齒輪加工與測試(2015-4-3)

基準(zhǔn)級漸開線測試?yán)碚撆c技術(shù)研究大連理工大學(xué)高精度齒輪研究室

內(nèi)容提要基準(zhǔn)級漸開線測量儀誤差源分析與測量不確定度評價基準(zhǔn)級漸開線測量方法與測量儀器研究緒論基準(zhǔn)級漸開線測量儀部分關(guān)鍵技術(shù)研究測量數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)的研制基準(zhǔn)級漸開線測量儀誤差補(bǔ)償實驗與量值比對結(jié)論

課題來源國家自然科學(xué)基金“基準(zhǔn)級漸開線測試技術(shù)”基準(zhǔn)級（1級精度）漸開線齒廓的檢測儀器不成熟齒輪測試技術(shù)是提高齒輪制造質(zhì)量的一個重要環(huán)節(jié)

課題背景

緒論奠定高水準(zhǔn)的漸開線檢驗基礎(chǔ)和傳遞基準(zhǔn)使?jié)u開線測量精度達(dá)到國際前列課題研究意義漸開線圓柱齒輪的齒廓檢驗是難度較大的測試技術(shù)問題齒輪是機(jī)械制造領(lǐng)域中重要的基礎(chǔ)件與傳動件測量原理：比較測量→嚙合運動測量→模型化測量技術(shù)手段：機(jī)械為主→機(jī)電結(jié)合→信息技術(shù)1.1.1齒輪測量技術(shù)的發(fā)展1.1齒輪測量技術(shù)與儀器的發(fā)展現(xiàn)狀1.1.2齒輪測量技術(shù)與儀器分類齒輪單項幾何形狀誤差測量齒距偏差測量齒向偏差測量齒廓偏差測量齒輪綜合誤差測量齒輪單面嚙合測量齒輪雙面嚙合測量齒輪整體誤差測量1.2漸開線齒廓偏差測量技術(shù)與儀器齒廓總偏差---在齒形端截面上，計值范圍內(nèi)包容實際齒廓跡線的兩條設(shè)計齒廓跡線間的法向距離齒廓形狀偏差---在計值范圍內(nèi)，包容實際齒廓跡線的兩條與平均齒廓跡線完全相同的曲線間的距離齒廓傾斜偏差---在計值范圍的兩端與平均齒廓跡線相交的兩條設(shè)計齒廓跡線間的距離漸開線齒廓測量方法標(biāo)準(zhǔn)曲線法標(biāo)準(zhǔn)軌跡法其它基于激光技術(shù)測量法

主要用于小模數(shù)齒輪的檢測，測量精度較低

將實際齒廓投影或攝像，與理論齒廓進(jìn)行比較1.2.1標(biāo)準(zhǔn)曲線法1.2漸開線齒廓偏差測量技術(shù)與儀器

投影比較法齒輪的寬度、齒輪表面質(zhì)量、放大倍數(shù)選擇、標(biāo)準(zhǔn)齒廓圖變形等因素對測量影響較大受CCD誤差、光學(xué)系統(tǒng)誤差及齒輪安裝定位誤差等因素的影響較大

基于計算機(jī)視覺技術(shù)的齒形測量法根據(jù)漸開線展成原理，將被測齒形與儀器復(fù)現(xiàn)的標(biāo)準(zhǔn)漸開線軌跡進(jìn)行比較

機(jī)械展成法標(biāo)準(zhǔn)漸開線由精密機(jī)械機(jī)構(gòu)來獲得單盤式圓盤杠桿式

電子展成法標(biāo)準(zhǔn)漸開線由電子展成機(jī)構(gòu)形成齒輪測量中心坐標(biāo)測量機(jī)1.2.2標(biāo)準(zhǔn)軌跡法1.2漸開線齒廓偏差測量技術(shù)與儀器

單盤式漸開線齒形測量儀

完全符合漸開線展成原理結(jié)構(gòu)簡單，測量尺寸鏈短易達(dá)到較高測量精度哈量3202G單盤式漸開線測試儀

機(jī)械展成法1.2漸開線齒廓偏差測量技術(shù)與儀器

圓盤杠桿式漸開線齒形測量儀

杠桿調(diào)節(jié)不同的基圓直徑,不需更換基圓盤結(jié)構(gòu)復(fù)雜，測量受溫度變化影響較大測量精度不高哈量萬能漸開線檢查儀32011.2.2標(biāo)準(zhǔn)軌跡法長春光機(jī)所精化MaagFP60測量m=2,Z=60齒輪U99=0.72μm

多采用電子展成法測量漸開線齒廓測量精度由測頭、光柵及導(dǎo)向機(jī)構(gòu)決定采用坐標(biāo)修正，實現(xiàn)高精度測量具有多功能性CNC齒輪測量中心

電子展成法1.2漸開線齒廓偏差測量技術(shù)與儀器GleasonGMX275齒輪測量中心

模擬量測量頭，可選擇掃描或單點采樣方式，可以按0.1°間距轉(zhuǎn)動

儀器等級達(dá)到VDI/VDE規(guī)定的1級

空間測量不確定度為(2.3+L/200)μm

1.2.2標(biāo)準(zhǔn)軌跡法哈量3903A齒輪測量中心

建立動態(tài)補(bǔ)償模型，拓展電感測頭的動態(tài)響應(yīng)范圍新式方型布局徑向傳動采用密珠短導(dǎo)軌加測桿移動鎖緊結(jié)構(gòu)

坐標(biāo)測量機(jī)

專用齒輪測量軟件回轉(zhuǎn)工作臺與測量機(jī)同步運動實現(xiàn)展成法測量漸開線齒形ZEISSUPMC850坐標(biāo)測量機(jī)

國產(chǎn)CNC齒輪測量中心的差距

高端齒輪測量能力

測量穩(wěn)定性

測量軟件

測頭不垂直于齒面測量時需要多根探針探測，或采用測頭回轉(zhuǎn)體使測頭轉(zhuǎn)過所需角度控制軟件與數(shù)據(jù)處理軟件均比較復(fù)雜

坐標(biāo)測量機(jī)1.2漸開線齒廓偏差測量技術(shù)與儀器1.2.3坐標(biāo)法

極坐標(biāo)齒輪測量中心HOFLERZP系列成都工具研究所CEN450KlingelnbergPEC33產(chǎn)品：

不需要切向運動機(jī)構(gòu)，簡化了機(jī)械結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)處理復(fù)雜，兩軸位移非線性對徑向及測頭相對于齒輪軸線的位置精度要求較高適合中等精度齒形測量齒形上點的實際坐標(biāo)與理論坐標(biāo)進(jìn)行比較

用于基準(zhǔn)傳遞、漸開線樣板檢測采用高精度氣浮主軸、導(dǎo)軌、長光柵與圓編碼器采用激光測長系統(tǒng)進(jìn)行齒面精度檢測測量重復(fù)精度為0.3μm

大阪精機(jī)CNC高精度齒輪測量儀

德國PTB齒輪測試儀

坐標(biāo)測量機(jī)、精密轉(zhuǎn)臺、激光干涉儀1.2.4基于激光技術(shù)測量法

日本京都大學(xué)漸開線測量儀

雙基圓盤測量原理、激光干涉儀測量齒面、測量重復(fù)精度為0.1μm1.2漸開線齒廓偏差測量技術(shù)與儀器KAPP數(shù)控磨齒機(jī)在機(jī)測量

直接將齒輪測量裝置集成于齒輪加工機(jī)床齒輪加工后不用拆卸，在機(jī)床上進(jìn)行測量根據(jù)測量結(jié)果對機(jī)床參數(shù)及時調(diào)整修正機(jī)床本身的原始誤差、附加裝置的誤差影響較大1.2.5齒輪在機(jī)測量1.2漸開線齒廓偏差測量技術(shù)與儀器1.2.6單面嚙合整體測量

采用跳牙蝸桿與被測齒輪嚙合對齒輪齒面進(jìn)行滾動點掃描測量德國FRENCOURM齒輪誤差滾動掃描測量儀

原理完全符合齒輪整體誤差測量技術(shù)平行軸齒輪式齒輪整體誤差測量儀成都工具研究所CNC蝸桿式齒輪整體誤差測量儀

內(nèi)容提要基準(zhǔn)級漸開線測量儀誤差源分析與測量不確定度評價基準(zhǔn)級漸開線測量方法與測量儀器研究緒論基準(zhǔn)級漸開線測量儀部分關(guān)鍵技術(shù)研究測量數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)的研制基準(zhǔn)級漸開線測量儀誤差補(bǔ)償實驗與量值比對結(jié)論2.1各種超精密漸開線齒形量儀測量原理分析

芯軸由于受彈簧力作用會發(fā)生變形基圓盤存在制造誤差儀器的導(dǎo)軌與導(dǎo)尺存在著平行度誤差測頭位置調(diào)整困難，且測量過程中存在阿貝誤差的影響

單盤式漸開線量儀

傳遞環(huán)節(jié)比較復(fù)雜，誤差源相對較多儀器產(chǎn)生的標(biāo)準(zhǔn)漸開線軌跡是斷續(xù)的直線導(dǎo)軌與旋轉(zhuǎn)主軸的制造與調(diào)整精度對測量結(jié)果影響較大存在著阿貝誤差的影響

電子展成式量儀

單盤式和電子展成式漸開線測量儀測量精度相差不大單盤式只是在測量自動化和多功能性等方面不如電子展成式單盤式漸開線測量儀制造成本遠(yuǎn)低于電子展成式量儀2.2基準(zhǔn)級漸開線測量儀結(jié)構(gòu)與測量原理由基座、測量架、基圓盤與齒輪組件、基準(zhǔn)板及驅(qū)動系統(tǒng)等部件組成測量儀基座采用花崗巖制作，具有良好的吸震性與熱穩(wěn)定性基準(zhǔn)導(dǎo)尺采用GCr15軸承鋼制作，經(jīng)過精密研磨，平面度誤差小于1μm

與單盤式漸開線測試儀相比

導(dǎo)尺與導(dǎo)軌同一化芯軸處于自由狀態(tài)主軸與芯軸變成一根避免了阿貝誤差

與電子展成式漸開線測試儀相比

標(biāo)準(zhǔn)漸開線軌跡連續(xù)結(jié)構(gòu)上環(huán)節(jié)少基圓盤可與齒輪相同材料無阿貝誤差2.3漸開線齒形最佳測量原理的分析

基準(zhǔn)級漸開線測量儀優(yōu)點單盤式雙盤式電子展成式基于激光技術(shù)測量法測量精度★★★★★★★★★★★自動化性能★★★★★★制造經(jīng)濟(jì)性★★★★★★★★★表中：★低★★高★★★更高★★★★最高2.4測量支架機(jī)構(gòu)設(shè)計與精度分析測量支架機(jī)構(gòu)設(shè)計采用精密斜塊調(diào)整測頭位置的高度，斜塊傾斜比例為1:20，高度調(diào)整范圍為1mm采用雙彈簧片式鉸鏈結(jié)構(gòu)微位移傳遞杠桿微位移傳遞杠桿位移傳遞精度分析O的移動距離B’處撓曲線切線方程E’處撓曲線切線方程

內(nèi)容提要基準(zhǔn)級漸開線測量儀誤差源分析與測量不確定度評價基準(zhǔn)級漸開線測量方法與測量儀器研究緒論基準(zhǔn)級漸開線測量儀部分關(guān)鍵技術(shù)研究測量數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)的研制基準(zhǔn)級漸開線測量儀誤差補(bǔ)償實驗與量值比對結(jié)論3.1基圓盤、齒輪及芯軸的精確配位與安裝

在部件的裝配過程中，充分分析各個零部件誤差大小、方向及對測量結(jié)果的影響，設(shè)法使各個誤差量在裝配后相互抵消與補(bǔ)償，即可提高組件裝配后的整體精度若殘余偏心若殘余偏心

機(jī)械補(bǔ)償法基圓盤與芯軸超精密配位與裝配實驗

基圓盤1e=0.26μmφ=90o基圓盤2e=0.16μmφ=45o基圓盤1軸段

e=0.42μmφ=0o基圓盤2軸段

e=0.46μmφ=-15o齒輪處軸段

e=0.1μmφ=-158o基圓盤1(裝配后)

e=0.17μmφ=0o基圓盤2(裝配后)

e=0.39μmφ=31o

被測齒輪處產(chǎn)生的作用偏心量為0.2μm，偏心角在圖中坐標(biāo)系為0o

測量m=4，z=30，α=20?漸開線圓柱齒輪齒廓時，測量誤差為0.1μm基圓盤1旋轉(zhuǎn)180°基圓盤2逆時針旋轉(zhuǎn)120o3.1基圓盤、齒輪及芯軸的精確配位與安裝基圓直徑(mm)高于導(dǎo)軌距離(mm)測量誤差(μm)低于導(dǎo)軌距離(mm)測量誤差(μm)500.010.0930.010.1910.020.2600.020.5350.050.9930.052.077800.010.0740.010.1510.020.2070.020.4240.050.7930.051.6511000.010.0670.010.1350.020.1850.020.3800.050.7130.051.4801500.010.0510.010.1140.020.1440.020.3260.050.6010.051.2312000.010.0400.010.1090.020.1310.020.2700.050.4920.051.1223.2測頭位置調(diào)整方式的研究測頭位置偏差引起的測量誤差

測點高于導(dǎo)尺平面

測點低于導(dǎo)尺平面

測點位置偏差對基圓直徑較大漸開線齒形的測量影響較小測點低于導(dǎo)尺平面時產(chǎn)生的測量誤差遠(yuǎn)大于測點高于導(dǎo)尺平面時的測量誤差應(yīng)盡量避免測點低于導(dǎo)尺平面3.2測頭位置調(diào)整方式的研究顯微鏡調(diào)整法

通過讀數(shù)顯微鏡觀測，調(diào)整倒錐測頭的測量點與直角尺下邊緣處于同一水平面上

調(diào)整方法直觀簡便

顯微鏡的示值誤差、直角尺邊緣的直線度誤差及其端面與測點難以調(diào)整到同一焦平面等因素均會對調(diào)整精度產(chǎn)生影響

測頭位置調(diào)整的極限誤差約為±0.030mm

測頭位置調(diào)整方式

顯微鏡調(diào)整法

齒形角比較法

測點偏差試值比較法序號總偏差傾斜偏差序號總偏差傾斜偏差10.4890.32760.4600.29220.4850.30970.4850.32130.4690.30680.4670.31640.4630.30090.4540.30350.4410.303100.4660.317齒形角比較法測頭位置平均齒廓傾斜偏差10.68320.50230.40640.44250.521

對m=4，z=30，α=20?漸開線圓柱齒輪齒廓進(jìn)行測量，對齒根處展長為5.2mm的齒廓傾斜偏差進(jìn)行比較

多次測量齒形傾斜偏差平均值的極限誤差為±0.011μm

測頭高度調(diào)整間隔0.010mm

調(diào)整測頭位置精度偏差為±0.010mm單位:μm3.2測頭位置調(diào)整方式的研究

測點偏離導(dǎo)尺平面時，會使齒廓測量曲線中的齒形角變小，特別對齒根附近影響明顯單位:μm測點偏差試值比較法3.2測頭位置調(diào)整方式的研究

測量m=2、z=60、α=20?漸開線圓柱齒輪齒形

(a)測頭位于初始點(設(shè)距導(dǎo)尺面x)(b)調(diào)高測頭Δ=0.1mm(c)(d)x=0.06mm時，對曲線(a)與(b)進(jìn)行補(bǔ)償?shù)恼`差曲線（x由反復(fù)試值得到）

(e)將(c)曲線與(d)曲線重合放置

誤差補(bǔ)償調(diào)整法調(diào)整測點位置的極限偏差約為±0.015mm3.3基圓盤與基準(zhǔn)導(dǎo)尺間彈性蠕滑問題研究彈性蠕滑基圓盤與導(dǎo)尺之間存在彈性變形，在接觸面的部分區(qū)域內(nèi)會發(fā)生微觀的滑移彈性蠕滑率兩個圓柱滾輪的材料相同時的彈性蠕滑率基圓盤與花崗巖導(dǎo)尺間的彈性蠕滑輪軌間受壓變形屬于典型的接觸問題接觸條件、約束條件與基本方程組成聯(lián)立方程，對接觸點狀態(tài)進(jìn)行求解彈性蠕滑率接觸區(qū)域由兩個滑移區(qū)與一個粘結(jié)區(qū)組成，彈性蠕滑率為有切向力作用時輪滾過的距離與純滾動時滾過距離之差的變化率基圓盤與鋼導(dǎo)尺彈性蠕滑率為

內(nèi)容提要基準(zhǔn)級漸開線測量儀誤差源分析與測量不確定度評價基準(zhǔn)級漸開線測量方法與測量儀器研究緒論基準(zhǔn)級漸開線測量儀部分關(guān)鍵技術(shù)研究基準(zhǔn)級漸開線測量儀誤差補(bǔ)償實驗與量值比對結(jié)論測量數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)的研制4.1測量誤差源分析

影響理論漸開線精度的誤差基圓直徑誤差測頭位置偏差“彈性蠕滑”誤差齒輪安裝偏心齒輪安裝偏擺芯軸撓度變形電感測微儀示值誤差基圓移動方向誤差測量重復(fù)性誤差測量誤差源分類基準(zhǔn)導(dǎo)尺平面度誤差兩導(dǎo)尺不等高誤差基圓盤與芯軸綜合偏心基圓盤圓度誤差基圓盤安裝偏擺誤差影響被測齒形位置精度的誤差其它誤差影響生成理論漸開線軌跡的誤差因素(1)基準(zhǔn)導(dǎo)尺平面度誤差呈正弦曲線呈線性4.1測量誤差源分析(2)兩基準(zhǔn)導(dǎo)尺不等高誤差芯軸軸線傾角為相當(dāng)于測點偏離導(dǎo)尺平面產(chǎn)生的測量誤差(3)基圓盤直徑誤差影響生成理論漸開線軌跡的誤差因素4.1測量誤差源分析(5)基圓盤、芯軸綜合偏心(6)基圓盤安裝偏擺誤差基圓盤的滾動距離與理論值之差測量誤差為(7)測點位置誤差(8)彈性蠕滑誤差基圓盤的圓度誤差一般以橢圓形狀居多測量誤差為(4)基圓盤圓度誤差影響被測漸開線齒形在測量儀中位置精度的誤差因素(1)齒輪安裝偏擺誤差(2)芯軸撓度變形芯軸撓度變形對漸開線齒形測量的影響可等效為測點高于基準(zhǔn)導(dǎo)尺平面(3)齒輪、芯軸裝配偏心4.1測量誤差源分析其它誤差(1)基圓盤移動方向與導(dǎo)尺不平行度誤差被測齒形誤差為2μm時，引起的測量極限誤差為3×10-5μm(2)電感測微儀示值誤差電感測微儀讀數(shù)引起的測量誤差為±0.07μm(3)測量重復(fù)性誤差No.12345678910Fα1.331.271.271.281.311.321.291.291.241.32重復(fù)測量的極限誤差為0.084μm(4)環(huán)境溫度對測量精度的影響4.1測量誤差源分析由于溫度變化引起的基圓盤半徑與被測齒輪基圓半徑差值的極值為3×10-6r0當(dāng)基圓盤與齒輪的制造材料相同時，溫度變化引起的測量誤差可以忽略基圓半徑基準(zhǔn)級漸開線測量儀測量m=4，z=30，α=20°漸開線圓柱齒輪齒形時的測量不確定度為U95=0.50μm4.2基準(zhǔn)級漸開線測量儀測量不確定度評定基于《測量不確定度表示指南》評定測量儀的測量不確定度誤差源原始誤差(μm)作用極限誤(μm)誤差分布置信系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)不確定(μm)自由度導(dǎo)尺平面度誤差1.01×10-5正態(tài)2.583×10-650導(dǎo)尺不等高誤差1.00.8×10-6正態(tài)2.583×10-750基圓盤直徑誤差±1.00.208正態(tài)2.580.13550基圓盤、齒輪與芯軸偏心誤差—0.200均勻1.730.1158基圓盤圓度誤差0.50.200正態(tài)2.580.0788基圓盤安裝偏擺誤差—0.146正態(tài)2.580.05750測頭安裝誤差±10.00.132正態(tài)2.580.05050“彈性蠕滑”誤差—0.089均勻1.730.05150齒輪安裝偏擺誤差—8×10-8正態(tài)2.583.1×10-850芯軸撓度變形0.031.8×10-4均勻1.731×10-48基圓軸移動方向誤差—5×10-5正態(tài)2.581.2×10-650電感測微儀誤差0.070.07均勻1.730.040100測量重復(fù)性誤差————0.0289

分度圓直徑d/mm法向模數(shù)mn/mm1級精度齒廓總公差Fα/μm測量儀測量不確定度U95/μm50≤d≤800.5≤mn≤21.50.572<mn≤3.520.633.5<mn≤62.40.6380<d≤1250.5<mn≤21.50.712<mn≤3.520.773.5<mn≤62.40.816<mn≤102.90.81125<d≤2000.5<mn≤21.70.612<mn≤3.52.20.933.5<mn≤62.61.056<mn≤103.21.11200<d≤2800.5<mn≤21.70.722<mn≤3.52.20.873.5<mn≤62.61.226<mn≤103.21.35280<d≤3200.5<mn≤22.10.722<mn≤3.52.60.813.5<mn≤631.126<mn≤103.51.474.2基準(zhǔn)級漸開線測量儀測量不確定度評定儀器的測量不確定度均小于1級精度齒廓總公差的1/2，滿足1級精度漸開線齒形的測量要求4.3基于蒙特卡羅方法評定儀器測量不確定度蒙特卡羅方法評價儀器測量不確定度《測量不確定度評定與表示指南》(GUM)中提出的測量不確定度合成方法受直接測量量相關(guān)性的限制，計算過程中存在著一些近似，給不確定度合成帶來了不便在基準(zhǔn)級漸開線測量儀中，一些誤差源產(chǎn)生的測量誤差可以相互補(bǔ)償，但采用GUM評定儀器的測量不確定度時，這種補(bǔ)償卻不能體現(xiàn)GUM法與蒙特卡羅法運用蒙特卡羅統(tǒng)計試驗方法求解測量不確定度，能體現(xiàn)出儀器中各個誤差源間相互補(bǔ)償與抵消的關(guān)系，使測量不確定度更接近真實值原始誤差源模擬參數(shù)導(dǎo)尺平面度誤差α在[0,4.5×10-6rad]內(nèi)均勻分布導(dǎo)尺不等高誤差不等高度在[0,+1μm]內(nèi)均勻分布基圓盤直徑誤差d1、d2與理論值db之差在[-1μm,+1μm]內(nèi)正態(tài)分布基圓盤圓度誤差由于圓度誤差在0.5μm內(nèi)，橢圓長短半軸與齒輪理論基圓半徑之差在[0,0.25μm]與[-0.25μm,0]內(nèi)均勻分布，θ1在[0,2π]內(nèi)均勻分布基圓盤、齒輪與芯軸綜合偏心采用機(jī)械補(bǔ)償法對基圓盤組件進(jìn)行裝配后，綜合偏心引起的測量誤差在[-0.2μm,0.2μm]內(nèi)均勻分布基圓盤安裝偏擺誤差λ在[0,1.7×10-5rad]內(nèi)均勻分布，θ1在[0,2π]均勻分布測點位置誤差測頭位置偏差在[-10μm,10μm]內(nèi)均勻分布彈性蠕滑誤差f在[0.03,0.06]內(nèi)均勻分布，N在[12N,18N]內(nèi)均勻分布，Q在[0.5N,0.9N]內(nèi)均勻分布齒輪安裝偏擺誤差θ在[0,3.3×10-5rad]均勻分布芯軸撓度變形測量誤差在[0,1.8×10-4μm]正態(tài)分布基圓軸移動方向與導(dǎo)尺不平行度誤差測量誤差在[0,3×10-5μm]內(nèi)正態(tài)分布電感測微儀示值誤差測量誤差在[-0.07μm,0.07μm]均勻分布測量重復(fù)性誤差測量誤差在[-0.08μm,0.08μm]正態(tài)分布儀器的原始誤差、作用誤差的分布4.3基于蒙特卡羅方法評定儀器測量不確定度4.3基于蒙特卡羅方法評定儀器測量不確定度基準(zhǔn)級漸開線測量儀的誤差源模擬基準(zhǔn)級漸開線測量儀測量m=4，z=30，α=20°漸開線圓柱齒輪齒形時的測量不確定度為U95=0.43μm

內(nèi)容提要基準(zhǔn)級漸開線測量儀誤差源分析與測量不確定度評價基準(zhǔn)級漸開線測量方法與測量儀器研究緒論基準(zhǔn)級漸開線測量儀部分關(guān)鍵技術(shù)研究測量數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)的研制基準(zhǔn)級漸開線測量儀誤差補(bǔ)償實驗與量值比對結(jié)論5.1系統(tǒng)電路設(shè)計

電氣原理5.2系統(tǒng)軟件設(shè)計數(shù)據(jù)采集與處理5.2系統(tǒng)軟件設(shè)計齒廓偏差評定區(qū)間選擇

齒輪輪齒工作長度實時顯示測量誤差曲線旋轉(zhuǎn)編碼器發(fā)出脈沖信號觸發(fā)計算機(jī)采集數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)分析與處理評定漸開線齒廓的誤差值

實時判斷測量數(shù)據(jù)，是否存在連續(xù)一定數(shù)量數(shù)據(jù)均超出量程

評定起點由終點值減去有效長度求得

測頭進(jìn)入齒頂?shù)菇遣糠郑姼袦y微儀示值會急劇變化直至跳出量程由齒根向齒頂測量

齒頂作為評定基準(zhǔn)5.2系統(tǒng)軟件設(shè)計

最小二乘估計和時間多項式外推前或后一時刻數(shù)據(jù)的估計值異常數(shù)據(jù)的檢驗齒形偏差評定

采用最小二乘法擬合平均齒廓跡線

與該時刻的實測數(shù)據(jù)作差

識別差值是否超過給定的門限采樣間隔確定

計算包容實際齒廓跡線的兩條與平均齒廓跡線完全相同的曲線間的距離

計算計值范圍的兩端與平均齒廓跡線相交的兩條設(shè)計齒廓跡線間的距離

三次樣條函數(shù)擬合測量數(shù)據(jù)

內(nèi)容提要基準(zhǔn)級漸開線測量儀誤差源分析與測量不確定度評價基準(zhǔn)級漸開線測量方法與測量儀器研究緒論基準(zhǔn)級漸開線測量儀部分關(guān)鍵技術(shù)研究基準(zhǔn)級漸開線測量儀誤差補(bǔ)償實驗與量值比對結(jié)論測量數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)的研制基圓盤直徑誤差補(bǔ)償模型驗證基圓盤、齒輪與芯軸綜合偏心誤差補(bǔ)償模型驗證6.1儀器主要誤差源的誤差補(bǔ)償實驗基圓盤直徑存在偏差時，儀器測量漸開線齒形(m=4、z=30、α=20?)的誤差曲線(a)為基圓盤1直徑增加0.04mm時的測量結(jié)果(b)為通過上式對(a)曲線進(jìn)行補(bǔ)償后的結(jié)果(c)為漸開線齒形的實際誤差曲線齒輪存在安裝偏心時，測量漸開線齒形(m=2,z=60,α=20?)進(jìn)行測量(a)為e3=0.03mm，θ3=65o時誤差曲線(b)為通過上式對(a)曲線進(jìn)行補(bǔ)償后的結(jié)果(c)為實際漸開線齒形誤差曲線基準(zhǔn)級漸開線測量儀與KlingelnbergP65齒輪測量中心的量值比對6.21級精度漸開線圓柱齒輪齒形誤差測量實驗及儀器間量值比對兩臺儀器測量的齒廓總偏差相差不大齒形表面的特征凸點在兩臺儀器測得的誤差曲線中均能夠體現(xiàn)，并且位置基本相同，這說明兩種儀器均能確