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双盘式渐开线测试仪测量环节优化与误差分析

作　者: 李树伟
导　师: 马勇
学　校: 大连理工大学
专　业: 机械电子工程
关键词: 渐开线齿廓偏差齿轮检测测量架误差
分类号: TG86
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
下　载: 54次
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内容摘要

渐开线齿轮是机械传动中应用最广泛的通用零件,它的制造精度和检验水平都关系到该齿轮在传动中稳定正常的运转,因而齿轮所有的各项误差都必须得到有效的控制,并且能够准确的检测出来。随着现代工业生产和科学技术的迅速发展,对齿轮制造质量的要求越来越高,而其制造质量取决于诸多方面,其中齿轮测量仪器和测试技术水平是其中的一个关键环节。在渐开线齿轮若干精度指标的测试中,渐开线齿廓偏差检验是一个重要且难度较大的检测项目。双盘式渐开线测试仪完全符合机械展成法测量渐开线齿廓原理,具有结构简单、误差环节少、精度高等优点,是测量标准齿轮渐开线齿廓的高精度仪器之一。本文根据基金的要求,设计并制作新的双盘式渐开线测试仪的测量架部分,采用了平行簧片式结构和灵敏度较高的微动斜面测量架,能够实现测试仪在测量标准齿轮渐开线齿廓偏差和齿向偏差时测头的平稳调节和精确调整,保证测头与导轨面处于同一平面上。从理论和试验两方面对仪器所采用的“误差传递杠杆”进行了可行性验证,计算和分析了该装置的灵敏度和适用范围,并对测头位置不同时产生的三种不同形式的渐开线进行了理论计算,分析了其对测试结果的影响程度;介绍了双盘式渐开线测试仪测头调整的三种方法,并进行了实际试验比对。对影响双盘式渐开线测试仪较大的误差源,例如基圆盘直径误差,基圆盘综合偏心误差,芯轴上几个工作轴颈不同轴的误差,测头相对于导尺的安装误差,基圆盘滚动中的“弹性蠕滑”误差,齿轮安装偏心误差等,进行了误差计算和试验测量,为后续整套仪器的不确定度评定和误差补偿技术打下了基础。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
1 绪论  9-20
  1.1 齿轮测量技术的发展和本课题的研究现状  9-12
  1.2 齿廓偏差定义及检测方法  12-18
    1.2.1 齿廓偏差的概念及其产生原因  12
    1.2.2 齿廓偏差的检测方法  12-13
    1.2.3 标准曲线法  13
    1.2.4 标准轨迹法(展成法)  13-14
    1.2.5 坐标法  14-16
    1.2.6 啮合法  16
    1.2.7 其他先进测量技术  16-18
  1.3 课题的提出  18-19
  1.4 课题主要的研究内容  19
  1.5 本章小节  19-20
2 双盘式渐开线测试仪测量环节的优化  20-30
  2.1 双盘式渐开线测试仪的整体结构和工作原理  20-24
    2.1.1 双盘式渐开线测试仪整体结构  20-21
    2.1.2 双盘式渐开线测试仪的工作原理  21-23
    2.1.3 双盘式渐开线测试仪同其他测试方法的比较  23-24
  2.2 双盘式渐开线测试仪测量架的设计  24-27
    2.2.1 测量架要实现的功能和整体结构设计  24
    2.2.2 平行簧片式机构工作原理  24-25
    2.2.3 微动斜面进给机构的设计  25-26
    2.2.4 无回差传递杠杆的设计  26-27
  2.3 设计和制作测量架  27-29
  2.4 本章小节  29-30
3 误差传递环节的分析及测头位置对测量结果的影响  30-46
  3.1 无回差传递杠杆的可行性验证  30-38
    3.1.1 无回差传递杠杆的理论验证  31-35
    3.1.2 误差传递杠杆的试验标定  35-38
  3.2 测头相对于导轨的安装误差  38-43
    3.2.1 测头位置偏差对渐开线齿形测量产生的影响  38-41
    3.2.2 测点位置的调整方式  41-43
    3.2.3 测点的精度  43
  3.3 本仪器测头实际调整方法  43-44
  3.4 本章小结  44-46
4 双盘式渐开线测试仪的误差源及误差计算  46-64
  4.1 导轨的平面度和等高度  47-49
    4.1.1 单一导轨的平面度  47-48
    4.1.2 两导轨的等高度  48-49
    4.1.3 支撑基圆盘两导轨的同一平面度  49
  4.2 基圆盘误差  49-56
    4.2.1 基圆盘直径误差对齿形偏差的影响  50-51
    4.2.2 影响齿形误差的形式  51-53
    4.2.3 基圆盘安装倾斜误差  53-56
  4.3 测量架前后移动产生的误差  56-58
    4.3.1 测量架测头前后移动轴迹与大理石基座的平行度误差  56
    4.3.2 测量架测头前后移动轴迹与水平导轨的平行度误差  56-57
    4.3.3 测量架左右移动与水平导轨的平行度  57-58
  4.4 齿轮安装的偏摆误差  58
  4.5 芯轴变形引起的误差  58-61
    4.5.1 Ansys分析软件计算结果  59
    4.5.2 材料力学计算结果  59-61
    4.5.3 芯轴上几个工作轴颈的不同轴度误差  61
  4.6 导轨及基圆盘受力变形误差  61-63
  4.7 本章小结  63-64
结论  64-65
参考文献  65-67
攻读硕士学位期间发表学术论文情况  67-68
致谢  68-69

双盘式渐开线测试仪测量环节优化与误差分析

内容摘要

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