之間的平行度 4.4齒廓偏差測量的示值誤差 4.5齒廓傾斜偏差測量的一致性 4.6齒廓總偏差測量的重復(fù)性 4.7螺旋線偏差測量的示值誤差 4.8螺旋線傾斜偏差測量的一致性 4.9螺旋線總偏差測量的重復(fù)性 5校準(zhǔn)條件 5.1環(huán)境條件 5.2測量標(biāo)準(zhǔn)及其他設(shè)備 6校準(zhǔn)項(xiàng)目和校準(zhǔn)方法 6.1校準(zhǔn)項(xiàng)目 7校準(zhǔn)結(jié)果表達(dá) 8復(fù)校時間間隔 附錄C儀器測量齒距累積總偏差的示值誤差不確定度評定 附錄E齒輪測量中心計量特性的推薦值 Ⅱ2010《國家計量校準(zhǔn)規(guī)范編寫規(guī)則》、JJF1001—2011《通用計量術(shù)語及定義》、ISO18653:2003齒輪—用于單個齒輪測量儀器的評價(Gears—EvaluationofinstrumentsforthemeasureISO/TR10064.5:2005圓柱齒輪—實(shí)用檢驗(yàn)規(guī)則—第5部分：與齒輪測量儀器mendationsrelativetoevaluationofgearmeasuringinstru1tion—Part1:Definitionsandallowable的定義和允許值(Cylindricalgallowablevaluesofdeviationsrelevanttoradialcompositedeviationsandrunoutinforma-ISO/TR10064.5:2005圓柱齒輪—實(shí)用檢驗(yàn)規(guī)則—第5部分：與齒輪測量儀器mendationsrelativetoevaluationofgearmeasuring器，一般包括3個直線坐標(biāo)軸X、Y、Z和一個回轉(zhuǎn)坐標(biāo)軸C,其工作原理見圖1,主2ZZXY打印系統(tǒng)圖2齒輪測量中心(立式)外觀結(jié)構(gòu)示意圖3注：測頭的示值誤差和坐標(biāo)軸定位示值誤差是針對大范圍齒輪測量中心的補(bǔ)充測量，詳見附錄A。被測齒輪精度等級溫度要求/℃溫度變化/(℃/h)因素。對于齒輪測量中心不同的計量特性，所用標(biāo)準(zhǔn)器見表2。序號校準(zhǔn)項(xiàng)目1回轉(zhuǎn)主軸頂尖的斜向圓跳動測微儀或扭簧表；2主軸的同軸度標(biāo)準(zhǔn)芯軸；標(biāo)準(zhǔn)芯軸(短)的長度200mm,標(biāo)準(zhǔn)3軸向?qū)к壱苿优c兩頂尖連線之間的標(biāo)準(zhǔn)芯軸；標(biāo)準(zhǔn)芯軸的長度可根據(jù)儀器軸向?qū)к壱?齒廓偏差測量的示值誤差樣板尺寸包含.3個不同的基圓半徑值、二等5齒廓傾斜偏差樣板尺寸包含3個不同的基圓半徑值、二等6的重復(fù)性樣板尺寸包含3個不同的基圓半徑值、二等4序號校準(zhǔn)項(xiàng)目7螺旋線偏差測量的示值誤差樣板包含(0°~45°)3個不同螺旋角度8螺旋線傾斜偏差樣板包含(0°~45°)3個不同螺旋角度9螺旋線總偏差測量的樣板包含(0°~45°)3個不同螺旋角度齒距累積總偏差測量的示值誤差單個齒距偏差齒輪徑向跳動測量的示值誤差測頭的示值誤差圓度≤0.1μm、直徑φ10~φ30mm?;儀器直線坐標(biāo)軸的定位誤差量塊組(步距規(guī))或激光干涉儀回轉(zhuǎn)臺的角定位誤差建議標(biāo)準(zhǔn)芯軸(長)的長度尺寸應(yīng)接近儀器尾座移動范圍的80%以上；b標(biāo)準(zhǔn)芯軸長度應(yīng)滿足軸向?qū)к壌怪币苿臃秶?0%以上；根據(jù)被校齒輪測量中心的測量范圍選擇相應(yīng)的齒輪漸開線樣板，建接近被校儀器測量范圍的50%;d建議所用齒輪螺旋線樣板的螺旋角包含(0°、15°、30°、45°)中的3個角度值；建議標(biāo)準(zhǔn)齒輪齒頂圓半徑盡量接近被校齒輪測量中心測量范圍的50%;f標(biāo)準(zhǔn)球的直徑與被校齒輪測量中心標(biāo)配的測針校準(zhǔn)球的直徑應(yīng)不一致。5圖3回轉(zhuǎn)主軸頂尖的斜向圓跳動示意圖圖4上頂尖軸線和回轉(zhuǎn)主軸的同軸度導(dǎo)軌與兩頂尖連線在徑向和切向的平行度，如圖5所示，具體可參照附錄E中表E.16OOO下頂尖6.2.4齒廓偏差測量的示值誤差6.2.4.1齒廓傾斜偏差fHa測量的示值誤差將3個不同基圓半徑值的標(biāo)準(zhǔn)漸開線樣板分別安裝在被校齒輪測量中心的兩頂尖之間，在樣板齒寬中截面處測得3組(每組5次)齒廓傾斜偏差fh。曲線共計15條。取每組的齒廓傾斜偏差frai(i=1,2,…,5)與對應(yīng)樣板參考值fH。之差的最大值記為fHamax,作為被校儀器在3個不同半徑值處的齒廓傾斜偏差fHa測量的示值誤差；具體可參照附錄E中表E.1的要求。6.2.4.2齒廓總偏差F。測量的示值誤差由6.2.4.1測量過程同樣可得3組(每組5次)齒廓總偏差Fa?(i=1,2,…,5)曲線共計15條，取每組的齒廓總偏差Fa(i=1,2,…,5)與對應(yīng)樣板參考值F′之差的最大值記為Famax,作為被校儀器在3個不同基圓半徑值處的齒廓總偏差F。測量的示值誤差，具體可參照附錄E中表E.1的要求。6.2.5齒廓傾斜偏差fH。測量的一致性在相同測量條件下，將標(biāo)準(zhǔn)漸開線樣板同一齒面分別作為右齒面和左齒面在同一齒輪測量中心上測量時所得結(jié)果之間的差值。將齒廓傾斜偏差fHa測量的示值誤差最大的齒輪漸開線樣板同一齒面在齒輪測量中心上翻轉(zhuǎn)后進(jìn)行測量，取該次測量結(jié)果fh。與翻轉(zhuǎn)前5次齒廓傾斜偏差fH。的平均值之差，作為被校儀器齒廓傾斜偏差fna測量的一致性，具體可參照附錄E中表E.1的要求。6.2.6齒廓總偏差F。測量的重復(fù)性6.2.6.1測量4級及以下齒輪的齒輪測量中心，由6.2.4.1測量過程可得3組(m=表征齒廓總偏差F。的測量重復(fù)性，具體可參照附錄E中表E.16.2.6.2測量5級及以下齒輪的齒輪測量中心，可對齒廓總偏差F。進(jìn)行5次連續(xù)測量，采用極差法表征儀器齒廓總偏差測量的重復(fù)性，具體可參照附錄76.2.7.1螺旋線傾斜偏差fHg測量的示值誤差將3個不同螺旋角的螺旋線樣板安裝在齒輪測量中心兩頂尖之間，在樣板分度圓處測得3組(每組5次)螺旋線傾斜偏差fHg曲線共計15條。取每組的螺旋線傾斜偏差fHm(i=1,2,…,5)與對應(yīng)樣板參考值f'hp之差的最大值記為fHgmx,作為被校儀器在3個不同螺旋角范圍的螺旋線傾斜偏差fng測量的示值誤差；具體可參照附錄E中6.2.7.2螺旋線總偏差值Fg測量的示值誤差由6.2.7.1測量過程可得3組(每組5次)螺旋線總偏差Fa(i=1,2,…,5)曲線共計15條，取每組的螺旋線總偏差Fm(i=1,2,…,5)與對應(yīng)樣板參考值F′之差的最大值記下為Fpmax,作為被校儀器在3個不同螺旋角范圍的螺旋線總偏差Fg測量的上翻轉(zhuǎn)后進(jìn)行測量，取該次測量結(jié)果f'hp與翻轉(zhuǎn)前5次螺旋線傾斜偏差fap的平均值之差，作為儀器螺旋線傾斜偏差fnp測量的一致性，具體可參照附錄E中表E.6.2.9螺旋線總偏差Fp測量的重復(fù)性6.2.9.1測量4級及以上齒輪的齒輪測量中心，由6.2.7.1測量過程可得3組(m=表征螺旋線總偏差Fg測量的重復(fù)性，具體可參照附錄E中表6.2.9.2測量5級及以下齒輪的齒輪測量中心，對螺旋線總偏差Fp可進(jìn)行5次連續(xù)測量，采用極差法表征螺旋線總偏差Fg測量的重復(fù)性，具體可參照附錄E中表E.1的要求。6.2.10齒距累積總偏差F,測量的示值誤差89齒輪測量中心的補(bǔ)充測量對于實(shí)物齒輪標(biāo)準(zhǔn)器的尺寸無法達(dá)到齒輪測量中心測量范圍A.1測頭的示值誤差參照J(rèn)JF1064—2010中7.1的要求，測針沿標(biāo)準(zhǔn)球盡量均勻分布(至少測量半個球)A.1.2若齒輪測量中心配備電感式測頭，該類型測頭示值誤差的校準(zhǔn)可參考δi=ri一(L;—L?)(A.1)Lo——對零用量塊的實(shí)際尺寸，mm。δi=±0.3%(|s;|+l)在X、Y、Z3個軸線位置以及3個對角線位置對5個尺寸的量塊組(或步距規(guī))往返A(chǔ).3回轉(zhuǎn)主軸的角定位誤差量標(biāo)準(zhǔn)齒輪的齒距累積總偏差Fp,共測量8個位置得Fp;(i=1,2,…,8),則由式中：r分圓——標(biāo)準(zhǔn)齒輪的分度圓半徑。儀器測量齒廓傾斜偏差的示值誤差不確定度評定B.1測量方法使用標(biāo)準(zhǔn)漸開線樣板校準(zhǔn)齒輪測量中心的齒廓傾斜偏差測量的示值誤差時，儀器的示值與校準(zhǔn)用標(biāo)準(zhǔn)器的參考值之間的差值作為齒廓傾斜偏差測量的示值誤差。B.2測量模型△fHa=fHa一fHa△fHa——示值誤差；fHa——標(biāo)準(zhǔn)器的參考值。B.3方差和靈敏系數(shù)根據(jù)方差定理：u2(△fHa)=u2(fHa)+u2(靈敏系數(shù)：fB.4標(biāo)準(zhǔn)不確定度一覽表(見表B.1)表B.1標(biāo)準(zhǔn)不確定度一覽表不確定度分量來源靈敏系數(shù)的影響11安裝誤差對齒廓傾斜偏差的影響1的分量B.5標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量的分析B.5.1儀器量重復(fù)性所引入的分量B.5.1.1在重復(fù)性條件下，用儀器連續(xù)測量過程可得3組(m=3)5傾斜偏差的測量數(shù)據(jù)，采用樣本合并標(biāo)準(zhǔn)差表征齒廓傾斜偏差的測量重復(fù)性，則sp=0.11μm。B.5.1.2儀器配備的測頭系統(tǒng)分辨力約0.3μm,則由此引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量：由貝塞爾公式計算得出的重復(fù)性已包含分辨力的影響，當(dāng)重復(fù)性引入的不確定度分量大于分辨力所引入的分量時，可以不考慮分辨力的影響。則：測量環(huán)境溫度的影響所引入的分量μm測量環(huán)境的溫度波動(相對于標(biāo)準(zhǔn)溫度20℃)控制在±0.5℃之內(nèi)，則其材料膨脹系數(shù)α=11.5×10-6℃-1,儀器測長光柵膨脹系數(shù)9.0×10-?℃-1,則溫度綜合的影響為△p=105×103×2.5×10-?×1μm=0.26μm,按服從矩形分布B.5.3標(biāo)準(zhǔn)器安裝誤差的影響所引入的分量測量儀器兩頂尖連線與軸向?qū)к壴趶较虻钠叫行?μm/400mm,假定其半寬0.5μm在徑向上全部對齒廓傾斜偏差產(chǎn)生影響，按服從矩形分布考慮，則：B.5.4校準(zhǔn)用標(biāo)準(zhǔn)器的不確定度所引入的分量B.6合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度u由于各分量沒有明顯的相關(guān)性，所以合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：=√0.112+0.152+0.292B.7擴(kuò)展不確定度U取包含因子k=2,則擴(kuò)展不確定度U=2×0.85μm=1.7μm。附錄C儀器測量齒距累積總偏差的示值誤差不確定度評定C.1測量方法使用標(biāo)準(zhǔn)齒輪校準(zhǔn)儀器齒距累積總偏差測量的示值誤差時，儀器的輸出示值與所用標(biāo)準(zhǔn)齒輪的參考值之間的差值為示值誤差。C.2測量模型式中：C.3方差和靈敏系數(shù)靈敏系數(shù)：,C.4標(biāo)準(zhǔn)不確定度一覽表(見表C.1)引入的影響量1引入的影響量1安裝誤差所引入的影響量1回轉(zhuǎn)臺角定位1引入的分量C.5各標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量的分析C.5.1儀器測量重復(fù)性的影響所引入的分量C.5.1.1在重復(fù)性測量條件下儀器連續(xù)測量10次齒距累積總偏差得統(tǒng)計序列：C.5.1.2儀器配備的測頭系統(tǒng)分辨力約0.3μm,則由此引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量環(huán)境溫度變化所引入的分量μm環(huán)境溫度對儀器測量齒距的影響主要取決于標(biāo)準(zhǔn)齒輪對溫線脹系數(shù)11.5×10-6/℃,按照參數(shù)mn=3.5,z=36,α=20°,β=0°,假如測量環(huán)境溫度變化量約為(20±1)℃,按服從矩形分布考慮，則：C.5.3校準(zhǔn)用標(biāo)準(zhǔn)齒輪的安裝誤差所引入的分量安裝誤差由芯軸的中心線與上、下頂尖連線的C.5.4回轉(zhuǎn)臺角定位誤差的影響所引入的不確定度分量通常儀器回轉(zhuǎn)工作臺的定位最大允許誤差約為0.5",其對標(biāo)準(zhǔn)齒輪的分圓直徑d=126mm處的齒距的影響量，按服從矩形分布考慮，則：C.5.5所用標(biāo)準(zhǔn)齒輪的不確定度所引入的分量所用標(biāo)準(zhǔn)齒輪符合2級精度要求，其擴(kuò)展不確定度U=2.03,則：μm,包含因子k=C.6計算合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度考慮到上述各分量無明顯的相關(guān)性，可得到合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度ue(△Fp)=√u2+u2+u2+u=√0.0922+0.0732+0.352+0.0752C.7擴(kuò)展不確定度UD.1校準(zhǔn)證書至少包括下列信息：c)進(jìn)行校準(zhǔn)的地點(diǎn)(如果與實(shí)驗(yàn)室的地址不同);d)證書的唯一性標(biāo)識(如編號),每頁及總頁數(shù)的標(biāo)識；g)進(jìn)行校準(zhǔn)的日期，如果與校準(zhǔn)結(jié)果的有效性和應(yīng)用有關(guān)時，應(yīng)說明被校對象的j)本次校準(zhǔn)所用測量標(biāo)準(zhǔn)的溯源性及有效性說明；D.2推薦的校準(zhǔn)證書內(nèi)頁格式見表D.1。校準(zhǔn)所依據(jù)的技術(shù)規(guī)范(代號、名稱)名稱測量范圍最大允許誤差證書編號 表D.1(續(xù))4.齒廓傾斜偏