对于灵敏度齿轮双啮仪精密和自动化测量技术

摘要：制造业已经并将继续呈现高精尖进展态势。齿轮作为制造业的重要零部件,其制造精度对整个制造业作用重大。齿轮测量的精度是齿轮制造精度的重要保障,在齿轮繁多的测量项目中,齿轮径向综合总偏差有着重要的现实作用,因为其测量原理与齿轮啮合工作的真实状态是一致的,它的高低决定着齿轮传动的平稳性与运动传递的准确性。市面上用于测量径向综合总偏差的双啮仪无法满足精密测量的要求,究其理由主要有：仪器机械结构为滑动式,其啮合历程中产生的摩擦影响了测量灵敏度,导致无法对精度较高齿轮进行测量；传统测量原理是将高于被测齿轮三个等级标的标准齿轮用作测量齿轮,而视测量齿轮为零误差齿轮,但本课题测量对象为GB/T10095.2-2008规定的2级以上的标准齿轮,故已无法找到更高级的齿轮用作其测量齿轮。本论文旨在突破这两难点,探讨出超精密标准齿轮双啮仪,使其满足2级精度以上的渐开线圆柱齿轮自动化测量要求。针对以上难点,课题开展了以下几个方面的探讨工作：1.设计搭建仪器：针对传统双啮仪测量灵敏度太低的不足,课题在传统双啮仪的基础上革新设计弹簧片悬挂摆动机构,并对各零部件进行三维建模,加工和选择合适的零部件搭建完成测量仪。2.完成测控系统：为实现测量的自动化,为仪器增加了软件制约系统。采取中断方式进行误差数据的采集,经串口将采集到的数据输入制约系统,对采集到的数据做进一步进行计算浅析、存储、以及误差曲线的绘制。3.仪器误差浅析：对各配合面进行研磨等工艺处理,确保机构的稳定性。通过实验室精密径向跳动测量仪对芯轴进行检测,然后调节两芯轴使其满足测量的精度要求。为提升测量仪的动态精度,浅析了测量历程的颤振及其抑制,针对测量转速与测头位置进行振动测试实验,确定最佳测速与测头位置。4.实验数据处理：针对传统检测策略无法用于精密测量这一不足,课题利用了分组对换法进行测量,对该测量策略可行性进行了论述浅析和实验验证。选取齿轮作为测量对象,然后进行不确定度的浅析,以确保测量的可靠性。通过机械结构与测量策略的全面改善,最终的实验测量结果与论述浅析基本一致。针对精度超精密标准齿轮,本课题探讨改善的双啮仪能够满足其测量要求,为超精密标准齿轮的制造提供了有力保障。关键词：标准齿轮论文双啮仪论文灵敏度论文对换法论文不确定度论文

摘要4-5

Abstract5-6

目录6-8

1 绪论8-18

1.1 超精密齿轮测量技术探讨近况8-11

1.1.1 齿轮精度等级标准的统一历程8-9

1.1.2 国内外超精密齿轮进展水平9-10

1.1.3 齿轮测量技术的进展与近况10-11

1.2 齿轮径向综合总偏差测量原理与近况11-16

1.2.1 齿轮径向综合总偏差测量原理11

1.2.2 双面啮合测量仪近况与走势11-16

1.3 课题探讨内容、目的及作用16-17

1.4 本章小结17-18

2 超精密标准齿轮双啮仪的设计与搭建18-26

2.1 概述18

2.2 超精密标准齿轮双啮仪的革新设计18-21

2.2.1 普通双啮仪的结构浅析18-19

2.2.2 普通双啮仪优缺点浅析19

2.2.3 超精密齿轮双啮仪结构革新设计19-21

2.3 超精密标准齿轮双啮仪的搭建21-25

2.3.1 双啮仪的关键零部件21-24

2.3.2 双啮仪的整体结构与功能的实现24-25

2.4 本章小结25-26

3 超精密标准齿轮双啮仪的测控系统26-35

3.1 概述26

3.2 双啮仪的自动化制约与数据采集26-29

3.2.1 测量系统的自动化制约27-28

3.2.2 运用中断方式采集数据28-29

3.3 系统软件总体浅析与设计29-34

3.3.1 测量软件的需求与功能浅析30

3.3.2 软件的总体设计与功能实现30-34

3.4 本章小结34-35

4 超精密齿轮双啮仪的关键误差浅析35-49

4.1 概述35

4.2 双啮仪的振动测量与浅析35-40

4.2.1 双啮仪最佳测量转速36-37

4.2.2 双啮仪测头最佳位置37-40

4.3 双啮仪芯轴引起的误差浅析40-48

4.3.1 双啮仪芯轴的径向跳动测量与浅析40-42

4.3.2 双啮仪芯轴平行度调试与计算浅析42-48

4.4 本章小结48-49

5 超精密标准齿轮测量实验与数据处理49-56

5.1 概述49

5.2 超精密标准齿轮测量实验49-51

5.2.1 径向综合总偏差允许值推算49-50

5.2.2 超精密齿轮分组测量实验50-51

5.3 超精密标准齿轮数据处理51-55

5.3.1 对换法运用于求解偏差值51-53

5.3.2 测量不确定度的浅析计算53-55

5.4 本章小结55-56

结论56-58