提高齿轮齿形误差测量准确度的研究

论述了用渐开线样板加修正量使用渐开线仪器的具体方法.对于统一渐开线仪器量值,提高齿轮齿形误差测量准确度,有着现实可行的意义.     

样板加修正与渐开线仪器测量准确度的研究

渐开线仪器采用样板加修正的方法，可以消除由于仪器基圆半径不准确等因素产生的仪器系统误差，并统一渐开线仪器量值，提高仪器准确度。文中论述了正确使用渐开线样板的方法，以及对基圆半径差的线性修正方法。     

环境温度对双滚轮-导轨式渐开线测量仪的影响

双滚轮-导轨式渐开线测量仪是一种无阿贝误差、误差源少、测量精度高的渐开线测量仪器,常用来测量高精度标准齿轮和齿轮渐开线样板。本文研究了环境温度对双滚轮-导轨式渐开线测量仪及齿轮渐开线样板的影响,发现当双滚轮-导轨式渐开线测量仪的滚轮与待测齿轮渐开线样板的热膨胀系数相同时,环境温度的变化不会带来齿廓倾斜偏差,而滚轮与齿轮渐开线样板的热膨胀系数不同时,在20℃±5℃范围内环境温度的变化带来的齿廓倾斜偏差是随环境温度线性变化的,而且上述两种情况环境温度的变化均只带来纳米量级的齿廓形状偏差,可以忽略。通过ANSYS进行了渐开线样板、滚轮和导轨的热膨胀仿真验证,并通过GCr15钢和SiC陶瓷材料的滚轮对材料为GCr15钢的渐开线样板的同一齿面进行了不同环境温度下的齿廓偏差测量实验,环境温度变化时,GCr15钢材料滚轮测得的齿廓倾斜偏差未发生明显改变,SiC陶瓷材料滚轮测得的齿廓倾斜偏差的变化量为0.71μm/℃,与理论值0.73μm/℃基本一致,两种材料滚轮测得的齿廓形状偏差均未发生明显改变。     

三维激光球杆仪的系统误差分析与补偿

三维激光球杆仪是自研发的一种被动式激光跟踪仪,为了提高其测量精度,该文系统地分析了其主要误差源及补偿方法。首先,通过误差源分析,基于多体系统误差建模理论对仪器进行精度建模;其次,针对误差补偿模型,提出了简单有效的模型参数测量方法,即多齿分度台和光电自准直仪标定二维转台两测角误差,正倒镜法测量两旋转轴的不相交度,精密三轴机床测量轴系不垂直度误差;最后,完成精度补偿验证。实验结果表明,在有效测量范围内,补偿后的垂直度误差从120μm减小到28μm,X轴定位误差从20μm减小到8μm,Z轴定位误差从60μm减小到25μm。研究表明该补偿方法在不改变硬件结构的基础上能有效提高仪器的精度。     

渐开线纯滚动测量中展开长度的确定方法

双滚轮-导轨式渐开线测量仪一种无阿贝误差、误差源少、测量精度高的渐开线测量仪器,常用来测量 1 级齿轮渐开线 样板或 1 级标准齿轮,但是双滚轮-导轨式渐开线测量仪不易准确获得渐开线的齿廓偏差与展开长度的对应关系。 而渐开线齿 面的齿根部容易累积较多的加工误差和测量误差,1 级齿轮渐开线样板要求齿廓偏差需要从展开长度 3 或 5 mm 处开始计值, 如果展开长度存在偏差将会影响齿廓偏差的测量结果。 为了获得齿廓偏差与展开长度较为准确的对应关系、实现齿轮渐开线 样板的精确计值,本文研究了双滚轮-导轨式渐开线测量仪测量齿轮渐开线样板时齿轮渐开线样板齿顶圆角、齿顶圆偏差和滚 轮半径偏差对展开长度的影响,提出一种基于机器视觉的双滚轮-导轨式渐开线测量仪测量策略和展开长度修正方法,通过机 器视觉判断渐开线样板理论齿顶点和起始测量位置,并根据滚轮半径对展开长度进行修正。 本文对一件齿轮渐开线样板进行 了测量实验,齿廓形状偏差的测量结果与齿轮测量中心的差异不大于 0. 1 μm,且齿廓偏差曲线具有一致性,说明该测量策略可 以获得齿廓偏差与展开长度的对应关系。     

经纬仪水平方向精确度指标的探讨

本文提出了经纬仪在测量数据中所存在的系统误差,从而指出了采用方向中误差指标的不确切性。经过分析,提出了用测角最大误差作考核经纬仪的精确度是合适的,因为它既能反映仪器的系统误差和测量偶然误差,也能简化测量和计算上的烦琐。     

齿轮渐开线样板安装偏心对齿廓倾斜偏差的影响

为提高齿轮渐开线样板的制造精度,本文研究了齿轮渐开线样板安装偏心对其齿廓倾斜偏差的影响。基于双滚轮-导轨式渐开线展成原理,建立了齿轮渐开线样板安装偏心对其齿廓倾斜偏差影响的数学模型,并依据该模型分离出齿廓形状偏差和齿廓倾斜偏差;基于该数学模型,推导出补偿特定齿轮渐开线样板齿廓倾斜偏差所对应的安装偏心;最后,搭建了齿轮渐开线样板实验装置进行验证。实验结果表明:通过对安装偏心的补偿,可将齿轮渐开线样板齿廓倾斜偏差由-3.53μm减小到-0.06μm,达到了1级齿轮渐开线样板对齿廓倾斜偏差的要求。研究齿轮渐开线样板安装偏心对其齿廓倾斜偏差的影响规律可以用于补偿齿轮渐开线样板的齿廓倾斜偏差,并为开发高精度齿轮渐开线样板提供技术支持。     

双盘式渐开线测量装置误差的计算机补偿方法

以双盘式渐开线测量装置为研究对象,研究了对此装置的微机误差补偿方法。从众多的误差源中选出最大的三种误差进行补偿,使装置不确定度由原来的≤±0.7μm下降到≤±0.5μm.     

双盘式渐开线测量装置的误差补偿方法

本文以双盘式渐开线测量装置为研究对象,研究了对此装置的微机误差补偿方法。采用了三次样条函数等数学手段建立误差补偿数学模型,使装置不确定度由原来的≤±0.7μm下降到≤±0.5μm。     

虑及计值范围的 1 级齿轮渐开线样板精密成型

齿轮渐开线样板是渐开线齿轮齿廓偏差溯源与量值传递的基准,是校准各种渐开线测量仪器的标准计量器具,但是目 前国内外没有满足我国齿轮渐开线样板国家标准 GB/ T 6467-2010 要求的 1 级齿轮渐开线样板。 1 级齿轮渐开线样板对计值 范围和齿廓形状偏差要求极为严格,齿根部非计值范围内的齿面弧长仅 0. 1 mm 左右,极易受加工误差影响,导致齿根部加工 根切或加工不完整,使齿轮渐开线样板的齿根部齿廓形状偏差超差。 本文建立了起始展开角误差与齿轮渐开线样板齿根部齿 廓偏差映射关系的数学模型,分析了齿根部齿廓形状偏差超差的原因,通过 Siemens NX 运动仿真和 CAD 仿真对模型进行了验 证,并提出一种渐次加工的齿轮渐开线样板齿根部工艺,利用该工艺对一件具有 3 种基圆参数的新型齿轮渐开线样板进行了磨 削实验,4 个齿面均满足在计值范围内齿廓形状偏差 f fα <1 μm,满足我国齿轮渐开线样板国家标准 GB/ T 6467-2010 对 1 级齿 轮渐开线样板计值范围和齿廓形状偏差的要求,研究成果为 1 级齿轮渐开线样板的精密制造提供了工艺方法的支持。     

超精密渐开线齿形的测量方法

分析了双基圆盘式渐开线测量仪的测量原理,其具有结构简单、测量过程中无测头位置引起的阿贝误差等特点。该仪器采用交叉弹簧片的铰链结构作为误差传递杠杆,其灵敏度高、无间隙。经过对仪器的主要测量误差源进行补偿后,其系统的测量不确定度(U₉₅)＜±0.5 μm,测量精度可以满足1级渐开线齿形的测量要求。通过与其它渐开线齿形测量方法的比较,双基圆盘式渐开线测量仪仅在测量自动化和多功能性等方面不如CNC齿形量仪,其在测量精度与制造经济性等方面更具优势,是超精密渐开线齿形测量的理想方法。     

双盘式渐开线测量装置误差的计算机补偿方法

以双盘式渐开线测量装置为研究对象，研究了对此装置的微机误差补偿方法。从众多的误差源中选出最大的三种误差进行补偿，使装置不确定度由原来的≤±0．7μm下降到≤±0．5μm。     

双口网络S参数测量误差校正分析及应用

采用误差分析及校正模型,讨论用数值分析的方法去除系统误差,降低随机误差的思路,其目的是消除标量网络分析仪在测量过程中的系统误差,提高测量精度。理论计算和实际测量结果表明,测量精度明显提高。该误差分析理论及误差测量方法在标量网络分析仪中得到应用,提高了仪器的性能。     

零件测量时为何产生测量误差?

测量误差就是被量尺寸的测量结果与被量尺寸的实际数值之间的基数.测量误差可分为系统误差、偶然误差和过失误差几种.系统误差也叫规律性误差,是由于一定因素作用而引起的误差.在一批零件的测量过程中,这种误差是一个常数(大小及符号相同)并按一定规律变化.如量具刻度不准确,仪器测点的位置不正确,标准件尺寸不准确等等,都会造成系统误差.     

用于影像仪测量误差分离的自校准技术

基于自校准技术提出了用于影像仪的误差分离方法。建立了自校准算法模型,并利用影像仪对算法模型进行了实验验证。该算法运用普通栅格板来替代标准器,将栅格板置于影像仪工作台3个不同位置得到3组测量数据,通过研制的测量数据转换模型将得到的数据代入自校准算法模型中,最终将测量结果中包含的仪器系统误差分离出来,实现了自校准。由于运用了测量数据转换模型,有效解决了实验过程中栅格板所在坐标系与影像仪工作台坐标系不重合的问题,提高了影像仪测量结果的准确度。测试实验显示:测量点实际测得的误差为毫米级,经过自校准算法处理后得到的测量点的系统误差最大为0.49μm,最小为0.00μm,表明将自校准算法应用于影像测量仪结果的误差分离具有较好的可行性。     

高精度标准渐开线样板的热处理

我厂制造成功的仿苏5892A 型高精度齿轮磨床,它的主要附件——控制齿型的渐开线样板要求极高,渐开线误差不得超过0.002毫米(2μ)。它不不但要求高而均匀的硬度,以防止磨损,而且还要求在终加工(研磨抛光)后不能有些微的变形,以保持精度(渐开线表面和 A 面的平行度误差     

测量渐开线齿形误差的简单方法

一般中小工厂,由于缺乏专用仪器,齿形误差的检验十分困难。尤其是比较长的轴齿轮和较大模数的齿轮,更因仪器规格的限制,不易测量。我厂根据渐开线形成原理,在平台上测量齿形误差.经使用并在光学投影仪上用     

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。     

新的齿轮检查仪

<正> 影响圆柱齿轮工作平稳性的基本参数是齿形误差、齿向误差以及接触线的形状和位置误差。为了检验这些参数,互换性局设设并由捷良浜斯基工具厂制造了几种型号的高精度测量仪器。B-5062型万能渐开线检查仪是落地式的仪器,可对外啮合和内啮合和圆柱齿轮的渐开线齿形和齿向进行检验(图1)渐开线齿形的测量是按杠杆——圆盘式万能渐开线检查仪的原理实现的。被检齿轮同滚动圆盘同轴安装,渐开线部件的测头位于基圆     

计算机辅助纳米级圆度测量技术

本文讨论多步法误差分离技术的方法误差和系统误差。按此法由Talyrond3型圆度仪、精密分度转台和IBM-PC 微机组成计算机辅助纳米级圆度测量系统,将圆度仪的测量精度由原来0.025μm 提高到0.002μm。该项技术的推广应用对我国现有圆度仪的技术改造具有重要意义。