齿轮测量基本方法原理

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齿轮测量基本方法原理(转)
长度计量技术中对齿轮参数的测量。测量圆柱齿轮和圆锥齿轮误差的方法有单项测量和综合测量两种。
  单项测量  主要是测量齿形误差、周节累积误差、周节偏差、齿向误差和齿圈径向跳动等。
  齿形测量  图1为齿轮齿形测量的原理。常用的测量方法有90gan展成法和坐标法展成法:基圆盘的直径等于被测渐开线理论基圆直径。当直尺带动与它紧密相切的基圆盘和与基圆盘同轴安装的被测齿轮转动时,与直尺工作面处于同一平面上的测量杠杆的刀口相对于被测齿轮回转运动的轨迹是一理论渐开线。以它与被测渐开线齿形比较,即可由测微仪(见比较仪)指示出齿形误差。利用此法测量齿形误差的工具有单盘渐开线测量仪和万能渐开线测量仪 (见渐开线测量仪)。坐标法:按齿形形成原理列出齿廓上任一点的坐标方程式,然后计算出齿廓上若干点的理论坐标值,以此与实际测得的被测齿形上相应点的坐标值比较,即可得到被测齿形误差。有直角坐标法和法线展开角坐标法两种。前者的测量原理是被测齿廓上各点的坐标值(xy)分别由XY 方向的光栅测量系统(见光栅测长技术)测出,经电子计算机计算后得出齿形误差。此法适用于测量大型齿轮的齿形。法线展开角坐标法用于测量渐开线齿形。当
与被测齿轮同轴安装的圆光栅转动一个展开角φ时,由长光栅测量系统测出被测渐开线基圆的展开弧长ρ,由电子计算机按计算式ρr0φ(式中r0为基圆半径)计算出被测弧长与理论弧长之差值。按需要在齿廓上测量若干点,由记录仪记录出齿形误差曲线图。
  周节测量  图2为齿轮周节测量的原理。周节测量有绝对测量法和相对测量法绝对测量法:被测齿轮与圆光栅长度传感器同轴安装。测量时,被测齿轮缓慢回转,当电感式长度传感器的测头与齿面达到预定接触位置时,电感式长度传感器发出计数开始信号,利用电子计算机计算由圆光栅长度传感器发出的经过处理后得到的电脉冲数,直至测头与下一齿面达到预定接触位置为止。如此逐齿进行,测出相当于各实际周节的电脉冲数,经电子计算机处理后即可得出周节偏差和周节累积误差。相对测量法:利用两电感式长度传感器的测头安置组成相当于被测齿轮任一实际周节,以此逐齿与所有其他各实际周节比较。测得的差值经过电子线路和电子计算机处理,即可得出周节偏差和周节累积误差。
  
齿向测量  图3为齿轮齿向测量的原理。齿向测量常用的有导程法和基圆螺旋角法。这两种方法都是根据斜齿轮回转一周,与齿面接触的任一点沿轴向移动一个导程的原理。导程法:当滑架沿轴线方向移动时,安装在滑架上的正弦尺推动直尺并带动圆盘和与圆盘同轴安装的被测齿轮转动。正弦尺的倾斜角度是按计算导程的方法调整的,测量头相对于被
测齿轮作螺旋运动而测出齿向误差。基圆螺旋角法:在渐开线测量仪上增加度盘、测角读数显微镜(图中未表示)等进行测量。当直尺带动基圆盘和被测齿轮转动时,电感式长度传感器的测头由固定在直尺上的滑块和滑架圆盘上倾斜的直槽控制着向下移动。利用度盘等使直槽的倾斜角度等于被测齿轮的基圆螺旋角,因此测头相对于被测齿轮作螺旋运动而测出齿向误差。采用此法的齿轮测量工具通常称为渐开线和螺旋线测量仪。
  20世纪70年代初,开始利用长光栅(或激光)、圆光栅等组成的测量系统、电子计算机自动控制系统和数据处理系统等组成的自动测量系统,在同一台齿轮量仪上测量齿向误差,齿形误差和周节偏差等。直齿圆柱齿轮的齿向误差也常在具有精密直线导轨的齿圈径向跳动仪上测量。
  齿圈径向跳动测量  以被测齿轮轴心线定位,利用带有球形测头或锥角等于 2倍齿形角的圆锥形测头的测微仪,使测头位于齿高中部与齿廓双面接触。测头相对于齿轮轴心线的最大变动量即齿圈径向跳动。测量齿圈径向跳动的仪器是齿圈径向跳动仪。
  综合测量  通过测量齿轮与被测齿轮啮合传动来测量齿轮的传动精度。测量齿轮是一种精度比被测齿轮高两级以上的齿轮,也有以测量蜗杆代替测量齿轮的。综合测量有双面啮合
法和单面啮合法两种。
   双面啮合法:利用测量齿轮与被测齿轮作双面啮合转动,以被测齿轮转动一转内的中心距最大变动量表示被测齿轮的径向综合误差。利用此法的齿轮测量工具称为齿轮双面啮合检查仪(见齿轮综合检查仪)。
   单面啮合法:利用测量齿轮与被测齿轮在公称中心距下啮合转动,以转角误差形式表示被测齿轮的切向综合误差。采用此法的齿轮测量工具有齿轮单面啮合检查仪和齿轮单面啮合整体误差测量仪(见齿轮整体误差测量技术)。
  综合测量还可用于检查齿轮副接触斑点和噪声等。
  对于圆锥齿轮,一般采用综合测量,以检验齿轮副的接触斑点为主,也有测量齿轮副径向综合误差、齿轮副切向综合误差和噪声的。单项测量一般是测量周节累积误差和齿圈径向跳动,测量方法与圆柱齿轮的相同,但要保持测量头轴线垂直于圆锥素线。70年代后期,人们开始利用三坐标测量机测量圆锥齿轮的齿形,并用绘图仪描绘出被测齿面的轮廓图形。
(一)工艺过程分析
  图9-17所示为一双联齿轮,材料为40Cr,精度为7-6-6级,其加工工艺过程见表9-6。
  从表中可见,齿轮加工工艺过程大致要经过如下几个阶段:毛坯热处理、齿坯加工、齿形加工、齿端加工、齿面热处理、精基准修正及齿形精加工等。
齿号
齿号
模数
2
2
基节偏差
±
±
齿数
28
42
齿形公差
精度等级
王宝连 7GK
7JL
齿向公差
公法线长度变动量
公法线平均长度
  0-
  0-
齿圈径向跳动
跨齿数
4
5
表9-6双联齿轮加工工艺过程
序号
工序内容
定位基准
1
2
3
METLERTOLEDO
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
毛坯锻造
正火
粗车外圆及端面,留余量~2mm,钻镗花键底孔至尺寸φ30H12
拉花键孔
钳工去毛刺
食物模型
上芯轴,精车外圆,端面及槽至要求
检验
滚齿(z=42),留剃余量~ mm
插齿(z=28),留剃余量,4~ mm
倒角(齿12°牙角)
钳工去毛刺
剃齿(z=42),公法线长度至尺寸上限
剃齿(z=28),采用螺旋角度为5°的剃齿刀,剃齿后公法线长度至尺寸上限
齿部高频淬火:G52
推孔
珩齿
总检入库
ic编带
外圆及端面
φ30H12孔及A面
花键孔及A面
花键孔及B面
花键孔及A面
花键孔及端面
花键孔及A面
花键孔及A面
花键孔及A面
花键孔及A面
  加工的第一阶段是齿坯最初进入机械加工的阶段。由于齿轮的传动精度主要决定于齿形精度和齿距分布均匀性,而这与切齿时采用的定位基准(孔和端面)的精度有着直接的关系,所以,这个阶段主要是为下一阶段加工齿形准备精基准,使齿的内孔和端面的精度基本达到规定的技术要求。在这个阶段中除了加工出基准外,对于齿形以外的次要表面的加工,也应尽量在这一阶段的后期加以完成。
真空马桶
  第二阶段是齿形的加工。对于不需要淬火的齿轮,一般来说这个阶段也就是齿轮的最后加工阶段,经过这个阶段就应当加工出完全符合图样要求的齿轮来。对于需要淬硬的齿轮,必须在这个阶段中加工出能满足齿形的最后精加工所要求的齿形精度,所以这个阶段的加工是保证齿轮加工精度的关键阶段。应予以特别注意。
  加工的第三阶段是热处理阶段。在这个阶段中主要对齿面的淬火处理,使齿面达到规定的硬度要求。
  加工的最后阶段是齿形的精加工阶段。这个阶段的目的,在于修正齿轮经过淬火后所引起的齿形变形,进一步提高齿形精度和降低表面粗糙度,使之达到最终的精度要求。在这个阶段中首先应对定位基准面(孔和端面)进行修整,因淬火以后齿轮的内孔和端面均会产生变形,如果在淬火后直接采用这样的孔和端面作为基准进行齿形精加工,是很难达到齿轮精度的要求的。以修整过的基准面定位进行齿形精加工,可以使定位准确可靠,余量分布也比较均匀,以便达到精加工的目的。
  (二)定位基准的确定

本文发布于:2023-05-17 14:24:55,感谢您对本站的认可!

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