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专利号: 2020101480800
申请人: 西安工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种实现齿轮齿距偏差测量中测量仪器系统误差分离的方法,包括以下步骤:步骤一、输入齿轮相关参数,包括齿轮齿数Z、齿轮端面模数mt、测量时的间隔齿数k步骤二、齿轮装夹及测量装置的调整:a.将被测齿轮1装夹在回转工作台2上,调整被测齿轮1与回转工作台2同心,圆光栅3固设于回转工作台2上且与其转子相联,圆光栅读数头4固设于回转工作台2上且与回转工作台2的定子相联;

b.将第一微位移传感器5和第二微位移传感器6间隔一定间距d安装在可以实现沿齿轮径向移动的径向移动滑台7上,径向移动滑台7进一步安装在可以沿着齿轮轴向移动的升降台8上;第一微位移传感器5和第二微位移传感器6的间距d按照(1)式进行估算:d=kπmt        (1)

式中,k为测量时的间隔齿数,mt为齿轮端面模数,π为圆周率;

c.旋转回转工作台2,使得齿轮1上两个间隔为k的齿轮齿槽分别正对第一微位移传感器5和第二微位移传感器6的测针;

d.粗调:同步移动第一微位移传感器5和第二微位移传感器6,使得第一位移传感器5和第二微位移传感器6的测针测球的中心位于齿轮齿宽的中部位置和齿轮分度圆上;

e.微调:

首先慢速旋转回转工作台2,使齿轮的轮齿靠向第一微位移传感器5和第二微位移传感器6的测针,直到第一微位移传感器5和第二微位移传感器6的其中一个的示值接近于0值附近;

然后微调第一微位移传感器5和第二微位移传感器6的间距,使得第一微位移传感器5和第二微位移传感器6的示值接近相等;

最后微调回转工作台2的位置,直到第一微位移传感器5和第二微位移传感器6的示值都接近于0值附近;

f.移动第一微位移传感器5和第二微位移传感器6,使得第一微位移传感器5和第二微位移传感器6的测针退出到齿轮轮齿外的安全位置;

步骤三、控制回转工作台2旋转m圈,完成m圈共计m×Z个齿轮轮齿的测量,每一圈的测量包括以下步骤:a.当齿轮1的每个齿槽正对第一微位移传感器5和第二微位移传感器6的测针时,控制第一微位移传感器5和第二微位移传感器6沿齿轮径向同步进给,使得第一微位移传感器5和第二微位移传感器6的测针测球中心到达齿轮的分度圆附近;

b.同步停止第一微位移传感器5和第二微位移传感器6的进给,齿轮轮齿分别压下第一微位移传感器5和第二微位移传感器6的测针;

c.当第一微位移传感器5和第二微位移传感器6的其中一个的示值达到0值附近时,读取并保存圆光栅3、第一微位移传感器5和第二微位移传感器6的读数,记为(2)式:其中Ci,j、 分别为回转工作台2在第i圈第j齿时圆光栅3的读数、第一微位移传感器5和第二微位移传感器6的读数;

d.在读取并保存圆光栅3的读数、第一微位移传感器5和第二微位移传感器6的读数后,控制第一微位移传感器5和第二微位移传感器6同步退出到齿轮轮齿外的安全位置;

步骤四、数据处理

a.按照(3)式计算第一微位移传感器5和第二微位移传感器6读数下各齿的齿距累积偏差;

其中,对于左齿面测量, 分别为第i圈第j齿位置时第一微位移传感器5的读数以及测得的齿距累积偏差, 分别为第i圈第j齿位置时第二微位移传感器

6的读数以及测得的齿距累积偏差;对于右齿面测量, 分别为第i圈第j齿位置时第二微位移传感器6的读数以及测得的齿距累积偏差, 分别为第i圈第j齿位置时第一微位移传感器5的读数以及测得的齿距累积偏差;

b.将(3)式计算得到的多圈齿距累积偏差按照圈数m取平均得到各个齿的平均齿距累积偏差,即:其中,对于左齿面测量, 为以第一微位移传感器5的读数计算得到的第1到第j齿的齿距累积偏差的平均值, 为以第二微位移传感器6的读数计算得到的第k+1到第k+j齿的齿距累积偏差的平均值;对于右齿面测量, 为以第二微位移传感器6的读数计算得到的第1到第j齿的齿距累积偏差的平均值, 为以第一微位移传感器5的读数计算得到的第k+1到第k+j齿的齿距累积偏差的平均值;

c.将齿距累积偏差的平均值写成矩阵形式,

对于平均齿距累积偏差 有:

即, 为以平均齿距累积偏差 构成的Z-1行的列向量;

对于平均齿距累积偏差 有:

即, 为以平均齿距累积偏差 构成的Z-1行的列向量;

d.计算分离了测量仪器系统误差的各个齿的齿距偏差和齿距累积偏差按照(7)式计算分离了测量仪器系统误差的各个齿的齿距偏差fpt:其中:

为以各个齿的齿距偏差fpt构成的Z行的列向量; 为由和0元素构成的一个Z行的列向量; 为一分块矩阵构成的Z行Z列的方阵; 为一个Z-1行、Z列的矩阵;A2为A1循环右移k列后得到的矩阵; 是一个全部元素都由1组成的1行Z列的行向量;

按照(8)式计算分离了测量仪器系统误差的各个齿的齿距累积偏差Fpk:其中:

为由第1齿到第j齿的齿距累积偏差构成的Z-1行的列向量;

为一个Z-1行Z列的下三角阵;

e.计算分离出的测量仪器的系统误差

按照(9)式,可以得到分离出的测量仪器的系统误差为:其中, 为由测量仪器系统误差对齿距累积偏差的影响量构成的Z-1行的列向量。