齒輪測(cè)量技術(shù)新進(jìn)展
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漸開(kāi)線齒輪的測(cè)量 漸開(kāi)線齒輪的測(cè)量原理
測(cè)量漸開(kāi)線齒輪的齒面形狀時(shí)，測(cè)頭置于被測(cè)齒輪基圓的切線上，被測(cè)齒輪的回轉(zhuǎn)和測(cè)頭的直線運(yùn)動(dòng)，按照展成關(guān)系進(jìn)行控制。在以往機(jī)械式齒輪測(cè)量?jī)x中采用了基圓盤(pán)；如今儀器的軸系導(dǎo)軌上都裝有圓編碼器或長(zhǎng)編碼器(長(zhǎng)刻度尺)，由計(jì)算機(jī)按展成關(guān)系實(shí)現(xiàn)高速、高精度的NC控制(見(jiàn)圖1)。
圖1 漸開(kāi)線齒輪的測(cè)量原理
近年來(lái)，因生產(chǎn)工程集團(tuán)化，ISO9000得以普及，圖2所示的測(cè)量值可溯源體系的有關(guān)問(wèn)題得到重視。目前，ISO正對(duì)齒輪測(cè)量?jī)x器的精度評(píng)定方法制訂有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，德、美兩國(guó)已經(jīng)確立了溯源體系頂端的國(guó)家機(jī)構(gòu)。在日本，企業(yè)是用基于ISO標(biāo)準(zhǔn)建立起的JIS標(biāo)準(zhǔn)來(lái)確立齒輪精度的等級(jí)，由于沒(méi)有建立如圖2所示的可溯源體系，因而測(cè)量誤差值的保證體系還沒(méi)有建立起來(lái)。所以，日本齒輪工業(yè)協(xié)會(huì)組建了一個(gè)項(xiàng)目組，對(duì)“超精密齒輪精度檢驗(yàn)評(píng)定方法的標(biāo)準(zhǔn)化”進(jìn)行了研究，開(kāi)發(fā)了高精度齒輪測(cè)量?jī)x器，它適用于檢驗(yàn)一般齒輪測(cè)量?jī)x器用樣板。
圖2 精度溯源體系
(1)上下頂尖采用氣浮軸承，提高了主軸回轉(zhuǎn)精度；
(2)主軸氣浮軸承中內(nèi)裝有高精度圓光柵，提高了輸出性能；
(3)齒形和齒向的測(cè)量滑座都采用了氣浮導(dǎo)軌，提高了測(cè)量運(yùn)動(dòng)性能；
(4)采用激光測(cè)長(zhǎng)儀來(lái)檢查誤差，測(cè)量放大倍數(shù)可達(dá)10000倍。
該儀器的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，主軸回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)采用步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，測(cè)頭的直線運(yùn)動(dòng)也采用步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，二者用NC控制來(lái)實(shí)現(xiàn)漸開(kāi)線或齒向的展成運(yùn)動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)測(cè)量。齒距誤差按齒距等分、與齒面接觸的測(cè)頭的位移變化量，通過(guò)激光測(cè)長(zhǎng)系統(tǒng)進(jìn)行檢測(cè)。位移檢測(cè)元件安裝在平行簧片上，而測(cè)座上裝有反射鏡，激光束照射其上進(jìn)行齒面精度的測(cè)量(見(jiàn)圖3)。
圖3 利用激光測(cè)量齒面
非漸開(kāi)線齒輪的測(cè)量
在所討論的漸開(kāi)線齒輪齒面的檢測(cè)中，其檢測(cè)儀器主軸的回轉(zhuǎn)和測(cè)頭的直線運(yùn)動(dòng)均采用CNC控制以實(shí)現(xiàn)同步，而非漸開(kāi)線齒形的齒輪，特別是錐齒輪等，其齒面形狀是三元函數(shù)的，測(cè)量時(shí)，必須將實(shí)際齒面的坐標(biāo)位置和預(yù)先計(jì)算出來(lái)的理論齒面三維坐標(biāo)值進(jìn)行比較測(cè)量。準(zhǔn)雙曲面齒輪齒面的測(cè)量以及用測(cè)量的結(jié)果來(lái)評(píng)定準(zhǔn)雙曲面齒輪的性能就是一典型事例。
評(píng)論