[其他]就地测量大齿轮齿形的方法与装置

说明书

本发明涉及一种就地测量齿轮齿形的方法和装置，它包括在加工齿轮的机床上附加：齿形传感器、角位移传感器，回转误差传感器和控制与数据处理四个装置；在由电子计算机组成的控制与数据处理装置中予先存储齿形和角位移传感器装置的系统误差；由齿形传感器检出Ｘ，角位移传感器检出θ，回转误差传感器检出ΔＺ和ΔＸ送入计算机经过动、静态误差补偿算出齿形误差。本方法和装置特别适用于大型齿轮齿形误差的就地测量。

本发明涉及一种齿轮齿形的测量方法与装置，更具体地说它涉及一种在机床上就地测量大型齿轮齿形的方法与装置。

现有技术中，有许多行之有效的办法用以测量中小型齿轮的齿形。但对大型齿轮，由于尺寸、重量的增加，测量起来有许多困难，采用大型台式仪器，虽可获得较高的测量精度，但仪器造价高，被测齿轮的尺寸、重量范围受到仪器规格的限制，并且难以把这种大型台式仪器用于加工现场;采用小型便携式仪器，使用虽很方便，但在现场安装时对正精度不高，影响测量的可靠性。1981年东京国际齿轮及动力传动学术讨论会文集中一篇题为“一种新的大齿轮测量系统”的文章提出了一种就地测量系统，该系统对大齿轮齿形的测量是通过在滚齿机上加上几部分辅助系统来实现的，辅助系统包括将直径为2200毫米的超大型环形磁尺安装在滚齿机工作台的外圆表面，用以测量被测齿轮的角位移;一个齿形传感器，用以测量在齿轮基圆切线方向运动的测头的直线位移;一个控制和数据处理装置，控制自动测量和计算误差。该系统实现了在滚床上就地自动测量，但在测齿轮角位移时，为避开由于尺寸大引起的结构上和精度上的困难，没有采用现成的角位移传感器，而是特制了一个超大型环形磁尺与工作台合为一体，这种超大型磁尺的制造、安装、录磁、调整等工艺相对于采用现成的角位移传感器来说要困难得多，而且难以做成一个附加在齿轮加工机床、车床、磨床及其它类型机床上通用。另外特别重要的是，就地测量是在加工机床上进行的，测量的齿形误差中包含了机床的回转误差，上述测量系统没有设法消除这种误差影响，这样测量结果的可靠性在很大程度上要依赖于机床的回转精度，而对一般机床来说，回转误差对所测的齿形误差的影响是不能忽略的。

本发明的目的是，通过在机床上附加几部分简单的辅助测量装置，实现在各种类型机床上，对各种规格、各种类型大齿轮的齿形就地测量，并设法有效地消除机床回转误差和辅助测量装置的系统误差对测量结果的影响，以获得就地测量的高精度。

本发明的构思是，靠在机床上附加四部分辅助装置来实现大齿轮齿形就地高精度测量。其方法是

（1）在齿轮加工机床上附加：

一个齿形传感器装置，使齿形测头沿被测齿轮基圆切线方向移动，用于测量齿形测头的位移量X;

一个角位移传感器装置，用于测量上述被测齿轮的回转角θ;

一个回转误差传感器装置，用于测量上述被测齿轮在回转时的轴向窜动量△Z和在齿形测量误差敏感方向上的径向跳动量△X，用于补偿上述机床的动态回转误差;

一个控制和数据处理装置，用于计算齿形误差;

（2）予先在上述控制和数据处理装置中存储上述齿形和角位移传感器装置的系统误差，用于补偿其静态误差;

（3）转动上述被测系统，带动上述齿形测头运动，检出上述X、θ、△Z、△X各信号送入上述控制和数据处理装置，根据予先存储的上述系统误差，进行静态和动态误差补偿，然后算出被测齿轮的齿形误差。

实现上述测量方法的专用设备包含：

（1）齿形传感器装置，它附加安装在上述齿轮加工机床上，它由直线滚动导轨。可沿该导轨作平行移动的齿形测头，测量齿形测头的位移量X的直线位移传感器及底座组成;测得的信号X送入控制及数据处理装置;

（2）角位移传感器装置，它附加安装在与被测齿轮同一轴线上，它包含角位移传感器固定件、角位移传感器运动件及精密轴承;上述角位移传感器运动件和固定件中任何一件安装成与被测齿轮同步回转，通过上述运动件与固定件之间的相对运动测出被测齿轮的转角θ，并送入控制与数据处理装置;