Устройство для определения прерывной кинематической погрешности зубчатых колес

Устройство для определения прерывной кинематической погрешности зубчатых колес

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

< 926526.

Союз Соеетсиик

Соцмалистмческик

Ресттубпии

ОП ИГРАНИ Я

ИЗОВВЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву(22)Заявлено 01.09.80 (21) 2978829/25-28 с присоединением заявки № (23) Приоритет (5l)M. Кл.

G 01 В 7/28

3Ьвудврствана6 кавиет

COOP ае лаае юабретеикй в еткрытк11

Опубликовано 07.05.82.Бюллетень № 17

Дата опубликования описания 07 .05.82 (53) УДК 531.717. .2:621.833 (О 88. 8) А.В.Высоцкий, В.Б.Коган и В.В.Иоскалев

1 (72) Авторы изобретения

Всесоюзный научно-исследовательский и конструкторский институт средств измерения в машиностроении (Л) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ -ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРЕРЫВНОЙ

КИНЕИАТНЧЕСКОЙ ПОГРЕШНОСТИ ЗУБЧАТЫХ КОЛЕС

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к устройствам для контроля зубчатых колес с исполь" зованием электронных средств измерения.

Наиболее близким по технической

5 сущности и достигаемому результату к предлагаемому является устройство для определения прерывной кинематической погрешности зубчатых колес, î содержащее угловой преобразователь, установленный на шпинделе, на котором размещается также и контролируемое колесо, преобразователь рабочих перемещений измерительного элемента, т5 приводя шпинделя и измерительного элемента, последовательно соединенные первый умножитель, связанный с угловым преобразователем и настраиваемый на число зубьев контролируемого колеса, и первый делитель, настраиваемый на произведение числа периодов выходного сигнала углового преобразователя за один оборот колеса и числа зубьев колеса, увеличенного или уменьшенного на единицу, второй умножитель, второй делитель, отметчик ходов измерительного элемента с подключенным к нему нормирующим преобразователем, первый блок коммутации, к одному из входов которого подключен первый делитель, блок сброса на нуль, один из выходов которого подключен ко второму входу первого блока коммутации, а другой ко входу первого делителя, импульсный командный блок, к одному из входов которого подключен третий выход блока сброса на нуль, вход которого также связан с импульсным командным блоком, блок согласования перемещений контролируемого колеса и измерительного элемента и самописец Щ.

Устройство предусматривает использование в качестве измерительного элемента зубчатого сектора или кулач-, ка с профилем, соответствующим профилю зуба того же модуля, что и конт 3 926526 ф ролируемое колесо, и содержит блок и первому блоку запуска, выходы блоумножитель, настроенный на приведен- ков определения знака и счетчика подное число зубьев измерительного эле- ключены ко входам цифроаналогового мента. Такое выполнение устройства преобразователя, выход которого подтребует смены измерительного элемен- $ ключен к самописцу, выход первого та и перенастройки связанного с ним блока запуска подключен к второму блока при контроле зубчатых колес входу третьего делителя и к второму различных модулей, что усложняет входу второго блока запуска, выход эксплуатацию устройства и снижает которого подключен к четвертому депроизводительность контроля. 1о лителю, а второй командный блок своЦель изобретения — упрощение экс- им выходом связан с третьим и четверплуатации устройства и повышение тым делителями. производительности контроля. На чертеже изображена блок-схема

Поставленная цель достигается устройства. тем, что устройство снабжено третьим 1$ Устройство содержит угловой преи четвертым делителями, настраивае- образователь 1 контролируемого колемыми на интервал контроля эвольвен- са 2 числом Z зубьев, размещенный ты контролируемого колеса, пятым вместе с колесом на шпинделе 3, линейделителем, настраиваемым на число ный преобразователь 4 рабочих продольходов измерительного элемента, вто- 2О ных (в направлении перемещения номирым блоком коммутации, вторым им- нальной исходной рейки) перемещений пульсным командным блоком, интерпо- измерительного элемента 5 с линейчалятором, импульсным счетчиком, циф- той рабочей поверхностью, выполненроаналоговым преобразователем, дву- ного в виде зуба рейки или танген-, мя логическими блоками запуска чет- $ циального наконечника, привод 6 контвертого делителя и двумя логическими ролируемого колеса, привод 7 продольблоками определения знака погрешнос- ной каретки 8, на которой установлен ти, второй умножитель и второй дели- преобразователь 4. Каретка 8 связа- тель выполнены совместно настраивае- на с приводом 7 через зубчатую реймыми на требуемую дискретность от- ку 9, зубчатое колесо 10 и электросчета, вход второго умножителя сое- магнитную муфту 11. динен с угловым преобразователем, Преобразователь 4 снабжен отмета .его выходы подключены ко входам чиком. 12 кодов, также установленным второго и четвертого делителей, на продольной каретке 8. На шпиндевыход преобразователя перемещений ле 3 установлен тормоз 13 со стабиизмерит ел ьно го элемент а подключен

3$ лизированным моментом сопротивления к входу интерполятора, выход- которо- для обеспечения постоянства скорости го связан с третьим делителем и обо- вращения шпинделя 3 в условиях пеими командными блоками, выход пер- риодического зацепления контролируевого командного блока подключен к

40 мого колеса 2 с измерительным элетретьему входу первого блока комму- ментом 5. тации, к первому блоку определения Устройство содержит также нормизнака и к первому блоку запуска, тре- рующий преобразователь 14, два умнотий вход первого командного блока жителя 15 и 16, пять делителей 17и второй вход второго командного бло- 21, два блока 22 и 23 коммутации, 4$ ка подключены к выходу пятого дели- два импульсных командных блока 24 и теля, вход которого связан с норми- 25, блок 26 сброса на нуль, интеррующим преобразователем, выход вто- полятор 27, импульсный счетчик 28, рого делителя подключен к входам цифроаналоговый преобразователь 29, боих блоков коммутации, выходы кото- два логических блока 30 и 31 запусрых подключены к счетчику, выход $О ка делителя 20, два логических блочетвертого делителя подключен к вто- ка 32 и 33 определения знака погрешрому блоку коммутации и второму бло- ности, блок 34 согласования перемеку определения знака, выход третьего щений контролируемого колеса и изделителя подключен к второму блоку, мерительного элемента, самописец 35.. коммутации, второму блоку определе- $$ На продольной каретке 8 установния знака и второму блоку запуска, лена поперечная каретка 36, связанвыход первого делителя подключен к ная с раверсивным приводом 37 через первому блоку определения знака зубчатую рейку 38, зубчатое коле9265

55

5 со 39 и электромагнитную муфту 40.

На поперечной каретке 36, жестко связанной с измерительным элементом 5, установлены преобразователь 41 поперечных линейных перемещений измерительного элемента 5 и датчик 42 начала отсчета поперечных перемещений. Электромагнитные муфты 11 и 40 снабжены тормозами 43 и 44 соответственно. о

С преобразователем 1 связан умножитель 15, настраиваемый на число Z зубьев колеса 2. С умножителем 15 последовательно соединен делитель 17, настраиваемый на произведение N (2 + 1 ) числа N< периодов вйходного сигнала преобразователя 1 за один оборот колеса 2 и числа 2 зубьев колеса 2, увеличенного или уменьшенного на единицу. 2о

Умножитель 16 и делитель 18 совместно настриваются на требуемую . дискретность отсчета, делители 19 и 20 настраиваются на интервал контроля эвольвенты контролируемого ко- 25 леса, делитель 2 1 настраивается на число ходов измерительного элемента 5.

К отметчику 12 подключен нормирующий преобразователь 14, связанный зв также с входом делителя 21. Вход умножителя 16 соединен с преобразователем 1, а его выходы подключены к входам делителей 18 и 20.

Блок 22 коммутации соединен своими входами с выходами делителя 17, блока 26 сброса на нуль, делителя 18 и командного блока 24, выход которого подключен также к логическим блокам 30 и 32. Выход преобразователя 4 4в подключен к входу интерполятора 27, выход которого связан с делителем 19 и командными блоками 24 и 25. Блок 26 подключен также к блоку 24 и делителю 17. Выход делителя 2 1 подключен к входам командных блоков 24 и

25. Выходы блоков 22 и 23 подключены к счетчику 28. Выход делителя 20 подключен к блоку 23 коммутации и логическому блоку 33. Выход делителя 19 подключен к блоку 23 коммутации и логическим блокам 31 и 33. К блоку 23 подключен также выход де" лителя 18. Выход делителя 17 подключен также к логическим блокам 30 и

32. Выходы логических блоков 32 и

33 и счетчика 28 подключены ко входам цифроаналогового преобразователя 29, выход которого подключен к

26 6 самописцу 35. Выход блока 30 подключен к блоку 31, выход которого подключен к делителю 20. Командный блок 25 своим выходом связан с дели-. телем 19 и 20. Входы блока 34 согласования перемещений контролируемого колеса 2 и измерительного элемен" та 5 подключены к преобразователю 1, делителю ?1, интерполятору 27, преобразователю 41 и датчику 42, а выходы блока 34 связаны с электромагнитными муфтами 11 и 40, тормозами 43и 44, приводом 37.

Устройство работает следующим образам.

Измерительный элемент 5 вводится в впадину контролируемого колеса 2 таким образом, чтобы измерительная поверхность элемента 5 находилась перед началом линии зацепления.

При этом поперячная каретка 36 нахо; дится в крайнем переднем положении при включенных тормозах 43 и 44.

Контролируемое колесо 2 с помощью привода 6 приводится в непрерывное вращение и измеряемый зуб сообщает поступательное движение измерительному элементу 5 и продольной каретке 8.

При приходе каретки 8 в опредленное положение, например, соответствующее выходу измерительного элемента 5 на начало линии зацепления, нормирующий преобразователь 14, преобразуя квазисинусоидальный сигнал от отметчика 12 измерительного элемента 5, формирует импульс, который через делитель 21 поступает на вход блока 34 согласования перемещений и запускает импульсные командные блоки 24 и 25. Измерительный сигнал, несущий информацию о величине пере= мещения каретки 8, поступает с выхода преобразователя 4 на вход интерполятора 27, где преобразуется в сигнал требуемой дискретности. С выхода интерполятора 27 измерительный сигнал поступает на вход блока 34 согласования перемещений, на входы командных блоков 24 и 25, а также на вход делителя 19.

Измерительный сигнал, неСущий информацию об: угле поворота контролиру" емого колеса 2, поступает с выхода преобразователя 1 на входы умножителей 15 и 16 и на вход блока 34 согласования перемещений.

При повороте колеса 2 на заданный угол с момента выдачи импульса на блок 34 делителем 21, например, при подходе впадины следующего измеряемого зуба блок 34 отключает тормоз 44 и включает муфту 40. Каретка 36 приводится в движение и измерительный элемент 5 вводится во впа" дину следующего измеряемого зуба.

При приходе каретки 36 в начальное положение датчик 42 вырабатывает сигнал, по которому блок 34 отключает муфту 40, включает тормоз 44 и реверсирует привод 37. Измеряемый зуб сообщает поступательное движение измерительному элементу 5 и продольной каретке 8 и далее процессы уп55 равления согласованным прерывистым движением измерительного элемента 5 повторяется. Таким образом обеспечивается последова" ельное зацепление

7 9265

Блок 34 при приходе импульса от делителя 2 1 начинает отсчет перемещений каретки 8 и контролируемого колеса 2 с помощью сигналов, поступающих от интерполятора 27 и преобразова- 5 теля

При приходе каретки 8 в положение, в котором измерительный элемент 5 начинает взаимодействовать с кромкой измеряемого зуба контролируемого колеса 2, блок 34 отключает тормоз 44 и включает муфту 40. Зубчатое колесо 39 подключается к работающему приводу 37 и с помощью рейки 38 начинает отводить каретку 36 с измерительным элементом 5 от колеса 2,,при этом датчик 42 вырабатывает сигнал, поступающий на вход блока 34. Блок 34 начинает отсчет величины перемещения каретки 36 по измерительному сигналу 20 от преобразователя 41.

При приходе каретки 36 в определенное положение, например, соответствующее выходу измерительного элементта 5 за окружность вершин зубьев 25 контролируемого колеса 2, блок 34 согласования перемещений отключает муфту 40, включает тормоз 44, осуществляет реверс привода 37, отключает тормоз 43 и включает муфту 11. ЗО

Зубчатое колесо 10 подключается к работающему приводу 9 и с помощью рейки 9 перемещаеткаретку 8 к начальному положению, при достйжении которого блок 34 отключает муфту 11 и включает тормоз 43. Каретка 8 останавливается. измерительного элемента со всеми зубьями контролируемого колеса.

Измерительные процессы протекают следующим образом.

В блок 26 сброса на нуль вручную, например, с помощью кнопочного переключателя, вводится команда на начало цикла измерения. При этом блок 26, открывает входы командного блока 24.

При приходе от делителя 34 на блок 24 импульса, соответствующего началу взаимодействия измеряемого зуба колеса 2 с измерительным элементом 5, осуществляется запуск блока 24, который, принимая измерительный сигнал от интерполятора 27 при приходе каретки 8 в определенное положение, например, соответствующее началу линии эвольвентного зацепления измерительного элемента 5 и колеса 2, выдает импульс на блок 26 сброса, блок 22 коммутации, логические блоки 30 и 32 и закрывает свой вход от интерполятора 27. Блок 26 включает в работу блок 22 коммутации, запускает делитель 17 и в дальнейшем в работе не участвует до следующего ручного ввода команды на начало цикла измерения. Делитель 17 передает первый пришедший от умножителя 15 импульс на блок 22 коммутации и логи1есике блоки 30 и 32. В дальнейшем на выходе делителя 17 появляется импульс при повороте колеса 2 на один оборот угловой шаг колеса 2, причем плюс соответствует настройке блока .34 согласования перемещений на ввод измерительного элемента 5 во впадины последующих зубьев, а минус - предыдущих.

Умножитель 15 преобразует сигнал от преобразователя 1 в сигнал с частотой в Z раз большей и подает его на вход делителя 17, уменьшающего частоту в N<(2y + 1) раз, что иобеспечивает выдачу импульсов делителя 17 через один оборот угловой шаг колеса 3.

Умножитель 16 преобразует измерительный сигнал, поступающий от преобразователя 1, в сигнал с частотой многократно большей, чем частота сиг-. нала на его входе. С выхода умножителя 16 измерительный сигнал поступает на делители 18 и 20. Делитель 18 преобразует измерительный сигнал, уменьшая его частоту в целое число раз в соответствии с требуемой дискрет9265

9 ностью отсчета величины прерывной кинематической погрешности контролируемого колеса 2.

С выхода делителя 18 сигнал поступает на вход блока 22 коммутации, ко- 5 торый при приходе первого по времени импульса от делителя 17 или блока 24, а в начале цикла измерения при приходе импульса от блока 26 сброса, подключает выход делителя 18 на вход IO счетчика 28 и при приходе второго импульса отключает делитель 18. С выхода счетчика 28 цифровой код поступает на цифроаналоговый преобразователь 29, где преобразуется в àíà-i5 логовый сигнал, полярность которого определяется логическим блоком 32, выход которого подключен к преобразователю 29.

На входы логического блока 32 пос- 20 тупают импульсы от делителя 17 и командного блока 24, и в зависимости от какого из них придет импульс первым, блок 32 определяет знак прерывной кинематической погрешности 25 контролируемого колеса 2 на выходе преобразователя 29, которая в виде пропорциональноro аналогового электрического сигнала поступает на вход самописца 35, регистрирующего резуль-зв таты измерения в графическом виде.

Таким образом обеспечивается проявление в результатах измерения откло" нений шага зубьев контролируемого колеса 2.

С целью проявления в результатах измерения погрешностей профилей зубьев колеса 2, с выхода интерполятора 27 измерительный сигнал, несущий информацию о величине продольного перемещения измерительного элемента 5, поступает также на вход делителя 19, а измерительный сигнал с выхода умножителя 16 поступает на вход делителя 20.

Запуск делителя 19 осуществляется логическим блоком 30, который при приходе второго по времени импульса из двух парных, поступающих от делителя 17 и блока 24 при пово50 роте колеса 2 на номинальный и действительный угловые шаги, выдает импульс на входы делителя 19 и логического блока 31.

При приходе импульса от блока 30 и первого импульса от делителя 19

I блок 31 осуществляет запуск делителя 20 и закрывает свой вход от делителя 19 до прихода следующего им-.

26 10 пульса от логического блока 30. Делитель 20 преобразует измерительный сигнал от умножителя 16 в сигнал с частотой номинально равной частоте сигнала делителя 19 и соответствую-Г щей требуемому интервалу контроля эвольвенты.

Блок 23 коммутации при приходе первого по времени импульса от делителя 19 или делителя 20 подключет делитель 18 к счетчику 28, а при приходе второго импульса отключает его. С выхода счетчика 28 цифровой код поступает на цифроаналоговый преобразователь 29, выдающий аналоговый сигнал, полярность которого определяется логическим блоком 33; выход которого подключен к преобра" зователю 29. 8 зависимости от того, какой делитель, 19 или 20, сформировал импульс первым по времени, блок 33 определяет знак текущего значения прерывной кинематической погрешности колеса 2, которая в виде пропорционального аналогового сигнала поступает с выхода преобразователя 29 на самописец 35.

При приходе измерительного элемента 5 в положение, соответствующее началу кромочного взаимодействия измеряемого зуба колеса 2 с измерительным элементом 5, импульсный командный блок 2, на вход которого поступает измерительный сигнал от интерполятора 27, вырабатывает команду конца. измерения зуба, с помощью которой запираются делители 19 и 20, Далее, с приходом каждого следующего импульса от делителя 21; вышеизложенные процессы автоматически повторяются.

Структурная схема описанного уст" ройства позволяет использовать в ка.честве измерительного элемента зуб рейки или тангенциальный наконечник, т.е. измерительный элемент с линейчатой поверхностью, благодаря чему при контроле зубчатых колес различных модулей не требуется ни смены измерительного элемента, ни перенастройки связанных с ним блоков электрон. ной схемы, что обеспечивает упрощение эксплуатации и повышение производительности контроля.

Формула изобретения

Устройство для определения прерывной кинематической погрешности зубt5

25 зо

go

11 9 чатых колес, содержащее угловой преобразователь, установленный на шпинделе, на котором размещается также и контролируемое колесо, преобразователь перемещений измерительного элемента, приводы шпинделя и измерительного элемента, последовательно соединенные первый умножитель, GBR занный с угловым преобразователем и настраиваемый на число зубьев контролируемого колеса, и первый делитель, настраиваемый на произведение числа периодов выходного сигнала углового преобразователя -за один оборот колеса и числа зубьев колеса, увеличенного или уменьшенного на единицу, второй умножитель, второй делитель, отметчик ходов измерительного элемента с подключенным к нему нормирующим преобразователем, первый блок коммутации, к одному из входов которого подключен первый делитель, блок сброса на нуль, один из выходов которого подключен к второму входу первого блока коммутации, а другой - к входу первого делителя, первый импульсный командный блок, к одному из входов которого подключен третий выход блока сброса на нуль, вход которого также связан с первым импульсным командным блоком, блок согласования перемещений контролируемого колеса и измерительного элемента и самописец, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения эксплуатации и повышения производительности контроля, -оно снабжено третьим и четвертым делителями, настраиваемыми на интервал контроля эфольвенты контролируемого колеса, пятым делителем, настраиваемым на число ходов измерительного элемента, вторым блоком коммутации, вторым импульсным командным блоком, интерполятором, импульсным счетчиком, цифроаналоговым- преобразователем, двумя логическими блоками запуска четвертого делителя и двумя логическими блоками

26 .>26 12 ойределения знака погрешности, второй умножитель и второй делитель выполнены совместно настраиваемыми на требуемую дискретность отсчета, вход второго умножителя соединен с угловым преобразователем, а его выходы подключены к входам второго и четвертого делителей, выход преобразова-. теля перемещений измерительного элемента подключен к входу интерполятора, выход которого связан с третьим делителем и обоими командными блоками, выход первого командного блока подключен к третьему входу первого блока коммутации, к первому блоку определения знака и к первому блоку запуска, третий вход первого командного блока и второй вход второго командного блока подключены к выходу пятого делителя, вход которого связан с нормирующим преобразователем, выход второго делителя подключен к входам обоих блоков коммутации, выходы которых подключены к счетчику, выход четвертого делителя подключен к второму блоку коммутации и второму блоку определения знака, выход третьего делителя подключен к второму блоку коммутации, второму блоку определения знака и второму блоку запуска, выход первого делителя подключен к первому блоку определения знака и первому блоку запуска, выходы блоков определения знака и счетчика подключены к входам цифроаналогового преобразователя, выход которого подключен к самописцу, выход первого блока запуска подключен к второму входу третьего делителя и к второму входу второго блока запуска, выход которого подключен к четвертому делителю, а второй командный блок своим выходом связан с третьим и четвертым делителями.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР по заявке 2858726/28 кл. G Ol В 7j28; 1979 (прототип).

926526

Составитель Л.Кениг

Техред М. Рейвес Корректор С.Щомак

Редактор Е. Лушникова

Филиал ППП "Патент", г.Ужгород, ул.Проектная. 4

Заказ 2954/35 Тираж 614 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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