專利名稱：小模數(shù)齒輪誤差的單面嚙合測(cè)量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
小模數(shù)齒輪誤差的單面嚙合測(cè)量裝置技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實(shí)用新型涉及一種小模數(shù)齒輪誤差的單面嚙合測(cè)量裝置，屬于精密測(cè)試計(jì)量 技術(shù)及儀器、機(jī)械傳動(dòng)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
[0002]小模數(shù)齒輪，通常指模數(shù)0.1 Imm的齒輪，多為塑料齒輪，是一種重要的運(yùn) 動(dòng)、傳動(dòng)件，廣泛應(yīng)用于OA設(shè)備、電動(dòng)工具、汽車儀表、航空航天等儀器儀表領(lǐng)域。隨 著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，小模數(shù)齒輪的尺寸越來越小，而精度要求卻越來越高，特別是微型 齒輪的出現(xiàn)，對(duì)小模數(shù)齒輪的測(cè)量提出了新挑戰(zhàn)。然而，目前小模數(shù)齒輪缺乏可靠有效 的測(cè)量技術(shù)和手段，遠(yuǎn)不能滿足目前的科學(xué)技術(shù)發(fā)展的需求。究其原因，主要是(微) 小模數(shù)齒輪的齒槽間隙小、輪齒剛性差等幾何和機(jī)械特點(diǎn)決定的。齒輪尺寸小、齒槽間 隙小，影響齒輪的分析式測(cè)量；齒輪慣性小、輪齒剛性差，影響齒輪的功能性測(cè)量。[0003]齒輪單面嚙合測(cè)量是最符合齒輪使用狀態(tài)的高效精密測(cè)量方式。齒輪單面嚙合 測(cè)量原理是指被測(cè)齒輪與理想精確的標(biāo)準(zhǔn)齒輪(可用標(biāo)準(zhǔn)蝸桿、標(biāo)準(zhǔn)齒條等測(cè)量元件代 替)在公稱中心距下做有側(cè)隙的單面嚙合轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，測(cè)量被測(cè)齒輪的實(shí)際轉(zhuǎn)角與理論轉(zhuǎn)角 的差值。[0004]如圖1所示，現(xiàn)有的齒輪單面嚙合測(cè)量?jī)x都采用單向傳動(dòng)測(cè)量方式，即計(jì)算機(jī) 12向控制器10發(fā)出指令，控制器10控制驅(qū)動(dòng)器9驅(qū)動(dòng)電機(jī)1按一定轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，聯(lián)軸器 2，圓光柵3、測(cè)量齒輪軸系4和測(cè)量齒輪5轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)被測(cè)齒輪6做單面嚙合轉(zhuǎn)動(dòng)，同 時(shí)帶動(dòng)被測(cè)齒輪軸系7和圓光柵8回轉(zhuǎn)。圓光柵8的測(cè)量值為θ”圓光柵3的測(cè)量值為 θ2，測(cè)量齒輪5與被測(cè)齒輪6的傳動(dòng)比為i，則被測(cè)齒輪6的實(shí)際轉(zhuǎn)角與理論轉(zhuǎn)角的差值為3-4，獲得被測(cè)齒輪6的傳動(dòng)誤差。但這種方式主要用于大中模數(shù)齒輪的測(cè)量，在測(cè) ι量小模數(shù)齒輪時(shí)，由于回轉(zhuǎn)軸系和圓光柵的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量大、回轉(zhuǎn)阻力大，剛性很弱的小模 數(shù)齒輪不足以無變形的帶動(dòng)大慣量的回轉(zhuǎn)軸和圓光柵，即小模數(shù)齒輪的微角位移誤差很 難、甚至不能被慣量大得多的圓光柵直接檢測(cè)出來。所以，因測(cè)量精度和靈敏度不夠理 想，現(xiàn)有的齒輪單面嚙合測(cè)量?jī)x未能用于小模數(shù)齒輪的測(cè)量。[0005]因此有必要開發(fā)一種小模數(shù)齒輪誤差的單面嚙合測(cè)量裝置，實(shí)現(xiàn)小模數(shù)齒輪誤 差的高效精密測(cè)量。實(shí)用新型內(nèi)容[0006]本實(shí)用新型針對(duì)現(xiàn)有齒輪單面嚙合測(cè)量?jī)x在小模數(shù)齒輪測(cè)量上存在的弊端，提 出了一種測(cè)量效率高，測(cè)量精度高的小模數(shù)齒輪誤差的單面嚙合測(cè)量裝置。[0007]本實(shí)用新型是基于齒輪單面嚙合測(cè)量原理，將單向傳動(dòng)測(cè)量方式改為雙向同步 傳動(dòng)測(cè)量方式，即采用兩臺(tái)電機(jī)同步驅(qū)動(dòng)測(cè)量齒輪和被測(cè)齒輪及其軸系和圓光柵。由于 被測(cè)齒輪和電機(jī)傳動(dòng)誤差的存在，兩齒輪在嚙合過程會(huì)發(fā)生干涉或游離，所以允許被測(cè)3齒輪相對(duì)其軸系有微小位移的轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)必須保證兩齒輪單面嚙合。因此采用了頂尖機(jī) 構(gòu)裝夾被測(cè)小模數(shù)齒輪，微位移傳感器測(cè)量被測(cè)齒輪相對(duì)其軸系的微小角位移，彈簧機(jī) 構(gòu)保證兩齒輪始終單面嚙合。將與被測(cè)齒輪軸系和測(cè)量齒輪軸系同軸安裝的圓光柵、微 位移傳感器的測(cè)量信號(hào)，通過數(shù)據(jù)采集卡傳送到計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理，得到被測(cè)齒輪的傳動(dòng) 誤差。其本實(shí)用新型的測(cè)量原理如圖2所示，測(cè)量裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖3所示。[0008]本實(shí)用新型的技術(shù)方案為[0009]小模數(shù)齒輪誤差的單面嚙合測(cè)量裝置采用二軸系同步驅(qū)動(dòng)的原理，兩軸系平行 但不在同一端，因?yàn)樾∧?shù)齒輪外徑很小，為了保證齒輪的中心距采用直線式軸系布局。[0010]小模數(shù)齒輪誤差的單面嚙合測(cè)量裝置，包括被測(cè)齒輪、被測(cè)齒輪軸系、圓光 柵、測(cè)量齒輪、測(cè)量齒輪軸系、電機(jī)、聯(lián)軸器、滑環(huán)、微角位移測(cè)量裝置、上頂尖機(jī) 構(gòu)、驅(qū)動(dòng)器、控制器、數(shù)據(jù)采集卡和計(jì)算機(jī)。電機(jī)1、聯(lián)軸器2、測(cè)量齒輪軸系4、圓光 柵3由上至下依次同軸安裝，測(cè)量齒輪5通過測(cè)量齒輪芯軸23固定在測(cè)量齒輪軸系4上； 電機(jī)17、聯(lián)軸器16、滑環(huán)31、被測(cè)齒輪軸系7、圓光柵8、由下至上依次同軸安裝，被測(cè) 齒輪6通過被測(cè)齒輪芯軸M和頂尖浮動(dòng)連接在被測(cè)齒輪軸系7上，被測(cè)齒輪芯軸M裝夾 在上頂尖沈和下頂尖25之間，下頂尖固定在主軸38上；電機(jī)1、電機(jī)17按照理論傳動(dòng) 比分別驅(qū)動(dòng)測(cè)量齒輪5與被測(cè)齒輪6，被測(cè)齒輪6與測(cè)量齒輪5單面嚙合；圓光柵3、圓 光柵8、微位移傳感器19的測(cè)量信號(hào)同時(shí)由數(shù)據(jù)采集卡13采集并傳送到計(jì)算機(jī)12進(jìn)行處 理。[0011]上述述的微角位移測(cè)量裝置14包括擺動(dòng)懸臂20、旋轉(zhuǎn)圓盤觀、彈簧支架 27、彈簧機(jī)構(gòu)21、傳感器支架四、傳感器信號(hào)放大器30和微位移傳感器19 ；其中擺 動(dòng)懸臂20同軸安裝在被測(cè)齒輪芯軸M上，旋轉(zhuǎn)圓盤觀同軸固定在下頂尖25上，彈簧支 架27、傳感器支架四、傳感器信號(hào)放大器30固定在旋轉(zhuǎn)圓盤觀上，微位移傳感器19和 彈簧機(jī)構(gòu)21分別安裝在傳感器支架四和彈簧支架27上，采用螺釘夾緊；彈簧機(jī)構(gòu)由彈 簧支桿33、彈簧驅(qū)動(dòng)桿32、壓簧34和調(diào)整螺釘35構(gòu)成，壓簧34裝在彈簧支桿33內(nèi)， 一端連接彈簧驅(qū)動(dòng)桿32，另一端連接調(diào)整螺釘35;微位移傳感器19通過電纜與傳感器信 號(hào)放大器30連接，信號(hào)放大器通過導(dǎo)線連接滑環(huán)31。[0012]上述的上頂尖機(jī)構(gòu)22可垂直移動(dòng)，安裝在立柱51上，上頂尖軸系45采用密珠 軸系結(jié)構(gòu)，固定在上頂尖支架46上，通過平行簧片機(jī)構(gòu)連接在立柱51上，頂尖支架46 和移動(dòng)平板50通過簧片壓板47、簧片55和簧片壓板49連接，簧片55通過螺釘被簧片 壓板49分別壓緊在簧片壓板47、頂尖支架45和移動(dòng)平板50上。拉簧53的一端通過彈 簧支架48固定在移動(dòng)平板50上，另一端通過彈簧支架M固定在頂尖支架46上，調(diào)整銷 52通過螺釘被夾緊在彈簧支架48上。[0013]上述的圓光柵3與圓光柵8的讀數(shù)頭分別連接細(xì)分器11，細(xì)分器11通過數(shù)據(jù)采 集卡13與計(jì)算機(jī)12連接，微位移傳感器19通過滑環(huán)17和數(shù)據(jù)采集卡13與計(jì)算機(jī)12連 接。電機(jī)1和電機(jī)17分別通過驅(qū)動(dòng)器9和驅(qū)動(dòng)器18和控制器10連接計(jì)算機(jī)12。計(jì)算 機(jī)12發(fā)出測(cè)量指令給控制器10，通過驅(qū)動(dòng)器9和驅(qū)動(dòng)器18分別啟動(dòng)電機(jī)1和電機(jī)17， 電機(jī)1和電機(jī)17按測(cè)量齒輪5與被測(cè)齒輪6的理論傳動(dòng)比同步驅(qū)動(dòng)。[0014]上述的微位移傳感器(19)和彈簧機(jī)構(gòu)與傳感器支架09)和彈簧支架07)之間采用螺釘加緊。[0015]上述的連接傳感器信號(hào)放大器(30)和滑環(huán)(31)的電纜穿過被測(cè)齒輪主軸(38) 的內(nèi)孔。[0016]本實(shí)用新型可以取得如下有益效果[0017]本實(shí)用新型采用平行簧片機(jī)構(gòu)支撐上頂尖軸系45，不僅簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)，而且滿足 了微小齒輪需要很小夾緊力的要求。上頂尖26相對(duì)移動(dòng)平板50可以垂直移動(dòng)，通過拉 簧53的拉力變化微量調(diào)整上頂尖沈相對(duì)移動(dòng)平板50的垂直位置，進(jìn)而達(dá)到更精確控制 上頂尖沈?qū)Ρ粶y(cè)齒輪芯軸M夾緊力大小的目的。[0018]測(cè)量齒輪與被測(cè)齒輪處于理論中心距的位置，彈簧驅(qū)動(dòng)桿32受到壓簧34的推力 而施加力于擺動(dòng)懸臂20的一端，彈簧作用力指向被測(cè)齒輪6回轉(zhuǎn)方向，保證兩齒輪在傳 動(dòng)過程中始終單面嚙合。調(diào)整微位移傳感器19的位置，微位移傳感器19的測(cè)量端與擺 動(dòng)懸臂20的另一端的距離在量程范圍內(nèi)，在回轉(zhuǎn)過程中，微位移傳感器19測(cè)得被測(cè)齒輪 6 (按實(shí)際轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)動(dòng))相對(duì)被測(cè)齒輪軸系(理論轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)動(dòng))7在微位移傳感器旋轉(zhuǎn)圓周切向 上的位移量，該位移量由被測(cè)齒輪6的傳動(dòng)誤差和兩電機(jī)的聯(lián)動(dòng)誤差(可以忽略)引起。 微位移傳感器19測(cè)得的線位移量代替角位移量，由此引起的原理誤差非常小，可以忽略 不計(jì)。[0019]本實(shí)用新型將被測(cè)齒輪安裝在微角位移測(cè)量裝置這一端，這樣安裝的優(yōu)點(diǎn)是[0020](1)被測(cè)小模數(shù)齒輪外徑較小，兩齒輪嚙合傳動(dòng)時(shí)被測(cè)齒輪的轉(zhuǎn)角比測(cè)量齒輪 大，被測(cè)齒輪的微量角位移更容易測(cè)出，測(cè)量精度更高。[0021](2)微位移傳感器直接測(cè)量被測(cè)齒輪相對(duì)其軸系的角位移差值在擺動(dòng)懸臂圓周切 向上的位移量，簡(jiǎn)化了測(cè)量數(shù)據(jù)的處理。[0022](3)由于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的需要，測(cè)量齒輪的芯軸比較長(zhǎng)，將被測(cè)齒輪安裝在微角位移 測(cè)量裝置這一端將避免被測(cè)齒輪芯軸過長(zhǎng)受力變形(小模數(shù)齒輪的軸或孔徑很小)。[0023]總結(jié)以上，本實(shí)用新型采用測(cè)量齒輪軸系與被測(cè)齒輪軸系的雙電機(jī)同步驅(qū)動(dòng)方 式，克服了現(xiàn)有齒輪單面嚙合測(cè)量?jī)x中質(zhì)量小的多的小模數(shù)齒輪帶動(dòng)大轉(zhuǎn)動(dòng)慣量軸系和 圓光柵回轉(zhuǎn)的弊病，采用上頂尖平行簧片支撐機(jī)構(gòu)和微角位移測(cè)量裝置解決了微小齒輪 的裝夾定位及微小角位移的無測(cè)力精密測(cè)量等技術(shù)難題，實(shí)現(xiàn)了小模數(shù)齒輪傳動(dòng)誤差的 精密測(cè)量。


[0024]圖1為已有的齒輪誤差單面嚙合測(cè)量原理簡(jiǎn)圖[0025]圖2為小模數(shù)齒輪誤差單面嚙合測(cè)量原理簡(jiǎn)圖[0026]圖3為小模數(shù)齒輪誤差測(cè)量裝置的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖[0027]圖4為微角位移測(cè)量裝置的機(jī)械結(jié)構(gòu)圖[0028]圖5為圖4的俯視圖[0029]圖6為被測(cè)齒輪軸系的機(jī)械結(jié)構(gòu)圖[0030]圖7為上頂尖機(jī)構(gòu)的機(jī)械結(jié)構(gòu)圖[0031]圖中1、電機(jī)，2、聯(lián)軸器，3、圓光柵，4、測(cè)量齒輪軸系，5、測(cè)量齒輪， 6、被測(cè)齒輪，7、被測(cè)齒輪軸系，8、圓光柵，9、驅(qū)動(dòng)器，10、控制器，11、細(xì)分器，12、計(jì)算機(jī)，13、數(shù)據(jù)采集卡，14、微角位移測(cè)量裝置，15、長(zhǎng)光柵，16、聯(lián)軸器， 17、電機(jī)，18、驅(qū)動(dòng)器，19、微位移傳感器，20、擺動(dòng)懸臂，21、彈簧機(jī)構(gòu)，22、上頂 尖機(jī)構(gòu)，23、測(cè)量齒輪芯軸，24、被測(cè)齒輪芯軸，25、下頂尖，26、上頂尖，27彈簧 支架，28、旋轉(zhuǎn)圓盤，29、傳感器支架，30、傳感器信號(hào)放大器，31、滑環(huán)，32、彈 簧驅(qū)動(dòng)桿，33、彈簧支桿，34、壓簧，35、調(diào)整螺釘，36、光柵讀數(shù)頭，37、端面保持 架，38、被測(cè)齒輪主軸，39、滾珠，40、保持架，41、主軸套，42、軸向壓環(huán)，43、鎖 緊螺母，44、電機(jī)支架，45、上頂尖軸系，46、上頂尖支架，47、簧片壓板，48、彈簧 支架，49、簧片壓板，50、移動(dòng)平板，51、立柱，52、調(diào)整銷，53、拉簧，54、彈簧支 架，55、簧片具體實(shí)施方式
[0032]
以下結(jié)合附圖說明和具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明。[0033]本實(shí)用新型的測(cè)量原理如圖2所示，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖3所示，包括被測(cè)齒輪、被測(cè) 齒輪軸系、被測(cè)齒輪圓光柵、測(cè)量齒輪、測(cè)量齒輪軸系、測(cè)量齒輪圓光柵、電機(jī)、聯(lián)軸 器、滑環(huán)、微角位移測(cè)量裝置、上頂尖機(jī)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)器、控制器、數(shù)據(jù)采集卡和計(jì)算機(jī)。 其中測(cè)量齒輪軸系4、圓光柵3和聯(lián)軸器2(日本三木金屬板簧式聯(lián)軸器或剛性聯(lián)軸器) 固連，由電機(jī)1 (Parker SM232AQ-FLCN伺服電機(jī))驅(qū)動(dòng)。測(cè)量齒輪芯軸23通過螺釘固 定在測(cè)量齒輪軸系4上，測(cè)量齒輪5用螺母固定在測(cè)量齒輪芯軸23上。被測(cè)量齒輪軸系 7、圓光柵8和聯(lián)軸器16 (同聯(lián)軸器2)固連，由電機(jī)17(同電機(jī)1)驅(qū)動(dòng)。被測(cè)齒輪軸系 7的機(jī)械結(jié)構(gòu)如圖6所示，被測(cè)齒輪主軸38與主軸套41之間裝有保持架40和滾珠39，軸 向裝有端面保持架37和滾珠39，軸向壓環(huán)42和鎖緊螺母43進(jìn)行軸向壓緊。滑環(huán)31采 用過孔式結(jié)構(gòu)，內(nèi)環(huán)固定在被測(cè)齒輪主軸38上，與其同軸回轉(zhuǎn)，外環(huán)固定在電機(jī)支架44 上。電機(jī)支架44固定在主軸套41上，電機(jī)17固定在電機(jī)支架44上。圓光柵8(選用 Renishaw (雷尼紹)公司SIGNUM RESM 20 μ m的新型光柵盤，外徑75mm，雙SR050A 讀數(shù)頭，圓光柵3同上)固定在被測(cè)齒輪主軸38上，與其同步回轉(zhuǎn)，兩個(gè)光柵讀數(shù)頭36 固定在主軸套41上。下頂尖25固定在被測(cè)齒輪主軸38上，與其同軸回轉(zhuǎn)。[0034]微角位移測(cè)量裝置的具體結(jié)構(gòu)如下[0035]如圖4、5所示，擺動(dòng)懸臂20同軸安裝在被測(cè)齒輪芯軸24(或被測(cè)齒輪軸)上， 采用四個(gè)螺釘固定。旋轉(zhuǎn)圓盤觀通過螺釘固定在下頂尖25上，與其同軸回轉(zhuǎn)。彈簧支架 27、傳感器支架四、傳感器信號(hào)放大器30通過螺釘固定在旋轉(zhuǎn)圓盤觀上，微位移傳感器 19(采用德國(guó)米依capaNCDT電容式測(cè)量系統(tǒng)，包括CS05電容式傳感器探頭、DT6019-C 傳感器信號(hào)放大器和電纜，量程0.5mm，分辨率0.5um。)和彈簧機(jī)構(gòu)21分別固定在彈 簧支架27和傳感器支架四上，采用螺釘夾緊，微位移傳感器19通過電纜與傳感器信號(hào) 放大器30連接，信號(hào)放大器通過導(dǎo)線(穿過被測(cè)齒輪主軸38的內(nèi)孔)連接滑環(huán)31。彈 簧機(jī)構(gòu)由彈簧支桿33、彈簧驅(qū)動(dòng)桿32、壓簧34和調(diào)整螺釘35構(gòu)成，壓簧34裝在彈簧支 桿33內(nèi)，一端連接彈簧驅(qū)動(dòng)桿32，另一端連接調(diào)整螺釘35。彈簧驅(qū)動(dòng)桿32受到壓簧 34的推力而施加力于擺動(dòng)懸臂20的一端，作用力指向回轉(zhuǎn)方向，保證兩齒輪始終處于單 面嚙合的正確測(cè)量狀態(tài)。旋轉(zhuǎn)調(diào)整螺釘35可以對(duì)壓簧作用力大小進(jìn)行調(diào)整。另一個(gè)彈 簧機(jī)構(gòu)用于回轉(zhuǎn)方向相反時(shí)使用，根據(jù)需要選擇合適的壓簧。調(diào)整微位移傳感器19的測(cè)量端與擺動(dòng)懸臂20的另一端的相對(duì)位置，使之間的距離在量程范圍內(nèi)。在測(cè)量過程中， 微位移傳感器19測(cè)得被測(cè)齒輪6 (按實(shí)際轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)動(dòng))相對(duì)被測(cè)齒輪軸系7 (按理論轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn) 動(dòng))在微位移傳感器旋轉(zhuǎn)圓周切向的位移量，該位移量由被測(cè)齒輪6的傳動(dòng)誤差和兩電機(jī) 的聯(lián)動(dòng)誤差(可以忽略)引起。[0036]設(shè)約，巧分別為被測(cè)齒輪軸系、測(cè)量齒輪軸系的位移，< 為被測(cè)齒輪 相對(duì)于其軸系的位移，被測(cè)齒輪與測(cè)量齒輪的理論傳動(dòng)比為i，于是被測(cè)齒輪的 實(shí)際位移爐=灼—(/，理論位移爐 =/ ，則被測(cè)小模數(shù)齒輪的傳動(dòng)誤差為 δ = φ - φ[ =φχ-φ' - φ2。[0037]上頂尖機(jī)構(gòu)的具體結(jié)構(gòu)如下[0038]被測(cè)齒輪6通過頂尖和被測(cè)齒輪芯軸M浮動(dòng)連接在被測(cè)齒輪軸系7上，允許被 測(cè)齒輪6相對(duì)其軸系7有微量角位移差值。本實(shí)用新型采用頂尖裝夾的方式，上頂尖機(jī)構(gòu) 22安裝在立柱51上，可沿立柱垂直方向移動(dòng)。如圖7所示，上頂尖軸系45的結(jié)構(gòu)與被 齒輪軸系7結(jié)構(gòu)類似，同樣采用密珠軸系，上頂尖沈可以靈活轉(zhuǎn)動(dòng)。上頂尖軸系45固 定在上頂尖支架46上，通過平行簧片機(jī)構(gòu)連接在立柱51上。平行簧片結(jié)構(gòu)屬于彈性導(dǎo) 軌的一種，可以保證頂尖支架46連同頂尖軸系45在運(yùn)動(dòng)的過程中保持垂直移動(dòng)，其中頂 尖支架45相當(dāng)于平動(dòng)板，移動(dòng)平板50 (相對(duì)頂尖支架45固定不動(dòng))相當(dāng)于固定板，兩者 通過簧片壓板47、簧片55 (厚度0.2mm的彈性鋼片)和簧片壓板49連接，簧片55通過 螺釘被簧片壓板49壓緊在簧片壓板47、頂尖支架45和移動(dòng)平板50上。拉簧53的一端 通過彈簧支架48固定在移動(dòng)平板50上，另一端通過彈簧支架M固定在頂尖支架45上， 調(diào)整銷52通過螺釘被夾緊在彈簧支架48上，松開螺釘調(diào)整銷52可以垂直移動(dòng)，調(diào)整拉 簧53的作用力大小。于是，拉簧53的拉力作用在頂尖支架45和移動(dòng)平板50之間，拉 力的變化將改變上頂尖26相對(duì)移動(dòng)平板50的垂直位置，進(jìn)而更加精確地控制上頂尖沈 對(duì)被測(cè)齒輪芯軸M的夾緊力大小。換言之，拉簧53對(duì)頂尖夾緊力的大小起到微調(diào)的作 用。[0039]計(jì)算機(jī)12發(fā)出測(cè)量指令給控制器10，通過驅(qū)動(dòng)器9和驅(qū)動(dòng)器18分別啟動(dòng)電機(jī) 1和電機(jī)17，電機(jī)1和電機(jī)17的轉(zhuǎn)速比等于測(cè)量齒輪5與被測(cè)齒輪6的理論傳動(dòng)比，測(cè) 量齒輪5與被測(cè)齒輪6做單面嚙合轉(zhuǎn)動(dòng)。數(shù)據(jù)采集卡13采集圓光柵3、圓光柵8、微位 移傳感器19的測(cè)量信號(hào)，傳送到計(jì)算機(jī)12進(jìn)行處理，獲得被測(cè)齒輪6的切向綜合偏差曲 線，獲取切向綜合偏差、一齒切向綜合偏差、齒距累計(jì)總偏差等誤差項(xiàng)目，實(shí)現(xiàn)了小模 數(shù)齒輪的傳動(dòng)誤差的精密測(cè)量。
權(quán)利要求1.小模數(shù)齒輪誤差的單面嚙合測(cè)量裝置，包括被測(cè)齒輪、被測(cè)齒輪軸系、圓光柵、 測(cè)量齒輪、測(cè)量齒輪軸系、電機(jī)、聯(lián)軸器、滑環(huán)、微角位移測(cè)量裝置、上頂尖機(jī)構(gòu)、驅(qū) 動(dòng)器、控制器、數(shù)據(jù)采集卡和計(jì)算機(jī)，其特征在于電機(jī)(1)、聯(lián)軸器( 、測(cè)量齒輪軸 系G)、圓光柵(3)由上至下依次同軸安裝，測(cè)量齒輪(5)通過測(cè)量齒輪芯軸03)固定 在測(cè)量齒輪軸系(4)上；電機(jī)(17)、聯(lián)軸器(16)、滑環(huán)(31)、被測(cè)齒輪軸系(7)、圓光 柵(8)由下至上依次同軸安裝，被測(cè)齒輪(6)通過被測(cè)齒輪芯軸04)和頂尖浮動(dòng)連接在 被測(cè)齒輪軸系(7)上，被測(cè)齒輪芯軸04)裝夾在上頂尖06)和下頂尖0 之間，下頂 尖固定在主軸(38)上；電機(jī)(1)、電機(jī)(17)按照理論傳動(dòng)比分別驅(qū)動(dòng)測(cè)量齒輪( 與被 測(cè)齒輪(6)，被測(cè)齒輪(6)與測(cè)量齒輪( 單面嚙合；圓光柵( 、圓光柵(8)、微位移 傳感器(19)的測(cè)量信號(hào)同時(shí)由數(shù)據(jù)采集卡(1 采集并傳送到計(jì)算機(jī)(1 進(jìn)行處理；所述的上頂尖機(jī)構(gòu)02)安裝在立柱(51)上，可沿垂直方向移動(dòng)，上頂尖軸系G5) 采用密珠軸系結(jié)構(gòu)，固定在上頂尖支架G6)上，通過平行簧片機(jī)構(gòu)連接在立柱(51)上； 上頂尖支架G6)和移動(dòng)平板(50)通過簧片壓板07)、簧片(5 和簧片壓板09)連接， 簧片(5 通過螺釘被簧片壓板G9)分別壓緊在簧片壓板G7)、頂尖支架0 和移動(dòng)平 板(50)上。拉簧(5 的一端通過彈簧支架G8)固定在移動(dòng)平板(50)上，另一端通過彈 簧支架(54)固定在頂尖支架0 上，調(diào)整銷(5 通過螺釘被夾緊在彈簧支架G8)上；所述的微角位移測(cè)量裝置(14)包括擺動(dòng)懸臂00)、旋轉(zhuǎn)圓盤08)、彈簧支架(27)、彈簧機(jī)構(gòu)、傳感器支架09)、傳感器信號(hào)放大器(30)和微位移傳感器(19)； 其中擺動(dòng)懸臂OO)同軸安裝在被測(cè)齒輪芯軸04)上，旋轉(zhuǎn)圓盤08)同軸固定在下頂 尖0 上，彈簧支架(ZT)、傳感器支架09)、傳感器信號(hào)放大器(30)固定在旋轉(zhuǎn)圓盤(28)上，微位移傳感器(19)和彈簧機(jī)構(gòu)分別安裝在傳感器支架09)和彈簧支架 (27)上；彈簧機(jī)構(gòu)由彈簧支桿(3 、彈簧驅(qū)動(dòng)桿(3 、壓簧(34)和調(diào)整螺釘(35)構(gòu) 成，壓簧(34)裝在彈簧支桿(3 內(nèi)，一端連接彈簧驅(qū)動(dòng)桿(3 ，另一端連接調(diào)整螺釘 (35)；微位移傳感器(19)通過電纜與傳感器信號(hào)放大器(30)連接，信號(hào)放大器通過導(dǎo)線 連接滑環(huán)(31)；所述的圓光柵(3)與圓光柵的讀數(shù)頭(8)分別連接細(xì)分器(11)，細(xì)分器(11)通過數(shù) 據(jù)采集卡(13)與計(jì)算機(jī)(12)連接，微位移傳感器(19)通過滑環(huán)(17)和數(shù)據(jù)采集卡(13) 與計(jì)算機(jī)(1 連接；電機(jī)(1)和電機(jī)(17)分別通過驅(qū)動(dòng)器(9)和驅(qū)動(dòng)器(18)和控制器 (10)連接計(jì)算機(jī)(1 。計(jì)算機(jī)(1 發(fā)出測(cè)量指令給控制器(10)，通過驅(qū)動(dòng)器(9)和驅(qū) 動(dòng)器(18)分別啟動(dòng)電機(jī)(1)和電機(jī)(17)，電機(jī)(1)和電機(jī)(17)按測(cè)量齒輪(5)與被測(cè)齒 輪(6)的理論傳動(dòng)比同步驅(qū)動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的小模數(shù)齒輪誤差的單面嚙合測(cè)量裝置，其特征在于微位 移傳感器(19)和彈簧機(jī)構(gòu)與傳感器支架09)和彈簧支架(XT)之間采用螺釘加緊。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的小模數(shù)齒輪誤差的單面嚙合測(cè)量裝置，其特征在于連接 傳感器信號(hào)放大器(30)和滑環(huán)(31)的電纜穿過被測(cè)齒輪主軸(38)的內(nèi)孔。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種小模數(shù)齒輪誤差的單面嚙合測(cè)量裝置，屬于精密測(cè)試計(jì)量技術(shù)及儀器、機(jī)械傳動(dòng)技術(shù)領(lǐng)域。測(cè)量齒輪、圓光柵、測(cè)量齒輪軸系、聯(lián)軸器和同軸安裝，由電機(jī)驅(qū)動(dòng)，圓光柵、被測(cè)齒輪軸系、滑環(huán)、聯(lián)軸器同軸安裝，由電機(jī)驅(qū)動(dòng)，連接被測(cè)齒輪、微角位移測(cè)量裝置、頂尖機(jī)構(gòu)，兩電機(jī)按測(cè)量齒輪與被測(cè)齒輪的理論傳動(dòng)比同步驅(qū)動(dòng)，測(cè)量齒輪與被測(cè)齒輪單面嚙合轉(zhuǎn)動(dòng)。數(shù)據(jù)采集卡將圓光柵、圓光柵和微位移傳感器的測(cè)量信號(hào)，傳送到計(jì)算機(jī)處理，得到被測(cè)齒輪的傳動(dòng)誤差。本實(shí)用新型解決了微小齒輪的裝夾定位及微小角位移的無測(cè)力精密測(cè)量等技術(shù)難題，克服了現(xiàn)有單面嚙合測(cè)量?jī)x在小模數(shù)齒輪測(cè)量上存在的不足，實(shí)現(xiàn)了小模數(shù)齒輪傳動(dòng)誤差的快速精密測(cè)量。
文檔編號(hào)G01M13/02GK201811840SQ201020535709
公開日2011年4月27日 申請(qǐng)日期2010年9月17日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月17日
發(fā)明者張萬年, 曲宏芬, 石照耀 申請(qǐng)人:北京工業(yè)大學(xué)