河南科技大学王笑一获国家专利权
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龙图腾网获悉河南科技大学申请的专利一种基于双面啮合的齿轮整体误差测量装置及测量方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN116399271B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-09-19发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202310157849.9,技术领域涉及:G01B21/00;该发明授权一种基于双面啮合的齿轮整体误差测量装置及测量方法是由王笑一;石照耀设计研发完成,并于2023-02-23向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种基于双面啮合的齿轮整体误差测量装置及测量方法在说明书摘要公布了:本发明提供了一种基于双面啮合的齿轮整体误差测量装置及测量方法,测量装置包括机械部分和电控部分,机械部分可实现一个直线运动和两个旋转运动,直线运动为码特齿轮沿水平方向的位置移动,两个旋转运动为码特齿轮轴系的旋转运动和被测齿轮轴系的旋转运动,码特齿轮轴系为主动轴系,被测齿轮轴系为被动轴系;测量方法用双面啮合方式,计算出被测齿轮各个轮齿的测得齿廓,进而计算出被测齿轮的齿廓偏差、齿距偏差和齿轮整体误差曲线。本发明仪器结构较为简单、成本较低,使用本发明提出的装置和方法可以弥补传统方法的不足,提高齿轮整体误差测量的测量效率。
本发明授权一种基于双面啮合的齿轮整体误差测量装置及测量方法在权利要求书中公布了:1.一种基于双面啮合的齿轮整体误差测量装置的误差测量方法,其特征在于, 该误差测量装置包括机械部分和电控部分;机械部分实现一个直线运动和两个旋转运动;直线运动为码特齿轮沿水平方向的位置移动,两个旋转运动为码特齿轮轴系的旋转运动和被测齿轮轴系的旋转运动; 实现码特齿轮沿水平方向位置移动的机械结构的组成部分包括安装码特齿轮轴系的X轴工作台、精密导轨、X轴位移传感器、X轴离合机构、X轴伺服电机和X轴直线运动机构; 实现码特齿轮轴系旋转运动的机械结构的组成部分包括主动轴、码特齿轮、轴承和驱动码特齿轮的伺服电机;在主动轴上安装有用于获取码特齿轮旋转角度的角度传感器A以及对应的读数头; 实现被测齿轮轴系旋转运动的机械结构的组成部分包括被动轴、被测齿轮和轴承;在被动轴上安装有用于获取被测齿轮旋转角度的角度传感器B以及对应的读数头; 该误差测量方法包括以下步骤: S1:测量开始之前,要对X轴位移传感器进行标定,使其读数能够反映码特齿轮和被测齿轮中心距的绝对值; S2:测量开始之前,要对角度传感器A和角度传感器B进行回零操作,使其读数能够反映旋转角度的绝对坐标值; S3:测量开始之前,要装上码特齿轮,并使码特齿轮的基准齿对准被测齿轮轴线,使码特齿轮的基准齿的中分平面精确的通过被测齿轮轴线; S4:测量开始之前,要装上被测齿轮;S5:开始测量,驱动码特齿轮的伺服电机旋转,带动码特齿轮旋转,码特齿轮带动被测齿轮旋转;测量过程中,在弹簧力的作用下,码特齿轮和被测齿轮保持双侧齿面紧密接触; S6:在码特齿轮转速平稳后开始计数;开始计数的同时,记录当前时间为时刻t0,记录X轴位移传感器、角度传感器A、角度传感器B的当前值作为基准值; S7:计数开始后,实时获取并记录X轴位移传感器、角度传感器A和角度传感器B的读数;计数开始后的t时刻,码特齿轮相对于S6中记录的基准值的实际旋转角度记为被测齿轮相对于S6中记录的基准值的实际旋转角度记为被测齿轮和码特齿轮的中心距绝对值记为act; S8:计数开始后,如果被测齿轮的所有轮齿的左右齿面均被测量过,即与码特齿轮的测量齿面进行过一次啮合,则判定数据采集过程已完成;否则回到S7,继续采集数据; S9:根据提前获得的码特齿轮齿廓数据和上述步骤中获得的各个时刻的act数据,可以计算出被测齿轮各个轮齿的测得齿廓,进而计算出被测齿轮的齿廓偏差、齿距偏差和齿轮整体误差曲线,步骤如下: 1获得码特齿轮各个轮齿齿廓的参数方程,据此可绘制出码特齿轮相对于初始位置旋转任意角度后的各个轮齿的齿廓曲线; 2在XOY平面内,建立固定在被测齿轮上的坐标系O2-X2Y2,原点O2选取在被测齿轮的旋转轴线处; 3在坐标系O2-X2Y2内,按照“码特齿轮和被测齿轮的中心连线O1O2相对于被测齿轮中心O2旋转码特齿轮中心沿中心连线O1O2方向变动act,码特齿轮的轮齿齿廓相对于码特齿轮中心O1旋转”的规律,获得在O2-X2Y2坐标系内时刻t的码特齿轮的各个轮齿的齿廓曲线; 4根据O2-X2Y2坐标系内时刻t的码特齿轮的各个轮齿的齿廓曲线,可以获得被测齿轮一个齿面上一点处法线方向上当前时刻的最大可能展长;将测量过程中各个时刻的码特齿轮的轮齿齿廓遍历一遍,就可以获得被测齿轮该齿面上该点处法线方向上各个时刻的最大可能展长;求出这些最大可能展长中的最小值,即为被测齿轮该齿面上该点处法线方向上的测得展长;计算出该齿面上各个点处法线方向的测得展长,就得到了该齿面的测得齿廓; 5计算出各个齿面的测得齿廓后,就可以利用现有的齿轮几何学、图形学知识,根据齿轮精度标准,计算得到被测齿轮的齿廓偏差、齿距偏差和齿轮整体误差曲线。
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