齿轮综合测量方法ppt课件

2010-04-251齿轮综合测量2010年全国齿轮精度、误差分析、测量及量具量仪最新技术培训及研讨会2010-04-252整体测量分析式测量功能式测量齿轮测量齿廓测量螺旋线测量齿距测量径向综合切向综合2010-04-253综合测量作为齿轮测量主要检验方式之一，以齿轮精度理论的误差运动学为基础的，将齿轮看作刚体,认为齿轮不仅是几何体,也是个传动件,并认为齿轮误差在啮合运动中是通过啮合线方向以啮合线增量来影响齿轮的传动特性,因此啮合运动误差反映了齿面误差信息。齿轮综合测量的情形和在实际使用中的情形比较接近，所反映的是齿轮在工作时所出现的各要素偏差的综合结果。因此，相对于单项测量，综合测量能比较全面地说明齿轮的使用质量。2010-04-2541单啮测量2双啮测量主要内容2010-04-2551单啮测量1.1误差项定义1.2常用测量方法及仪器1.3误差曲线分析及数据处理1.4产品齿轮与测量齿轮副的检测1.5应用举例2010-04-256误差项定义1.1切向综合偏差2010-04-257误差项定义1.1切向综合偏差2010-04-258常用测量方法及仪器1.22010-04-259常用测量方法及仪器1.2单面啮合测量摩擦盘式惯性式光栅式磁分度式……2010-04-2510常用测量方法及仪器1.2摩擦盘2标准齿轮被测齿轮摩擦盘1摩擦盘式单啮仪德国Mahr896、日本大阪精机OFR-202010-04-2511惯性式单啮仪首台惯性式单啮仪由德国亚琛工业大学研发速比运算记录器相敏整流运算放大测振传感器齿轮2主轴1主轴2阻尼器带动器带动器摩擦轮测振传感器变速箱电机齿轮12010-04-2512惯性式单啮仪（地震式单啮仪）成都工具研究所研制的地震式单啮仪的测量原理是在被测齿轮和测量齿轮的轴上，分别安装扭转振动传感器。被测齿轮存在偏差时，将使齿轮副传动不均匀，也就是齿轮传动的角加速度不等于零。这时，传感器中传动绝对均匀的质量块相对同轴的齿轮产生角位移，此角位移再经传感器中的电感仪转化为电信号。两路电信号经加法器处理，放大后由记录器记录，便得到被测齿轮的偏差。这种单啮仪由于不需和轴系严格同轴安装测角装置、分辨率高等优点，一开始就受到很多国家的重视，但它并没有成为广泛应用的产品，其主要有两个原因，一是受地震仪固有频率的限制；二是地震仪直接感受速度变化，测量角度时需要精密标定。2010-04-2513常用测量方法及仪器1.2光栅式单啮仪首台光栅式单啮仪由英国工程实验室研发高放整形低放整形齿数分频头数分频定标比相器滤波器记录器蜗轮被测齿轮标准蜗杆标准蜗杆光栅头带动胶带轮胶带小皮带轮电机蜗杆齿轮光栅头2010-04-2514常用测量方法及仪器1.2光栅式单啮仪六十年代，随着光电技术的应用，精密测角技术得到了飞速发展，给单面啮合技术中理论啮合运动的实现开拓了新的途径，到了六十年代末，应用光栅测角的光栅式单啮仪就投放市场，据有关资料报道，英国米克伦公司于1967年就成功开发了光栅式单啮仪。该仪器光栅由当时英国工程实验室（NEL）开发，精度达2秒。除此之外还有Klingelnberg生产的PSKE-900光栅式单啮仪。该类单啮仪的出现，不仅使精度得到了提高，而且能实现各种速比的齿轮传动偏差测量，还具有测量锥齿轮副、蜗轮副的传动偏差的功能。我国六十年代北京量具刀具厂等单位成功开发了采用测量蜗杆的单啮仪CD-320G，其测量原理是以理想的测量蜗杆代替测量齿轮，在测量蜗杆和被测齿轮的轴上分别安装圆光栅盘，由电动机驱动蜗杆带动齿轮传动。传动时，两光栅盘经指示光栅产生莫尔条纹，黑白莫尔条纹亮度的变化由光敏元件接受转换成电脉冲信号。为使两路光栅讯号能输入相位计比相，各路先经分频器分频，保证两路信号频率相等，比相后的相位差就是被测齿轮的偏差。2010-04-2515常用测量方法及仪器1.2磁分度式单啮仪捷克TOSTosMo-200；捷克StepanekIMO在光栅式单啮仪发展的同时，也出现了其它原理的单面啮合检查仪，如采用磁分度式单啮仪。日本在大型该齿机工作台上，加工出精密圆磁栅系统，用其测量转角来实现大齿轮单啮测量。磁分度式单啮仪与光栅式单啮仪的差别是以录有磁波的磁盘代替光栅盘，用磁头代替指示光栅，构成单啮仪的标准发讯装置进行偏差测量。根据仪器对电磁感应信号的处理方法不同，磁分度式单啮仪可分为分频式和差频式两种。2010-04-2516常用测量方法及仪器1.2英国Huddersfield大学光光光光光光G2光光光M2光光光光光光光光光光光光光光光光光光G1光光光M12010-04-2517误差曲线分析及数据处理1.3美国NASA2010-04-2518产品齿轮与测量齿轮副的检测1.41.4.1直齿圆柱齿轮直齿轮齿廓偏差的影响2010-04-2519产品齿轮与测量齿轮副的检测1.4直齿轮齿廓偏差的影响2010-04-2520产品齿轮与测量齿轮副的检测1.4直齿轮齿距偏差的影响2010-04-2521产品齿轮与测量齿轮副的检测1.4直齿轮螺旋线偏差的影响2010-04-2522产品齿轮与测量齿轮副的检测1.4直齿轮重合度的影响2010-04-2523产品齿轮与测量齿轮副的检测1.41.4.2斜齿圆柱齿轮2010-04-2524产品齿轮与测量齿轮副的检测1.4重合度的影响直齿轮斜齿轮2010-04-2525应用举例1.5缺陷的识别和定位2010-04-2526应用举例1.5齿轮的选配啮合2010-04-2527应用举例1.5齿轮的选配啮合2010-04-25282.1误差项定义2.2常用测量方法及仪器2.3误差评定、误差曲线分析及数据处理2.4双啮测量技术的发展2.5测量齿轮的设计与校核2双啮测量2010-04-2529能控制加工中易变的误差因素；能反映出接近齿轮工作状态下的使用质量情况；是现代齿轮批量生产中最终控制齿轮精度和侧隙的最佳检验方法。双啮测量不仅能直接获取被检齿轮的径向综合偏差，能用双啮中心距偏差代替齿厚偏差来控制侧隙，还能通过被测齿轮与测量齿轮的对滚来检测齿轮副的接触斑点，既经济高效，又比较真实的反映齿轮的使用质量，非常适合齿轮的现场检验。双啮测量2010-04-2530误差项定义2.1径向综合偏差曲线2010-04-2531径向综合偏差：即被测齿轮与理想精确的测量齿轮双面啮合时，在被测齿轮一转内的双啮中心距的最大变动量。它反映了由几何偏心所产生的长周期误差；一齿径向综合偏差：即被测齿轮与理想精确的测量齿轮双面啮合时，在被测齿轮一齿距角内的双啮中心距的最大变动量。一般用来对传动中的平稳性进行评定。iFif误差项定义2.12010-04-2532误差项定义2.12010-04-2533误差项定义2.1检测半径（testradius）——从径向综合偏差得到的齿厚偏差的代用项目。径向综合测量齿厚的优点是测得的是功能齿厚，包括了齿的所有偏差的影响。如果工件的尺寸允许，所需工装也适用，则径向综合测量是测量齿厚的最好方法。2010-04-2534齿轮双面啮合测量原理：以被测齿轮回转轴线为基准，用径向拉力弹簧使被测齿轮与测量齿轮作无侧隙的双面啮合传动，被测齿轮的双啮偏差转化为中心距的连续变动记录成径向综合曲线。如图所示，在一个基座上，安装有一个固定测量架和一个浮动测量架，测量齿轮安装在固定测量架的芯轴上，被测齿轮安装在浮动测量滑架的芯轴上。当被测齿轮和测量齿轮进行无侧隙啮合转动时，被测齿轮齿形、齿距或者节线偏心的误差都会导致双啮仪中心距发生变动，其变动量由数字指示表进行记录处理。常用测量方法及仪器2.2双啮测量原理（直接测量）2010-04-2535常用测量方法及仪器2.2德国Frenco生产的URM898；德国Hommel的ZWG8305；德国Mahr的894、896、898；美国GleasonM&M生产的GRS-2齿轮双啮测量系统；日本东京技术仪器（TTI）的TF-40NC；日本大阪精机GTR-4PC；日本NiTM的DF-10MT；哈量的3100A。双啮仪2010-04-2536常用测量方法及仪器2.2双啮仪URM8983100AGTR-4GRS-2TF-402010-04-2537双啮测量中需注意的问题：测量力测量齿轮仪器校准——平行度校准小模数齿轮双啮测量的操作常用测量方法及仪器2.22010-04-2538双啮径向综合偏差曲线误差评定、误差曲线分析及数据处理2.32010-04-2539齿厚的测量误差评定、误差曲线分析及数据处理2.3齿厚游标卡尺等测齿厚；公法线长度；测定跨球（圆柱）尺寸——M值；径向综合啮合检测测量齿厚——检测半径(testradius)2010-04-25402010-04-25412010-04-2542误差评定、误差曲线分析及数据处理2.3径向综合偏差的本质cossin21111eαFΔFΔΔaRLαΔFΔFΔRRLsin2αΔFΔFΔTRLcos22010-04-2543齿轮双啮测量中，误差项的评定是根据测量到的误差曲线来进行的。严格地说，误差曲线反映的是测量齿轮与被测齿轮以及仪器的误差在径向相叠加综合影响的结果。另外误差曲线中有时可看到突跳点的情况，反映的是个别齿上的局部缺陷，不对测量结果的评定产生直接影响。误差评定、误差曲线分析及数据处理2.32010-04-2544误差评定、误差曲线分析及数据处理2.3进一步观察和分析被测齿轮的误差在整个测量过程中表现为按一定规律变化，周期性出现的可称为“周期性系统误差”；出现突跳点时，虽然在一个测量周期中只出现一次，表现为瞬态形式，但从测量的长期性来看，它的发生有具有必然性，属于系统误差范畴，可称为“瞬态系统误差”。2010-04-2545误差评定、误差曲线分析及数据处理2.32010-04-2546误差评定、误差曲线分析及数据处理2.3在双啮测量中对结果的评定主要根据误差项来进行的，可见，误差项是影响双啮测量精度的主要因素。因此测量齿轮的设计和制造非常关键。测量结果中的误差项反映的是齿轮局部个别齿上的缺陷，其存在将会为齿轮的使用埋下故障隐患，而且有时测量中的值表现很小，往往很难通过简单的观察来发现其存在的位置。2010-04-2547误差评定、误差曲线分析及数据处理2.3一般情况下，在双啮测量中，因为仪器和测量齿轮的误差相对都很小，所以通常把双啮曲线看作被测齿轮的误差曲线。当被测齿轮与测量齿轮紧密双面啮合滚动时，由于齿圈跳动、齿形偏差、齿距偏差、基节偏差、压力角偏差及齿厚偏差等引起双啮中心距的变化，综合地反映出齿轮的传动质量，具体参数即标准中的径向综合偏差和径向一齿综合偏差。2010-04-2548误差评定、误差曲线分析及数据处理2.3对于曲线上个别的突跳点，一般分为两种情况：1）当出现正方向的突跳点时，表示齿面上有脏物、毛刺或碰伤而造成凸起；2）当出现负方向的突跳点时，是因为齿面有凹痕，故图中呈现负突跳点表示该处齿面有凹陷等缺陷。22010-04-2549误差评定、误差曲线分析及数据处理2.32010-04-2550误差评定、误差曲线分析及数据处理2.3径向综合偏差的解释2010-04-2551误差评定、误差曲线分析及数据处理2.3径向综合偏差与切向综合误差齿轮的径向综合偏差受左、右齿面切向综合偏差影响很大。因此,我们可以在齿轮整体误差测量仪器上,测量齿轮左、右齿面相对零位的切向综合偏差值。经计算机处理后,可获得切向综合偏差曲线,见图a。根据左、右齿面两条切向综合偏差曲线间的距离变化,考虑径向和切向计值方向的不同而乘以换算系数后,即可获得图b的一条径向综合偏差曲线。与和的关系如下(设压力角a=20°)：(a)切向综合曲线(b)径向综合曲线iF'iRF'iLF''2iRiLiFFFtg2010-04-2552间接测量法在测量齿轮时，用整体误差测量仪通过正反转分别测量轮齿左右两侧的偏差得到切向综合偏差，然后进行叠加处理得到被测齿轮的径向综合偏差。也可以利用齿轮测量中心分别获得被测齿轮各轮齿的误差，然后进行数据处理也可以得到径向综合偏差。属于这类方法的