基于激光跟踪仪的特大型直齿轮齿距偏差测量新方法

为了测量特大型齿轮齿距偏差,提出了基于激光跟踪仪的特大型直齿轮齿距测量新方法。利用激光跟踪仪的大空间测量能力测量齿轮齿槽,分别获得被测特大型直齿轮相邻两条齿距误差曲线。由于被测齿轮直径超过6 000 mm,可以根据点到直线距离公式近似计算单个齿距误差。首先,分析了传统方法下基于激光跟踪仪构建齿轮工件坐标系后的齿距测量模型,并根据特大型直齿轮的特点,提出了基于激光跟踪仪的无坐标系特大型直齿轮齿距误差测量模型。测量模型回避了特大型齿轮工件坐标系的建立,直接对齿槽进行双面接触测量;通过对两条齿槽测量直线进行误差评定即可获得单个齿距最大误差与单个齿距平均误差,通过转站测量实现齿距累积总偏差的测量;最后,采用蒙特卡罗法对不同测量方法的测量不确定度进行仿真分析,得出系统测量不确定度。实验结果表明,提出的基于激光跟踪仪的特大型直齿轮齿距偏差测量方法满足直径6 000 mm以上的8级精度特大型齿轮的单个齿距偏差测量要求,满足直径6 000 mm以上的10级精度特大型齿轮的齿距累积总偏差测量要求。     

基于线结构光的超精密齿轮齿距偏差测量分析

超精密齿轮精度要求高,使用接触式测量容易造成齿面损伤,影响精度,且只有少部分的接触式测量设备能达到微米级别,测量效率低,所以因为效率、精度的原因无法满足超精密齿轮的测量需求;故从诸多测量方法中选取了线结构光测量系统,对基于线结构光的超精密齿轮齿距偏差测量进行了分析研究.根据IS01328-1:2013《圆柱齿轮精度标准》中齿距偏差项目的 定义,通过线结构光测量系统对模数为3.0 mm,齿数为30的2级精度渐开线圆柱直齿轮样板进行了齿距偏差测量,得到了左、右齿面的单个齿距偏差分别为1.71 μm和1.73 μm,以及左、右齿面的齿距累积总偏差分别为5.43 μm和5.70 μm,并分别与IS01328-1:2013和GB/T 10095.1-2008中单个齿距偏差和齿距累积总偏差的许用值进行对比,证明了该线结构光测量系统能够实现超精密齿轮的非接触式测量.     

基于线结构光的超精密齿轮齿距偏差测量分析

超精密齿轮精度要求高,使用接触式测量容易造成齿面损伤,影响精度,且只有少部分的接触式测量设备能达到微米级别,测量效率低,所以因为效率、精度的原因无法满足超精密齿轮的测量需求;故从诸多测量方法中选取了线结构光测量系统,对基于线结构光的超精密齿轮齿距偏差测量进行了分析研究.根据IS01328-1:2013《圆柱齿轮精度标准》中齿距偏差项目的 定义,通过线结构光测量系统对模数为3.0 mm,齿数为30的2级精度渐开线圆柱直齿轮样板进行了齿距偏差测量,得到了左、右齿面的单个齿距偏差分别为1.71 μm和1.73 μm,以及左、右齿面的齿距累积总偏差分别为5.43 μm和5.70 μm,并分别与IS01328-1:2013和GB/T 10095.1-2008中单个齿距偏差和齿距累积总偏差的许用值进行对比,证明了该线结构光测量系统能够实现超精密齿轮的非接触式测量.     

大型齿轮齿距偏差在机测量仪的研制

大型齿轮特别是特大齿轮的快速精确测量一直是齿轮测量领域的技术难点。以相对法齿距测量原理为基础,运用圆周封闭原则,采用异步驱动同步测量的方式,研制出大型齿轮齿距偏差在机测量仪。测量仪通过对齿距偏差的逐齿测量,可以得出大齿轮的单个齿距偏差以及齿距累积总偏差,使用特殊的测头结构以及高精度的电感测微仪,可以满足大型齿轮旋转过程中测距偏差测量条件的要求。同时通过对测量系统的标定,可以拟合出测头偏转与电感测微仪示值的对应关系曲线。通过对测量结果进行重复性评估,表明该齿距测量装置的重复定位精度以及系统响应速度能够满足5 m直径大齿轮齿距偏差在机测量的要求。     

一种大型齿轮齿距偏差和累积偏差的测量方法

文中以一种大型齿轮为研究对象,提出了基于激光跟踪仪的测量齿距偏差和齿距累积偏差的相对测量法。与常规的测量方法相比,该方法扩大了大型齿轮齿距偏差和齿距累积偏差的测量范围。文中论述了相对测量法的原理,推导了齿距偏差和齿距累积偏差的计算模型,解决了大型齿轮齿距偏差和累积偏差的测量难题。该测量方法可以有效评估齿轮齿距偏差和齿距累积偏差,其测量系统精度可达到0.01 mm/m。     

磨齿机分度误差传递规律

为预测被加工齿轮的齿距加工精度,研究了Y7125型大平面砂轮磨齿机系统分度误差的传递规律。采用全闭环测量法对用作角度测量基准的正36面棱体进行了高精度标定;基于该正36面棱体和相对测量法在机提取机床36个等分点系统分度误差曲线;最后在磨齿机上进行精密磨齿实验,通过比较齿轮试件的齿距累积偏差与机床原始系统分度误差的差异,研究机床分度误差的传递规律,并通过实验得到磨齿机分度误差传递过程中的不确定度。实验结果表明:采用全闭环测量法标定正36面棱体的测量不确定度达到±0.05;磨齿机系统分度误差传递到被加工齿轮后,齿距累积总偏差由2.1m增大到2.6m,相对误差增加了24%;通过磨齿实验得到磨齿机分度误差传递过程中的不确定度为±0.6m。得到的机床分度误差传递规律可用于预测齿轮的齿距累积加工精度,为制定科学的磨齿工艺提供技术支持。     

齿轮测量中心标准中齿廓倾斜偏差测量不确定度参数的确定

通过对现阶段齿轮量仪国外标准的分析,确定了齿轮测量中心标准所要求涵盖的具体内容,提出了评价仪器的技术指标,包括齿廓倾斜偏差的测量不确定度。针对影响齿廓倾斜偏差测量的各个因素,运用标准不确定度的评定方法,计算出这些因素的标准不确定度,最终确定不确定度参数。     

齿轮齿距精度测量数据处理程序

反映齿轮齿距精度的齿轮误差项目是齿距累积误差和齿距偏差。JB179-83《渐开线圆柱齿轮精度》标准(现改为GB10095-88)又增加一项:K个齿距累积误差,误差测量数据处理对于同测量方法有不同处理方法,用手工计算比较麻烦,而用微饥程序计算就变得非常方便。程序介绍如下: 一、测量方法说明齿轮齿距测量现有两种方法,一种是所谓相对法,这是以任意一个齿距为测量基     

降低齿轮齿距累积偏差的方法

为了减小齿轮磨削加工中的磨床系统分度误差,提高齿轮加工精度,分析了齿轮磨床分度误差、齿轮安装偏心和齿轮齿距偏差之间的关系,获得了分度误差的计算方法,并计算出了齿轮磨床的分度误差。依据计算得到的分度误差值调整磨床,降低磨床分度误差,减小齿轮齿距累积偏差,提高了齿轮加工精度。以Y7125大平面砂轮磨齿机床为例验证了提出方法的可行性。建立了齿轮安装偏心和齿廓偏差的数学模型,求出了齿轮安装偏心的幅值和相位角,然后由齿轮安装偏心、磨床分度误差和齿轮齿距偏差的关系得到磨床的分度误差值。根据计算得到的分度误差值调整磨床分度盘,使磨床的分度误差从17.7μm减少为3.3μm,被加工齿轮的齿距累积总偏差由46.9μm降低到11.5μm,齿距精度达到三级。验证结果表明,按照这种方法调整磨床可以快速有效地降低磨床的系统分度误差,从而降低齿轮的齿距累积偏差。     

齿轮齿距精度测量数据处理程序

<正> 反映齿轮齿距精度的齿轮误差项目是齿距累积误差和齿距偏差。JB179—83《渐开线圆柱齿轮精度》标准(现改为GB10095-88)又增加一项:K个齿距累积误差,误差测量数据处理对于同测量方法有不同处理方法,用手工计算比较麻烦,而用微机程序计算就变得非常方便。程序介绍如下: 一、测量方法说明齿轮齿距测量现有两种方法,一种是所谓相对法,这是以任意一个齿距为测量基     

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。     

基于齿轮局部图像的齿距机器视觉测量方法

针对工业对中小模数直齿圆柱齿距快速测量需求及视觉测量特点,提出一种基于齿廓图像边缘过渡带信息统计的单个齿距算法。该算法首先采用双阈值法提取齿轮齿廓边缘过渡带像素信息,然后根据齿轮渐开线几何关系,将过渡带像素信息逆向映射到基圆上,计算得到最优的齿廓边缘渐开线初始相位角,最后利用两条相邻同名齿廓初始相位角计算得出齿距。通过采用高精度量块组合边缘测量试验,验证了该算法的原理正确性和测量精度。结果表明,利用该算法视觉测量得到的相对位置最大偏差为0.002 1 mm,最大分散度为0.000 52 mm。对同一5级精度齿轮进行齿距测量,视觉齿轮测量仪和MM3525齿轮测量中心测量的最大单个齿距偏差出现在相同齿距上,二者相差0.000 7 mm,其齿距累积总偏差相差0.001 mm,表明本齿轮齿距视觉测量方法可以满足5级精度直齿圆柱齿轮齿距的快速测量要求。     

齿轮螺旋线偏差比较测量结果的不确定度评定

要提高齿轮螺旋线的测量准确性,使用螺旋线样板或标准齿轮作为标准,用上级计量部门测量的螺旋线样板或标准齿轮的数据对齿轮螺旋线测量仪的示值进行修正,再测量齿轮螺旋线,消除齿轮螺旋线测量仪的系统误差。本文将从齿轮螺旋线最基本的展成原理深入全面分析齿轮螺旋线倾斜偏差测量结果的影响量,同时进行测量不确定度评定。     

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。     

3903型CNC齿轮测量中心

3903型CNC齿轮测量中心是一种综合性的齿轮测量仪器。该仪器可以测量直齿渐开线圆柱齿轮、斜齿渐开线圆柱齿轮、内齿轮、剃齿刀、插齿刀的齿廓偏差、螺旋线偏差、齿距累积偏差、齿距偏差、径向跳动等以及滚刀的齿形误差(其中包括刃口齿形、齿背齿形)、滚刀三转内(一转内)切削刃的螺旋线     

基于谐波分解的滚齿加工齿距误差在机补偿方法研究

为提高齿轮的滚齿加工精度,提出了一种基于谐波分解的滚齿加工齿距误差在机补偿方法。利用在机测量系统对含有加工余量的齿轮进行齿距累积偏差的测量,得到齿距累积偏差曲线;根据离散傅里叶变换求取齿距累积偏差曲线的幅值谱和相位谱,通过所求得的幅值谱和相位谱求解误差补偿量,以加工程序(NC程序)的形式输入数控系统;通过控制滚刀和工件之间的啮合关系,从而实现齿轮齿距累积偏差的在机补偿。通过VeriCut进行的齿轮加工仿真结果表明,该方法可以减小被加工齿轮的齿距累积偏差,使滚齿加工的齿距加工精度提高2-3个精度等级。     

3903A型CNC齿轮测量中心

3903A型CNC齿轮测量中心是哈尔滨量具刃具集团有限责任公司新开发的一种综合性齿轮测量仪器。该仪器可以测量直齿、斜齿渐开线圆柱齿轮、内齿轮、剃齿刀和插齿刀的齿廓偏差、螺旋线偏差、齿距累积偏差、齿距偏差、径向跳动以及测量滚刀的齿形误差(包括刃口齿形、齿背齿形)、三转内(一转内)切削刃的螺旋线误差、啮合线误差等。此外,     

Reduction of cumulative pitch deviation for gears in grinding machines

为了减小齿轮磨削加工中的磨床系统分度误差,提高齿轮加工精度,分析了齿轮磨床分度误差、齿轮安装偏心和齿轮齿距偏差之间的关系,获得了分度误差的计算方法,并计算出了齿轮磨床的分度误差.依据计算得到的分度误差值调整磨床,降低磨床分度误差,减小齿轮齿距累积偏差,提高了齿轮加工精度.以Y7125大平面砂轮磨齿机床为例验证了提出方法的可行性.建立了齿轮安装偏心和齿廓偏差的数学模型,求出了齿轮安装偏心的幅值和相位角,然后由齿轮安装偏心、磨床分度误差和齿轮齿距偏差的关系得到磨床的分度误差值.根据计算得到的分度误差值调整磨床分度盘,使磨床的分度误差从17.7 μm减少为3.3μm,被加工齿轮的齿距累积总偏差由46.9 μm降低到11.5 μm,齿距精度达到三级.验证结果表明,按照这种方法调整磨床可以快速有效地降低磨床的系统分度误差,从而降低齿轮的齿距累积偏差.     

偏置距和加工误差对面齿轮传动误差的影响研究

针对准确测量正交面齿轮的传动误差,减小测量过程中面齿轮安装误差对测量结果影响的问题,对既有偏置距又有加工误差的正交面齿轮进行了数学建模,并采用了TCA分析方法,研究了偏置距对带有加工误差的正交面齿轮传动误差及接触轨迹的影响规律,确定了最大偏置距范围。对不同偏置距下的面齿轮传动误差进行了测量实验,得到了一系列传动误差实测曲线及面齿轮一齿切向综合偏差。研究结果表明:面齿轮沿轴向上偏对传动误差影响不大;面齿轮沿轴向下偏时,面齿轮一齿切向综合偏差增大8.086μm;齿轮相对于小齿轮左右偏时,对传动误差无明显影响,面齿轮一齿切向综合偏差偏移量在1μm之内;这一结果对面齿轮传动误差测量中如何减小安装误差对测量结果的影响具有指导意义。     

在万工显上测量齿轮截面整体误差

齿轮截面整体误差测量是近年发展起来的一项新技术。通过测量齿轮截面整体误差,可以绘出齿轮截面整体误差曲线。此曲线不仅能反映齿轮各部位的切向综合误差、一齿切向综合误差、齿距偏差、齿距累积误差、齿形误差和基节偏差,而且还能直观地反映出这些误差的相互联系。