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。     

定位偏心状态下基于二分法的齿廓测量算法

根据渐开线的生成原理,齿轮测量时的旋转中心必须位于齿轮的几何中心。对于大模数齿轮而言,这种对心操作是非常困难的。针对定位偏心状态下的齿轮齿廓测量,文中提出了一种基于二分法的齿廓测量算法,计算速度快,并能满足齿廓测量的高精度要求,较好地解决了齿轮定位偏心时的齿廓测量问题,提高了测量效率。     

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。     

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。     

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。     

特大齿轮齿廓偏差测量方法的探究

针对特大齿轮的测量,提出一种组合式随动齿轮测量方法,采用随动齿轮测量设备对齿廓进行局部扫描,并以激光跟踪仪为随动齿轮测量设备做大空间精密定位,结合测量数据,建立齿轮中心迭代模型实现齿轮中心的高精度计算,利用径向极坐标法实现特大齿轮的齿廓偏差测量。自主设计和搭建了随动齿轮测量设备,对7级直齿渐开线齿轮进行了齿廓偏差测量试验,将测量结果与三坐标测量机的测量结果进行对比,最大偏差为4.2μm,能满足特大齿轮测量的精度要求。     

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。     

齿廓偏差测量起始点的确定方法

齿轮测量中心作为齿轮测量技术的先进发展方向,正成为目前多数齿轮厂家检测齿轮的首选检测产品.基于电子展成原理的齿轮测量中心能测量渐开线圆柱齿轮的齿距偏差、齿廓偏差和螺旋线偏差.根据国家标准GB/T 10095.1-2001<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>中齿廓偏差的定义和测量规范,给出渐开线圆柱齿轮齿廓偏差测量起始点和终止点的计算方法和公式,并通过一实例加以说明.该计算方法适用于齿轮偏差测量仪器的软件开发.     

一种基于相移技术的物体表面三维轮廓测量方法

提出一种将阴影莫尔条纹法与相位测量技术相结合的物体表面三维轮廓测量方法 ,该方法利用电磁铁和精密机械部件对光栅进行定位控制以实现精确相移 ,并采用三步相移技术对CCD摄像机采集的物体表面形貌莫尔条纹进行相位解调 ,可有效实现物体表面三维轮廓的高速、高精度自动测量。     

基于正交距离回归齿面的齿轮误差评定

为了通过测量齿面拓扑轮廓来获取特征线误差,提出了一种基于正交距离回归齿面的误差计算方法。对该方法涉及的实际齿面与理论齿面匹配算法、拓扑轮廓误差的计算与分解及齿面特征线误差的评定算法进行了研究。首先,通过坐标测量方法获取的齿面拓扑数据,建立包含回归齿面参数的非线性方程。然后,求解非线性方程得到回归齿面参数的最优近似解,从而得到与实际齿面匹配的理论齿面,拓扑测量点相对理论齿面的正交距离即为齿面拓扑误差。最后,基于齿轮误差多自由度理论,对实际齿面进行局部自由度及全局自由度回归,进一步分解出齿面的齿廓误差和螺旋线误差。以一标准圆柱直齿轮的齿面拓扑测量点数据为例进行了误差计算,结果显示:计算的结果与直接进行特征线测量的结果差值小于0.5μm,表明提出的基于正交距离回归齿面进行齿轮误差评定的方法是有效的,可以应用于坐标类仪器检测齿轮误差。     

啮合线齿廓偏差测量方法

介绍了一种应用于齿轮测量中心上复杂齿廓测量的新方法——啮合线齿廓测量法。该方法减小了测头在X轴方向上运动距离,有效地保证了精度范围,同时减小测头重力中心的运动及测量时间,实现了高精度测量。该方法能够有效防止齿廓基圆测量法在进行内齿轮测量时的干涉现象,同时实现小直径内齿轮(外圆直径小于10mm)的一次装卡完成齿形、齿向和齿距误差测量。     

适于加工现场使用的齿形误差测量方法

针对传统齿轮测量仪器附件繁多、操作复杂、对环境要求较高的问题,提出一种适于加工现场使用的齿形误差测量方法,可准确测量齿轮在运动过程中的齿形误差,并能在加工过程中进行在线测量。通过计算机仿真证明了此方法的可行性。     

摆动活齿内齿圈齿形误差测量方法研究

分析摆动活齿传动关键零件—中心轮内齿圈的成形原理和加工方法 ,探讨测量中心轮内齿圈齿形的原理和方法。采用三坐标测量机测量内齿圈齿形 ,并求解出内齿圈齿形误差 ,证明其加工原理是可行的。     

大型齿轮齿形、齿向误差一体测量技术

提出了大型齿轮齿条刃边测头在机综合测量方案,阐述了该测量系统软件的主要功能模块,给出了对大型齿轮齿形误差和齿向误差测量与评定的实例。     

斜齿轮副的测绘方法

应用计算与测量相结合的方法，详述了在实际生产中遇到的标准斜齿轮副和变位斜齿轮副的测绘方法，并给出了具体实例。     

螺旋锥齿轮齿面离散点空间坐标及法矢的计算

根据螺旋锥齿轮的切齿加工方法和齿轮啮合原理,运用矢量运算的方法建立了大轮成形法加工和小轮刀倾法加工的理论齿面方程并规划了齿面计算网格点区域.运用Visual Studi0 2008编程环境,编写了理论齿面各离散点空间坐标及法矢的计算软件,通过该软件可计算得到螺旋锥齿轮理论齿面各离散点在齿轮坐标系中的坐标值和单位法矢.将得到的理论齿面坐标点及法矢导入到三坐标测量机中进行测量获得各离散点的齿形误差,然后将获得该理论齿面坐标点及法矢的参数输入到CNC3906齿轮测量中心进行齿形误差测量,获得齿面上各离散点的齿形误差.将两组齿形误差测量数据进行对比分析,论证了所开发的计算软件的正确性,为螺旋锥齿轮齿面偏差的测量以及螺旋锥齿轮数字化闭环制造提供了正确的理论齿面数据.     

齿轮滚刀轴向齿形误差的测量

分析齿轮滚刀的齿形特点,提出了在3906型CNC齿轮测量中心上测量齿轮滚刀轴向齿形误差的方法。主要讨论了测量控制数学模型和误差计算的方法,并在CNC齿轮测量中心上进行了试验,试验结果证明了该方法的正确性。     

数控齿轮加工机床的在机测量系统

基于齿轮渐开线轮廓面的构型机理和数控齿轮加工机床的运动功能,提出了一种齿轮在机测量方法,并开发了相应的在机测量系统。该方法在不增加额外的测量系统机械机构的情况下,充分利用数控机床自身的高速、高精密和高可靠性的伺服运动实现渐开线齿轮的齿形、齿向及齿距等误差项目的在机测量。在机测量实验表明了该系统的有效性和可行性,是齿轮在机测量中高效率、高精度、低成本的解决方案,构成了数控机床质量保证系统中的一个重要环节。