[发明专利]一种用于高精度渐开线纯滚动展成装置的线轮驱动机构

说明书

本发明属于精密加工和测试技术领域，涉及一种用于高精度渐开线纯滚动展成装置的线轮驱动机构。其结构包括：线轮驱动组件、电动直线滑台、L板、立柱滑台、立柱底座和平台；通过电动直线滑台带动线轮驱动组件运动，进而利用钢丝绳缠绕在线轮绳槽中产生的摩擦力矩驱动滚动组件在导轨上做纯滚动运动；左、右线轮采用同一根钢丝绳缠绕，可保证钢丝绳与左、右线轮间摩擦力矩的一致性；钢丝绳为柔性，可减弱该装置的误差及外界干扰等因素对齿轮渐开线样板加工和测量的影响；通过调整钢丝绳的张紧量可控制摩擦力矩的大小；该装置可用于高精度渐开线纯滚动展成装置的驱动，具有良好的市场应用前景与推广价值。

技术领域

本发明属于精密加工和测试技术领域，涉及一种用于高精度渐开线纯滚动展成装置的线轮驱动机构。

背景技术

渐开线廓形是目前使用最普遍、加工工艺最成熟的一种齿轮廓形，广泛应用于减/变速器、齿轮刀具、高端装备、工业机器人等各个领域。代表齿轮渐开线最高加工精度的器件是用于齿轮渐开线量值传递基准的齿轮渐开线样板。齿轮渐开线样板是校准各种渐开线测量仪器的标准计量器具，主要用于传递齿轮渐开线参数量值、修正仪器示值和确定仪器示值误差。

发明专利【ZL201510091994.7】公开了一种高精度径向可调式齿轮渐开线样板及其调整方法，发明专利【ZL201610847011.2】公开一种大齿轮渐开线样板，专利【ZL201711393983.X】公开了一种自安装基准等公法线齿轮渐开线样板，这些公开的专利均提到了一种齿轮渐开线样板的新结构，但都没有涉及加工和检测齿轮渐开线样板的具体装置与方法。

齿轮渐开线样板国家标准GB/T 6467-2010规定了齿轮渐开线样板的等级分1级和2级。1级齿轮渐开线样板的齿廓形状公差f_fαT对应于基圆半径r_b≤100mm、100mmr_b≤200mm、200mmr_b≤300mm和300mmr_b≤400mm分别为1.0μm、1.4μm、1.7μm和2.1μm；展长对应于基圆半径r_b＝100mm、200mm、300mm、400mm应不小于70mm、105mm、140mm和160mm；渐开线齿廓面的表面粗糙度不大于Ra 0.1。日本国家计量院(NMIJ)开发出了激光测量渐开线的基准装置，所用渐开线样板的基圆半径为57.5mm，齿廓形状偏差为0.5μm，展长为30mm；英国纽卡斯尔大学齿轮测量国家实验室(NGML)于2004年进行的齿轮样板国际比对中，提供了一件基圆半径100mm、展长38mm，齿廓形状偏差为0.2μm的齿轮渐开线样板；联邦德国物理技术研究PTB于2009年研制了一种齿顶圆直径1000mm的扇形大齿轮样板，其渐开线的展长为120mm，齿廓形状偏差为1.8μm左右；2011年PTB又设计制造了一种齿顶圆直径约为2000mm的大齿圈标准样板，其渐开线的展长约为84mm，齿廓形状偏差约为2μm；大连理工大学高精度齿轮研究室研制齿顶圆半径为64mm，展长为30mm，齿廓形状偏差约为1.3μm的标准齿轮；以上齿轮标准器为国际上精度较高的齿轮渐开线标准器，但均不满足1级精度齿轮渐开线样板的精度要求。

国外内暂无满足1级精度齿轮渐开线样板加工与测试需求的加工装置与测量仪器，开发出满足1级精度齿轮渐开线样板加工与测量装置成为当务之急。

直线绕圆做纯滚动，直线上任意一点的运动轨迹就是以该圆为基圆的渐开线，这是渐开线基本的生成原理。德国联邦物理技术研究院(PTB)、日本国家计量科学研究院和大连理工大学高精度齿轮研究室曾开发出双基圆盘式展成机构用于高精度齿轮的测量，德国联邦物理技术研究院(PTB)、日本国家计量科学研究院的双基圆盘式展成机构采用橡胶软带驱动基圆盘做纯滚动，但驱动速度会引起橡胶软带的振动进而影响纯滚动的精度；大连理工大学高精度齿轮研究室的双基圆盘式展成机构采用直线导轨和两顶尖直接驱动滚动组件的两端中心孔，由于顶尖和滚动组件的中心孔之间为滑动摩擦，驱动阻力大且纯滚动的精度不高。双基圆盘式渐开线纯滚动展成装置的驱动方式仍有较大的提升空间。

发明内容