精密測(cè)量技術(shù)電子教案

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

2、是幾秒,此時(shí),傳遞運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確性是主要的; 對(duì)于高速、大功率傳動(dòng)裝置中用的齒輪,如汽輪機(jī)減速器上的齒輪,圓周速度高,傳遞功率大,其運(yùn)動(dòng)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(shí)傳動(dòng)比的變化要求小,以減少振動(dòng)和噪聲; 對(duì)于軋鋼機(jī)、起重機(jī)、運(yùn)輸機(jī)、透平機(jī)等低速重載機(jī)械,傳遞動(dòng)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(duì)其運(yùn)動(dòng)精度則要求不高。 第第七七章章直齒圓柱齒輪測(cè)量71 齒輪概述二、影響準(zhǔn)確性的誤差及測(cè)量二、影響準(zhǔn)確性的誤差及測(cè)量主要是長(zhǎng)周期主要是長(zhǎng)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(cè)齒輪與理想精確）指被測(cè)齒輪與理想精確的

3、測(cè)量齒輪單面嚙合時(shí)的測(cè)量齒輪單面嚙合時(shí),在被測(cè)齒輪一轉(zhuǎn)內(nèi)在被測(cè)齒輪一轉(zhuǎn)內(nèi),實(shí)際轉(zhuǎn)角與公稱(chēng)轉(zhuǎn)角之差的總幅度值。它以實(shí)際轉(zhuǎn)角與公稱(chēng)轉(zhuǎn)角之差的總幅度值。它以分度圓弧長(zhǎng)計(jì)值。分度圓弧長(zhǎng)計(jì)值。 Fi是指在齒輪單面嚙合情況下測(cè)得的齒輪一轉(zhuǎn)是指在齒輪單面嚙合情況下測(cè)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(yùn)動(dòng)偏心加工誤差的綜合反映、運(yùn)動(dòng)偏心加工誤差的綜合反映,因而是評(píng)因而是評(píng)定齒輪傳遞運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確性的最佳綜合評(píng)定指標(biāo)定齒輪傳遞運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確性的最佳綜合評(píng)定指標(biāo)。 第第七七章章直齒圓柱齒輪測(cè)量71 齒輪概述 第第七七章章直齒圓柱齒輪測(cè)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(gè)同側(cè)齒面的實(shí)際弧長(zhǎng)與公稱(chēng)弧長(zhǎng)之差的最大絕對(duì)值。Fp=Fpmax-Fpmin 必要時(shí),亦可控制局部的累積誤差Fpk,K個(gè)齒距累積誤差是指在分度圓上,K個(gè)齒距間的實(shí)際弧長(zhǎng)與公稱(chēng)弧長(zhǎng)之差的最大絕對(duì)值,K為2到小于Z2的整數(shù)。測(cè)量主要是相對(duì)測(cè)量。用萬(wàn)能測(cè)齒儀測(cè) 第第七七章章直齒圓柱齒輪測(cè)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(gè)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(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確性,是一項(xiàng)綜合性的評(píng)定項(xiàng)目。但因?yàn)橹辉诜侄葓A上測(cè)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(cè)量71 齒輪概述 第第七七章章直齒圓柱齒輪測(cè)量71 齒輪概述萬(wàn)能測(cè)齒儀 第第七七章章直齒圓柱齒輪測(cè)量71 齒輪概述3、 齒輪徑向跳動(dòng)齒輪徑向跳動(dòng)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(cè)頭在齒槽內(nèi)與齒高中部測(cè)頭在齒槽內(nèi)與齒高中部雙面接觸雙面接觸,測(cè)頭相對(duì)于齒輪軸線(xiàn)的最大測(cè)頭相對(duì)于齒輪軸線(xiàn)的最大變動(dòng)量稱(chēng)齒圈徑向跳動(dòng)。變動(dòng)量稱(chēng)齒圈徑向跳動(dòng)。 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(zhǎng)周期誤差?？捎谬X圈徑向跳輪徑向長(zhǎng)周期誤差?？捎谬X圈徑向跳動(dòng)檢查儀測(cè)量動(dòng)檢查儀測(cè)量,測(cè)頭可以用球形或錐形測(cè)頭可以用

6、球形或錐形。 第第七七章章直齒圓柱齒輪測(cè)量71 齒輪概述 第第七七章章直齒圓柱齒輪測(cè)量71 齒輪概述 4、 徑向綜合誤差Fi（徑向誤差）Fi被測(cè)與理想齒輪雙面嚙合時(shí),在被測(cè)齒輪一轉(zhuǎn)內(nèi),雙嚙中心距的最大變動(dòng)。當(dāng)被測(cè)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(shí),若它與測(cè)量齒輪保持雙面嚙合轉(zhuǎn)動(dòng),其中心距就會(huì)在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)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(cè)量71 齒輪概述被測(cè)齒輪由于雙面嚙合綜合測(cè)量時(shí)的嚙合情況與切齒時(shí)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(cè)量所用儀器遠(yuǎn)比單嚙儀簡(jiǎn)單,操作方便,測(cè)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(cè)量狀況與齒輪實(shí)際工作狀況不完全相符。 測(cè)量:雙嚙儀。雙嚙儀的優(yōu)點(diǎn):儀器本身簡(jiǎn)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(cè)量71 齒輪概述 第第七七章章直齒圓柱齒輪測(cè)量71 齒輪概述5、 公法線(xiàn)長(zhǎng)度變動(dòng)Fw切向誤差Fw是指在齒輪一周范圍內(nèi),實(shí)際公法線(xiàn)長(zhǎng)度最大值與最小值之差.Fw=Wmax-Wmin 公法線(xiàn)是跨幾個(gè)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(zhǎng)周期誤差。測(cè)量:用公法線(xiàn)百分尺測(cè)。在齒圓上測(cè)45個(gè)方位 第第七七章章直齒圓柱齒輪測(cè)量71 齒輪概述三

8、主要影響傳動(dòng)平穩(wěn)性的誤差及其評(píng)定指標(biāo)第公差組1、基節(jié)偏差fpb基節(jié)偏差是指實(shí)際基節(jié)與公稱(chēng)基節(jié)之差 。 一對(duì)齒輪正常嚙合時(shí),當(dāng)?shù)谝粋€(gè)輪齒尚未脫離嚙合時(shí),第二個(gè)輪齒應(yīng)進(jìn)入嚙合。當(dāng)兩齒輪基節(jié)相等時(shí),這種嚙合過(guò)程將平穩(wěn)地連續(xù)進(jìn)行,若齒輪具有基節(jié)偏差,則這種嚙合過(guò)程將被破壞,使瞬時(shí)速比發(fā)生變化,產(chǎn)生沖擊、振動(dòng)。 基節(jié)偏差可用基節(jié)儀和萬(wàn)能測(cè)齒儀進(jìn)行測(cè)量。 第第七七章章直齒圓柱齒輪測(cè)量71 齒輪概述 第第七七章章直齒圓柱齒輪測(cè)量71 齒輪概述2、齒形誤差ff及其評(píng)定指標(biāo) 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(shí)際齒形且距離為最小的兩條設(shè)計(jì)齒形間的法向距離。設(shè)計(jì)齒形可以根據(jù)工作條件對(duì)理論漸

9、開(kāi)線(xiàn)進(jìn)行修正為凸齒形或修緣齒形。 齒形誤差會(huì)造成齒廓面在嚙合過(guò)程中使接觸點(diǎn)偏離嚙合線(xiàn),引起瞬時(shí)傳動(dòng)比的變化,破壞了傳動(dòng)的平穩(wěn)性。 測(cè)量:用漸開(kāi)線(xiàn)檢查儀。 第第七七章章直齒圓柱齒輪測(cè)量71 齒輪概述 第第七七章章直齒圓柱齒輪測(cè)量71 齒輪概述3、齒距偏差fpt及其評(píng)定指標(biāo) 齒距偏差是指在分度圓上,實(shí)際齒距與公稱(chēng)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(guò)程中產(chǎn)生轉(zhuǎn)角誤差。 齒距偏差可在測(cè)量齒距累積誤差時(shí)得到,所以比較簡(jiǎn)單。該項(xiàng)偏差主要由機(jī)床誤差產(chǎn)生。測(cè)量:用萬(wàn)能測(cè)齒儀 第第七七章章直齒圓柱齒輪測(cè)量71 齒輪概述 第第七七章章直齒圓柱齒輪測(cè)量71 齒輪概述

10、4、切向綜合誤差fi 實(shí)測(cè)齒輪與理想精確的測(cè)量齒輪單面嚙合時(shí),在被測(cè)齒輪一齒距角內(nèi),實(shí)際轉(zhuǎn)角與公稱(chēng)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(xiàng)短周期綜合誤差,是綜合性指標(biāo)。其測(cè)量?jī)x器與測(cè)量F i相同,如圖,切向綜合誤差曲線(xiàn)上的高頻波紋即為f i。 第第七七章章直齒圓柱齒輪測(cè)量71 齒輪概述5、齒徑向綜合誤差fi 被測(cè)齒輪與理想精確的測(cè)量齒輪雙面嚙合時(shí),在被測(cè)齒輪一齒角內(nèi)的最大變動(dòng)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(xiàng)目。可在測(cè)量徑向綜合誤差時(shí)得出,即從記錄曲線(xiàn)上量得高頻波紋的最大幅度值。由于這種測(cè)

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(lái)驗(yàn)收高精度的齒輪,但因在雙嚙儀上測(cè)量簡(jiǎn)單,操作方便,故該項(xiàng)目適用于大批量生產(chǎn)的場(chǎng)合。測(cè)量:在雙嚙儀上測(cè),同樣可測(cè)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(cè)量71 齒輪概述四、主要影響載荷分布均勻性的誤差及其評(píng)定指標(biāo)第公差組 按嚙合原理:一對(duì)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(xiàn)接觸（接觸線(xiàn)長(zhǎng)度為全齒寬）,但實(shí)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(shí)際齒向線(xiàn)的兩條設(shè)計(jì)齒向線(xiàn)的

12、端面距離。齒向線(xiàn)是齒面和分度圓柱面的交線(xiàn)。通常直齒輪的齒向線(xiàn)為直線(xiàn),斜齒輪的齒向線(xiàn)是螺旋線(xiàn)。誤差:機(jī)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(cè)量71 齒輪概述五、齒輪誤差檢驗(yàn)組的選擇 確定每一公差組的誤差檢驗(yàn)組時(shí),應(yīng)綜合考慮檢測(cè)的目的、齒輪的精度等級(jí)、生產(chǎn)規(guī)模及現(xiàn)有測(cè)量器具等因素。 檢測(cè)目的:當(dāng)齒輪的檢測(cè)是為了驗(yàn)收產(chǎn)品,判斷產(chǎn)品是否合格時(shí),宜選用綜合性項(xiàng)目。若測(cè)量的目的是為了進(jìn)行工藝分析,查找誤差原因時(shí),宜選擇單項(xiàng)檢測(cè)項(xiàng)目。 第第七七章章直齒圓柱齒輪測(cè)量71 齒輪概述精度等級(jí)。高精度的齒輪用于重要場(chǎng)合,因此應(yīng)選擇反映誤差較為全面的綜合性項(xiàng)目或較為重要的單項(xiàng)檢測(cè)項(xiàng)目。對(duì)6級(jí)

13、以上的齒輪,第公差組采用單項(xiàng)檢測(cè)項(xiàng)目時(shí),必須檢測(cè)ff。而對(duì)于中低精度的齒輪可以用Fr或Fw進(jìn)行單項(xiàng)檢測(cè)。齒輪誤差檢驗(yàn)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(jī)床分度誤差。ff與fpb組合適合于滾齒和插齒加工,這時(shí)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(cè)設(shè)備。生產(chǎn)批量大時(shí),應(yīng)選擇檢測(cè)效率高的項(xiàng)目。如汽車(chē)、拖拉機(jī)行業(yè),第公差組多用Fi的Fw組合,因?yàn)镕i檢測(cè)方便迅速,可全數(shù)檢驗(yàn),Fw只需抽檢即可。同時(shí)應(yīng)盡量用同一臺(tái)儀器測(cè)量多項(xiàng)誤差。如第公差組檢驗(yàn)Fp,第公差組就應(yīng)當(dāng)選擇fpt與其它項(xiàng)目組合,因?yàn)閮烧邷y(cè)量方法相同

14、。 第第七七章章直齒圓柱齒輪測(cè)量71 齒輪概述精度等級(jí)精度等級(jí):高精度的齒輪用于重要場(chǎng)合高精度的齒輪用于重要場(chǎng)合,因此因此應(yīng)選擇反映誤差較為全面的綜合性項(xiàng)目應(yīng)選擇反映誤差較為全面的綜合性項(xiàng)目或較為重要的單項(xiàng)檢測(cè)項(xiàng)目。對(duì)或較為重要的單項(xiàng)檢測(cè)項(xiàng)目。對(duì)6級(jí)以上級(jí)以上的齒輪的齒輪,第第公差組采用單項(xiàng)檢測(cè)項(xiàng)目時(shí)公差組采用單項(xiàng)檢測(cè)項(xiàng)目時(shí),必須檢測(cè)必須檢測(cè)ff。而對(duì)于中低精度的齒輪可。而對(duì)于中低精度的齒輪可以用以用Fr或或Fw進(jìn)行單項(xiàng)檢測(cè)。進(jìn)行單項(xiàng)檢測(cè)。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(jī)床分

15、度誤差。反映機(jī)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(shí)這時(shí)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(cè)量72 齒輪整體誤差的測(cè)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(dòng)中的綜合作用誤差一、齒輪整體誤差的測(cè)量原理 在漸開(kāi)線(xiàn)檢查儀上相距一個(gè)理論基節(jié)的兩個(gè)測(cè)頭,分別測(cè)出相鄰兩同名齒廓相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)漸開(kāi)線(xiàn)的變動(dòng)量,然后依次測(cè)出所有齒廓的變動(dòng)量,最后將各齒的誤差曲線(xiàn)按基節(jié)間隔放在同一坐標(biāo)圖上,便得到齒輪同一截面的整體誤差曲線(xiàn)。 第第七七章章直齒圓柱齒輪測(cè)量72 齒輪整體誤差的測(cè)量二、

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

17、章章直齒圓柱齒輪測(cè)量73 齒輪噪聲測(cè)量1.聲壓:介質(zhì)中的壓強(qiáng)相對(duì)于無(wú)聲波時(shí)壓強(qiáng)的變動(dòng)量 Lp = 20 lg (P/P0)2.聲強(qiáng):在垂直聲波傳播的平面上,單位時(shí)間通過(guò)單位面積的聲能。 Li = 20 lg (I/I0)3.聲功率:單位時(shí)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(cè)量73 齒輪噪聲測(cè)量 5.噪聲的主觀度量 響度級(jí):根據(jù)人耳特點(diǎn),仿照 聲壓級(jí)概念,即與1000Hz純音比較:與80分貝的純音比較,聽(tīng)來(lái)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(cè)量73 齒輪噪聲測(cè)量 6.計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò): A:40方等響曲線(xiàn)反轉(zhuǎn)加權(quán) B:70方等響曲線(xiàn)反轉(zhuǎn)加權(quán) C:100方等響曲線(xiàn)反轉(zhuǎn)加權(quán) 第第七七章章直齒圓柱齒輪測(cè)量73 齒輪噪聲測(cè)量 二、噪聲測(cè)量系統(tǒng) 傳聲器放大器計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)濾波顯示輸出 三、齒輪噪聲測(cè)量: 一般來(lái)說(shuō),測(cè)點(diǎn)在齒輪裝置的前、后、左、右各一點(diǎn),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(cè)量73 齒輪噪聲測(cè)量聲級(jí)計(jì) 第第七七章章直齒圓柱齒輪測(cè)量73 齒輪噪聲測(cè)量聲級(jí)計(jì) 第第八八章章三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)簡(jiǎn)介三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)簡(jiǎn)介 第八章 三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)簡(jiǎn)介教學(xué)綱要教學(xué)要求: 1. 了解三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)主要功能。 2了解三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的操作步驟。本章教學(xué)內(nèi)容: 主要闡述了三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)主要功能、結(jié)構(gòu)型式與組成,并介紹