[發(fā)明專(zhuān)利]直線(xiàn)測(cè)頭式小齒輪誤差差動(dòng)測(cè)量方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010604428.9
• 申請(qǐng)日: 2010-12-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102135470A
• 公開(kāi)（公告）日: 2011-07-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馮剛;謝華錕;葉勇;付瑛
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 成都工具研究所有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G01M13/02
• 分類(lèi)號(hào): G01M13/02;G01B11/26;G01B7/30
• 代理公司: 成都立信專(zhuān)利事務(wù)所有限公司 51100
• 代理人: 馮忠亮

技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明涉及一種小齒輪誤差測(cè)量方法，屬于精密測(cè)試技術(shù)及儀器、機(jī)械傳動(dòng)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

小齒輪通常是指模數(shù)小于1mm，或分度圓直徑小于30mm的齒輪。小齒輪在精密量具、航空儀表、計(jì)時(shí)鐘表中應(yīng)用廣泛。我國(guó)是小齒輪生產(chǎn)大國(guó)，但質(zhì)量不高、精度不穩(wěn)定。

現(xiàn)有的小齒輪測(cè)量方法有接觸法和非接觸測(cè)量法。接觸測(cè)量法按測(cè)量元件的不同可分為點(diǎn)測(cè)頭式、蝸桿嚙合式和齒輪嚙合式三類(lèi)。

點(diǎn)測(cè)頭坐標(biāo)式測(cè)量法，如齒輪測(cè)量中心，采用點(diǎn)測(cè)頭和坐標(biāo)測(cè)量方式。其典型測(cè)頭如圖1。這種大頭、細(xì)頸和長(zhǎng)桿狀特點(diǎn)的點(diǎn)測(cè)頭剛性弱、制造難。因此用該方法，國(guó)內(nèi)通常可測(cè)量齒輪模數(shù)僅小至0.4mm。再者，點(diǎn)測(cè)頭坐標(biāo)測(cè)量法的測(cè)量運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不符合齒輪使用狀態(tài)，測(cè)得的誤差信息較片面。

蝸桿嚙合式測(cè)量法，如圖2，采用單軸驅(qū)動(dòng)方式，即電機(jī)驅(qū)動(dòng)測(cè)量蝸桿，被測(cè)齒輪和其固連的軸系因與測(cè)量蝸桿單面嚙合而被動(dòng)旋轉(zhuǎn)。該方法通常可以測(cè)量模數(shù)小至0.5mm的齒輪。但對(duì)于更小的模數(shù)，弱剛性被測(cè)齒輪就不足以無(wú)變形地帶動(dòng)與其固連的大轉(zhuǎn)動(dòng)慣量軸系。這種“直接測(cè)量”系統(tǒng)的測(cè)量精度和測(cè)量靈敏度，對(duì)于測(cè)量小齒輪來(lái)說(shuō)太差而不能采用。

齒輪嚙合式測(cè)量法中的雙軸主動(dòng)驅(qū)動(dòng)單面嚙合差動(dòng)測(cè)量法，亦稱(chēng)之為差動(dòng)式測(cè)量方法，是發(fā)明專(zhuān)利200710049601.1中的方法，如圖3。其基本思想是將測(cè)量元件和被測(cè)齒輪由兩套電機(jī)分別驅(qū)動(dòng)，測(cè)量元件相對(duì)于測(cè)量元件部件軸系的差動(dòng)誤差由差動(dòng)聯(lián)軸器加差動(dòng)傳感器測(cè)量出來(lái)。該方法首次解決了小齒輪單嚙測(cè)量的世界性難題。但該方法存在測(cè)量齒輪制造精度的難點(diǎn)，因此目前測(cè)量精度不高。

綜上所述，目前小齒輪測(cè)量方法有三大不足點(diǎn)：

第一點(diǎn)是，點(diǎn)測(cè)頭受加工工藝限制而不能做到更小即不能測(cè)量更小齒輪，且點(diǎn)測(cè)頭坐標(biāo)測(cè)量法的測(cè)量運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不符合齒輪使用狀態(tài)，測(cè)得的誤差信息較片面；

第二點(diǎn)是，蝸桿嚙合式測(cè)量法是單軸驅(qū)動(dòng)式“直接測(cè)量”，其測(cè)量精度和測(cè)量靈敏度不能用于小齒輪測(cè)量；

第三點(diǎn)是，齒輪嚙合式測(cè)量法中，測(cè)量齒輪制造精度的難點(diǎn)，因此目前測(cè)量精度不高。

發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明的目的是提供一種測(cè)量運(yùn)動(dòng)狀態(tài)符合齒輪使用狀態(tài)，測(cè)量元件和被測(cè)齒輪不易變形，測(cè)量精度高的直線(xiàn)測(cè)頭式小齒輪誤差差動(dòng)測(cè)量方法。

本發(fā)明的另一個(gè)目的是使測(cè)量頭更適合齒輪測(cè)量，剛性好，便于加工。

本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的：

本發(fā)明直線(xiàn)測(cè)頭式小齒輪誤差差動(dòng)測(cè)量方法，其特征在于測(cè)量頭位于測(cè)頭拖板上通過(guò)第1電機(jī)的傳動(dòng)相對(duì)基座平移，差動(dòng)測(cè)量裝置位于測(cè)頭拖板上，或者位于第2電機(jī)與被測(cè)齒輪的軸套上。

當(dāng)差動(dòng)測(cè)量裝置位于測(cè)頭拖板上時(shí)，差動(dòng)測(cè)量裝置檢測(cè)出測(cè)量頭相對(duì)于測(cè)頭拖板的位移值L₁，位于基座上的第1位移傳感器檢測(cè)出測(cè)頭拖板相對(duì)于基座的位移值L₂，位于第2電機(jī)與被測(cè)齒輪的軸套上的第2角位移傳感器測(cè)出被測(cè)齒輪相對(duì)于基座的旋轉(zhuǎn)角位移值Φ₁，將上述三個(gè)數(shù)據(jù)送入計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理得到被測(cè)齒輪的綜合疊加誤差δ，

δ＝(L₁+L₂)Cosα-r_bΦ₁

其中α為被測(cè)齒輪和測(cè)量頭的壓力角值，

r_b是被測(cè)齒輪基圓半徑值。

當(dāng)差動(dòng)測(cè)量裝置位于第2電機(jī)與被測(cè)齒輪的軸套上時(shí)，差動(dòng)測(cè)量裝置檢測(cè)出被測(cè)齒輪相對(duì)于被測(cè)齒輪軸系間的相對(duì)位移值L₃，第1位移傳感器檢測(cè)出測(cè)量頭相對(duì)于基座的位移值L₄，第2角位移傳感器檢測(cè)出被測(cè)齒輪軸系相對(duì)于基座旋轉(zhuǎn)的角位移值φ₂，將上述三個(gè)數(shù)據(jù)送入計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理得到被測(cè)齒輪的綜合疊加誤差δ，

δ＝(L₃+L₄)Cosα-r_bφ₂

其中α為被測(cè)齒輪的壓力角值，

r_b是被測(cè)齒輪基圓半徑值