一种新型齿轮双面啮合综合测量仪

本发明涉及一种齿轮整体误差测量装置及测量方法，属于齿轮传动、精密测试技术及仪器、齿轮检测。

背景技术：

1、齿轮是一种很常见的机械零件。它具有结构简单、制造容易、成本低等优点，但也存在一些缺点，如一些参数难以测量，以及评价指标不明确等。例如齿形角、齿隙和齿轮啮合中心距等参数测量难度较大。但这些参数却对齿轮工作质量有着重要影响。传统的齿轮整体误差测量仪器通常采用特殊的测量元件“跳牙蜗杆”作为码特齿轮2，基于单面啮合原理在重合系数＜1的条件下进行测量，可获取被测齿轮1的截面整体误差曲线和切向综合偏差曲线。但传统的齿轮整体误差测量技术仍存在一些不足：(1)被测齿轮1的左齿面和右齿面需要分开测量，测量效率低于双啮测量；(2)所使用的跳牙蜗杆形状复杂、精度要求高，制造较为困难。为了准确地获得这些数据，必须研制出能够精确测定齿轮的各种参数和评定其综合性能的计量设备。齿轮双面啮合测量仪就是根据这一原理研制而成的。可以检测出齿轮的径向啮合误差和径向齿综合误差。双面啮合检测仪器一般情况下需要手动旋转测试齿轮，人工调节测量齿轮与被测齿轮1之间的间隙，并且手动来驱动丝杠和进给机构。使用千分尺读数据。但该仪器使用方便、结构简单、价格低廉，在一般精度的情况下能满足要求，因此仍是齿轮制造业检验齿轮质量的重要仪器。

技术实现思路

1、本发明目的在于提出一种基于新型齿轮双面啮合综合测量仪及测量方法，采用双面啮合方式，被测齿轮1的左齿面和右齿面可同时进行测量，测量效率相对较高，弥补传统方法的不足；仪器结构较为简单、成本较低，使用本发明提出的装置和方法可以提高齿轮整体误差测量的测量效率。为了解决以上技术问题,本发明采用的技术方案为:

2、一种基于新型齿轮双面啮合综合测量仪，该装置包括机械部分和电控部分；

3、该装置包括机械部分和电控部分，机械部分可实现一个直线运动和两个旋转运动；具体是码特齿轮2沿水平方向的移动为、码特齿轮轴系的旋转运动和被测齿轮轴系的旋转运动。实现齿轮水平方向移动的机械结构部分主要由工作台、导轨、位移传感器、伺服电机和直线运动机构构成。实现旋转运动的机械结构组成部分包括主动轴、齿轮、轴承和伺服电机。电控部分则主要由伺服电机系统和计算机构成。双面啮合的齿轮整体误差测量效率较低时，可改用手动方式调整齿轮的水平方向位置。把码特齿轮2和被测齿轮1的中心距调整到预先设定的中心距，并锁定码特齿轮2的水平方向位置，故该装置可以用于被测齿轮1测隙测量。驱动码特齿轮2的电机不是直接驱动主动轴，而是通过齿轮传动系统驱动主动轴实现测量功能。

4、基于双面啮合的齿轮整体误差测量方法，其基本特征在于：由以下几个步骤构成：

5、s1：测量开始之前，我们要先对齿轮位置进行确定，进而读出码特齿轮2和被测齿轮1中心距。

6、s2：测量开始之前，安装码特齿轮2，使其基准齿对准被测齿轮1轴线，要使码特齿轮2的基准齿的中分面精确通过被测齿轮1轴线。

7、s3：在测量开始之前，安装被测齿轮。

8、s4：开始测量，伺服电机开始工作，驱动码特齿轮2和被测齿轮1旋转；在测量过程中，码特齿轮2和被测齿轮1保持两侧面紧紧贴合。

9、s5：在码特齿轮2转速平稳后开始计数；在开始计数的同时，记录传感器的当前值为基准值。

10、s6：计数开始后，实时记录传感器的数值。

11、s7：计数开始后，如果被测齿轮1的所有齿轮的左右吃面均被测量过，即与码特齿轮2的测量齿面进行一次啮合，则数据采集过程已完成，反复多次。

12、s8：根据提前获得的码特齿轮2齿廓数据和上述步骤中获得的各个时刻的数据，可以计算出被测齿轮1各个轮齿的测得齿廓，进而计算出被测齿轮1的齿廓偏差、齿距偏差和齿轮整体误差曲线。

13、有益效果

14、本发明提出的技术方案在测量过程中可采用双面啮合方式，被测齿轮1的左齿面和右齿面可同时进行测量，测量效率相对较高；采用跳牙齿轮作为码特齿轮2，以圆柱齿轮为基础的跳牙齿轮形状与被测齿轮1接近、制造较为容易；跳牙齿轮的轴线通常与被测齿轮1轴线平行，仪器结构较为简单、成本较低。本发明通过技术创新弥补传统方法的不足，可推动齿轮整体误差测量技术在齿轮行业的广泛应用，可提高批量生产齿轮的产品质量，具有重要的学术价值和应用价值。

技术特征：

1.一种新型齿轮双面啮合综合测量仪，其特征在于，包括机械部分和电控部分，机械部分可实现一个直线运动和两个旋转运动；具体是码特齿轮2沿水平方向的移动、码特齿轮轴系的旋转运动和被测齿轮轴系的旋转运动；实现玛特齿轮2水平方向移动的机械结构部分主要由工作台、导轨、位移传感器、伺服电机和直线运动机构构成；实现玛特齿轮2和被测齿轮1旋转运动的机械结构组成部分包括主动轴、齿轮、轴承和伺服电机；电控部分则主要由伺服电机系统和计算机构成。

2.根据权利要求1所述的新型齿轮双面啮合综合测量仪，其特称在于：上述双面啮合的齿轮整体误差测量效率较低时，可改用手动方式调整齿轮的水平方向位置。

3.根据权利要求1所述的新型齿轮双面啮合综合测量仪，其特征在于：在上述新型齿轮双面啮合综合测量仪中，把码特齿轮2和被测齿轮1的中心距调整到预先设定的中心距，并锁定码特齿轮2的水平方向位置，故该装置可以用于被测齿轮1测隙测量。

4.根据权利要求1所述的新型齿轮双面啮合综合测量仪，其特征在于：上述新型齿轮双面啮合综合测量仪中，驱动码特齿轮2的电机不是直接驱动主动轴，而是通过齿轮传动系统驱动主动轴实现测量功能。

5.一种利用权利要求1-4任一项所述的新型齿轮双面啮合综合测量仪的测量方法，其基特征在于，由以下几个步骤构成：

技术总结
本发明是一种基于新型齿轮双面啮合综合测量仪，测量装置包括机械部分和电控部分。机械部分可实现一个直线运动和两个旋转运动，直线运动是码特齿轮2沿水平方向的位置移动，旋转运动是码特齿轮轴系和被测齿轮轴系的旋转运动。码特齿轮轴系为主动轴系，被测齿轮轴系为被动轴系。径向综合偏差由两部分组成：一部分是测量齿轮与被测齿轮1之间的间隙，另一部分是固定在固定架和移动架上的电机带动齿轮转动时以及径向弹簧力所引起的误差。应在齿轮紧密啮合的情况下进行测量。并记录啮合中心距的变化值。可以通过测量小车和千分尺装置读取数字，绘制获得误差曲线。根据公式计算出齿形参数并记录，最后对所获得的数据进行处理分析，得出最终结果。

技术研发人员：王静怡,李曜合
受保护的技术使用者：桂林理工大学
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23