普通精度圆柱齿轮渐开线误差检测装置设计【含3张CAD图纸+文档全套】
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本科毕业设计开题报告 题 目：普通精度圆柱齿轮渐开线误差检测装置设计院 （系）： 机械工程学院 班 级： 机制08-4班 姓 名： 刘涛 学 号： 2008026001 指导教师： 于凤云 教师职称： 教 授 黑龙江科技学院本科毕业设计开题报告题 目普通精度圆柱齿轮渐开线误差检测装置设计来源工程实际1、研究目的和意义齿轮检测技术在齿轮制造中占有很重要的地位，没有先进的检测技术和仪器，不可能制造出性能优良、高质量、高精度的齿轮。随着齿轮在工业工程等方面的广泛应用，对齿轮的精度要求越来越高。针对齿轮的齿形误差的测量测试，进行精确的测量。2、国内外发展情况(文献综述) 1923年，德国Zeiss公司在世界首次研制成功一种称为“Tooth Surface Tester”的仪器，它实际上是机械展成式万能渐开线检查仪1。在此基础上经过改进，Zeiss公司于1925年推出了实用性仪器，并投入市场。50年代初，机械展成式万能螺旋线检测仪的出现2，标志着全面控制齿轮质量成为现实。 1965年英国研制出光栅式单啮仪3。1970年，以黄潼年为主的中国工程师研发的齿轮整体误差测量技术，标志着运动几何法测量齿轮开始4。1970年，美国Fellows公司在芝加哥博览会展出Microlog 50，标志着数控齿轮测量中心的开始5。80年代末，日本大阪精机推出基于光学全息原理的非接触齿面分析机FS35，标志着齿轮非接触测量法的开始6。齿轮测量技术的演变，整体上考察过去一个世纪里齿轮测量技术的发展，主要表现在三个方面7：1）在测量原理方面，实现了由“比较测量”到“啮合运动测量”，直至“模型化测量”的发展。2）在实现测量原理的技术手段上，历经了“以机械为主”到“机电结合”，直至当今的“光机电”与“信息技术”综合集成的演变。3）在测量结果的表述与利用方面，经历了从“指示表加肉眼读取”，到“记录器记录加人工研判”，直至“计算机自动分析并将测量结果反馈到制造系统”的飞跃。机械展成式测量技术，20世纪70年代以前，齿轮测量原理主要以比较测量为主，其实质是相对测量。具体方式有两种：一是将被测齿轮与一标准齿轮进行实物比较，从而得到各项误差；二是展成测量法，就是将仪器的运动机构形成的标准特征线与被测齿轮的实际特征线作比较，来确定相应误差；而精确的展成运动是借助一些精密机构来实现的8。齿轮整体误差测量技术 ，1970年是齿轮测量技术的转折点。齿轮整体误差测量技术和齿轮测量机（中心）的出现解决了齿轮测量领域的一个难题，即在一台仪器上快速获取齿轮的全部误差信息9。1970年，我国在齿轮测量技术方面取得突破，发明了基于“跳牙”蜗杆的齿轮整体误差测量原理。经过30多年的完善与推广10，这种起源于渐开线圆柱齿轮测量的方法已成为传动元件的运动几何测量法11。采用的标准元件也从蜗杆扩展到齿轮、齿条等。通过对传统齿形误差测量方法误差来源多、测头安装调整误差大等缺点进行分析 ,提出一种在 19JC万能工具显微镜上利用成像法实现渐开线圆柱直齿轮齿形误差测量的新方法12。积极采用齿轮国际标准 ,采用先进的加工工艺 ,如精滚工艺、修磨齿形及改变刀具材料实现硬齿面剃齿等 ,使齿轮制造质量批量、稳定地达到标准要求 ,是我国重要的技术经济政策13。齿轮的制造质量对提高机械传动系统的精度、寿命和降低噪声十分重要。这里提出了采用虚拟仪器技术、计算机技术等与传统齿轮检测仪相结合而构建的一种先进的齿轮误差检测系统,集先进的软硬件技术、现代信号处理技术于一体,实现了误差检测的自动化、可视化、智能化,提高了检测的精度和可靠性14 。随着我国汽车摩托车制造业的迅速发展 ,汽摩齿轮制造业也得到了空前快速的发展 。尽快成为汽摩齿轮的全球制造与供应基地 , 是我国齿轮制造业的总体发展战略 , 并已经成为我国众多齿轮制造商的共识15。3、研究/设计的目标：通过改进普通精度圆柱渐开线误差检测装置，使装置在检测齿轮误差的时候能够更加的精确，更加的方便。4、设计方案（研究/设计方法、理论分析、计算、实验方法和步骤等）：（1）收集资料，分析研究资料，明确设计内容；（2）根据设计技术要求，完成总体结构方案的拟订；（3）运动和动力参数的计算；（4）通过强度等设计计算，完成监测装置结构的设计；（5）利用CAD绘制总体装配图及零件工作图；（6）整理设计说明书。 渐开线极坐标方程k=k=tank-k 渐开线参数方程x=rbcosrbradsin y=rbsinrbradcos 渐开线及其形成直线BK在一圆上作纯滚动，其上K点的轨迹就是渐开线。其中，AK渐开线圆-基圆。rb-基圆半径BK-渐开线发生线k-渐开线上K点的展角 rK-渐开线上K点的向径K-渐开线K点的压力角 图1渐开线发生线渐开线的性质 1)发生线沿基圆滚过的长度等于基圆上被滚过的弧长,即:； 图2渐开线发生线2)当发生线沿基圆作纯滚动时，切点B为其速度瞬心， 因此KB必垂直于渐开线上K点的切线，即发生线为渐开线在K点的法线。渐开线上任一点的法线恒与基圆相切； 3)发生线与基圆的切点B也是渐开线在K点处的曲率中即 k=rKsink。 K点离基圆愈远(rK愈大),k愈大,K点在基圆上时(rK=0时)，4)渐开线的形状取决于基圆的大小，即由不同大小的基圆所形成的渐开线,在相等展角k，处的曲率半径k的大小随基圆半径b的增大而增大，若b，则k，渐开线AK变成直线，故齿条的渐开线齿廓曲线为直线。 5)基圆以内无渐开线 渐开线方程式多用极坐标形式表示： 设OA为极坐标轴(O为原点)，则以压力角k表示的K点的极坐标k，k(展角,向径)方程式为： 由图2渐开线发生线图2可知：tank= 所以，渐开线的极坐标方程为：k= 其中很常用,可用来求解渐开线齿廓上任一点的压力角。 图3 渐开线发生线 渐开线函数 渐开线函数指的是展角k，与压力角k的函数关系式，工程上以invk表示该函，即 invk=k=tank-k5、方案的可行性分析： 设计思想新颖、设计检查装置原理符合国家标准、结构容易加工，能够保证检测精度。此方案可行。6、该设计的创新之处 方便使用，精确度高，有较大的灵活性。7、设计产品的主要用途和应用领域：目前社会正在向着机械化发展，而齿轮传动也是必不可少的关键环节所以齿轮的标准化是减少误差的重要必备条件，所以齿轮的检测也是至关重要的，齿轮渐开线误差检测装置对于齿轮的检测也是必不可少的环节，对于齿轮的标准化起着一定的作用，减少齿轮传动上的误差对于一些高精密的机床设备是非常有好处的，齿轮误差检测装置对齿轮的传动精度上的影响是很大的，一些高精密机床的精度非常高那是因为高规格的齿轮传动平稳、精度高，所以对于齿轮的检测是非常重要的。8、时间进程2012年3 月12日2012年3 月30 日 哈尔滨工具厂毕业实习，收集渐开线的齿轮相关资料2012年4月1日2012年4月6日 整理实习日记、撰写实习总结和开题报告2012年4月7日2012年5月4日 设计计算、总体结构草图设计2012年5月5日2012年5月25日 总体图和部件图设计2012年5月26日2012年5月3日 零件图设计2012 年 6月4日2012年6月8日 编写毕业设计说明书、审图、修改2012 年 6月11日2012年6月15日 答辩 9、参考文献：1 Steinle A. New gear testersJ. Werkstattstechnik，1927,(21)：153-156. 2 Multzsch E，History and development of technical precision measuring instruments at Carl Zeiss JenaJ. Jena Review，1967，（12）：268-284.3 Munro R G. Measuring gear transmission errorJ. Metalworking Production, 1968,54-57.4 黄潼年齿轮动态全误差曲线及其测量方法J中国科学，1973，17（4）：434 453.5 Cleave D V. Big gears are accurately measured with computer-controlled systemJ. Product Engineering,Nov.23,1970：4243.6 Fujio H,Kubo A,Saitoh S，Et al. Laser holographic measurement of tooth flank form of cylindrical involute gearJ. Journal of Mechanical Design,1993,(116)：721729.7 石照耀. 复杂螺旋曲面特征线测量的理论与技术研究D. 合肥：合肥工业大 学,2002.8 唐启昌. 圆柱齿轮测量M. 北京：中国计量出版社，1987.9 姚福生，石照耀，张兆龙. 中国特色的齿轮测量齿轮整体误差测量技术M. 上海：上海教育出版社，1997.10 Huang T N. The development of gear integrated error measurement in ChinaJ. Proceedings of Inter Conf of Gearing,1989.2531.11 谢华锟，石照耀. 传动元件的有空点共轭啮合运动几何测量法J. 工具技 术，1999，33（11）：2731.12 黄富贵，傅师伟，张认成. 渐开线圆柱直齿轮齿误差测量新方法J. 工具技 术.20
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