精密測量技術(shù)電子教案

1、第第七七章章直齒圓柱齒輪測量第七章 直齒圓柱齒輪測量教學(xué)綱要教學(xué)要求:1. 掌握測量齒輪整體誤差的方法。 2. 了解齒輪各種測量參數(shù)。教學(xué)重點: 測量齒輪整體誤差的方法。教學(xué)難點: 齒輪三個公差組。本章教學(xué)內(nèi)容: 齒輪各種測量參數(shù)及其測量方法。本章教學(xué)建議: 本章要求學(xué)生能掌握漸開線圓柱齒輪的基本參數(shù),并對漸開線圓柱齒輪的精度等級有一定的了解。 第第七七章章直齒圓柱齒輪測量71 齒輪概述齒輪工作性能要求 第第七七章章直齒圓柱齒輪測量71 齒輪概述上述4項要求,對于不同用途、不同工作條件的齒輪其側(cè)重點也應(yīng)有所不同。 如:對于分度機構(gòu),儀器儀表中讀數(shù)機構(gòu)的齒輪,齒輪一轉(zhuǎn)中的轉(zhuǎn)角誤差不超過12,甚至

2、是幾秒,此時,傳遞運動準確性是主要的; 對于高速、大功率傳動裝置中用的齒輪,如汽輪機減速器上的齒輪,圓周速度高,傳遞功率大,其運動精度、工作平穩(wěn)性精度及接觸精度要求都很高,特別是瞬時傳動比的變化要求小,以減少振動和噪聲; 對于軋鋼機、起重機、運輸機、透平機等低速重載機械,傳遞動力大,但圓周速度不高,故齒輪接觸精度要求較高,齒側(cè)間隙也應(yīng)足夠大,而對其運動精度則要求不高。 第第七七章章直齒圓柱齒輪測量71 齒輪概述二、影響準確性的誤差及測量二、影響準確性的誤差及測量主要是長周期主要是長周期誤差第誤差第公差組公差組1、切向綜合誤差（、切向綜合誤差（F i）指被測齒輪與理想精確）指被測齒輪與理想精確的

3、測量齒輪單面嚙合時的測量齒輪單面嚙合時,在被測齒輪一轉(zhuǎn)內(nèi)在被測齒輪一轉(zhuǎn)內(nèi),實際轉(zhuǎn)角與公稱轉(zhuǎn)角之差的總幅度值。它以實際轉(zhuǎn)角與公稱轉(zhuǎn)角之差的總幅度值。它以分度圓弧長計值。分度圓弧長計值。 Fi是指在齒輪單面嚙合情況下測得的齒輪一轉(zhuǎn)是指在齒輪單面嚙合情況下測得的齒輪一轉(zhuǎn)內(nèi)轉(zhuǎn)角誤差的總幅度值內(nèi)轉(zhuǎn)角誤差的總幅度值,該誤差是幾何偏心該誤差是幾何偏心、運動偏心加工誤差的綜合反映、運動偏心加工誤差的綜合反映,因而是評因而是評定齒輪傳遞運動準確性的最佳綜合評定指標定齒輪傳遞運動準確性的最佳綜合評定指標。 第第七七章章直齒圓柱齒輪測量71 齒輪概述 第第七七章章直齒圓柱齒輪測量71 齒輪概述2、 周節(jié)累積誤差Fp

4、（齒跳不均勻）它是指在分度圓任意兩個同側(cè)齒面的實際弧長與公稱弧長之差的最大絕對值。Fp=Fpmax-Fpmin 必要時,亦可控制局部的累積誤差Fpk,K個齒距累積誤差是指在分度圓上,K個齒距間的實際弧長與公稱弧長之差的最大絕對值,K為2到小于Z2的整數(shù)。測量主要是相對測量。用萬能測齒儀測 第第七七章章直齒圓柱齒輪測量71 齒輪概述規(guī)定Fpk是為了限制齒距累積誤差集中在局部圓周上 。 齒距累積誤差反映了一轉(zhuǎn)內(nèi)任意個齒距的最大變化,它直接反映齒輪的轉(zhuǎn)角誤差,是幾何偏心和運動偏心的綜合結(jié)果。因而可以較為全面地反映齒輪的傳遞運動準確性,是一項綜合性的評定項目。但因為只在分度圓上測量,故不如切向綜合誤差

5、反映的全面。 第第七七章章直齒圓柱齒輪測量71 齒輪概述 第第七七章章直齒圓柱齒輪測量71 齒輪概述萬能測齒儀 第第七七章章直齒圓柱齒輪測量71 齒輪概述3、 齒輪徑向跳動齒輪徑向跳動Fr(徑向誤差徑向誤差)Fr=Rmax-Rmin 齒輪一轉(zhuǎn)范圍內(nèi)齒輪一轉(zhuǎn)范圍內(nèi),測頭在齒槽內(nèi)與齒高中部測頭在齒槽內(nèi)與齒高中部雙面接觸雙面接觸,測頭相對于齒輪軸線的最大測頭相對于齒輪軸線的最大變動量稱齒圈徑向跳動。變動量稱齒圈徑向跳動。 Fr主要反映由于齒坯偏心引起的齒主要反映由于齒坯偏心引起的齒輪徑向長周期誤差?？捎谬X圈徑向跳輪徑向長周期誤差?？捎谬X圈徑向跳動檢查儀測量動檢查儀測量,測頭可以用球形或錐形測頭可以用

6、球形或錐形。 第第七七章章直齒圓柱齒輪測量71 齒輪概述 第第七七章章直齒圓柱齒輪測量71 齒輪概述 4、 徑向綜合誤差Fi（徑向誤差）Fi被測與理想齒輪雙面嚙合時,在被測齒輪一轉(zhuǎn)內(nèi),雙嚙中心距的最大變動。當被測齒輪的齒廓存在徑向誤差及一些短周期誤差（如齒形誤差、基節(jié)偏差等）時,若它與測量齒輪保持雙面嚙合轉(zhuǎn)動,其中心距就會在轉(zhuǎn)動過程中不斷改變,因此,徑向綜合誤差主要反映由幾何偏心引起的徑向誤差及一些短周期誤差。 第第七七章章直齒圓柱齒輪測量71 齒輪概述被測齒輪由于雙面嚙合綜合測量時的嚙合情況與切齒時的嚙合情況相似,能夠反映齒輪坯和刀具安裝調(diào)整誤差,測量所用儀器遠比單嚙儀簡單,操作方便,測量效

7、率高,故在大批量生產(chǎn)中應(yīng)用很普通。但它只能反映徑向誤差,且測量狀況與齒輪實際工作狀況不完全相符。 測量:雙嚙儀。雙嚙儀的優(yōu)點:儀器本身簡單,操作方便,效率高,適用于大批量生產(chǎn)。 第第七七章章直齒圓柱齒輪測量71 齒輪概述 第第七七章章直齒圓柱齒輪測量71 齒輪概述5、 公法線長度變動Fw切向誤差Fw是指在齒輪一周范圍內(nèi),實際公法線長度最大值與最小值之差.Fw=Wmax-Wmin 公法線是跨幾個齒。W=（K-1）Pb+SjPb-基圓上的周節(jié)Sj-基圓上的齒厚Fw主要反映由蝸輪偏心面造成的齒輪切向長周期誤差。測量:用公法線百分尺測。在齒圓上測45個方位 第第七七章章直齒圓柱齒輪測量71 齒輪概述三

8、主要影響傳動平穩(wěn)性的誤差及其評定指標第公差組1、基節(jié)偏差fpb基節(jié)偏差是指實際基節(jié)與公稱基節(jié)之差 。 一對齒輪正常嚙合時,當?shù)谝粋€輪齒尚未脫離嚙合時,第二個輪齒應(yīng)進入嚙合。當兩齒輪基節(jié)相等時,這種嚙合過程將平穩(wěn)地連續(xù)進行,若齒輪具有基節(jié)偏差,則這種嚙合過程將被破壞,使瞬時速比發(fā)生變化,產(chǎn)生沖擊、振動。 基節(jié)偏差可用基節(jié)儀和萬能測齒儀進行測量。 第第七七章章直齒圓柱齒輪測量71 齒輪概述 第第七七章章直齒圓柱齒輪測量71 齒輪概述2、齒形誤差ff及其評定指標 齒形誤差是在端截面上,齒形工作部分內(nèi)（齒頂部分除外）,包容實際齒形且距離為最小的兩條設(shè)計齒形間的法向距離。設(shè)計齒形可以根據(jù)工作條件對理論漸

9、開線進行修正為凸齒形或修緣齒形。 齒形誤差會造成齒廓面在嚙合過程中使接觸點偏離嚙合線,引起瞬時傳動比的變化,破壞了傳動的平穩(wěn)性。 測量:用漸開線檢查儀。 第第七七章章直齒圓柱齒輪測量71 齒輪概述 第第七七章章直齒圓柱齒輪測量71 齒輪概述3、齒距偏差fpt及其評定指標 齒距偏差是指在分度圓上,實際齒距與公稱齒距之差 。 齒距偏差fpt 也將和基節(jié)偏差、齒形誤差一樣,在每一次轉(zhuǎn)齒和換齒的嚙合過程中產(chǎn)生轉(zhuǎn)角誤差。 齒距偏差可在測量齒距累積誤差時得到,所以比較簡單。該項偏差主要由機床誤差產(chǎn)生。測量:用萬能測齒儀 第第七七章章直齒圓柱齒輪測量71 齒輪概述 第第七七章章直齒圓柱齒輪測量71 齒輪概述

10、4、切向綜合誤差fi 實測齒輪與理想精確的測量齒輪單面嚙合時,在被測齒輪一齒距角內(nèi),實際轉(zhuǎn)角與公稱轉(zhuǎn)角之差的最大幅度值 。 f i主要反映由刀具和分度蝸桿的安裝及制造誤差所造成的,齒輪上齒形、齒距等各項短周期綜合誤差,是綜合性指標。其測量儀器與測量F i相同,如圖,切向綜合誤差曲線上的高頻波紋即為f i。 第第七七章章直齒圓柱齒輪測量71 齒輪概述5、齒徑向綜合誤差fi 被測齒輪與理想精確的測量齒輪雙面嚙合時,在被測齒輪一齒角內(nèi)的最大變動量。 fi綜合反映了由于刀具安裝偏心及制造所產(chǎn)生的基節(jié)和齒形誤差,屬綜合性項目?？稍跍y量徑向綜合誤差時得出,即從記錄曲線上量得高頻波紋的最大幅度值。由于這種測

11、量受左右齒面的共同影響,因而不如一齒切向綜合誤差反映那么全面。不宜采用這種方法來驗收高精度的齒輪,但因在雙嚙儀上測量簡單,操作方便,故該項目適用于大批量生產(chǎn)的場合。測量:在雙嚙儀上測,同樣可測出fi和Fi其中高頻波紋即是fi 第第七七章章直齒圓柱齒輪測量71 齒輪概述四、主要影響載荷分布均勻性的誤差及其評定指標第公差組 按嚙合原理:一對齒輪嚙合,由齒頂至齒根依次接觸,若不考慮受力后的彈性形,遇在每一 瞬 間兩齒面是為直線接觸（接觸線長度為全齒寬）,但實際中存在有制造誤差,在齒高和齒寬上都 不是全齒面接觸,所以規(guī)定有第三公差組齒向誤差F:在分度圓上,全齒寬范圍內(nèi),包容實際齒向線的兩條設(shè)計齒向線的

12、端面距離。齒向線是齒面和分度圓柱面的交線。通常直齒輪的齒向線為直線,斜齒輪的齒向線是螺旋線。誤差:機床導(dǎo)軌的傾斜,刀具和齒坯的安裝誤差。 第第七七章章直齒圓柱齒輪測量71 齒輪概述五、齒輪誤差檢驗組的選擇 確定每一公差組的誤差檢驗組時,應(yīng)綜合考慮檢測的目的、齒輪的精度等級、生產(chǎn)規(guī)模及現(xiàn)有測量器具等因素。 檢測目的:當齒輪的檢測是為了驗收產(chǎn)品,判斷產(chǎn)品是否合格時,宜選用綜合性項目。若測量的目的是為了進行工藝分析,查找誤差原因時,宜選擇單項檢測項目。 第第七七章章直齒圓柱齒輪測量71 齒輪概述精度等級。高精度的齒輪用于重要場合,因此應(yīng)選擇反映誤差較為全面的綜合性項目或較為重要的單項檢測項目。對6級

13、以上的齒輪,第公差組采用單項檢測項目時,必須檢測ff。而對于中低精度的齒輪可以用Fr或Fw進行單項檢測。齒輪誤差檢驗組的選擇（續(xù)）加工工藝。如第公差組用ff與fpt組合,適用于磨齒加工,ff反映砂輪齒形角誤差,fpt反映機床分度誤差。ff與fpb組合適合于滾齒和插齒加工,這時ff反映齒輪齒面形狀誤差,fpb反映齒形角誤差。 生產(chǎn)批量及檢測設(shè)備。生產(chǎn)批量大時,應(yīng)選擇檢測效率高的項目。如汽車、拖拉機行業(yè),第公差組多用Fi的Fw組合,因為Fi檢測方便迅速,可全數(shù)檢驗,Fw只需抽檢即可。同時應(yīng)盡量用同一臺儀器測量多項誤差。如第公差組檢驗Fp,第公差組就應(yīng)當選擇fpt與其它項目組合,因為兩者測量方法相同

14、。 第第七七章章直齒圓柱齒輪測量71 齒輪概述精度等級精度等級:高精度的齒輪用于重要場合高精度的齒輪用于重要場合,因此因此應(yīng)選擇反映誤差較為全面的綜合性項目應(yīng)選擇反映誤差較為全面的綜合性項目或較為重要的單項檢測項目。對或較為重要的單項檢測項目。對6級以上級以上的齒輪的齒輪,第第公差組采用單項檢測項目時公差組采用單項檢測項目時,必須檢測必須檢測ff。而對于中低精度的齒輪可。而對于中低精度的齒輪可以用以用Fr或或Fw進行單項檢測。進行單項檢測。加工工藝加工工藝: 如第如第公差組用公差組用ff與與fpt組合組合,適用于磨齒加工適用于磨齒加工,ff反映砂輪齒形角誤差反映砂輪齒形角誤差,fpt反映機床分

15、度誤差。反映機床分度誤差。ff與與fpb組組合適合于滾齒和插齒加工合適合于滾齒和插齒加工,這時這時ff反映齒反映齒輪齒面形狀誤差輪齒面形狀誤差,fpb反映齒形角誤差。反映齒形角誤差。 第第七七章章直齒圓柱齒輪測量72 齒輪整體誤差的測量齒輪整體誤差是齒形誤差、周節(jié)誤差、周節(jié)累積誤差等在齒輪傳動中的綜合作用誤差一、齒輪整體誤差的測量原理 在漸開線檢查儀上相距一個理論基節(jié)的兩個測頭,分別測出相鄰兩同名齒廓相對于標準漸開線的變動量,然后依次測出所有齒廓的變動量,最后將各齒的誤差曲線按基節(jié)間隔放在同一坐標圖上,便得到齒輪同一截面的整體誤差曲線。 第第七七章章直齒圓柱齒輪測量72 齒輪整體誤差的測量二、

16、單嚙儀間齒測量由于齒輪重合度1,直接用單嚙儀測量無法得到單個齒廓的誤差,單嚙儀間齒測量可達到目的。 或 第第七七章章直齒圓柱齒輪測量72 齒輪整體誤差的測量 齒輪整體誤差的測量分析齒輪整體誤差的測量分析第第七七章章直齒圓柱齒輪測量72 齒輪整體誤差的測量齒輪整體誤差的測量分析 第第七七章章直齒圓柱齒輪測量73 齒輪噪聲測量一、齒輪噪聲的基本度量 聲音頻率20-20khz 一個大氣壓為105 Pa 人的聽力上、下限:聲壓 1khz 2*10-5 N/M2(Pa)聽閾聲壓 痛閾聲壓 20 N/M2 聲強 10-12 W/M2 1W/M2級:一個量超過另一個量（基準量）的程度。 貝爾,分貝 第第七七

17、章章直齒圓柱齒輪測量73 齒輪噪聲測量1.聲壓:介質(zhì)中的壓強相對于無聲波時壓強的變動量 Lp = 20 lg (P/P0)2.聲強:在垂直聲波傳播的平面上,單位時間通過單位面積的聲能。 Li = 20 lg (I/I0)3.聲功率:單位時間聲源輻射的總聲能。 Lw = 20 lg (W/W0) W0 =10-12 W4頻譜: n倍頻程 f上/f下 = 2n 中心頻率為 f中=(f上f下 )1/2 下上ff下上ff下上ff下上ff第第七七章章直齒圓柱齒輪測量73 齒輪噪聲測量 5.噪聲的主觀度量 響度級:根據(jù)人耳特點,仿照 聲壓級概念,即與1000Hz純音比較:與80分貝的純音比較,聽來響度一樣

18、,則為80方(phone) 響度:N=2(LN-40)/10 (宋)sound 第第七七章章直齒圓柱齒輪測量73 齒輪噪聲測量 6.計權(quán)網(wǎng)絡(luò): A:40方等響曲線反轉(zhuǎn)加權(quán) B:70方等響曲線反轉(zhuǎn)加權(quán) C:100方等響曲線反轉(zhuǎn)加權(quán) 第第七七章章直齒圓柱齒輪測量73 齒輪噪聲測量 二、噪聲測量系統(tǒng) 傳聲器放大器計權(quán)網(wǎng)絡(luò)濾波顯示輸出 三、齒輪噪聲測量: 一般來說,測點在齒輪裝置的前、后、左、右各一點,高度略高于裝置本體高度的1/2 注意背景噪聲的修正。 第第七七章章直齒圓柱齒輪測量73 齒輪噪聲測量聲級計 第第七七章章直齒圓柱齒輪測量73 齒輪噪聲測量聲級計 第第八八章章三坐標測量機簡介三坐標測量機簡介 第八章 三坐標測量機簡介教學(xué)綱要教學(xué)要求: 1. 了解三坐標測量機主要功能。 2了解三坐標測量機的操作步驟。本章教學(xué)內(nèi)容: 主要闡述了三坐標測量機主要功能、結(jié)構(gòu)型式與組成,并介紹