普通精度圓柱齒輪漸開(kāi)線誤差檢測(cè)裝置設(shè)計(jì)【含3張CAD圖紙+文檔全套】

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三、設(shè)計(jì)目標(biāo)：齒輪檢測(cè)技術(shù)在齒輪制造中占有很重要的地位，沒(méi)有先進(jìn)的檢測(cè)技術(shù)和儀器，不可能制造出性能優(yōu)良、高質(zhì)量、高精度的齒輪。隨著齒輪在工業(yè)工程等方面的廣泛應(yīng)用，對(duì)齒輪的精度要求越來(lái)越高。針對(duì)齒輪的齒形誤差的測(cè)量測(cè)試，進(jìn)行精確的測(cè)量。 指 導(dǎo) 教 師： 于鳳云 院（系）主管領(lǐng)導(dǎo)： 2011 年 12 月 19 日 實(shí) 習(xí) 總 結(jié) 專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 性 質(zhì)： 畢業(yè)實(shí)習(xí) 學(xué) 年： 2011-2012 班 級(jí)： 機(jī)制08-4班 姓 名： 劉濤 學(xué) 號(hào)： 2008026001 機(jī)械工程學(xué)院 實(shí)習(xí)總結(jié) 實(shí)習(xí)單位：哈爾濱工具廠 實(shí)習(xí)時(shí)間：2012.3.12—2012.3.30 一、實(shí)習(xí)目的 畢業(yè)實(shí)習(xí)是極為重要的實(shí)踐性學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)，通過(guò)階段性時(shí)間的實(shí)習(xí)，為我們之后走向社會(huì)，接觸本工作，拓寬知識(shí)面，增強(qiáng)感性認(rèn)識(shí)，培養(yǎng)、鍛煉我們綜合運(yùn)用所學(xué)的基礎(chǔ)理論、基本技能和專業(yè)知識(shí)，去獨(dú)立分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力，能夠?qū)⑺鶎W(xué)的專業(yè)理論知識(shí)運(yùn)用與實(shí)踐，在實(shí)踐中結(jié)合理論加深對(duì)其認(rèn)識(shí)和總結(jié)，再次學(xué)習(xí)，將專業(yè)知識(shí)與實(shí)際接軌，逐步認(rèn)識(shí)體會(huì)，從而更好地將所學(xué)的運(yùn)用到工作中去，接觸社會(huì)，認(rèn)識(shí)社會(huì)，體驗(yàn)生活，學(xué)會(huì)生活，學(xué)會(huì)生活，學(xué)會(huì)感悟，學(xué)會(huì)做事，學(xué)會(huì)與人相處，學(xué)會(huì)團(tuán)結(jié)協(xié)作，為以后畢業(yè)走上工作崗位打下一定的基礎(chǔ)。我主要學(xué)習(xí)到了以下幾點(diǎn)： (1) 了解齒輪制造生產(chǎn)過(guò)程； (2) 掌握齒輪機(jī)械加工工藝的工藝過(guò)程和特點(diǎn)； (3) 了解齒輪的的檢測(cè)工藝； (4) 了解了齒輪的應(yīng)用特點(diǎn)； 二、實(shí)習(xí)公司簡(jiǎn)介 哈爾濱工具廠始建于1990年，是一家以生產(chǎn)齒輪加工精密復(fù)雜刀具為主的現(xiàn)代企業(yè)。通過(guò)十多年的磨練，哈爾濱工具廠積累了十分豐富的刀具制造經(jīng)驗(yàn)，培養(yǎng)出一大批有相當(dāng)水平的專業(yè)技術(shù)人員和加工制造的生產(chǎn)骨干，擁有國(guó)內(nèi)外精密的加工設(shè)備和先進(jìn)的檢測(cè)儀器，產(chǎn)品設(shè)計(jì)合理、工藝先進(jìn)、質(zhì)量可靠。其中高效率高精度弧形齒錐齒輪銑刀、齒輪滾刀、拉刀、雙盤(pán)直齒銑刀片、奧利康刀條、徑向剃齒刀等產(chǎn)品暢銷全國(guó)各大齒輪加工企業(yè)并遠(yuǎn)銷日本、韓國(guó)、美國(guó)等國(guó)及臺(tái)灣地區(qū)，深受國(guó)內(nèi)外客戶的歡迎。? ??? 哈爾濱工具廠自成立以來(lái)，十分重視科技創(chuàng)新，堅(jiān)信齒輪加工精密復(fù)雜刀具技術(shù)領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)必須堅(jiān)定不移地走科技興企之路才能生存，積極推行以“科技帶動(dòng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，以產(chǎn)業(yè)發(fā)展促進(jìn)科技進(jìn)步”的“科技興企”戰(zhàn)略方針，逐步建立形成具有多項(xiàng)獨(dú)立知識(shí)產(chǎn)權(quán)的企業(yè)研發(fā)中心，其研發(fā)實(shí)力居業(yè)內(nèi)領(lǐng)先地位。研發(fā)中心不斷加大新產(chǎn)品研發(fā)力度，先后開(kāi)發(fā)出了多項(xiàng)重點(diǎn)項(xiàng)目。 　　在齒輪加工精密刀具新產(chǎn)品、新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化方面，哈爾濱工具廠取得了喜人的成績(jī)，其中，“雙金屬孤形齒錐齒輪銑刀刀齒”被國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局授予“實(shí)用新型專利”證書(shū)（專利證號(hào)：884674）；該產(chǎn)品是現(xiàn)代齒輪精密加工技術(shù)的具體應(yīng)用，對(duì)我國(guó)現(xiàn)代工業(yè)加工提供高質(zhì)量、高效率、高可靠性起著關(guān)鍵的作用。 哈工具人始終把產(chǎn)品質(zhì)量作為企業(yè)生存和發(fā)展的根基，提出“質(zhì)量在我手中，用戶在我心”的經(jīng)營(yíng)理念，以“管理、創(chuàng)新、求實(shí)、服務(wù)”為宗旨。哈爾濱工具廠在業(yè)內(nèi)率先開(kāi)始貫徹ISO9002標(biāo)準(zhǔn)，并于2000年通過(guò)了ISO9002質(zhì)量體系認(rèn)證。現(xiàn)在哈工具人完全按照ISO9002質(zhì)量管理體系的各項(xiàng)要求，進(jìn)行產(chǎn)品質(zhì)量的管理和控制；向廣大用戶保證提供的產(chǎn)品質(zhì)量是全部滿足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品。 三、實(shí)習(xí)內(nèi)容 （一） 測(cè)量方法 齒形測(cè)量常用的測(cè)量方法有展成法和坐標(biāo)法。展成法：基圓盤(pán)的直徑等于被測(cè)漸開(kāi)線理論基圓直徑。當(dāng)直尺帶動(dòng)與它緊密相切的基圓盤(pán)和與基圓盤(pán)同軸安裝的被測(cè)齒輪傳動(dòng)時(shí)，與直尺工作面處于同一平面上的測(cè)量杠桿的刀口相對(duì)于被測(cè)齒輪回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的軌跡是一理論漸開(kāi)線。以它與被測(cè)漸開(kāi)線齒形比較，即可由測(cè)微儀指示出齒形誤差。利用此法測(cè)量齒形誤差的工具有單盤(pán)漸開(kāi)線測(cè)量?jī)x和萬(wàn)能漸開(kāi)線測(cè)量?jī)x。坐標(biāo)法：按齒形形成原理列出齒廓上的任一點(diǎn)的坐標(biāo)方程式，然后計(jì)算出齒廓上的若干點(diǎn)的理論坐標(biāo)值，以此與實(shí)際的被測(cè)齒形上相應(yīng)點(diǎn)的坐標(biāo)值比較，即可得到被測(cè)齒形誤差。有直角坐標(biāo)法和法線展開(kāi)角坐標(biāo)法兩種。前者的測(cè)量原理是被測(cè)齒廓上各點(diǎn)的坐標(biāo)值（X、Y）分別由X和Y方向的光柵測(cè)量系統(tǒng)經(jīng)電子計(jì)算機(jī)計(jì)算后得出齒形誤差。此法適用于測(cè)量大型齒輪的齒形。法線展開(kāi)角坐標(biāo)法用于測(cè)量漸開(kāi)線齒形。當(dāng)與被測(cè)齒輪同軸安裝的圓光柵轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)展開(kāi)角時(shí)，由長(zhǎng)光柵測(cè)量系統(tǒng)測(cè)出被測(cè)漸開(kāi)線基圓的展開(kāi)弧長(zhǎng)由電子計(jì)算機(jī)按計(jì)算式計(jì)算出被測(cè)弧長(zhǎng)與理論弧長(zhǎng)之差值。按需要在齒廓上測(cè)量若干點(diǎn)，由記錄儀記錄出齒形誤差曲線圖。 齒輪周節(jié)測(cè)量的原理。周節(jié)測(cè)量有絕對(duì)測(cè)量法和相對(duì)測(cè)量法。絕對(duì)測(cè)量法：被測(cè)齒輪與圓光柵長(zhǎng)度傳感器同軸安裝。測(cè)量時(shí)，被測(cè)齒輪緩慢回轉(zhuǎn)，當(dāng)電感式長(zhǎng)度傳感器的測(cè)頭與齒面達(dá)到預(yù)定接觸位置時(shí)，電感式長(zhǎng)度傳感器發(fā)出計(jì)數(shù)開(kāi)始信號(hào)，利用電子計(jì)算機(jī)計(jì)算由圓光柵長(zhǎng)度傳感器發(fā)出的經(jīng)過(guò)處理后得到的電脈沖數(shù)，直至測(cè)頭與下一齒面達(dá)到預(yù)定接觸位置為止。如此逐齒進(jìn)行，測(cè)出相當(dāng)于各實(shí)際周節(jié)的電脈沖數(shù)，經(jīng)電子計(jì)算機(jī)處理后即可得出周節(jié)偏差和周節(jié)累積誤差。相對(duì)測(cè)量法：利用兩電感式長(zhǎng)度傳感器的測(cè)頭安置組成相當(dāng)于被測(cè)齒輪任一實(shí)際周節(jié)，以此逐齒與所有其他各實(shí)際周節(jié)比較，測(cè)得的差值經(jīng)過(guò)電子線路和電子計(jì)算機(jī)處理，即可得出周節(jié)偏差和周節(jié)累積誤差。 齒輪齒向測(cè)量的原理。齒向測(cè)量常用的有導(dǎo)程法和基圓螺旋角法。這兩種方法都是根據(jù)斜齒輪回轉(zhuǎn)一周，與齒面接觸的任一點(diǎn)沿軸向移動(dòng)一個(gè)導(dǎo)程的原理。導(dǎo)程法：當(dāng)滑架沿軸線方向移動(dòng)時(shí)，安裝在滑架上的正弦尺推動(dòng)直尺并帶動(dòng)圓盤(pán)和與圓盤(pán)同軸安裝的被測(cè)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)。正弦尺的傾斜角度是按計(jì)算導(dǎo)程的方法調(diào)整的，測(cè)量頭相對(duì)于被測(cè)齒輪作螺旋運(yùn)動(dòng)而測(cè)出齒向誤差?；鶊A螺旋角法：在漸開(kāi)線測(cè)量?jī)x上增加度盤(pán)、測(cè)角讀數(shù)顯微鏡等進(jìn)行測(cè)量。當(dāng)直尺帶動(dòng)基圓盤(pán)和被測(cè)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，電感式長(zhǎng)度傳感器的側(cè)頭由固定在直尺上的滑塊和滑架圓盤(pán)上傾斜的直槽控制著向下移動(dòng)。利用度盤(pán)等使直槽的傾斜角度等于被測(cè)齒輪的基圓螺旋角，因此側(cè)頭相對(duì)于被測(cè)齒輪作螺旋運(yùn)動(dòng)而測(cè)出齒向誤差。采用此法的齒輪測(cè)量工具通常稱為漸開(kāi)線和螺旋線測(cè)量?jī)x。 齒圈徑向跳動(dòng)測(cè)量以被測(cè)齒輪軸心線定位，利用帶有球形測(cè)頭或錐角等于 2倍齒形角的圓錐形測(cè)頭的測(cè)微儀，使測(cè)頭位于齒高中部與齒廓雙面接觸。測(cè)頭相對(duì)于齒輪軸心線的最大變動(dòng)量即齒圈徑向跳動(dòng)。測(cè)量齒圈徑向跳動(dòng)的儀器是齒圈徑向跳動(dòng)儀。 　　綜合測(cè)量：通過(guò)測(cè)量齒輪與被測(cè)齒輪嚙合傳動(dòng)來(lái)測(cè)量齒輪的傳動(dòng)精度。測(cè)量齒輪是一種精度比被測(cè)齒輪高兩級(jí)以上的齒輪，也有以測(cè)量蝸桿代替測(cè)量齒輪的。綜合測(cè)量有雙面嚙合法和單面嚙合法兩種。 　?、佟‰p面嚙合法：利用測(cè)量齒輪與被測(cè)齒輪作雙面嚙合轉(zhuǎn)動(dòng)，以被測(cè)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)一轉(zhuǎn)內(nèi)的中心距最大變動(dòng)量表示被測(cè)齒輪的徑向綜合誤差。利用此法的齒輪測(cè)量工具稱為齒輪雙面嚙合檢查儀。 　?、凇蚊鎳Ш戏ǎ豪脺y(cè)量齒輪與被測(cè)齒輪在公稱中心距下嚙合轉(zhuǎn)動(dòng)，以轉(zhuǎn)角誤差形式表示被測(cè)齒輪的切向綜合誤差。采用此法的齒輪測(cè)量工具有齒輪單面嚙合檢查儀和齒輪單面嚙合整體誤差測(cè)量?jī)x。 綜合測(cè)量還可用于檢查齒輪副接觸斑點(diǎn)和噪聲等。 （二） 測(cè)量?jī)x器的選擇 齒輪單面嚙合滾動(dòng)點(diǎn)掃描測(cè)量?jī)x：這類儀器在我國(guó)曾得到大力開(kāi)發(fā)與生產(chǎn)，特別適合摩托車汽車齒輪批量生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的質(zhì)量檢測(cè)和生產(chǎn)工藝監(jiān)控。成都工具研究所研制的CNC蝸桿式齒輪整體誤差測(cè)量?jī)x是一個(gè)典型實(shí)例，至今已在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)銷售200余臺(tái)，少量銷往國(guó)外。它的特點(diǎn)是采用跳牙磨薄測(cè)量蝸桿與被測(cè)齒輪嚙合，對(duì)齒輪齒面進(jìn)行滾動(dòng)點(diǎn)掃描測(cè)量。測(cè)量信息豐富，測(cè)量效率高。德國(guó)FRENCO公司最近推向市場(chǎng)的URM齒輪誤差滾動(dòng)掃描測(cè)量?jī)x的測(cè)量原理完全類同于我國(guó)齒輪整體誤差測(cè)量技術(shù)。該儀器可稱為平行軸齒輪式齒輪整體誤差測(cè)量?jī)x，它采用高精度圓光柵作為角度傳感器，特殊測(cè)量齒輪為測(cè)量元件，測(cè)量基本單元是測(cè)量齒輪上特制的測(cè)量棱線，分別為齒廓測(cè)量棱線和齒向(螺旋線)測(cè)量棱線。測(cè)量?jī)x器的不確定度為3.5～4.5μm，測(cè)量重復(fù)性為2～3μm。測(cè)量時(shí)間1～2分鐘，測(cè)量齒輪使用壽命約20萬(wàn)次。該產(chǎn)品已在德國(guó)福特汽車廠、大眾汽車廠得到應(yīng)用。成都工具研究所生產(chǎn)的CSZ500A、B型錐齒輪整體誤差測(cè)量?jī)x，是滾動(dòng)點(diǎn)掃描測(cè)量技術(shù)在錐齒輪測(cè)量上的應(yīng)用范例。測(cè)量錐齒輪的齒廓、齒向測(cè)量棱線的制作采用了自行開(kāi)發(fā)的專利技術(shù)，儀器測(cè)量重復(fù)性可高達(dá)1～2μm，可測(cè)量錐齒輪的齒形、齒向、齒距偏差，齒面形貌偏差，切向綜合偏差以及接觸區(qū)。測(cè)量時(shí)間取決于大小錐齒輪齒數(shù)，通常為5～10分鐘。 齒輪雙面嚙合檢查儀：近年來(lái)，由于計(jì)算機(jī)、精密光柵傳感器以及數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用，傳統(tǒng)的齒輪雙面嚙合檢查儀經(jīng)過(guò)技術(shù)改造提升，整體水平有了質(zhì)的改變，分析功能增強(qiáng)。哈爾濱量具刃具廠的智能雙面嚙合齒輪測(cè)量?jī)x配備了筆記本電腦、長(zhǎng)、圓光柵傳感器、直流伺服電機(jī)和單片機(jī)數(shù)據(jù)采集，能對(duì)齒輪的徑向綜合偏差、一齒徑向綜合偏差、徑向跳動(dòng)等進(jìn)行測(cè)量外，還能對(duì)毛刺、劃傷、磕碰等缺陷進(jìn)行判定。隨著信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，信息、辦公機(jī)器以及照相機(jī)、玩具行業(yè)等用小模數(shù)齒輪(尤其是塑料齒輪)產(chǎn)量大增，質(zhì)量要求也越來(lái)越高，小型齒輪雙面嚙合檢查儀市場(chǎng)需求相應(yīng)增加。2003年上海展覽會(huì)上就展出了日本東京技術(shù)儀器和大阪精機(jī)的齒輪雙面嚙合檢查儀。據(jù)東京技術(shù)儀器公司介紹，他們的TF-40NC是世界上第一臺(tái)CNC齒輪雙面嚙合檢查儀，其特點(diǎn)除了自動(dòng)校零點(diǎn)、顯示最大、最小和中心距平均值外，還能對(duì)基準(zhǔn)(測(cè)量)齒輪的徑向振擺進(jìn)行自動(dòng)補(bǔ)償。除了MARPOSS的M62系列、大阪精機(jī)的GTR-PC、北井產(chǎn)業(yè)的KGT等產(chǎn)品外，我國(guó)的哈爾濱精達(dá)測(cè)量?jī)x器有限公司也生產(chǎn)用于工位檢測(cè)、具有計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理功能的齒輪雙面嚙合檢查儀。 齒輪單面嚙合檢查儀：齒輪單面嚙合檢查儀又稱為齒輪副傳動(dòng)精度檢查儀或齒輪滾動(dòng)檢驗(yàn)機(jī)。典型實(shí)例是美國(guó)GLEASON公司的鳳凰HCT500、德國(guó)KLINGELNBERG公司的GKC60 CNC錐齒輪滾動(dòng)檢驗(yàn)機(jī)。它裝有高精度圓光柵，可以測(cè)量錐齒輪、圓柱齒輪副的傳動(dòng)精度——切向綜合偏差，以及加載加速時(shí)的三維結(jié)構(gòu)噪音分析、齒面接觸斑點(diǎn)，用以評(píng)定傳動(dòng)副配對(duì)質(zhì)量。我國(guó)原內(nèi)江機(jī)床廠最近與重慶大學(xué)合作，成功研制出國(guó)產(chǎn)CNC錐齒輪滾動(dòng)檢驗(yàn)機(jī)，為趕超國(guó)外先進(jìn)水平做出了貢獻(xiàn)。小模數(shù)齒輪刀具制造商日本小笠原開(kāi)發(fā)的MEATA-3型齒輪副傳動(dòng)精度檢測(cè)儀，可以測(cè)量蝸桿蝸輪副、內(nèi)外直/斜圓柱齒輪副、錐齒輪副、端面齒輪副等的傳動(dòng)誤差，儀器分辨率為1角秒。 齒輪在線測(cè)量分選機(jī)：這類儀器主要應(yīng)用于批量生產(chǎn)汽車轎車齒輪質(zhì)量的最終檢測(cè)，以保證齒輪變速箱的裝配總成質(zhì)量。由英國(guó)MOORE公司制造、美國(guó)ITW出產(chǎn)的齒輪在線自動(dòng)分選機(jī)，實(shí)質(zhì)上是一種改型的齒輪雙面嚙合在線檢測(cè)分選機(jī)。除了能測(cè)量齒輪徑向綜合偏差、齒厚、齒輪加工毛刺及磕碰缺陷以外，由于配備了特殊的二維齒向測(cè)量機(jī)構(gòu)，儀器還能測(cè)量雙嚙齒向偏差和雙嚙齒向錐度偏差等齒輪誤差。該儀器適用于車間現(xiàn)場(chǎng)，能滿足批量生產(chǎn)汽車齒輪100%的在線檢測(cè)和自動(dòng)分選的要求。該機(jī)測(cè)量速度快，每小時(shí)可測(cè)300～600個(gè)齒輪；使用不同的工裝夾具，可分別對(duì)內(nèi)、外齒輪，盤(pán)、軸齒輪進(jìn)行測(cè)量；配有計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)和SPC統(tǒng)計(jì)分析軟件，能對(duì)齒輪加工過(guò)程和工藝狀況進(jìn)行監(jiān)測(cè)和預(yù)報(bào)；此外，它還具有儀器自身故障自動(dòng)診斷功能。儀器重復(fù)性精度指標(biāo)為：齒厚4μm，徑跳3μm，齒向4μm，毛刺7μm。據(jù)稱美國(guó)、德國(guó)的汽車制造廠都配備了類似儀器，以對(duì)齒輪質(zhì)量和加工進(jìn)行有效監(jiān)控。大阪精機(jī)的AG系列齒輪自動(dòng)分選機(jī)也在日本得到了很好的應(yīng)用。 四、實(shí)習(xí)收獲和體會(huì) 這次實(shí)習(xí)給我一個(gè)很好的機(jī)會(huì)學(xué)習(xí)那些書(shū)本上不能學(xué)到的知識(shí)，增長(zhǎng)了我的見(jiàn)識(shí)，對(duì)生產(chǎn)操作有了一定的直觀認(rèn)識(shí)，對(duì)工人也有了一種全新的認(rèn)識(shí)。感謝領(lǐng)導(dǎo)、老師給我們這次充實(shí)自己、增長(zhǎng)見(jiàn)識(shí)的機(jī)會(huì)對(duì)畢業(yè)實(shí)習(xí)感想很多，才體會(huì)到書(shū)上所說(shuō)的“紙上得來(lái)終覺(jué)淺，絕知此事需躬行”的真正含義，也明白了老師要我們一定要下工廠實(shí)習(xí)的良苦用心?，F(xiàn)將這次畢業(yè)實(shí)習(xí)的心得體會(huì)歸納如下：擴(kuò)展了我的知識(shí)面，對(duì)書(shū)本理論知識(shí)給予了一個(gè)很好的補(bǔ)充； 真正腳踏實(shí)地進(jìn)入到工廠生產(chǎn)重點(diǎn)地帶支了解生產(chǎn)過(guò)程，支認(rèn)識(shí)工廠，了解設(shè)備； 對(duì)專業(yè)知識(shí)的學(xué)習(xí)打下有力的基礎(chǔ)，為畢業(yè)設(shè)計(jì)埋下了伏筆；深入全面了解本專業(yè)職業(yè)定位，為將來(lái)工作有了一定的導(dǎo)向作用； 對(duì)生產(chǎn)設(shè)備有了由感性到理性的認(rèn)知，有種實(shí)實(shí)在在的深刻印象；對(duì)工廠或企業(yè)的各個(gè)車間的聯(lián)系，資源配置，生產(chǎn)流水線，企業(yè)文化在企業(yè)發(fā)展中的作用有更為全面的理解。 通過(guò)這次實(shí)習(xí)讓我更加深刻的了解了齒輪檢測(cè)過(guò)程，檢驗(yàn)方式這對(duì)于我的畢業(yè)設(shè)計(jì)給予了很好的幫助，讓我對(duì)于畢業(yè)設(shè)計(jì)充滿了信心。 2012年 3月31日 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告 題 目：普通精度圓柱齒輪漸開(kāi)線誤差檢測(cè)裝置設(shè)計(jì) 院 （系）： 機(jī)械工程學(xué)院 班 級(jí)： 機(jī)制08-4班 姓 名： 劉濤 學(xué) 號(hào)： 2008026001 指導(dǎo)教師： 于鳳云 教師職稱： 教 授 黑龍江科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告 題 目 普通精度圓柱齒輪漸開(kāi)線誤差檢測(cè)裝置設(shè)計(jì) 來(lái)源 工程實(shí)際 1、研究目的和意義 齒輪檢測(cè)技術(shù)在齒輪制造中占有很重要的地位，沒(méi)有先進(jìn)的檢測(cè)技術(shù)和儀器，不可能制造出性能優(yōu)良、高質(zhì)量、高精度的齒輪。隨著齒輪在工業(yè)工程等方面的廣泛應(yīng)用，對(duì)齒輪的精度要求越來(lái)越高。針對(duì)齒輪的齒形誤差的測(cè)量測(cè)試，進(jìn)行精確的測(cè)量。 2、國(guó)內(nèi)外發(fā)展情況(文獻(xiàn)綜述) 1923年，德國(guó)Zeiss公司在世界首次研制成功一種稱為“Tooth Surface Tester”的儀器，它實(shí)際上是機(jī)械展成式萬(wàn)能漸開(kāi)線檢查儀[1]。在此基礎(chǔ)上經(jīng)過(guò)改進(jìn)，Zeiss公司于1925年推出了實(shí)用性儀器，并投入市場(chǎng)。50年代初，機(jī)械展成式萬(wàn)能螺旋線檢測(cè)儀的出現(xiàn)[2]，標(biāo)志著全面控制齒輪質(zhì)量成為現(xiàn)實(shí)。 1965年英國(guó)研制出光柵式單嚙儀[3]。1970年，以黃潼年為主的中國(guó)工程師研發(fā)的齒輪整體誤差測(cè)量技術(shù)，標(biāo)志著運(yùn)動(dòng)幾何法測(cè)量齒輪開(kāi)始[4]。1970年，美國(guó)Fellows公司在芝加哥博覽會(huì)展出Microlog 50，標(biāo)志著數(shù)控齒輪測(cè)量中心的開(kāi)始[5]。80年代末，日本大阪精機(jī)推出基于光學(xué)全息原理的非接觸齒面分析機(jī)FS—35，標(biāo)志著齒輪非接觸測(cè)量法的開(kāi)始[6]。 齒輪測(cè)量技術(shù)的演變，整體上考察過(guò)去一個(gè)世紀(jì)里齒輪測(cè)量技術(shù)的發(fā)展，主要表現(xiàn)在三個(gè)方面[7]： 1）在測(cè)量原理方面，實(shí)現(xiàn)了由“比較測(cè)量”到“嚙合運(yùn)動(dòng)測(cè)量”，直至“模型化測(cè)量”的發(fā)展。 2）在實(shí)現(xiàn)測(cè)量原理的技術(shù)手段上，歷經(jīng)了“以機(jī)械為主”到“機(jī)電結(jié)合”，直至當(dāng)今的“光—機(jī)—電”與“信息技術(shù)”綜合集成的演變。 3）在測(cè)量結(jié)果的表述與利用方面，經(jīng)歷了從“指示表加肉眼讀取”，到“記錄器記錄加人工研判”，直至“計(jì)算機(jī)自動(dòng)分析并將測(cè)量結(jié)果反饋到制造系統(tǒng)”的飛躍。 機(jī)械展成式測(cè)量技術(shù)，20世紀(jì)70年代以前，齒輪測(cè)量原理主要以比較測(cè)量為主，其實(shí)質(zhì)是相對(duì)測(cè)量。具體方式有兩種：一是將被測(cè)齒輪與一標(biāo)準(zhǔn)齒輪進(jìn)行實(shí)物比較，從而得到各項(xiàng)誤差；二是展成測(cè)量法，就是將儀器的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)形成的標(biāo)準(zhǔn)特征線與被測(cè)齒輪的實(shí)際特征線作比較，來(lái)確定相應(yīng)誤差；而精確的展成運(yùn)動(dòng)是借助一些精密機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)的[8]。齒輪整體誤差測(cè)量技術(shù) ，1970年是齒輪測(cè)量技術(shù)的轉(zhuǎn)折點(diǎn)。齒輪整體誤差測(cè)量技術(shù)和齒輪測(cè)量機(jī)（中心）的出現(xiàn)解決了齒輪測(cè)量領(lǐng)域的一個(gè)難題，即在一臺(tái)儀器上快速獲取齒輪的全部誤差信息[9]。1970年，我國(guó)在齒輪測(cè)量技術(shù)方面取得突破，發(fā)明了基于“跳牙”蝸桿的齒輪整體誤差測(cè)量原理。經(jīng)過(guò)30多年的完善與推廣[10]，這種起源于漸開(kāi)線圓柱齒輪測(cè)量的方法已成為傳動(dòng)元件的運(yùn)動(dòng)幾何測(cè)量法[11]。采用的標(biāo)準(zhǔn)元件也從蝸桿擴(kuò)展到齒輪、齒條等。通過(guò)對(duì)傳統(tǒng)齒形誤差測(cè)量方法誤差來(lái)源多、測(cè)頭安裝調(diào)整誤差大等缺點(diǎn)進(jìn)行分析 ,提出一種在 19JC萬(wàn)能工具顯微鏡上利用成像法實(shí)現(xiàn)漸開(kāi)線圓柱直齒輪齒形誤差測(cè)量的新方法[12]。積極采用齒輪國(guó)際標(biāo)準(zhǔn) ,采用先進(jìn)的加工工藝 ,如精滾工藝、修磨齒形及改變刀具材料實(shí)現(xiàn)硬齒面剃齒等 ,使齒輪制造質(zhì)量批量、穩(wěn)定地達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求 ,是我國(guó)重要的技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策[13]。齒輪的制造質(zhì)量對(duì)提高機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的精度、壽命和降低噪聲十分重要。這里提出了采用虛擬儀器技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等與傳統(tǒng)齒輪檢測(cè)儀相結(jié)合而構(gòu)建的一種先進(jìn)的齒輪誤差檢測(cè)系統(tǒng),集先進(jìn)的軟硬件技術(shù)、現(xiàn)代信號(hào)處理技術(shù)于一體,實(shí)現(xiàn)了誤差檢測(cè)的自動(dòng)化、可視化、智能化,提高了檢測(cè)的精度和可靠性[14] 。隨著我國(guó)汽車摩托車制造業(yè)的迅速發(fā)展 ,汽摩齒輪制造業(yè)也得到了空前快速的發(fā)展 。盡快成為汽摩齒輪的全球制造與供應(yīng)基地 , 是我國(guó)齒輪制造業(yè)的總體發(fā)展戰(zhàn)略 , 并已經(jīng)成為我國(guó)眾多齒輪制造商的共識(shí)[15]。 3、研究/設(shè)計(jì)的目標(biāo)： 通過(guò)改進(jìn)普通精度圓柱漸開(kāi)線誤差檢測(cè)裝置，使裝置在檢測(cè)齒輪誤差的時(shí)候能夠更加的精確，更加的方便。 4、設(shè)計(jì)方案（研究/設(shè)計(jì)方法、理論分析、計(jì)算、實(shí)驗(yàn)方法和步驟等）： （1）收集資料，分析研究資料，明確設(shè)計(jì)內(nèi)容； （2）根據(jù)設(shè)計(jì)技術(shù)要求，完成總體結(jié)構(gòu)方案的擬訂； （3）運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算； （4）通過(guò)強(qiáng)度等設(shè)計(jì)計(jì)算，完成監(jiān)測(cè)裝置結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)； （5）利用CAD繪制總體裝配圖及零件工作圖； （6）整理設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。 漸開(kāi)線極坐標(biāo)方程 k= θk=tank-k 漸開(kāi)線參數(shù)方程 x=rb×cosθ＋rb×radθ×sinθ y=rb×sinθ－rb×radθ×cosθ 漸開(kāi)線及其形成直線BK在一圓上作純滾動(dòng)，其上K點(diǎn)的軌跡就是漸開(kāi)線。其中，AK漸開(kāi)線圓---基圓。rb---基圓半徑BK---漸開(kāi)線發(fā)生線θk---漸開(kāi)線上K點(diǎn)的展角 rK---漸開(kāi)線上K點(diǎn)的向徑αK---漸開(kāi)線K點(diǎn)的壓力角 圖1漸開(kāi)線發(fā)生線 漸開(kāi)線的性質(zhì) 1)發(fā)生線沿基圓滾過(guò)的長(zhǎng)度等于基圓上被滾過(guò)的弧長(zhǎng),即:； 圖2漸開(kāi)線發(fā)生線 2)當(dāng)發(fā)生線沿基圓作純滾動(dòng)時(shí)，切點(diǎn)B為其速度瞬心， 因此KB必垂直于漸開(kāi)線上K點(diǎn)的切線，即發(fā)生線為漸開(kāi)線在K點(diǎn)的法線。 漸開(kāi)線上任一點(diǎn)的法線恒與基圓相切； 3)發(fā)生線與基圓的切點(diǎn)B也是漸開(kāi)線在K點(diǎn)處的曲率中即 ρk==rKsinαk。 ?? K點(diǎn)離基圓愈遠(yuǎn)(rK愈大),ρk愈大,K點(diǎn)在基圓上時(shí)(rK=0時(shí))， 4)漸開(kāi)線的形狀取決于基圓的大小，即由不同大小的基圓所形成的漸開(kāi)線,在相等展角θk，處的曲率半徑ρk的大小隨基圓半徑γb的增大而增大，若γb→∞，則ρk→∞，漸開(kāi)線AK變成直線，故齒條的漸開(kāi)線齒廓曲線為直線。 5)基圓以內(nèi)無(wú)漸開(kāi)線 漸開(kāi)線方程式多用極坐標(biāo)形式表示： 設(shè)OA為極坐標(biāo)軸(O為原點(diǎn))，則以壓力角αk表示的K點(diǎn)的極坐標(biāo)θk，γk(展角,向徑)方程式為： 由圖2漸開(kāi)線發(fā)生線圖2可知： tanαk= 所以，漸開(kāi)線的極坐標(biāo)方程為： γk= ? 其中很常用,可用來(lái)求解漸開(kāi)線齒廓上任一點(diǎn)的壓力角。 圖3 漸開(kāi)線發(fā)生線 漸開(kāi)線函數(shù) 漸開(kāi)線函數(shù)指的是展角θk，與壓力角k的函數(shù)關(guān)系式，工程上以invk表示該函，即 ??invαk=θk=tank-k 5、方案的可行性分析： 設(shè)計(jì)思想新穎、設(shè)計(jì)檢查裝置原理符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、結(jié)構(gòu)容易加工，能夠保證檢測(cè)精度。此方案可行。 6、該設(shè)計(jì)的創(chuàng)新之處 方便使用，精確度高，有較大的靈活性。 7、設(shè)計(jì)產(chǎn)品的主要用途和應(yīng)用領(lǐng)域： 目前社會(huì)正在向著機(jī)械化發(fā)展，而齒輪傳動(dòng)也是必不可少的關(guān)鍵環(huán)節(jié)所以齒輪的標(biāo)準(zhǔn)化是減少誤差的重要必備條件，所以齒輪的檢測(cè)也是至關(guān)重要的，齒輪漸開(kāi)線誤差檢測(cè)裝置對(duì)于齒輪的檢測(cè)也是必不可少的環(huán)節(jié)，對(duì)于齒輪的標(biāo)準(zhǔn)化起著一定的作用，減少齒輪傳動(dòng)上的誤差對(duì)于一些高精密的機(jī)床設(shè)備是非常有好處的，齒輪誤差檢測(cè)裝置對(duì)齒輪的傳動(dòng)精度上的影響是很大的，一些高精密機(jī)床的精度非常高那是因?yàn)楦咭?guī)格的齒輪傳動(dòng)平穩(wěn)、精度高，所以對(duì)于齒輪的檢測(cè)是非常重要的。 8、時(shí)間進(jìn)程 2012年3 月12日~2012年3 月30 日 哈爾濱工具廠畢業(yè)實(shí)習(xí)，收集漸開(kāi)線的齒輪相關(guān)資料 2012年4月1日~2012年4月6日 整理實(shí)習(xí)日記、撰寫(xiě)實(shí)習(xí)總結(jié)和開(kāi)題報(bào)告 2012年4月7日~2012年5月4日 設(shè)計(jì)計(jì)算、總體結(jié)構(gòu)草圖設(shè)計(jì) 2012年5月5日~2012年5月25日 總體圖和部件圖設(shè)計(jì) 2012年5月26日~2012年5月3日 零件圖設(shè)計(jì) 2012 年 6月4日~2012年6月8日 編寫(xiě)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)、審圖、修改 2012 年 6月11日~2012年6月15日 答辯 9、參考文獻(xiàn)： 1 Steinle A. 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