精密蜗轮副的传动误差测试方法与数据分析

介绍了一种实用的蜗轮副传动误差测试方法与实验系统。该系统采用了FPGA、USB2.0等先进技术,保证了测试工作的高精度和良好的重复性,也满足了高速采集和实时传输的需要。介绍了用定量机械移相法进行精度自检和用双观测进行重复性检验的方法,并得到测试系统精度为±0.136%,重复性为0.85″,满足一级蜗轮副检定要求。     

超精密蜗轮副加工成套工艺研究

介绍了一种新型超精密蜗轮副加工成套工艺,该工艺以"误差诱导重塑与自我精准抵消"为核心思想.为实现传动误差的精准检测,开发了机械传动误差检测智能iFMT仪器;研发了嵌入iFMT仪器可实现加工测量一体化功能的新型蜗轮母机;配合刀具、新标准等配套技术,加工得到双面同时达到DIN标准1级精度的超精密蜗轮副.     

平面包络环面蜗轮副的加工误差的周期性分析

平面包络环面蜗轮副是一种具有广阔应用前景的优良传动形式 ,为了进行平面包络环面蜗轮副的标准化、系列化生产和加工误差控制研究的需要 ,本文对平面包络环面蜗杆加工误差进行了分类分析 ,建立了传动误差和安装误差等与加工误差的关系 ,实现对平面包络环面蜗杆周期性误差的分析 ,为平面包络环面蜗杆的误差控制提供依据。     

用于超精密蜗轮副加工的误差诱导重塑与精准抵消新工艺

提出了将智能全微机化传动误差检测仪器(iFMT仪器)以仪器单元的形式嵌入蜗轮母机各环节,再采用动态检测技术贯穿精密蜗轮副形成全过程的全新工艺.在iFMT仪器的实时监测下,实现了各环节独自精度的提高,尤其是通过诱导相关误差的改变来抵消其原始误差,从而显著降低对高端加工装备和个人特殊技能的要求.研究结果表明:蜗轮与蜗杆及刀...     

寄生式时栅传感器动态测量误差的贝叶斯建模

为了提高寄生式时栅传感器的测量精度,分析了它的工作原理和动态误差组成,得到其主要误差分量为常值误差、周期误差和随机误差等。针对寄生式时栅误差特点,建立了寄生式时栅动态误差高精度预测模型,并与其他建模方法进行了比较。选用插入标准值的贝叶斯预测模型,以实际测量的传感器第一个对极动态误差数据进行建模,在后续对极特定位置插入部分实际误差测量数据,建立误差预测模型,预测了传感器后83个对极的动态误差。另选用三次样条插值和BP神经网络建模方法对寄生式时栅整圈动态误差建模,并与建立的误差模型进行了对比。验证实验表明,三次样条插值建模时间最短(0.62s),但其建模精度不高(16.050 0″);贝叶斯动态模型建模时间(0.86s)略长于三次样条插值,但建模精度最高(0.415 3″);BP神经网络建模时间最长(32min),但建模精度最低(19.680 2″)。同时贝叶斯插入标准值建模方法所需数据点(69395个)远少于三次样条和BP神经网络建模数据点(235526个),节省了大量的标定时间和建模数据量,因此可用于寄生式时栅传感器的动态测量误差高精度建模修正。     

嵌入式时栅角位移传感器短周期误差分析与补偿

为提高嵌入式时栅角位移传感器测量精度,从传感信号形成机理出发,对短周期误差成因进行了详细分析。通过对绕组等效分析和激励信号分析,确定了短周期误差的主要特性为一次和二次误差,一次误差来源为零点残余误差和直流分量误差,二次误差来源为激励信号正交误差。针对短周期误差补偿,提出了基于超限学习机的误差补偿方法,通过对测量值与真实值样本的训练得到模型最优参数,根据模型参数建立短周期误差模型,利用所得误差模型实现对短周期误差的补偿。实验结果表明,短周期误差分析结果与传感器实际误差特性一致,采用该补偿方法传感器短周期误差大幅度降低,降低了约96%。对比和重复性实验表明,该方法与谐波补偿法相比精度提高了约1倍,误差补偿效果更优,同时方法具有良好的测量稳定性,对提高嵌入式时栅角位移传感器的测量精度具有重要的理论和现实意义。     

时栅传感器电气误差分析及补偿

测量仪器误差分析是测量仪器研制过程中的重要一环。为了确定影响仪器测量精度的主要误差因素,本文讨论了时栅传感器电气误差中零电平误差、电源误差的产生原因,提出用误差补偿技术来提高时栅的测量精度,对时栅传感器的批量化生产具有重要作用。     

时栅位移传感器动态误差模型及修正算法研究

时栅位移传感器的动态测量的重要性日益凸显,提出了一种时栅位移传感器的动态误差修正模型。该模型以动生电动势和感生电动势为切入点,将转动模型等效为动测头单位绕组横截面直线运动模型,建立了转子转速与时栅位移传感器动测头感应信号之间的关系数学模型。实验验证以低速标定好的时栅位移传感器为基础,提高转子转速,运用该模型对时栅位移传感器采集的原始数据进行预处理,然后运用谐波修正对其进行动态误差修正。实验研究表明:采用该模型后72对极轴式时栅位移传感器转速为2 r/min的误差为±2.4″,转速为4 r/min的误差为±2.88″。     

一种新型双层拉伸夹具结构设计及分析

为快捷并准确测量新型复合材料的力学性能,设计了一种能够定位试件的新型双层拉伸夹具,具有双夹层与楔形结构,可以满足拉伸试验对试件加持力的要求,避免试验中试件出现滑移的情况,并能在竖向和水平两个方向对试件定位,保证拉伸试验的顺利进行以及试验数据的精准度。在此基础上,采用SolidWorks和Ansys Workbench联合仿真技术,对夹具结构模型进行了静力学分析,根据仿真分析结果,对拉伸夹具的结构和尺寸进行了改良设计并验证了改良设计的有效性和可行性。     

蜗杆传动三维建模与动态仿真

蜗杆传动是齿轮传动的一种,主要用于交错轴间传递运动和动力。最常用的是两轴交错角为90°的减速传动。与其他传动齿轮相比,蜗杆传动传动比大,传动平稳可靠,噪声小,可实现反向自锁。但是由于蜗杆传动属于滑动摩擦且速度较大,因而传动效率低。在平面绘图中,只能用分度圆、齿顶圆、齿根圆来表示齿形,为了克服蜗杆传动平面绘图的缺点,本文提出了一种基于SolidWorks的三维实体建模方法,这样可使抽象的问题直观化。我们还可以利于Animator插件来制作动画,它能实时录制蜗杆传动机构的工作过程,增强了对蜗杆传动机构的理解。     

用于极端和特殊条件下机械传动误差检测的寄生式时栅研究

针对高速、重载、超大等极端条件和中空、狭窄、限重等一些不能安装普通传感器的特殊条件下的全闭环精密测量与精密控制问题,沿袭前期时栅传感器研究基础,提出一种将被测齿轮与传感器融汇一体的新方法.采用非接触、密封的离散测头线圈直接把被测齿轮、蜗轮、蜗杆、齿条、丝杠等当作均匀分度的“齿栅”,作为新检测方法的行波产生器件,再用时钟脉冲作为位移精密测量的基准.另外采用4对径离散测头消除除去4n(n=1,2,3,…)次以外的各次谐波误差,保证寄生式时栅动态的位移测量精度,并从理论和实验上证明了该方法的正确性和有效性.这种寄生式时栅具有体积小、重量轻、成本低、抗强振动和抗强污染等显著特色,应用前景广泛.     

基于 AKF 滤波器的时栅角位移动态误差抑制方法

动态测量下的谐波误差成分是制约高精度、高分辨率的时栅角位移传感器在动态测量领域运用的主要原因之一。针对动态测量下时栅角位移传感器中的谐波抑制难题,首先简述了时栅角位移传感器的系统模型,其次建立了时栅角位移传感器的动态误差数学模型,之后解释了传感器的动态误差产生机理,阐述了自适应卡尔曼滤波的基本原理,最后构建了基于自适应卡尔曼滤波的时栅角位移传感器的动态误差抑制模型。通过仿真分析证明了时栅角位移传感器在匀速和变速运行情况下,经自适应卡尔曼滤波后,动态误差均降低了约70%,且随着传感器转速的提高,对谐波误差的抑制效果越明显。在实验运用中,该滤波算法对时栅角位移传感器的测量值有很好的实时预测性,传感器能够更快速且稳定运行,在100 r/min的转速下测量误差降低约80%。结果证实了自适应卡尔曼滤波在时栅角位移传感器的动态谐波误差抑制中有着显著的作用,能极大地提高传感器的动态测量精度。     

基于Matlab的时栅位移传感器的误差曲线分析与拟合研究

提出了一种基于Matlab傅立叶算法的传感器误差修正和补偿方法,将其应用于时栅位移传感器研究,借助于Matlab强大的计算功能实现时栅位移传感器测量的误差曲线分析和拟合算法,用低精度的机械加工实现高精度的传感器制造。     

陶瓷插芯PC磨床用电主轴结构设计及其动态特性仿真分析

对陶瓷插芯PC磨床用电主轴进行了结构设计,运用Ansys软件建立了相应的轴承—主轴系统三维有限元模型,采用Subspace模态提取法计算了该电主轴的前6阶固有频率和振型,验证了该款电主轴设计的合理性。     

时栅动态测量误差建模与补偿技术研究

为提高时栅传感器动态测量精度,针对时栅的误差特点,提出对动态测量误差的周期性成分和随机性成分分别建模的思想。采用傅里叶级数逼近的方法对误差中的周期性成分进行建模,利用最小二乘方法对逼近模型参数进行寻优,选取比重较大的谐波参数对误差的周期性成分进行分离,对于分离后残留的随机性成分采用支持向量回归(Support vector regression,SVR)模型进行预测,利用交叉验证的方法对回归预测模型进行参数寻优和细化,选取最优的核函数参数g和惩罚因子C,使得残差均方达到最小。研发误差补偿系统,对时栅动态测量误差进行补偿。试验结果表明,运用该建模方法和模型,时栅传感器动态测量误差的峰峰值由38.2″降至3″,有效地降低了测量误差,大幅度提高了传感器的测量精度。     

时栅传感器动态自动测试与标定系统

时栅传感器误差曲线的动态自动标定工作,在保证精度的同时,大幅度减少了标定所需的时间。同时,利用软件实现卡尔曼滤波方法,进一步提高了动态标定精度。文中主要介绍了系统工作原理及动态标定的方法,使用结果表明:动态自动测试效率和标定精度达到了预定的指标。     

U型动态电子汽车衡结构设计与分析

目前电子汽车衡产品主要以工字钢、槽钢和工字钢槽钢搭配三种结构为主,其突出缺点是成本较高。利用Ansys有限元技术对现有某动态电子汽车衡产品提出七种结构改进方案:工字钢槽钢混合搭配结构(数量和方位调整)、槽钢结构(数量和方位调整)、钝角U型钢结构、直角U型钢结构、X型钢结构、角铁纵筋U型钢结构和横隔板U型钢结构。经过理论分析、有限元分析及实际测量验证,并最终采用高250mm、厚6mm、钝角105°的U型型钢结构方案。该改进产品性能高、重量轻和成本低,市场应用前景广阔。     

时栅位移传感器误差动态采样与补偿模型研究

针对现有时栅位移传感器误差补偿模型补偿效果受标定实验台速度影响的问题,提出了一种基于三次样条插值-傅里 叶谐波合成的误差补偿模型。 首先,根据时栅位移传感器多测头信号感应原理与整周误差曲线等间距周期性分布特性,分析短 周期误差受标定实验台速度影响,引入传感器等间距采样的“错位”误差,该误差将直接影响构建的短周期误差补偿模型的补 偿效果;其次,利用三次样条插值法准确定位误差采样位置,精确重构短周期误差曲线;最后,通过重构的短周期误差曲线与傅 里叶谐波补偿法建立了短周期误差补偿模型,提高了时栅位移传感器误差补偿效果。 实验结果表明,采用本补偿模型后传感器 短周期误差峰峰值降至 1. 7″;本补偿模型短周期误差补偿效果优于传统基于傅里叶谐波补偿法构建的补偿模型,标定实验台速 度为 3 r/ min 时补偿效果可提高 56. 0% ,既能满足传感器动态标定的工作效率,也能满足传感器的高精度误差标定需求。     

精密传动链传动误差测试方法综述

精密传动链的回转传动误差检测有多种手段和方法,通过分析各种传动误差检测方法,可以看出使用简单光学仪器的静态测量方法简单、造价低,但使用有局限性;动态测量手段有磁分度法、惯性法、光栅法和时栅法等,其测量准确,各有不同的特点,已经成为现代传动误差测试的主流。但具体测试时,应综合考虑测量精度与分辨率,测量的转速范围,传动比范围;可测误差的频率范围以及记录仪的频率响应等因素,选取合理的检测方法。