Способ контроля профиля зубьев зубчатого колеса и устройство для его осуществления

Способ контроля профиля зубьев зубчатого колеса и устройство для его осуществления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. Способ контроля профиля зубьев зубчатого колеса, заключающийся в том, что контролируетлое зубчатое колесо и измерительное устройство устанавливают на зубообрабатывающем станке, поворачиваЕот зубчатое колесо относительно своей оси и измеряют его параметр, по которому определяют ;(ве координаты теорети 1еского noJrIoжeния боковой стороны зуба в плоскости, .перпендикулярной его; оси, измерИтельиый цУп измерительного устройства помещают в это положение и определяют отклонения его действительного положения от теоретического, о з; л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения точности и производительности контроля,используют кооЕщинирующий цуп, вводят его в контакт в двумя смежными сторонами зубьев зубчатого колеса, измеряют перемещения координирующего щупа в плоское т и, перпендикулярной оси поворота зубчатого колеса, и используют этИ перемещения в качестве параметра, по которому определяют координаты теоретического положения боковой стороны зуба. 2.Устройство для контроля профиля зубьев зубчатого колеса, содержащее корпус, размещаемый на станине зубообрабатывакнцего станка, две каретки с приводными механизмами и датчиками перемещений, установленные взаимно перпендикулярно одна на другой с возможностью перемещений вдоль двух координатных осей, измерительный щуп, закрепленный на одной из кареток, и вычислительную схему, электрически связанную с приводными механизмами, датчиками перемещений и измерительным щупом, отличающ е ее я тем, что, с целью повы- . шения точности и производительности контроля, оно снабжено, двумя дополнительными каретками, установленными в корпусе одна на другой с нозможностью свободного перемещения параллельно основным, координирующим ту- 1ПОМ, закреплённым на одной из дополнительных кареток, и дополнительньоли датчиками перемещений, установленными на дополнительных каретках и электрически связаиными с вычислительной схемой. 3.Устройство по п. 2, от л и .4 а ю щ е ее я тем., в корпусе выполнены две базовые .плоскости, расположенные перпендикулярно друг к другу -и плоскости перемещения кареток , а устройство снабжено четырьмя измерителями угла наклона, два из которых жестко закреплены з корпусе параллельно базовым плоскостям, а два других выполнены п&(еносными, электрической схемой б лансировки, соединенной с измерителями Угла наклона , и тремя-закрепленными в корпусе опорными ножками, две из которых выполнены регулируемыми по высоте.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

OtlNll

РЕСПУБЛИК (19) (11) (щ) Q 01 В 5/20

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ !

У

А

Н AATEHTV

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 2956297/25- 28

:(22) 12.08.80 (31) 7417179 (32) 13.08.79 (33) Швейцария (46) 23.06.83. Бюл. 9 23 (72) Армии Штерки (Швейцария) и и Герд Роберт Зоммер (ФРГ) (71) Мааг-Цанрэдер унд-Машинен АГ (Швейцария) (53) 531.717.2:621.833(088.8) (56) 1 ° Заявка ФРГ Р 2364916, кл. 42 В 25/02, 1975.

2. Патейт США 9 3741659, .кл. 33/169, 179. 5, 1973 (прототип) ..

«"(54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ ПРОФИЛЯ ЗУБЬЕВ

ЗУБЧАТОГО КОЛЕСА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ

ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) 1.. Способ контроля профиля зубьев зубчатого колеса, заключающийся в том, что контролируемое зубчатое колесо и измерительное устройство устанавливают на эубообрабатывающем станке, поворачивают зубчатое колесо .относительно своей оси и измеряют его параметр, по которому определяют две координаты теоретического положения боковой стороны зуба в плоскости, перпендикулярной его.оси, измерительный щуп измерительного устройства помещают в это положение и определяют отклонения его действительного положения от теоретического, о т л ич а ю шийся тем, что,.:c целью повышения точности и производитель- ности контроля,используют координирующий щуп, вводят его в контакт е двумя смежными сторонами зубьев зубчатого колеса, измеряют перемещения координирующего щупа в плоскости,пер неидикулярной оси поворота зубчатого колеса, и используют эти перемещения в качестве параметра, по которому определяют координаты теоретического положения боковой стороны зуба.

2. Устройство для контроля профиля зубьев зубчатого колеса, содержащее корпус, размещаемый на станине зубообрабатывающего станка, две каретки с приводными механизмами и датчиками перемещений, установленные взаимно перпендикулярно одна на другой с воэможностью перемещений вдоль двух координатных осей, измеритель» ный щуп, закрепленный на одной иэ кареток, и вычислительную схему, электрически связанную с приводными механизмами, датчиками перемещений и измерительным. щупом, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повы- I щения точности и производительности контроля, оно снабжено. двумя допол- нительными каретками, установленньми д в корпусе одна на другой с возмож- 1 ностью свободного перемещения параллельно основным, координирующим щу- .р пом, закрепленным на одной иэ дополнительных кареток, и дополнительными датчиками перемещений, установленными на дополнительных каретках и электрически связайными с вычислительной схемой.

3. Устройство по п. 2, о. т л ич а ющ е е с я тем, что в корпусе. выполнеяы. две базовые .плоскости, расположенные перпендикулярно друг к другу и плоскости перемещения кареток, а устройство снабжено четырьмя измерителями .угла наклона, два из которых жестко закреплены s корпусе параллельно базовым плоскостям, а два Ф" других выполнены п1феносными, электрической схемой балансировки, соединенной с измерителями угла наклона, и тремя -закрепленными в корпусе опорными ножками, две из которых выполнены регулируемыки по высоте.

102 5340

Изобретение относится к измерительной технике в машиностроении и может быть использовано при контроле профиля зубьев зубчатых колес.

Известен способ контроля профиля зубьев зубчатого колеса, заключаю- щийся в том, что при неподвижном положении контролируемого колеса измерительный щуп перемещают по Расчет" ной траектории, соответствующей заданному профилю или наклону зуба, и отклонения измерительного щупа регистрируют как ошибки.

Способ осуществляют устройством для,контроля профиля зубьев, содер» жащим основание с направляющими, на 15 которых с возможностью перемещения вдоль двух координатных осей установ. лена каретка с иэмерительньм щупом, и вычислительную схему управления перемещениями измерительного щупа gp и определения его отклонений от заданного профиля (1) .

Недостатком данного способа конт роля профиля зубьев зубчатого колеса и устройства для его осуществления 25 является непостоянство взаимного исходного расположения основания уст-. ройства и контролируемого зубчатого колеса, что требует значительных затрат на расчеты и программирование, которые к тому же после первых результатов измерения должны корректироваться.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ контроля профиля зубьев зубчатого колеса, заключающийся в том, что контролируемое зубчатое колесо и измерительное устройство устанавливают на зубообрабатывающем станке,. поворачивают зубчатое колесо относительно40 своей оси и измеряют его параметр, по которому определяют две координа« ты теоретического положения боковой стороны зуба в плоскости, перпендикулярной его оси, измерительный щуп 45 измерительного устройства помещают в зто положение и определяют отклонения его действительного положения от теоретического.

-Способ осуществляется устройством для контроля профиля зубьев зубчатого колеса, содержащим корпус, размещаемый на станине зубробрабатывающего станка, две каретки с приводными механизмами и датчиками перемещений, установленные взаимно перпенди55 кулярно одна на другой с возможностью перемещений вдоль двух координатных осей, датчик угла поворота контролируемого колеса, соединенный с осью вращения, измерительный шуп, закрепленный на одной из кареток,, и вычислительную схему, электрически связанную с приводными механизмами, датчиками перемещений, датчиком угла поворота и измерительным щупом (21 . 65

Недостатком известного способа контроля профиля зубьев зубчатого колеса и устройства для его осуществления является невысокая точность и производительность контроля, вызы-. ваемая погрешностью взаимного прост« ранственного расположения между осью контролируемого колеса и корпусом измерительного устройства и,необходимостью установки датчика угла поворота контролируемого колеса.

Целью изобретения является повышение точности и производительности контроля.

Указанная цель достигается тем, час по способу контроля профиля зубьев зубчатого колеса контролируемое зубчатое колесо и измерительное устройство устанавливают на зубообрабатывающем станке, поворачивают зубчатое колесо вокруг своей оси и измеряют его параметр, по которому определяют две координаты теоретического положения боковой стороны зуба в плоскости, перпендикулярной его оси, измерительный щуп измерительного устройства помещают в это положение и определяют отклонения его действительного положения от теоретического, используют координирующий щуп, вводят его в контакт с двумя смежными сторонами зубьев зубчатого колеса, измеряют перемещения координирующего щупа в плоскости, перпендикулярной осн поворота зубчатого колеса, и используют эти перемещения в качестве параметра, по которому определяют координаты теоретического положения боковой стороны зуба.

Устройство для контроля профиля зубьев зубчатого колеса, содержащее корпус, размещаемый на станине зубообрабатывающего станка, две каретки с приводными механизмами и датчиками перемещений, установленные взаимно перпендикулярно одна на другой с возможностью перемещений вдоль двух координатных осей, измерительный щуп, закрепленный на одной из кареток,. и вычислительную схему, электрически связанную с приводными механизмами, датчиками перемещений и измерительным щупом, снабжено двумя дополни» тельными каретками, установленными в корпусе одна на другой с воэможностью свободного перемещения параллельно основным, координиРующим щупом, закрепленным на одной иэ дополнительных кареток, и дополнительными датчиками перемещений установленными на дополнительных каретках и электрически связанными с вычислительной схемой.

Кроме того, в корпусе выполнены две базовые плоскости, расположенные перпендикулярно друг другу и плоскости перемещения кареток, а устройство снабжено четырьмя измерителями . 1025340 угла наклона, два из которых жестко закреплены в корпусе параллельно базовым плоскостям, а два других .выполнены переносными, электрической схемой балансировки, соединенной с измерителями угла наклона, и тремя закрепленными в корпусе опорными ножками, две из которых выполнены регу- лируемыми по высоте.

На фиг.l показана схема механической части предлагаемого устройст- 10 ва; на фиг.2 - схема предварительной выверки положения устройства; на фиг.3 - схема окончательной выверки положения устройства; на фиг,4 - схема ориентирования устройства относительно контролируемого зубчатого колеса; на Фиг,5 — схема взаимной связи механической части устройства с вычислительной схемой; на фиг.бсхема начального положения измерительного и координирующего щупов при контроле профиля зубьев; на фиг.7 схема конечного. положения измерительного и координирующего щупов при контроле профиля зубьев. устро,во для контроля проФиля 25 зубьев зубчатого колеса содержит корпус 1 (фиг.l), расположеннЫе на нем направляющие 2, по которым перемещается параллельно координатной оси

Х каретка 3 при помощи приводного З0 механизма, выполненного в виде сер.водвигателя 4, и ходового винта 5.

Перемещения каретки.3 фиксируются датчиком перемещений, состоящим из . масштабной линейки 6 и считывающей 35 головки 7. На каретке 3 расположенй направляющие 8, по которым параллель-. но координатной оси f перемещается каретка 9 при помощи приводного механизма, выполненного в виде серводви- 40 гателя 10, и ходового винта 11.

Перемещения каретки 9 фиксируются. датчиком перемещений, состоящим из масштабной линейки 12 .и считывающей головки (не показана). На каретке

9, в свою очередь, расположены направляющие 13, по которым параллельно координатной оси Х перемещается каретка 14 при помощи приводного механизма, выполненного в видЕ серводвигателя 15 и ходового винта 1 6. >0

Перемещения каретки 14 фиксируются датчикам перЕмещеннй, состоящим иэ масштабной линейки 17 и считывающей ,головки .18. На каретке 14 установлен измерительный щуп 19, который благо- 55. даря кареткам 3, 9 и 14 может пере-. мещаться в пространстве по.координатам теоретического положения профиля зуба.

На. корпусе 1 устройства закрепле- 6{) ны также направляющие 20., расположенные параллельно направляющим 13. На направляющих 20 установлена с возможностью свободного перемещения ка1ретка 21, перемещения которой в наI

t правлении 0 фиксируются датчиком перемещения, состоящим из масштабной линейки 22 и считывающей головки 23.

На каретке 21, .параллельно направляющим 8, расположены направляющие 24, на которых установлена с возможностью свободного перемещения каретка 25, подпружиненная вдоль направляющей

24 пружиной 26 и несущая на себе ко-. ординирующий щуп 27. Перемещения карет-, ки 25 в йаправлении У, фиксируются датчиком перемещений, состоящим из масштабной линейки 28 и считывающей головки 29. На .корпусе 1 закреплены три опорные ножки 30, 31 и 32, две из которых 31 и 32 выполнены регули. руемыми по высоте при помощи серво- . двигателя 33 с ходовым винтом 34 и серводвигателя 35 с ходовым винтом

36.. устройство содержит четыре измерителя 37, 38, 39 и 40 угла наклона попарно 37 с 39 и 38 с 40 соединенными с соответствующими блоками 41

:и 42 электрической схемы 43 балансировки. При этом, измерители.37 и .38 угла наклона жестко установлены в корпусе .1 параллельно его базовым плоскостям 44 и 45, а измерители

39 и 40 угла наклона выполнены переносными .с .возможностью .установки на базовые плоскости 44 и 45 корпуса 1 и на контролируемое зубчатое колесо .46. Все считывающие головки 7, 18

23 и .29 (и одна, не изображенная .на фиг.l), а также серводвигатели 4,.

10 и 15 и измерительный щуп 19 под ключены к вычислительной схеме 47, которая может быть смонтирована как в корпусе 1 устройства,. так и вне его. Между каждым сервадвигателем

4, 10 и 15 и вычислительной схемой .

47 может быть предусмотрен позиционный регулятор 48 {на фиг.4 показан только один такой регулятор 48 для серводвигателя каретки 3) . При про-:: верке. наклона зубьев этот регулятор так регулирует движение каретки 3, что измерительный щуп 19 всегда имеем отклонение от теоретического положения на заданное значение.

Контроль профиля зубьев контролируемого зубчатого колеса осущеатв ляется следующим образом.

Корпус 1 устройства устанавливаемся опорными ножками 30, 31 и 32 на станине 49 зубообрабатывающего станка. На вращающийся стол 50 зубообра батывающего станка устанавливается контролируемое зубчатое колесо 46, .которое при помощи привода 51 .и червячной передачи 52, относящихся к эубообрабатывающему станку, имеет возможность вращения вокруг своей оси.

При установке корпуса 1 на станкне 49 зубообрабатывающего станка невозможно сразу установить его так, 1025340

Таким образом, корпус 1 занимает однозначно определенное координатное положение относительно контролируемого зубчатого колеса 46.

Для измерения профиля зубьев измерительный щуп 19 располагают в исходном положении на основании боковой стороны зуба,(фиг.4), а коордигнирующий щуп 27 вводят во впадину между зубьями контролируемого колеса

46, расположенную на некотором расстоянии от измерительного щупа 19.

Поворачивают контролируемое зубчатое колесо 46 приводом 51 по направлению стрелки. При этом по перемещениям

О и Ч (фиг.7) координирующего щупа

27 вычислительной схемой 47 определяются угол ф поворота контролируемого зубчатого колеса 46 и координаты .теоретического положения профиля боковой сФ"г ены зуба. Одновременно по скгнаща вычислительной схемы 47, пропорциональным вычисленным координатам теоретического положения профкля боковой стороны зуба и подаваемьаи на серводвкгатели 4, 10 и 15, измерительный щуп 19 каретками 3, 9 и 14 устанавливается в эти теорети-! ческие положения, к по сигналу с измерительного щупа 19 вычислительной схемой 47 определяется отклонение профиля боковой стороны зуба от теоретической.

Отклонение направления зуба определяется аналогичным образом с учетом того, что измерительный щуп 19 перемещается каретками 3, 9 и 14 не по профилю боковой поверхности зуба, а по теоретической линки зуба, Таким образом, наличие в предлагаемом устройстве свободно перемещающегося координирующего щупа 27 с соответствующими масштабными линейка,:ми 22 к 2гг и считывающими головками 23 и 29 поаволяет точно координиро вать. устройство относитвльно. контро-! лируемого зубчатого колеса и определятв фактический угол поворота контролируемого зубчатого колеса, в связи а чем, на результаты измерений не влияют .неточности, связанные с прИводом вращенкя зубообрабатывающего станка. чтобы каретка 3 устройства перемещалась параллельно оси Z вращения контролируемого зубчатого колеса 46.

Поэтому корпус 1 необходимо соответствующим образом выверить. Для этого предварительно переносные измерители 39 и 40 угла наклона устанавливают на базовые плоскости 44 и 45 (фиг.2) корпуса 1 и посредством изменения высоты регулируемых ножек 31 и

32, серводвигателями ЗЗ и 35 которык 10 управляет электрическая схема 43 балансировки, выравнивают корпус 1 относительно станины 49 зубообрабатывающего станка, Затем переносные измерители 39 и 40 угла наклона Уста-(5 навливают со смещением друг относительно друга на 90 на контролируемом зубчатом колесе 46 (фиг.З) и аналогичным образом окончательно выравнивают корпус 1 устройства от- .гО носительно оси Е вращения контролируемого зубчатого колеса, благода ря чему Z ..-ось корпуса 1 становится определенной. После выравнивания корпуса 1 .координирующий щуп 27 устройства вводят во впадину между соседними эубьягли контролируемого зубчатого колеса (фиг. 4) и пружиной

26 прижимают его к боковым поверхностям зубьев контролируемого зубчатого колеса 46. Поворачивают .контролируемое зубчатое колесо 46 приводом 51 по стрелке, чтобы координирующий щуп 27 перешел кульминационное положение К обозначенное пунктирной линией.. Это положение координирующего щупа 27 с высокой точностью определяется вычислительной схемой 47 иг благодаря этому, положение г -оси корпуса

1 становится известным. 40

Х-ось корпуса 1 жестко взаимосвязана с 3 и Y осями и, следовательног также становится известной, При движении в кульминационное положение координирующий щуп 27 щ перемещается на определенные расстояния U и Чгг вдоль направлений U к

Ч. По величинам этих перемещений с учетом диаметра координирующего щупа

27 вычислительной схемой 47 определяется положение точки () - начала системы координат Х, (и Ъ корпуса 1.

102 5340

1V25340

1025340

1025340

1025340

S фиг.б

Составитель А. - Архипенков

Техред:Л. Пекарь ;. Корректор С. Шекмар

Редактор Н. Егорова

° В Ю аЬ Ю

Заказ 4431/5l

Тираж б02 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

113035 Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4