《超精密齒輪齒距偏差測量理論與技術研究》是依託大連理工大學,由婁志峰擔任醒目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：超精密齒輪齒距偏差測量理論與技術研究
- 依託單位：大連理工大學
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：婁志峰
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
當前齒輪測量儀器的測量精度不足以滿足1級(GB/T10095.1-2001)精度齒輪的測量。大連理工大學在國家自然科學基金的支持下已對1級精度漸開線圓柱齒輪齒形的測量開展了研究工作，解決了1級精度漸開線齒形測量的難題。本項申請針對超精密齒輪齒距偏差的測量理論與技術開展研究，搭建能夠測量1級精度漸開線圓柱齒輪齒距偏差的測量裝置。採用程控多齒分度台作為自動分度基準，通過研究多齒分度台嚙合牙齒在分度過程的動力回響，及其對動態分度精度的影響，分析提高多齒分度台動態分度精度的方法。綜合考慮齒形偏差、齒向偏差等因素，分析測頭定位誤差對超精密齒輪齒距偏差測量的影響，研究測頭自動精確定位技術。研究被測齒輪與多齒分度台嚙合中心同軸的精密調整方法，及其它組件的精密裝配方法。分析測量裝置中所有測量誤差源，並對主要測量誤差進行補償，最終使該測量裝置達到1級精度齒輪齒距偏差的測量要求。
結題摘要
當前齒輪測量儀器的測量精度不足以滿足1級(GB/T10095.1-2001)精度齒輪的測量。項目組前期在國家自然科學基金的支持下已對1級精度漸開線圓柱齒輪齒廓偏差測量理論與技術開展了研究工作，解決了1級精度漸開線圓柱齒輪齒廓偏差測量難題。本項目針對超精密齒輪齒距偏差測量理論與技術開展研究工作。項目組通過採用程控多齒分度台作為角度分度基準，採用可調芯軸結構對測量芯軸進行精密調整，設計高精度測頭重複定位裝置等，研製出超精密齒輪齒距偏差測量儀；該儀器在測量齒輪（m=2，z=60）齒距累積偏差時的測量不確定度U95=0.58µm，滿足1級精度齒輪齒距偏差的測量要求。項目組提出採用“全組合測量法”測量多齒分度台上齒盤外端面相對於上下齒盤嚙合面的變動量，該方法可消除嚙合平面傾斜誤差對測量結果的影響；通過多次測量與研磨，將多齒分度台上齒盤外端面相對於嚙合平面的平行度最大偏差由4µm減小到0.29µm，極大提高齒輪安裝基準面的定位精度。根據動力學的相關理論，對多齒分度台上下齒盤嚙合過程建立彈性動力學模型，研究嚙合牙齒的彈性體動力回響，分析多齒分度台動態分度精度；根據分析結果對多齒分度台上齒盤下落位置進行有效調整，進一步提高多齒分度台的分度精度。提出“多步測量法”對齒距偏差進行測量，即使齒輪繞軸線轉動一個或幾個齒距角，分別對齒距偏差進行多次測量，採用特定的算法對測量結果進行處理，將測量過程中的系統誤差進行分離，極大提高齒距偏差測量精度；採用該方法可以在一般精度儀器上實現齒距偏差高精度的測量。項目組利用齒廓偏差測量結果分析齒輪加工過程中的定位誤差，進而分析加工過程中齒輪定位誤差對齒距偏差的影響，並將此作用誤差從齒輪齒距偏差測量結果中剔除，最終得到加工系統中分度機構分度誤差對齒距偏差的影響值；根據分析結果可對齒輪加工工具機系統分度機構進行調整，提高齒輪加工中的齒距精度。通過本項目的研究工作，結合已完成的基準級漸開線測量平台及本研究室多年的研究成果，項目組掌握了1級精度標準齒輪測試的完整技術，可為我國齒輪高水準的檢驗做出一點貢獻。
