齿轮误差啮合分离测量法及测量机制造技术

本发明专利技术的齿轮误差啮合分离测量法及测量机，是在标准齿轮与被测齿轮的啮合过程中测取误差的。其中采用了以特定规律安排轮齿的特殊标准齿轮，和仪器上统一固定起始位置的装置，因此在一个测量循环中，可以测得齿轮的各单项误差，综合误差、齿面误差立体图、整体误差图和接触形态图，并能在测量结果中反映出各单项误差之间以及单项误差和综合误差之间的关系。本发明专利技术特别适用于用目前测量方法难以测出各项误差的锥齿轮和准双曲面齿轮等齿轮的误差测量。（*该技术在2008年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种齿轮误差的啮合分离测量方法及其测量机。本专利技术可在一个测量循环中，测得齿轮的各单项误差、综合误差、齿面误差立体图、整体误差图和接触形态图，并能在测量结果中反映出各单项误差之间以及单项误差和综合误差之间的相互关系。本专利技术特别适用于用目前测量方法难以测出各项误差的锥齿轮和准双曲面齿轮等齿轮的误差测量。用啮合方法来测量齿轮误差是已知的技术。目前已广泛使用的齿轮误差单面啮合测量法及其测量机，通常是通过与两相啮合的齿轮分别同轴安装的传感器发出信号，经处理来获得在传动过程中的不均匀性误差，这一误差为切向综合误差，可反映出齿面形状误差以及各轮齿相互位置误差的综合结果，但是该方法不能得到齿轮的单项误差及误差出现的具体部位。也不能反映出各单项误差之间和单项误差与综合误差之间的关系，更不知道接触点在齿面移动的走向线。用齿轮对滚检验机，是一种传统的测量齿轮接触班点的方法，特别是对锥齿轮和准双曲面齿轮来说，该方法目前是控制产品质量的最通用的方法。在该方法中，一对齿轮在规定的相互位置下啮合传动，同时在啮合的齿面上涂色，在传动后取得带有接触斑点的印痕，以印痕尺寸的大小、形状及其在齿面上的位置来判定齿轮的质量。该方法效率高、直观。但是它仅能反映齿轮综合误差的一个方面，即接触精度，而不能测得各单项误差，也不能获得误差数据。苏联专利SU599155公开了一种在现有齿轮误差单面啮合测量机上使用的测量方法。该方法是在其使用的标准齿轮的某一齿面上，沿齿高方向贴上一条聚合树脂条状齿形薄片或/和在某一齿面上沿齿宽方向贴上一条聚合树脂条状齿向薄片，其厚度不大于齿轮啮合的侧隙。然后将被测齿轮与该标准齿轮在单面啮合机上对滚啮合，从而测出被测齿轮的齿形和齿向误差。该专利技术不适用于齿轮啮合侧隙小的误差测量，而且聚合树脂的条状薄片是贴在齿轮齿侧面上，这会导致非渐开浅齿形各点的曲率半径增大，从而产生测量理论误差。此外聚脂膜片在贴合时会产生畸变，啮合时会受力变形，也会造成过大的误差。此专利技术仅能粗糙地测出齿形和齿向误差，不能测量出其它单项误差及综合误差，也不能得到各误差的相互关系。70年代末期随着座标测量机的使用，通过点位测量和连续扫描测量，解决了对复杂外表曲面的测量，因而也能解决园柱齿轮、锥齿轮和准双曲面齿轮的齿面测量问题，并能绘出齿面误差立体图。但是用座标机测量只能对单个齿轮进行测量，而不能在啮合过程中测量，因而得到的只能是单项误差。另外，锥齿轮和准双曲面齿轮与园柱(渐开线)齿轮不同，它们没有统一的理论曲面，理论曲面要由特定的加工方法和具体的加工参数通过复杂的计算获得，此外，用座标测量机来测这两种齿轮，测量机的结构和软件就都要很复杂，因此测量费用高、测量效率低，其可靠性和精度也都受到限制。本专利技术的目的就是为了克服上述缺点，提供一种适用于各种传动齿轮，特别是适用于用目前测量方法难以测出各项误差的锥齿轮和准双曲面齿轮等齿轮的误差啮合分离测量法及测量机。这种方法和仪器是在被测齿轮与标准齿轮的啮合过程中测取误差的。由于采用了以特定规律安排轮齿的特殊标准齿轮和统一固定起始位置的装置，因此一个测量循环中，可以测得齿轮的各单项误差、综合误差、齿面误差立体图，整体误差图和接触形态图，并且能在测量中反映出各单项误差之间以及单项误差和综合误差之间的关系。本专利技术能系统而全面地提供齿轮的误差信息，能提供精确的误差曲线和误差数据，从中可以分析误差产生的原因和部位，从而指导齿轮加工机床参数的调整并分析热处理后的变形，提高齿轮加工生产效率并有效地控制和提高齿轮产品的质量。在本专利技术所述的齿轮误差啮合分离测量法中，首先将被测齿轮安装在测量仪的主动主轴上，成为主动齿轮，将一个特殊标准齿轮安装在从动主轴上，成为从动齿轮，(或者将两个齿轮对调安装)，使两个齿轮在运动中能够互相啮合。然后确定特殊标准齿轮的基准测量起始点，以便保证该特殊标准齿轮在圆周上的正确位置。再驱动主动主轴转动，两个齿轮相互啮合从而带动从动轴转动，当齿轮理想无误差时，两主轴按恒定的转速比转动;当齿轮存在误差时，两主轴的转速比就发生了变化，这时与两个齿轮分别同轴安装的两个角度位移传感器感受并发出信号，并通过误差信号处理装置将该信号转换合成为回转角不均匀性误差。再将上述有用的误差信号单元分离储存，并进行数据处理和误差单元组合输出，从而得到齿轮的各项误差信息。本专利技术所述的用啮合分离测量法测量齿轮误差的测量机包括一个和被测齿轮相啮合的特殊标准齿轮，该被测齿轮和特殊标准齿轮分别安装在测量机主动主轴和从动主轴的一端，两主轴的另一端分别装有两个传感器用于采集两齿轮在传动过程中的误差信号。两传感器又分别和测量控制装置以及相应的误差信号处理、图形输出和数据输出装置相连接。本专利技术的特殊标准齿轮的轮齿按其齿侧面的特征，包括一种传动用轮齿和至少一种测量用的轮齿。其中传动用轮齿的数目不止一个，传动用轮齿与各测量用轮齿在齿轮圆周的次序上是相间排列的，以便使各测量用轮齿都能参与有效测量啮合，而又互相不妨碍，以确保测量啮合时的重合度小于1。传动用轮齿的齿侧面不保留任何凸起的棱带，其齿厚减薄到只起传动啮合作用而又不妨碍测量啮合。特殊标准齿轮中的测量用轮齿有三种一种是作为基准齿侧面保留全齿面的A类测量用轮齿。一种是齿侧面保留有一条与轮齿为整体结构的完整的凸起齿形棱带的B类测量用轮齿。一种是齿侧面保留有一条与轮齿为整体结构的完整的凸起齿向棱带的C类测量用轮齿。其中B类测量用轮齿可以有一个，也可以有多个，如果有多个，其各不同轮齿的凸起的齿形棱带在齿宽方向上可以有不同的位置，以便把齿面分离为多截面齿形线，测出齿形误差。其中C类测量用轮齿可以有一个，也可以有多个，如果有多个，其各不同轮齿的凸起的齿向棱带在齿高方向上具有不同的位置，以便把齿面分离为不同齿高上的齿向线，测出齿向误差。上述测量用B和C类轮齿，除保留的凸起棱带以外，其余的部分和传动用轮齿D的齿侧面可用公知的机械加工、电加工、化学加工或者它们组合的方法制成。在一个测量循环中，所述的测量用轮齿与被测齿轮在啮合过程中产生的是有用的误差信号，这些信号形成了回转角不均匀性误差中的一个个单元。而特殊标准齿轮的传动用轮齿与测量用轮齿在圆周上是相间分布的，传动用轮齿与被测齿轮轮齿在啮合过程中所产生的误差信号为无用信号。当被测齿轮的齿数，特殊标准齿轮的齿数以及轮齿排列顺序的方式、测量的基准起始点位置确定以后，上述各有用误差则有规律地断续地分布在回转角不均匀性误差之中，这种规律是特定而又具体的。在数据处理装置中安排有程序，可将上述有用的误差信号单元分离，并按被测齿轮的轮齿号以及按特殊标准齿轮的三种测量用轮齿A、B、C的轮齿号分类并储存。再将上述分类储存的误差单元以数据或图形的方式组合输出，从而可得到各种误差数据和误差曲线图。本专利技术的齿轮误差啮合分离测量机是在一对齿轮啮合过程中测取误差的。由于该测量机利用了一个以特定规律安排轮齿的特殊标准齿轮，所以在啮合过程中，各种分离出来的误差的顺序也是特定的。本专利技术的控制和数据处理系统就是按这个特定的顺序来处理数据的。这样要实施本专利技术的测量方法，其装置不仅需要有一个特殊标准齿轮，还必须带有一个固定基准起始点的装置，因为如果测量起始点改变了，其测量顺序就会变化;误差的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种采用标准齿轮和被测齿轮互相啮合，在传动过程中测量齿轮的单项误差、综合误差以及单项误差和综合误差相互关系的啮合分离测量方法，其中包括以下测量步骤：将被测齿轮安装在测量机的主动主轴上成为主动齿轮，将标准齿轮安装在从动主轴上成为从动齿轮（ 或将两个齿轮对调安装）；驱动主动主轴旋转，被测齿轮与标准齿轮相互啮合从而带动从动主轴转动，使与两个齿轮分别同轴安装的两个传感器各自感受转角位移并发出信号，并将两信号合成为回转角不均匀性误差；将上述有用的误差信号单元分离、储存，并进行数据处理和误差单元组合后输出，本方法的特征在于：所用的标准齿轮是以特定规律安排其特殊轮齿的特殊标准齿轮，按其齿侧面的特征，该特殊标准齿轮的轮齿包括传动用轮齿和测量用轮齿；本方法还包括固定特殊标准齿轮测量起始点的步骤，以便确定和保证特殊标准齿轮在多次安装或一次安装多次测量中，测量和数据处理的起始点不变。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：黄潼年，游登云，康德元，吕同井，段荣安，
申请(专利权)人：国家机械工业委员会成都工具研究所，
类型：发明
国别省市：51[中国|四川]