[發明專利]一種兩軸隨動控制檢測齒輪齒廓和螺旋線的方法

有效

• 申請號: 200810062556.8
• 申請日: 2008-06-24
• 公開（公告）號: CN101419066A
• 公開（公告）日: 2009-04-29
• 發明（設計）人: 趙軍;劉維;孔明;吳珂;馬忠祥
• 申請（專利權）人: 中國計量學院
• 主分類號: G01B21/20
• 分類號: G01B21/20
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司
• 代理人: 周 烽

技術領域

本發明涉及傳動機械齒輪的測量技術領域，特別地，涉及一種兩軸隨動控制檢測齒輪齒廓和螺旋線的方法。

背景技術

目前齒輪齒廓和螺旋線的測量方法主要有機械展成法、電子展成法和坐標法。

在儀器上利用機械結構復現理論曲線軌跡的方法，稱之為機械展成法。以測量齒輪齒廓為例，直線與圓做無滑動的滾動時，直線上一點展成漸開線。以直尺的一條直邊代替直線，以被測齒輪基圓半徑為半徑的基圓盤的圓周代替圓，直尺與基圓盤間作純滾動，直尺上一點相對于基圓盤形成理論漸開線軌跡。用一個位移傳感器的測頭代替直尺上的一點，測頭相對于基圓盤形成理論漸開線軌跡，與基圓盤同軸安裝的齒輪的齒廓與其進行比較測量，便可由位移傳感器把齒廓偏差指示出來。這種測量方法對基圓盤和直尺的加工精度要求較高，測量精度依賴于基圓盤和直尺的精度，不易提高。當測量不同尺寸的齒輪時，需制造不同的基圓盤，成本較高，通用性弱。

隨著電子和計算機技術的發展，出現了由電子和機械共同組成的系統來復現理論曲線軌跡，這種系統也可以由計算機進行數控(CNC)，這種方法稱為電子展成法。最基本的電子展成系統由數控裝置、伺服驅動裝置、傳動裝置及位置檢測裝置所組成。以測量齒輪螺旋線為例，由數控裝置按照螺旋線方程給出回轉運動和軸向直線運動的關系，分別向兩套伺服驅動裝置發出控制信號，由伺服裝置驅動傳動裝置。假設沒有傳動誤差，則位移傳感器的測頭相對于被測齒輪的分度圓形成理論螺旋線軌跡，被測螺旋線與其進行比較測量，可得到螺旋線偏差。

可見這兩種方法都是在儀器上復現理論曲線軌跡，通過傳感器與被測曲線進行比較，從而得到偏差曲線。故當被測曲線偏差超過傳感器的量程時，測量方法失效，甚至發生意外碰撞。

坐標法分為極坐標法和直角坐標法兩種。坐標法測量齒輪齒廓特點是將被測齒廓上若干點的實際坐標與相應理論坐標進行比較而計算出齒廓偏差的方法。坐標法測量螺旋線是基于螺旋線是一條空間曲線，可按螺旋線形成原理分別測量齒輪轉角和測頭沿齒輪軸線方向的位移量，與相應的理論值進行比較，計算出螺旋線偏差；或者沿螺旋線按空間直角坐標逐點測量三個坐標值，計算螺旋線偏差。這種測量方法所需的控制系統比較復雜，且精度不易提高。

發明內容

本發明的目的在于針對現有技術的不足，提供一種兩軸隨動控制檢測齒輪齒廓和螺旋線的方法。

本發明的目的是通過以下技術方案來實現的：一種兩軸隨動控制檢測齒輪齒廓的方法，包括以下幾個步驟：

(1)設定初始狀態：將位移傳感器的測頭調整在被測齒輪齒廓展開長度的起始測量點上，并與齒面接觸，電機帶動回轉軸以一定的速度轉動；

(2)兩軸隨動控制：位移傳感器檢測出測頭與被測齒輪齒廓接觸的偏移量，經由信號采集電路傳輸至處理器，處理器輸出控制信號，調整測量滑塊在齒輪基圓切線方向的移動速度，使測頭與被測齒輪齒廓接觸的偏移量為零，即測頭沿著被測齒輪齒廓滑動；

(3)再現被測齒輪齒廓：實時采集被測齒輪轉動的角位移量和測量滑塊移動的線位移量，經信號采集電路處理后，傳輸至計算機，在計算機中根據兩者的運動軌跡再現出被測齒輪齒廓；

(4)獲得檢測結果：在計算機上將被測齒輪齒廓與標準理論齒廓進行比較，可得被測齒廓偏差。

一種兩軸隨動控制檢測齒輪螺旋線的方法，包括以下幾個步驟：

(1)設定初始狀態：將位移傳感器的測頭調整在被測齒輪的分度圓位置上，并與齒面接觸，電機帶動回轉軸以一定的速度轉動；

(2)兩軸隨動控制：位移傳感器檢測出測頭與被測齒輪螺旋線接觸的偏移量，經由信號采集電路傳輸至處理器，處理器輸出控制信號，調整測量滑塊在齒輪軸線方向的移動速度，使測頭與被測齒輪螺旋線接觸的偏移量為零，即測頭沿著被測齒輪螺旋線滑動；

(3)再現被測齒輪螺旋線：實時采集被測齒輪轉動的角位移量和測量滑塊移動的線位移量，經信號采集電路處理后，傳輸至計算機，在計算機中根據兩者的運動軌跡再現出被測齒輪螺旋線；

(4)獲得檢測結果：在計算機上將被測齒輪螺旋線與標準理論螺旋線進行比較，可得被測螺旋線偏差。