齒輪雙面嚙合多維測量理論及技術(shù)研究.pdf

1、齒輪應(yīng)用有悠久的歷史，但在現(xiàn)代工業(yè)中仍起著不可替代的作用。2007年全世界的齒輪產(chǎn)值是4200億，中國齒輪行業(yè)的產(chǎn)值為890億，其中車輛齒輪占三分之二。為確保齒輪質(zhì)量，諸如美國的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，應(yīng)對成品齒輪進(jìn)行100％的測量。雖然在計量室條件下齒輪測量是成熟的技術(shù)，但在生產(chǎn)現(xiàn)場的大批量檢測中，如何快速獲取齒輪的精度信息卻是個難題。而之前，我國的研究與應(yīng)用幾乎是空白。 目前世界上應(yīng)用在生產(chǎn)現(xiàn)場的齒輪快速測量通常采用齒輪雙面嚙合測量原

2、理，主要是其原理簡單、測量效率高、對環(huán)境無嚴(yán)格要求、測量齒輪制作簡便，能適應(yīng)相對惡劣的生產(chǎn)現(xiàn)場環(huán)境而又能滿足快速測量的要求。但是基于雙面嚙合測量所獲得的徑向綜合偏差很難保證齒輪軸向精度是否合格，而齒輪軸向精度與齒輪壽命、振動和噪聲是密切相關(guān)的。在保持了傳統(tǒng)齒輪雙面嚙合測量優(yōu)點的基礎(chǔ)上，為獲取齒輪軸向精度信息，本文對齒輪雙面嚙合多維測量理論及技術(shù)展開了研究，主要內(nèi)容如下： (1)研究了齒輪雙面嚙合多維測量原理的實現(xiàn)方式，即在Gim

3、bal機構(gòu)上獲取齒輪軸向精度信息。建立了齒輪雙面嚙合多維測量模型，分析系統(tǒng)動態(tài)特性，得出了固有頻率、測量速度以及阻尼對系統(tǒng)響應(yīng)的影響，為測量系統(tǒng)設(shè)計及選用合適的測量條件提供依據(jù)。 (2)定義了齒輪軸向精度新指標(biāo)：徑向綜合齒向傾斜偏差、一齒徑向綜合齒向傾斜偏差、徑向綜合齒向錐度偏差、一齒徑向綜合齒向錐度偏差，給出了各指標(biāo)的評定方法。分析了新指標(biāo)與齒輪工藝因素的關(guān)系，表明了設(shè)立這些新指標(biāo)的必要性。 (3)研制成功基于齒輪雙面

4、嚙合多維測量原理的齒輪在線測量機：給出了總體方案、機械系統(tǒng)的主機及多維測量機構(gòu)、控制系統(tǒng)的線路接口及實現(xiàn)功能的方法步驟以及測控軟件系統(tǒng)的測量流程及界面。 (4)給出了系統(tǒng)標(biāo)定方法。標(biāo)定需要用到工件標(biāo)準(zhǔn)齒輪、齒向特征齒輪、錐度特征齒輪；測量需要用到測量齒輪和特殊測量齒輪。本文設(shè)計出了這五種特征齒輪。 (5)分析了測量不確定度：以徑向綜合齒向傾斜偏差的測量為例，從機械系統(tǒng)誤差、標(biāo)準(zhǔn)量誤差、信號處理與軟件算法誤差三方面計算標(biāo)準(zhǔn)