[发明专利]单齿式齿轮整体误差测量装置及方法

权利要求书

1、一种齿轮整体误差测量装置，其特征在于：包括有第一电机(1)、第一圆光栅(2)、只含有一个轮齿的单齿测量齿轮(4)、第二电机(5)、第一精密导轨(6)、第一直线光栅(9)、被测齿轮(7)、第二圆光栅(8)、第二直线光栅(10)、第二精密导轨(12)和第三电机(13)；所述的单齿测量齿轮(4)的齿轮两侧为标准渐开线齿廓；其中：单齿测量齿轮(4)、第一圆光栅(2)和第一电机(1)依次同轴连接在第一精密密珠轴系(3)上，组成主动轴系，主动轴系的主轴与第一伺服系统(D₁)连接；主动轴系固连在第一精密导轨(6)的工作台上，整个主动轴系能够随该工作台沿X方向作平移运动；第一精密导轨(6)和第二电机(5)与第二伺服系统(D₂)连接，第一直线光栅(9)安装在第一精密导轨(6)上用来测量该导轨沿X方向的直线位移；被测齿轮(7)和第二圆光栅(8)同轴连接在第二精密密珠轴系(11)上，组成被动轴系；被动轴系固连在第二精密导轨(12)的工作台上，整个被动轴系能够随该工作台沿Y方向作平移运动；第二精密导轨(12)和第三电机(13)与第三伺服系统(D₃)连接，第二直线光栅(10)安装在第二精密导轨(12)上用来测量该导轨沿Y方向的直线位移；第一圆光栅(2)、第二圆光栅(8)和第一直线光栅(9)、第二直线光栅(10)通过一系列前处理电路和数据采集卡G与计算机连接。

2、使用权利要求1所述的一种齿轮整体误差测量装置进行测量的方法，其特征在于，该方法是按以下步骤实现的：

1)选择被测齿轮(7)的测量截面，具体为：由计算机发指令，通过第三伺服系统(D₃)控制第三电机(13)，使得第二精密导轨(12)的工作台带动被测齿轮(7)沿Y方向直线运动；

2)初始化单齿测量齿轮(4)的初始位置；

3)计算机中的测量软件根据齿轮参数计算被测齿轮(7)和单齿测量齿轮(4)的安装中心距，由计算机发指令给第二伺服系统(D₂)，控制第二电机(5)转动，使得主动轴系随工作台沿X方向作直线运动，直至被测齿轮(7)和单齿测量齿轮(4)之间的距离为标准中心距；

4)通过第一伺服系统(D₁)控制第一电机(1)驱动单齿测量齿轮(4)和被测齿轮(7)的一个轮齿作单面啮合运动，直至脱离啮合；

5)在单面啮合过程中，通过第一圆光栅(2)检测出单齿测量齿轮(4)的角位移，通过第二圆光栅(8)检测出被测齿轮(7)的角位移；

6)得到被测齿轮(7)上该轮齿的整体误差δ，具体为：其中i为被测齿轮(7)和单齿测量齿轮(4)的传动比；

7)通过第二伺服系统(D₂)控制第二电机(5)使得主动轴系与被动轴系脱离；

8)重复步骤2)～步骤7)，直至被测齿轮(7)的全部轮齿都测量完毕；

9)重复步骤1)～步骤8)，测量被测齿轮(7)的全部轮齿的不同截面上的齿轮整体误差δ；

10)第一伺服系统(D₁)控制第一电机(1)反转，重复1)～9)，测量被测齿轮(7)的另一齿面的齿轮整体误差δ。