标准齿轮径向综合偏差检测仪关键误差分析

标准齿轮在测量被测齿轮径向综合偏差时用作测量齿轮,但其自身的径向综合偏差用传统方法无法测量,因传统检测仪灵敏度、精度等达不到要求,且已没有更高精度的基准元件可用,需要设计超精密齿轮径向综合偏差检测仪对标准齿轮本身进行测量。由于测量的灵敏度与精度要求很高,应尽可能减小检测仪的系统误差,对此进行了分析、计算与补偿,其中安装心轴的径跳和平行度是系统误差中最关键的两项,心轴的测量基准面偏心与跳动将直接反映到径向综合偏差中,定位基准面的偏心会增大两心轴的平行度误差,该误差过大会导致齿轮啮合出现点接触,所以对以上系统误差分析与补偿是有必要的。     

一种新型齿轮综合偏差测量齿轮及测量原理

传统渐开线齿轮综合偏差的检测常采用齿轮单面啮合法和齿轮双面啮合法。由于2种方法的测量原理及测量参数等不同,需采用齿轮单啮仪和齿轮双啮仪2种仪器分别进行测量,从而分别获得被测齿轮的切向综合偏差和径向综合偏差,2种偏差无法通过一次啮合检测得到。针对传统齿轮综合检测的不足,设计了一种由2个特殊半齿测量齿轮组成的新型测量齿轮,提出了一种新的齿轮综合偏差测量原理,并给出了其综合偏差结果的评定方法。该测量齿轮与被测齿轮通过一次类单面啮合测量,获得产品齿轮两侧齿面的切向综合偏差和径向综合偏差,明显提高了渐开线齿轮综合偏差的检测效率,降低了在测量设备上的投资。     

齿轮零件检测方法研究

为解决拖拉机变速箱出现的异响、噪声大、齿轮打齿等故障,提出使用双面啮合综合测量仪来检测齿轮的径向综合总偏差F″i和一齿径向综合偏差f″i;为了使双面啮合综合测量仪能够快速适应生产节拍,设计了生产中常用的几十套齿轮的标准配对齿轮。配套了标准齿轮的双面啮合综合测量仪为车间生产中攻克变速箱异响提供了有效手段。     

对齿轮径向综合测量的进一步研究

介绍了对齿轮径向综合测量的进一步研究,提出了获得测量齿轮和被测齿轮节圆偏心（几何偏心）的新方法,从而使齿轮的径向综合总偏差的测量值更能反映被测齿轮的真实量。     

大齿轮齿形偏差测量方法研究

在齿轮测量中心上采用法线极坐标法测量大齿轮齿形偏差,仪器结构将过于庞大,影响测量精度。利用径向长度基准和回转基准生成渐开线,实现极坐标法测量大齿轮的齿形偏差,避免了使用切向长度基准。以渐开线原理为基础,建立了极坐标系下齿轮渐开线数学模型;结合齿轮测量中心的工作原理,给出了齿轮渐开线测量方程;根据齿形偏差的定义,得出了齿形偏差的测量方程;并对标准齿轮样板进行了测试实验。实验结果表明,在齿轮测量中心上采用极坐标法测量齿形偏差,测量精度满足生产实际的要求。     

应用90年代ISO 1328新标准提高齿轮产品精度质量和效益(三)

3 ISO/TR 10064-2:1996《圆柱齿轮—检验实施规程—第二部分:径向综合偏差、径向跳动、齿厚与侧隙的检验》本技术报告是齿轮轮齿双面(工作齿面与非工作齿面)接触的测量,及关于圆柱渐开线齿轮的径向综合偏差、径向跳动、齿厚与侧隙的检验实施规程,它提供了校验方法及测量结果的分析,补充了ISO1328-2标准.     

基于双面啮合多维测量原理的齿轮在线测量机

传统的齿轮在线测量机采用齿轮双面啮合测量原理,只能获得径向综合偏差,不能获取评定齿轮质量的关键指标的齿向精度信息(如螺旋线偏差).针对此难题,基于齿轮双面啮合多维测量原理,研制了新型的齿轮在线测量机.介绍了该测量机的测量原理、齿向精度评定指标、系统组成及其关键技术.本测量机是针对大批量成品齿轮的现场快速检测需求而研制的新型齿轮测量仪器,其突出特点是在被测齿轮与测量齿轮啮合一转的过程中,可同时获得径向综合偏差及齿轮齿向精度信息.     

汽车齿轮在线缺陷检测仪的研究开发

针对汽车、摩托车齿轮生产企业大批量齿轮生产现场,实现在线100%快速检测需要,本项目采用双面啮合原理测量齿轮的径向误差(齿厚、径向综合偏差、径向跳动、毛刺等)和轴向误差(平均齿向偏差、齿向偏差、锥度误差),实现齿轮的制造缺陷的现场快速检测。     

一种新型测量齿轮的设计及其刚度校验

针对齿轮测量技术中的测量齿轮的设计,提出了一种全新的由2个半齿齿轮组合而成的半齿测量齿轮。使用该新型测量齿轮,可以在1次测量过程中,同时得到现有的由单面啮合仪和双面啮合仪测量的切向综合偏差和径向综合偏差,从而明显提高了测量效率,并且应用MSC．Patran＆Nastran软件,对该新型测量齿轮进行了有限元分析,验证了其实用性。     

齿轮双啮单项偏差测量仪的测控软件

在生产现场测量齿轮各单项偏差(齿距、齿廓、螺旋线)是个难题。目前应用在生产现场的齿轮测量大多采用双面啮合测量原理,而传统的齿轮双面啮合测量主要测量齿轮径向综合偏差。为此,研制了基于双啮齿条测头的齿轮单项偏差测量仪,可同时获得左右齿面单项偏差。主要介绍了该测量仪的系统框架、测量流程和测控软件。该测控软件的主要功能包括伺服控制、数据采集、数据处理和测量结果报表打印等,经反复测试,运行稳定。     

四坐标联动斜齿轮偏差测头运动规划

四坐标联动斜齿轮测量仪可以测量渐开线圆柱齿轮的各项偏差。根据国家标准GB/T10095.1-2001《渐开线圆柱齿轮精度》和GB/T 13924-2008《渐开线圆柱齿轮精度检验细则》中渐开线圆柱齿轮各项偏差的定义和测量规范,以四坐标联动斜齿轮测量仪为研究对象,基于齿轮偏差坐标法的测量原理,给出渐开线圆柱齿轮的齿廓偏差、齿距偏差和螺旋线偏差测量时测头的运动路径和关键点的位置坐标,并通过一实例加以说明,该运动路径规划可用于齿轮偏差测量仪器的运动控制。     

齿轮测量仪器的动态设计方法及其应用

为了解决目前齿轮量仪中由于动态性能不足而严重影响测量结果的稳定性、可靠性和精确性的问题,对齿轮测量仪器的动态设计方法展开研究,提出利用有限元分析与实验模态分析技术相结合的动态设计方法。首先,研究了动态分析的理论基础、有限元分析的基本步骤和实验模态分析的基本原理;接着,以某齿轮快速检测仪为例,对其进行了有限元分析与实验模态分析;然后,在该齿轮快速检测仪上进行测量实验,即采用不同精度的齿轮,在不同的速度下进行测试;最后,分析了测量实验中存在振动扰动以及测量过程中振动的变化情况。实验结果表明,有限元分析法可以在设计阶段有效的提高仪器的动态性能,从根本上提高仪器的动态性能指标。实验模态分析方法可以在仪器制造以后准确的获得仪器的实际动态性能指标,可以有效地进行最佳工作转速选择,进一步提升仪器的使用性能。通过测量实验,验证了有限元分析和实验模态分析的正确,为齿轮提高齿轮量仪的动态精度提供了一种方法,为量仪的合理使用提供了一条确实可行的途径。     

Magnetically self-aligned multiball pitch artifact using geometrically simple features

The vibration/noise of gears is influenced by micrometer-order tooth pitch deviation, and therefore, advanced quality control is needed in the gear manufacturing process using measuring instrument. The accuracy of the pitch measuring instrument is verified using a master gear or artifact, but its accuracy is not sufficiently high, and its manufacturing is not easy. In our previous report, a novel high-precision pitch artifact composed of simple-shape parts (“multiball pitch artifact”) was proposed for the calibration of pitch measuring instruments. Simple-shape parts such as balls, cylinders, and planes can be manufactured with several-ten-nanometer-order accuracy. Therefore, this artifact can also have high accuracy. In this study, a magnetically self-aligned multiball pitch artifact is proposed in which the simple-shape parts are assembled with high precision using magnetic force without any special assembly technique. The artifact is designed and manufactured. A measurement experiment using a pitch measuring instrument is performed, and it is verified that the proposed pitch artifact is fundamentally valid for calibration.     

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。     

齿条刃边测头在位测量大型齿轮齿形误差的基本原理及误差与变异分析

针对大型齿轮的特点,阐述了基于在位测量方法的齿条刃边测头测量大型齿轮齿形误差方案的基本原理,运用误差与变异规律分析了误差条件下工具齿条刃边与被测渐开线齿面的啮合过程,给出了基于齿条刃边测头的大型齿轮齿形误差在位量仪的精度设计的理论根据。     

齿轮弯曲强度的计算机仿真分析

仪器仪表行业广泛使用齿轮传动,齿轮强度的高低直接影响着仪器仪表的测试精度和可靠性。齿根过渡曲线的形状对齿根弯曲强度有重要影响,为了提高齿轮的弯曲强度,就有必要研究齿根过渡曲线。本文利用MATLAB软件,研制开发了齿轮弯曲强度的计算机仿真程序,该程序逐点计算齿轮过渡曲线处的弯曲应力大小,以便找出弯曲应力的最大值和最大应力发生的位置;同时利用有限元软件ANSYS,建立轮齿模型,仿真分析轮齿受力时的齿根弯曲应力的分布状态,本文研究为进一步进行齿轮弯曲强度的测试研究奠定了良好的理论基础。     

齿轮误差三维评定方法

研究了齿轮误差三维评定方法,以消除测量仪器定位误差对齿轮误差评定的影响,提高齿轮测量仪器的测量精度。分析了传统齿轮二维评定方法的弊端,提出将齿轮误差评定从二维评定模式转变为三维评定模式。该评定模式不再要求齿轮各项误差测量点位于特征面内,实现了三维空间内的齿轮误差测量与评定。为提高齿轮三维误差评定算法的效率,通过螺旋降维方法将三维数据降至二维数据,再对二维测量数据进行各项误差的评定。以特大型齿轮激光跟踪在位测量系统作为实验对象,对4级标准齿轮的齿廓误差进行了测量,并与传统的齿轮二维误差评定方法以及德国ZEISS公司InvolutePro软件的评定结果进行了对比。结果表明:传统齿轮二维误差评定方法有较大误差,三维齿廓评定方法与德国ZEISS公司InvolutePro软件评定结果一致,精度达到0.1μm,证明了提出的齿廓误差三维评定方法完全正确,可以消除仪器定位误差对测量结果的影响,提高了测量仪器的测量精度。     

小模数锥齿轮的加工误差分析及精度检验

为了判定小模数锥齿轮的精度和质量，在分析小模数锥齿轮加工误差的基础上，给出了公差组的选用标准及其检测方法，并提出了用间接法检验齿轮副（一齿）轴交角综合误差的原理及其检查仪的设计原理。     

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。     

改进后的齿轮测量中心Mahr891E螺旋线偏差测量系统测量不确定度评定

分析和计算了这台在数字控制系统和部分机械部件都经改进了的齿轮测量中心Mahr891E螺旋线偏差测量系统的测量精度,应用光学测量系统测量了各部分运动系统精度,经理论计算螺旋线偏差测量系统测量不确定度,可知这台改进后的齿轮测量中心Mahr891E螺旋线偏差测量系统可以完成标准Cylindrical Gears-ISO System of Accuracy和GB/T10095,1-2001中所规定的超精密齿轮螺旋线偏差测量任务。