ZC1蜗杆齿廓测量测头对准误差修正

测头对准误差对齿轮测量中心ZC蜗杆齿廓偏差测量结果的影响较大,需要建立测头对准误差修正方法。基于ZC1蜗杆齿面方程,建立了蜗杆轴向齿廓测量误差模型,修正得到轴截面上齿廓测量点的轴向坐标,再依据精度标准评定得到蜗杆齿廓偏差,并分析了蜗杆的不同头数、模数和分度圆直径对蜗杆轴向齿廓测量误差的影响规律。在齿轮测量中心上开展了蜗杆轴截面齿廓测量实验,测头对准误差对齿廓形状偏差的影响较小;测头对准误差修正前后齿廓测量总偏差的最大差异由1.2μm降为0.2μm;齿廓形状测量偏差的最大差异由0.5μm降为0.3μm;齿廓倾斜测量偏差的最大差异由2.5μm降为0.4μm。该方法可有效减小齿轮测量中心测头对准误差对蜗杆轴截面齿廓偏差测量的影响。     

小模数直齿轮免参数并行快速测量

小模数齿轮在实际制造中,单条产线多台设备通常同时生产多种不同参数的齿轮,迄今无法用单台齿轮测量仪器在生产线上同时实时全检这些不同参数的齿轮。开发了基于Facet的齿轮亚像素边缘定位算法、基于迭代重加权最小二乘的齿轮中心定位法、圆与齿廓交点快速定位法、正弦函数拟合齿数法和齿廓近似测压力角法等;若结合适当的送料与定位机构,本文方法能够在未知参数时,实现多种不同型号齿轮的混合测量,无需装夹,测量效率高。可以实现齿数、模数、压力角、齿顶圆直径、齿根圆直径、全齿高、齿宽、公法线变动量、变位系数、齿廓偏差和形位误差的测量。实验结果表明：该方法测量0.5～1.0 mm模数的直齿轮的重复性精度为4μm。该方法在小模数齿轮柔性化生产线具有重要应用前景。     

锥齿轮齿距及齿形偏差测量与分析方法

研究了基于齿轮测量中心的锥齿轮齿距偏差和齿形偏差测量与分析方法及其实现技术。该方法应用齿轮啮合理论,根据锥齿轮齿面成形方法,建立了齿面几何参数计算模型;在齿面上建立测量网格,控制齿轮测量中心四轴运动使齿面和测头于测量网格点接触,采集实际坐标轴及测头读数;应用B样条法构造实际齿面,计算其齿形偏差。在此基础上,开发了基于哈量集团公司制造的390X系列齿轮测量中心的实现软件系统。30家锥齿轮制造企业实际应用表明,该软件系统为提高锥齿轮精度、减小齿形偏差提供了先进的测量与分析手段。     

基于随动控制的齿轮测量方法

提出了一种两轴随动控制方法,令测头沿被测齿面切向或轴向作跟随运动,以实现齿轮齿廓和螺旋线等的测量。分析了在随动控制方式下齿轮测量过程中各参量的关系,由此建立测量齿轮螺旋线的系统模型,对该模型进行误差分析和仿真,结果表明跟踪误差小于10μm的随动控制系统能实现较高的测量精度,可替代其他齿轮测量仪器的数控系统。该方法也可测量非渐开线、非螺旋线齿面,增强了齿轮测量仪的通用性。     

齿轮法向啮合齿廓及其测量

法向啮合齿廓是齿轮齿面上能反映齿轮的加工与传动质量的一条工程意义独特的曲线,在齿轮滚齿、蜗杆砂轮磨齿等展成法加工中,是齿面加工的形成曲线,在渐开螺旋齿轮传动中,是齿轮传动的工作曲线。然而,现有的齿轮测量仪器并没有法向啮合齿廓的测量功能。结合法向啮合齿廓的形成原理,给出了其理论模型,基于现有齿轮测量中心,提出了法向啮合齿廓偏差测量的四坐标测量法和三坐标测量法。测量实践表明,采用现有的齿轮测量仪器,能方便的实现法向啮合齿廓偏差测量与评定,四坐标法测得的法向啮合齿廓形状偏差、倾斜偏差和总偏差与三坐标法的测量结果相比分别相差0.2、1.3、0.6μm。与渐开线和螺旋线相比较,法向啮合齿廓具有综合性、统一性和唯一性,通过对渐开线偏差和螺旋线偏差的相互补偿,可优化对法向啮合齿廓的控制,有效降低对渐开线和螺旋线的精度要求。     

齿轮齿廓总偏差视觉测量方法研究

针对中小模数齿轮高速、高精度测量困难的问题,提出一种基于机器视觉的齿轮齿廓总偏差测量方法。在构建视觉测量系统的基础上,对于获取的齿轮数字图像进行高斯滤波、边缘提取等处理,得到齿轮齿廓的亚像素边缘。由于齿轮中心位置对齿廓总偏差的影响较为敏感,则通过半径约束的方法拟合标定圆盘中的圆孔中心数据,得到较为准确的齿轮中心位置。最后根据建立的数学模型实现齿廓总偏差的测量。通过实验可知,该测量方法与三坐标测量法得到的测量结果具有较高一致性,最大绝对误差不超过3μm,且齿轮中心位置误差对齿廓总偏差的影响为其误差值的1/4。实验结果说明,采用该测量方法进行测量时,可以准确反映齿轮的齿廓总偏差,满足测量精度达到微米级的要求。     

未知参数小模数齿轮齿距和齿廓偏差视觉测量

小模数齿轮齿槽间隙小,接触式测量难度高,且易损坏测头,本文主要研究基于视觉的未知参数小模数齿轮的齿距偏差和齿廓偏差测量。基于亚像素数字图像处理技术定位齿轮测量基准,即齿轮几何中心,并测量得到齿数、模数、齿顶圆直径和齿根圆直径;依据齿轮精度标准ISO1328-1:2013中偏差项目定义,给出了基于视觉测量的齿轮齿距偏差和齿廓偏差评定方法,开发了小模数齿轮视觉测量数据处理软件。对模数为0.5 mm的渐开线圆柱直齿轮进行了齿距和齿廓偏差视觉测量试验,并与齿轮测量中心的测量结果对比,左右齿面测量结果的绝对误差最大为4μm,最小为1μm,评定齿轮精度等级均为8级。本文给出的未知参数小模数齿轮视觉测量系统和偏差评定方法可在一定范围内用于小模数齿轮测量。     

微线段齿轮齿廓误差检测方法研究

齿轮应用极为广泛,是很多机电产品的关键部件。新型微线段齿轮由于其优越的性能有望在很多应用领域替代传统的渐开线齿轮,但因缺乏系统的测试方法和技术而影响了推广应用。为能对该种新型齿轮的齿廓精度进行检测,根据其齿廓特点,利用成熟的渐开线齿轮检测方法和设备,建立了一套适用于该种齿轮的检测方法,给出了齿廓理论齿形方程,导出了使用齿轮测量中心测量时测头和装夹误差等系统误差的计算公式以及消除方法。用滚齿和磨齿工艺加工出微线段齿轮,并检测了该齿轮的齿廓误差,结果证明了测量方法的实用性。     

基于投影法的摆线齿轮齿廓偏差检测及分析

摆线齿轮齿廓偏差与其传动平稳性、运动精度等有直接联系。针对目前摆线齿轮检测过程中存在检测效率低、检测样本不足等问题,提出了以影像测量技术为平台的摆线齿轮齿廓偏差检测的一种非接触检测方法。基于光学影像测量系统和Sobel边缘检测算法,得到了被测摆线齿轮全齿廓图像和实际齿廓边缘点坐标;基于摆线齿轮齿廓方程和分割逼近法,得到了沿测量点处法线方向上的理论坐标值,建立了齿廓偏差求解模型,实现了摆线齿轮全部轮齿齿廓偏差的测量,并对引起摆线齿轮齿廓偏差的因素进行了分析,为摆线齿轮齿形设计与制造提供依据。     

测头半径对1级渐开线样板齿廓偏差测量的影响

按齿轮渐开线样板国家标准推荐,1级齿轮渐开线样板的齿廓形状偏差需从展开长度3或5 mm开始计值,齿根部非计值区间对应渐开线弧长仅为0.03～0.18 mm,导致1级齿轮渐开线样板齿根部的渐开线齿廓难以精确测量。为了能更好发挥1级齿轮渐开线样板的量值精准传递作用,分析了1级齿轮渐开线样板结构的特殊性以及测头半径对渐开线齿廓偏差测量结果的影响,结果表明,在齿根展开角误差时,测头半径引入的测量误差会随着测头半径的增大而增大,并随着展开长度的减小而增大,在基圆附近的测量误差可以达到齿廓偏差的50%～200%;当仅渐开线齿面存在加工误差时,测头半径引入的测量误差和展开长度受影响的范围会随着测头半径的增大和被测渐开线基圆半径的增大而增大,在齿根部展开长度10%的范围内测量误差约齿廓形状偏差的10%～60%。通过选取测头半径r_p=0.5和2.5 mm的测头对同一齿轮渐开线样板验进行了测量实验验证了上述结论。研究为1级齿轮渐开线样板的精密制造、精密测量及使用展开长度区间选取提供了支持。     

齿距相对测量法同步问题研究

为解决传统齿轮齿距相对测量方法中存在的测量头直线进给和齿轮旋转速度同步困难的缺陷,提出一种基于微机和高速数据采集系统的齿轮齿距测量方法.通过增加霍尔开关获取齿轮转动速度,采用自适应控制技术实时调整测头进给时间间隔,从而实现了测量时间间隔与齿轮转动速度的智能化同步,并取得满意的效果.     

数控成形砂轮磨齿机在机测量研究

提出了利用数控机床的回转运动（C轴）和径向进给运动（X轴）形成理论渐开线，实现齿形误差的在机测量方法。通过使用Num数控系统的YK73125数控成形磨齿机上的渐开线直齿轮齿形误差的在机测量实验验证了该方法的可行性。     

齿轮测量系统的微机改造

介绍利用一台３８６微机系统构成的一种多功能齿轮测量系统。针对现有的齿轮测量仪的微机化改造，可以实现诸如非圆齿轮变传动比的测量、齿轮齿形误差测量、齿轮齿向误差测量以及齿轮综合误差测量等     

小模数锥齿轮齿面质量检测及应用技术

为了提升小模数锥齿轮齿面检测技术在实际生产中的应用水平,有效改善其齿面加工精度及啮合质量,减少机床调整时间和试切次数,通过小模数锥齿轮的齿面结构特点及误差测量原理和检测方法,对基于一维测头的齿面精度和加工质量检测及应用进行了分析;并通过齿面质量检测在生产实践中的具体应用方法说明了齿面质量检测技术在小模数锥齿轮数字化制造中的必要性.     

莫尔条纹在齿轮齿廓测量中的应用

介绍了运用莫尔三维技术对齿轮齿廓进行测量的方法。经对测量数据的分析、归纳表明用该技术对模数较大的齿轮齿廓测量具有测量简单、方便、精度高等特点。     

基于齿条测头的大齿轮齿形在机测量原理仿真分析

在建立大齿轮形误差在机测量新原理与技术的基础上,建立了测量原理的仿真模型,通过对齿轮形测量原理的仿真分析,进一步证实了测量原理的正确性与优越性。     

Pitch deviation measurement of an involute spur gear by a rotary profiling system

This paper presents surface-profiling based gear pitch deviation measurement for an involute spur gear. A rotary profiling system, which consists of an air-bearing spindle and a displacement sensor with a diamond stylus, is employed to measure gear pitch deviation. In measurement of gear pitch deviation, an eccentric error between a gear axis and a motion axis of the rotary stage in the profiling system would affect accuracy of gear profile measurement. In this paper, at first, the influence of the eccentric error on measurement of gear pitch deviation is estimated in computer simulation based on a geometric model of the profiling system. After that, a new scanning method named “opposite-direction dual scanning method” is proposed so that a steep profile of gear flank surface with a local slope of up to 90° can be measured by the developed rotary profiling system. For compensating distortions in the measured gear tooth profile, which are induced not only by the eccentric error but also by a probe offset introduced by the proposed scanning method, a self-calibration and compensation method is applied. To verify the feasibility of the proposed method, measurement of gear pitch deviation of a master involute spur gear with a certificate data is carried out. Measurement uncertainty of the proposed method is also analyzed.     

渐开线圆柱齿轮参数的测量与计算

针对单个渐开线斜齿圆柱齿轮的测绘问题，提出一种借助渐开线齿形，齿向检测仪来精确确定齿轮参数的方法，以实现原样测绘制造。