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齒輪測(cè)量技術(shù)新進(jìn)展

發(fā)布時(shí)間:2009-7-4 11:29:58  瀏覽:次

目前常用的齒輪精度測(cè)量方法有兩種,一種是齒輪嚙合試驗(yàn)法,用以判斷一對(duì)齒輪副的回轉(zhuǎn)傳動(dòng)性能;另一種是幾何解析測(cè)量法,它將被測(cè)量齒輪實(shí)際齒面形狀和理論值進(jìn)行比較測(cè)量。齒輪大多為漸開線齒輪,其測(cè)量原理和非漸開線齒輪的測(cè)量原理是不同的。

 

 

漸開線齒輪的測(cè)量 漸開線齒輪的測(cè)量原理

 

測(cè)量漸開線齒輪的齒面形狀時(shí),測(cè)頭置于被測(cè)齒輪基圓的切線上,被測(cè)齒輪的回轉(zhuǎn)和測(cè)頭的直線運(yùn)動(dòng),按照展成關(guān)系進(jìn)行控制。在以往機(jī)械式齒輪測(cè)量?jī)x中采用了基圓盤;如今儀器的軸系導(dǎo)軌上都裝有圓編碼器或長(zhǎng)編碼器(長(zhǎng)刻度尺),由計(jì)算機(jī)按展成關(guān)系實(shí)現(xiàn)高速、高精度的NC控制(見圖1)。

圖1 漸開線齒輪的測(cè)量原理漸開線齒輪測(cè)量的可溯源性

 

近年來,因生產(chǎn)工程集團(tuán)化,ISO9000得以普及,圖2所示的測(cè)量值可溯源體系的有關(guān)問題得到重視。目前,ISO正對(duì)齒輪測(cè)量?jī)x器的精度評(píng)定方法制訂有關(guān)標(biāo)準(zhǔn),德、美兩國(guó)已經(jīng)確立了溯源體系頂端的國(guó)家機(jī)構(gòu)。在日本,企業(yè)是用基于ISO標(biāo)準(zhǔn)建立起的JIS標(biāo)準(zhǔn)來確立齒輪精度的等級(jí),由于沒有建立如圖2所示的可溯源體系,因而測(cè)量誤差值的保證體系還沒有建立起來。所以,日本齒輪工業(yè)協(xié)會(huì)組建了一個(gè)項(xiàng)目組,對(duì)“超精密齒輪精度檢驗(yàn)評(píng)定方法的標(biāo)準(zhǔn)化”進(jìn)行了研究,開發(fā)了高精度齒輪測(cè)量?jī)x器,它適用于檢驗(yàn)一般齒輪測(cè)量?jī)x器用樣板。

圖2 精度溯源體系由大阪精機(jī)承擔(dān)制造的高精度CNC齒輪測(cè)量?jī)x,其測(cè)量精度(重復(fù)性)為0.2~0.3μm,我們進(jìn)行了如下技術(shù)開發(fā):

 

(1)上下頂尖采用氣浮軸承,提高了主軸回轉(zhuǎn)精度;

(2)主軸氣浮軸承中內(nèi)裝有高精度圓光柵,提高了輸出性能;

(3)齒形和齒向的測(cè)量滑座都采用了氣浮導(dǎo)軌,提高了測(cè)量運(yùn)動(dòng)性能;

(4)采用激光測(cè)長(zhǎng)儀來檢查誤差,測(cè)量放大倍數(shù)可達(dá)10000倍。

 

該儀器的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),主軸回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)采用步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng),測(cè)頭的直線運(yùn)動(dòng)也采用步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng),二者用NC控制來實(shí)現(xiàn)漸開線或齒向的展成運(yùn)動(dòng),以實(shí)現(xiàn)測(cè)量。齒距誤差按齒距等分、與齒面接觸的測(cè)頭的位移變化量,通過激光測(cè)長(zhǎng)系統(tǒng)進(jìn)行檢測(cè)。位移檢測(cè)元件安裝在平行簧片上,而測(cè)座上裝有反射鏡,激光束照射其上進(jìn)行齒面精度的測(cè)量(見圖3)。

圖3 利用激光測(cè)量齒面目前,該儀器已安置于日本電氣通訊大學(xué)內(nèi),進(jìn)行儀器測(cè)試、數(shù)據(jù)采集,以分析測(cè)量的不確定度。

 

非漸開線齒輪的測(cè)量

 

在所討論的漸開線齒輪齒面的檢測(cè)中,其檢測(cè)儀器主軸的回轉(zhuǎn)和測(cè)頭的直線運(yùn)動(dòng)均采用CNC控制以實(shí)現(xiàn)同步

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