為了標定漸開線齒輪測量儀器，通常采用漸開線樣板來標定齒廓精度，采用螺旋線樣板來標定導程精度。為了保證齒輪輪齒的形狀精度，必須滿足如下3點要求：(1)用于標定齒輪測量儀器的樣板尺寸與生產齒輪的大小應盡可能一致；(2)應明確告知測量結果的不確定度；(3)應給出測量結果的可溯源性。但是對于漸開線樣板來說，滿足上述要求存在很大困難，尤其是第(2)、(3)項要求。為了解決上述問題，并實現更為精確的標定，建議采用雙球或單球樣板(DBA和SBA)。對于標定導程檢測儀用的螺旋線樣板，要實現精確制造并對其三維形狀進行準確評估定值是相當不容易的。為解決這些問題，建議采用楔形樣板。本文介紹一種新設計的樣板，它將單球樣板與楔形樣板集成為一體。采用這種樣板，有可能實現通過操作齒輪測量儀上的一個按鈕，在幾分鐘之內就完成對齒輪測量儀器齒形和導程測量精度的全面標定，此外它還能改善操作人員的工作狀態(tài)——在齒輪生產期間，他們不希望對測量儀器頻繁地進行標定。

　　前言

　　為了保證齒輪的質量，要求測量得到的齒輪形狀精度必須具有可溯源性。因此，需要采用基準樣板對齒輪測量儀進行可溯源的標定。作為樣板(尤其是基準母樣板)，其形狀必須非常精確，便于在齒輪測量儀上使用，并且可由各國的國家計量院(所)對其形狀精度進行檢測認證。

　　齒輪測量儀漸開線齒形測量精度的標定通常采用漸開線樣板。但是存在如下問題：

　　(1)精度：最精確的漸開線樣板仍然有約0.3µm的偏差，這對于母基準而言還不夠精確。

　　(2)表面粗糙度：漸開螺旋面樣板的制備工藝難以達到小于0.5µm的表面粗糙度(峰-峰值)。

　　(3)靈敏度：齒輪測量儀輸出的空轉行程難以檢測。

　　(4)可溯源性：任何一個國家計量院(所)都無法驗證漸開螺旋面三維形狀精度的可溯源性。

　　很久以來，齒輪工程師們就已了解上述問題所在，并試圖用形狀精度更高的圓柱銷或平面樣板來替代漸開線樣板。但他們的共同努力迄今并未成功，其原因如下：

　　(1)測量圓柱銷或平面樣板時，漸開線檢查儀的輸出信號容易超出量程。

　　(2)即使在無誤差的情況下，標定的輸出曲線也不是一條直線，這就使標定數據的評定極為困難。標定時，輸出信號的偏差與齒輪精度項目(如壓力角偏差、齒形偏差等)無直接聯系。

　　(3)測量輸出對于樣板在測量儀上的安裝誤差非常敏感。

　　(4)即使采用高精度的圓柱銷或平板來制作樣板，樣板三維形狀精度的評定仍然非常困難。

　　(5)在形狀測量過程中，測針測球的接觸點是變化的。

　　齒廓樣板

　　圖1所示為安裝在被標定齒輪測量儀上的雙球樣板(DBA)。該雙球樣板是用于漸開線齒形標定的基準。樣板在齒輪測量儀上的安裝誤差通過測量“定心球”而減至最小。通過用精確的“形狀檢測球”替代圓柱銷，避免了上述原因第(4)項的困難，因為球的直徑不會因為在樣板主體上安裝狀態(tài)不同而發(fā)生改變(而圓柱銷如安裝歪斜則會影響測量精度——譯注)。

　　我們希望采用Kondo的理論來避免上述原因第(3)項的困難。該理論的詳細分析也表明，采用適當尺寸的球形樣板可以避免上述原因第(1)項的困難。圖2所示為用漸開線檢測儀測量一個正確設計的DBA雙球樣板時輸出的理論曲線，稱為TCB曲線(理論駝峰曲線)。該樣板能產生2個相同的峰高。

　　DBA樣板具有以下優(yōu)點：

　　(1)從市面上能夠獲得可保證其不球度小于50nm的精密圓球，用于制造與產品形狀尺寸接近的樣板，例如用于模數10mm、齒數40齒輪的樣板。

　　(2)在樣板制造過程中，兩個圓球之間位置的安裝調整無需非常精確。

　　(3)能非常精確地測定兩球之間的距離。國家計量院(所)(NMI)能夠為這種球形樣板頒發(fā)溯源性證書。

　　在漸開線檢測儀上測量DBA樣板時，由于其水平位置的誤差，