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。     

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。     

基于Labview的单盘渐开线检查仪测量软件设计

分析机械式单盘渐开线检查仪的测量原理、测量步骤以及测量参数的定义,结合硬件的改造方案,制定测量软件的设计流程。利用NI公司开发的软件Labview设计单盘渐开线检查仪的测量软件,软件需要实现参数输入、配置通道、传感器调零、数据采集、齿廓显示、误差评定、测量数据存储与调用等功能,同时要求界面美观、人机交互便捷。此外,设计齿廓总偏差、齿廓倾斜偏差及齿廓形状偏差的计算软件,并采用测量实验数据验证了其准确性。     

基于ISO1328-1:2013的齿廓偏差评定方法研究

针对ISO 1328-1:2013中齿廓偏差定义及评定方法与前一版本差异较大的问题,对ISO 1328-1:2013中的齿廓偏差定义及评定方法进行了细化分析和计算,包括齿廓计值范围和齿廓计值长度、平均齿廓线拟合和齿廓测量数据滤波等方面。给出了符合ISO1328-1:2013的齿廓偏差评定流程,开发了基于ISO 1328-1:2013的齿廓偏差评定软件;采用齿轮测量中心获取齿廓测量数据,进行了齿廓偏差评定,对基于ISO 1328-1两个版本的齿廓偏差评定结果进行了对比分析,并在所开发的齿廓偏差评定软件中,计算和显示齿廓偏差评定参数、评定结果以及评定曲线。研究结果表明:对于同一组齿廓测量数据,基于两个版本标准的齿廓偏差评定结果存在一定的差异,该差异符合ISO 1328-1:2013相对于前一版本在齿廓偏差评定中做出的变更,可为ISO 1328-1:2013的应用提供参考。     

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。     

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。     

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。     

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。     

基于直角坐标测量法的齿廓误差评定方法研究

齿廓误差是齿轮重要的单项误差之一,随着坐标测量机在齿轮测量中的广泛应用,直角坐标测量法在齿轮误差测量中的应用也越来越广。以齿廓误差为研究对象,针对直角坐标系下的齿廓误差测量及评定方法进行了系统研究。从齿轮工件坐标系的建立、齿廓测量路径的规划到齿廓误差的评定的完整过程进行了系统介绍,详细分析了几何法齿廓误差评定方法、公式法齿廓误差评定方法以及滑动法齿廓误差评定方法的实现原理,并比较了三种评定方法的算法精度与效率。实验结果表明,在算法精度方面,三种齿廓误差评定方法算法计算精度都达1×10~(-14)量级;测量效率方面,50万齿廓测量点误差评定条件下,几何法齿廓误差评定方法算法效率最低,公式法齿廓误差评定方法效率最高,效率比达94倍。因此在实际应用中建议采用公式法齿廓误差评定方法。     

渐开线圆柱齿轮齿廓偏差的评定方法研究

提出了一种评定渐开线圆柱齿轮齿廓偏差的新方法。在已有研究的基础上,用假象的理论渐开线代替拟合渐开线,建立了渐开线圆柱齿轮齿廓偏差的数学模型。基于该数学模型,推导出了评定齿廓偏差的通用公式。用复合式三坐标测量机中的齿轮测量模块PC-Gear对某齿轮进行测量实验,并输出实验报告和被测齿轮的齿廓数据。结合通用公式和测量数据,利用MATLAB编程计算齿廓偏差,将计算结果与实验结果对比,用该评定方法得到的齿廓偏差值与实际测量值相差不超过0.2。结果表明:该评定方法正确、可行,为渐开线圆柱齿轮齿廓偏差的评定提供了一种参考。     

渐开线圆柱齿轮齿形和齿向误差评判系统设计

渐开线圆柱齿轮是目前用途最广、种类最多的齿轮,很多中小齿轮制造企业使用机械展成式齿轮检查仪检测该种齿轮的齿形和齿向误差。开发了一套渐开线圆柱齿轮齿形和齿向误差自动评判系统,该系统以MAAG SP-60齿轮检查仪为实验平台,使用单片机和CPLD实现传感器信号的处理,运用Lab Windows/CVI软件设计评判软件,实现了齿形和齿向误差的自动检测和评判。实验结果表明所设计的系统检测结果正确,满足中小齿轮制造企业的高效率检测需求。     

微波测量线中信号采集与处理系统

采用LabVIEW软件开发平台,针对微波测量线设计一套自动采集与处理的微波测试虚拟仪器系统。该系统在传感器、数据采集仪、微波测量线及附属仪器设备的硬件平台上,采用VC++程序完成对数据采集仪的驱动采集程序设计,然后用LabVIEW软件完成对微波信号的数据采集与处理,最后在虚拟仪器平台上对微波的波长等参量进行了测试研究,测试结果达到了预期效果。     

多点位压力流量检测仪研究

对液压系统中多个关键点的压力、流量值进行自动检测,是液压系统状态监测和故障诊断的基础,本文针对某设备状态监测系统中的关键仪器kk多点压力流量检测仪研制中的硬件、软件设计和数据处理方法进行了讨论。简要介绍了检测仪的原理,重点说明了仪器硬件、软件结构和检测数据处理等关键问题。根据液压系统工作环境恶劣,各种随机干扰对检测信号影响大等特点,将数据平滑方法用于压力、流量信号检测数据处理中,有效地减小了各种随机噪声的影响,具有很好的效果。     

智能齿轮双啮测量仪软件设计

为智能齿轮双啮测量仪设计了相应的测量软件,介绍了双啮仪的测量原理和测量项目,展示了软件总体设计思路和各子系统的功能和特点,包括主界面和参数设置界面的特点、自检界面的功能、偏心修正系统的应用和数据分析系统的组成等。为便于代码的管理和维护,设计了图形交互控件;为实现软件的模块化,依照设计模式,设计了文件读写模块、报表输出模块和运动控制模块。文件读写模块为二进制格式,报表输出模块提供测量结果的报表和数据分析模块的报表,运动控制模块集成了测量和自检系统所需的所有运动控制函数,最终形成了完整、可靠、友好的智能齿轮双啮测量软件。     

卡盘平面螺纹精度动态测量仪的研制

介绍了该仪器的结构、特点以及测量原理 ,分析了测量系统的硬件、软件实现方法 ,并说明了仪器在实际生产中的应用情况     

用虚拟仪器改造YD200A型圆度仪

对传统的YD200A型圆度仪进行了虚拟改造的可行性分析,给出了基于PCI总线的虚拟仪器系统的软硬件构成。用设计的虚拟仪器对轴的圆度误差进行了实际测量,结果表明与传统的仪器及其测量方法、数据处理方式相比,虚拟仪器构建非常容易,还实现了检测过程的自动化、数字化、智能化及可视化,大幅度提高了测量速度、数据处理速度及测量精度。     

基于虚拟仪器的机械参量测试系统设计

针对传统测试实验仪的功能单一、操作复杂、扩展性差等方面的问题,提出了在CSY传感器实验仪的基础上．开发基于虚拟仪器的机械参量测试系统。并对机械参量的检测原理、检测方法进行了详细分析;对测试系统的硬件构建,测试系统的软件设计,数据采集等关键技术进行了说明。改进后的测试系统,可进行应力、位移、电机测速等常见机械量的自动化测试,人机界面友好,性价比高。     

管道内表面自动检测仪

介绍一种测量各种管道内表面尺寸和形状的仪器，着重阐述该仪器的组成和工作原理：该仪器采用DSP(Digital signal Processor，数字信号处理器)系统处理图像信号，采用以太网与上位机通信使得测量快速准确，被测管道的长度可达500m。     

双盘式渐开线测试仪齿廓偏差测量的采样分析

在标准齿轮若干精度指标的检测中,渐开线齿廓检验是一个重要且难度较大的检测项目,双盘式渐开线测试仪就是测量标准齿轮渐开线齿廓的高精度仪器之一。本文简要介绍了双盘式渐开线测试仪的测量原理,并利用采样定理着重分析了在测量过程中的数据采样问题,为渐开线齿廓检验中采样间隔的确定提供了依据。     

基于PLC的曲轴测量仪控制系统

提出了一种基于光栅的机电一体化的曲轴测量仪.采用接触式的测量方式,能够快速地将轴的尺寸和公差一次性测出,并对其进行数据采集和处理.仪器主要由机械模块、控制模块和分析模块组成.控制模块主要由PLC控制整个仪器的动作,达到快速、高效、准确测量的目的.文章给出了控制系统结构框图,详细介绍了系统的硬件设计和软件设计.