摘 要
本次毕业设计首先是对检测仪市场使用情况的数据进行采集工作,以确定设计的方案。
其次,分析所具备的条件因素,考虑厂方的成组技术要求,进行方案的制定。
最后,开始零件设计和重要零件三维绘图设计。
本仪器用于测量直齿或斜齿的圆柱齿轮的渐开线齿轮误差。这种仪器不需要不同尺寸的基圆盘。通过在仪器上的数控装置可以将被测工件的基圆半径调准到0.002MM.仪器表有电感比较仪,其传感器将被测工件齿形的渐开线误差传到指示电表上。本课题主要是着重与仪器机械结构方面的设计,并制作相关的三维软件,以满足设计改进,质量控制,售后服务,商务洽谈方面的要求。
目前在国内产品中销量很多。国产齿轮测量中心的质量和性能不断提高,已经具有和国外产品竞争的能力。不过在仪器精度、稳定性,尤其在测量软件、仪器故障诊断功能等方面,和国外还有一定差距。
关键词:渐开线;仪器精度;数控装置;传感器
Abstract
This graduation design is first acquisition work on the use of market detector data, to determine the design scheme.
Secondly, with analysis of factors, considering the requirements of group technology, make plan.
Finally, start part design and important parts of 3D graphics design.
This instrument is used for measuring the error of cylindrical gear involute spur or helical gear. This instrument does not need discs of different sizes. Through the numerical control device on the instrument can be measured workpiece radius of base circle aligned with the 0.002MM. instrument with inductance comparator, involute error of the sensor was measured the tooth profile of the workpiece to the indicating meter. This topic is mainly focuses on the design and equipment of mechanical structure, and fabrication of three-dimensional software related, in order to satisfy the design improvement, quality control, after sale service, business requirements.
At present in the domestic sales of many products. The quality and performance of domestic gear measuring center continuously improve, ability has competition and foreign products. But in the instrument accuracy, stability, especially in the aspect of software, measuring instrument fault diagnosis function, there is still a certain gap with foreign.
Key words: involute ;precision ;CNC device ; sensor
目录
摘 要 III
Abstract IV
目录 V
1绪论 1
1.1 本课题的研究内容和意义 1
1.2国内外的发展概况 1
1.3本课题应达到的要求 2
2 设计的要求及基本技术规格 4
2.1 设计参数及要求 4
2.2 设计任务及工作量 4
2.3 设计内容 4
2.3.2 设计说明书,翻译英文资料 4
3 总体方案的设计原理 5
3.1 总体方案的确定 5
3.1.2 齿轮实际齿轮误差的测量 5
3.2 原有仪器示意图 6
3.3 总体方案的确定 6
4 机械部分的设计与说明 8
4.1 转动机构的设计 8
4.2 导向机构的设计 9
4.3 伺服驱动元件的设计 10
5 机械传动部分的设计 12
5.1 纵向导轨的选择 12
5.1.1 承受载荷的估算: 12
5.2 横向导轨的选择 13
5.3滚珠丝杠副的计算 13
5.3.2 额定动载荷的计算 13
5.4稳定性验算 14
5.5 轴承的选择 17
5.5.1 寿命计算 17
5.5.2 计算附加轴向力 18
5.5.3 计算单个轴承的轴向载荷 18
5.5.4计算当量动载荷 18
5.5.5 寿命 18
5.5.6 额定静载荷验算 19
5.5.7 极限转速验算 19
5.6 联轴器的选择 19
5.7 键的选择与联接强度的计算 22
5.8 步进电机的选择 23
6 维护与保养 25
7 结论和展望 26
致谢 27
参考文献 29
1绪论
此次设计是我到单位设计的,在设计之前,我曾到公司参观了一台手动检测仪(如图1所示)对渐开线齿轮工作原理有了一些了解,并提出了这种数控改造方案。为了增加论文的可持续性和易懂性,在论文中配一些相关图解。
图 1.1 普通渐开线齿轮误差检测仪
1.1 本课题的研究内容和意义
本次毕业设计为了完全实现数控化,针对原有老式手动仪器的数控化改造,因此系统采新的机电一体化技术和元件器,现代的机械系统必然是由电脑控制的伺服系统,其中包含机电一体化机械系统,机电一体化集成电路的应用,微电子和接口技术,传感技术等。为了适应工业发展的需要,精密测量技术也需要得到长远发展。因此,再此次对渐开线齿轮检测仪进行数控化改造,使其在应用中获得更佳性能参数。
1.2国内外的发展概况
从上世纪80年代开始,齿轮测量中心的开发受到众多齿轮测量仪器制造商的重视;90年代逐步形成了系列化产品推向市场。CNC齿轮测量中心是信息技术、计算机技术和数控技术在齿轮测量仪器上集成应用的结晶,主要用于齿轮单项几何精度的检测,也可用于(静态)齿轮整体误差的测量。
德国KLINGELNBERG的P系列齿轮测量中心,其特点是采用了专利的三维数字式高精度光栅测量头(使用了HEINDENHAIN的超高精度光栅);性能稳定的优质铸铁床身,高性能直线电机驱动系统;高精度滚珠轴系和密珠滚动导轨。仪器精度达到德国标准1级。据报道该厂生产并经精化的一台P65齿轮测量中心,被英国国家齿轮计量实验室选定,作为英国齿轮精度传递及标定的基准仪器。美国M&M的齿轮测量中心,其三维高精度电感测量头;花岗石基座;精密气浮轴系以及精密直线滚动体结构导轨,成为该仪器的特色(近年也采用了直线电机驱动),仪器测量不确定度为2μm。德国MAHR的GMX275采用的模拟量测量头,可选择扫描或单点采样方式,可以按0.1°间距转动,使测头的测尖能处于被测齿面的法面上,仪器测量不确定度在测量空间内为(2.3μm+L/200)。国外齿轮测量中心厂商,大多还开发了测量软件和加工机床的参数修正软件,选用相关软件,还能用于反求工程对工件参数进行测定。高精度和一机多能的特点,使齿轮测量中心更适合于工厂计量站使用。日本的齿轮测量仪器制造商,在我国市场经过近十年的沉寂后近年来亮相频繁。大阪精机在GC-HP系列齿轮测量仪器的基础上,开发出CNC电子创成式的CLP系列齿轮测量仪器。特别值得一提的是最近在国内参展亮相的东京技术仪器公司(Tokyo Technical Instruments Inc.)。在2003年底上海中国国际齿轮传动、制造技术及装备展览会上该厂首次展出TTI-300E型CNC齿轮检测仪,据称其质量较小的测头部件能单独在径向运动,便于快速测量齿轮齿距偏差。密珠轴系的主轴回转精度可达0.03μm,仪器测量重复性达到0.5μm。








