智能時代,小模數(shù)齒輪的天地。雖然小模數(shù)齒輪已在精密機(jī)械、儀器儀表、航天航空、醫(yī)療器械、電子產(chǎn)品等諸多領(lǐng)域發(fā)揮著不可替代的作用,但隨著5G、物聯(lián)網(wǎng)和智能時代的到來,服務(wù)機(jī)器人、IT設(shè)備、通信、智能家居、智慧城市等領(lǐng)域?qū)ξ⑿⌒蛡鲃酉到y(tǒng)有巨量需求,小模數(shù)齒輪作為微小型傳動系統(tǒng)的關(guān)鍵基礎(chǔ)零部件,其重要性將愈來愈得到張顯。小模數(shù)齒輪的質(zhì)量往往直接決定所在系統(tǒng)的運(yùn)行性能、服役壽命、安全性和可靠性。目前小模數(shù)齒輪正朝高精度、高效率、高可靠性、長壽命、低噪聲等方向發(fā)展。但作為檢測小模數(shù)齒輪質(zhì)量的主要方式,小模數(shù)齒輪的測量,特別是微小齒輪的測量,一直是齒輪業(yè)界的難題。相對小模數(shù)圓柱齒輪而言,小模數(shù)錐齒輪的測量更是難上加難,可以說迄今缺少必要的儀器。本課題針對牙科手機(jī)用小模數(shù)錐齒輪的檢測急需,研發(fā)了小模數(shù)錐齒輪副的雙嚙綜合測量技術(shù)。牙科手機(jī)的輸出轉(zhuǎn)速最高達(dá)每分鐘200000轉(zhuǎn),由2級“正交”和“非正交”增速錐齒輪副構(gòu)成。其錐齒輪的尺寸小,轉(zhuǎn)速高,要求噪聲低,而其測量手段缺乏一直制約我國牙科手機(jī)器具的質(zhì)量提升。本課題研發(fā)的儀器解決了牙科手機(jī)用小模數(shù)錐齒輪的檢測問題。本文完成的主要工作如下:（1）測量方案——... 

【文章來源】：北京工業(yè)大學(xué)北京市 211工程院校

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【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

牙科高速電動手機(jī)Fig.1-1Dentalhighspeedelectrichandpiece

北京工業(yè)大學(xué)工程碩士專業(yè)學(xué)位論文-2-為此，本課題研發(fā)了小模數(shù)錐齒輪副的雙嚙綜合測量技術(shù)，開發(fā)了適合牙科手機(jī)小模數(shù)錐齒輪副的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的雙面嚙合綜合測量儀，滿足了牙科手機(jī)小模數(shù)錐齒輪副檢測迫切需要。其技術(shù)也適用于其他小模數(shù)錐齒輪副的雙嚙綜合測量。隨著小模數(shù)錐齒輪的應(yīng)用越來越廣泛，質(zhì)量要求越來越高，本課題的研究成果有很好的應(yīng)用前景。1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀如前節(jié)所述，齒輪測量分為分析式測量和功能式測量[4-5]，小模數(shù)齒輪的測量也如此。下面從兩個方面展開論述；同時對數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行了歸納。1.2.1小模數(shù)齒輪的分析式測量現(xiàn)狀小模數(shù)齒輪的分析式測量進(jìn)一步分為接觸式測量和非接觸式測量。目前，對小模數(shù)齒輪接觸測量[6-8]而言，模數(shù)0.5-1mm齒輪的分析式測量屬于常規(guī)測量；模數(shù)0.2-0.5mm齒輪的分析式測量有一定難度；模數(shù)小于0.2mm齒輪的分析式測量非常困難，但光纖測頭的出現(xiàn)，正改變這種現(xiàn)狀。小模數(shù)齒輪分析式測量的主流儀器是CNC齒輪測量中心[9]。它基于電子展成原理，通常是帶旋轉(zhuǎn)軸系的4軸圓柱坐標(biāo)測量機(jī)，能測量圓柱齒輪、錐齒輪、蝸輪、蝸桿、齒輪刀具等工件的各單項誤差。因為小模數(shù)齒輪的齒槽細(xì)小，小模數(shù)齒輪測量中心的主要技術(shù)難點(diǎn)是微細(xì)測桿的加工（見圖1-2）和微小測量力的控制。迄今已有中國、德國、日本、美國等國家生產(chǎn)CNC小模數(shù)齒輪測量中心，國內(nèi)的典型產(chǎn)品是哈量的3903和哈爾濱精達(dá)的JD18；國外的典型產(chǎn)品是日本TTI的系列產(chǎn)品和德國Klingelnberg的P26。圖1-2齒輪測量中心的最小測頭Fig.1-2Minimumprobegearofmeasuringcenter

第1章緒論-3-針對小模數(shù)齒輪分析式測量的下限突破不了模數(shù)0.2mm的現(xiàn)狀，德國惟德公司推出了一種光學(xué)-接觸式測量方法：惟德光纖探針(WerthFiberProbe)，如圖1-3所示。接觸式光纖測頭的最小直徑為20μm，最小測力為1μN(yùn)（通常為1~10μN(yùn)）。這種測頭在測量機(jī)上測量微小齒輪如圖1-4所示，其測量不確定度(R2)可達(dá)0.5μm。圖1-3光纖測頭原理圖1-4光纖測頭測量小齒輪Fig.1-3TheprincipleofopticalfiberprobeFig.1-4opticalfiberprobemeasuringsmallgear齒輪非接觸分析式測量主要有視覺測量和CT測量兩種。視覺測量在小模數(shù)齒輪的尺寸、缺陷檢測中得到越來越廣泛的應(yīng)用，可以測得齒輪中心、齒頂圓半徑、齒根圓半徑、齒數(shù)等參數(shù)和各種表面缺陷；齒廓偏差和齒距偏差等精度檢測在直齒輪中開始得到應(yīng)用。目前這種方法的測量誤差大于3μm。由于小模數(shù)齒輪的公差數(shù)值較小，還不能滿足測量精度要求，提高測量精度是當(dāng)務(wù)之急[4]�？傮w而言，視覺測量比較適合小模數(shù)薄片直齒輪、特別是塑料齒輪的測量。工業(yè)CT應(yīng)用于齒輪檢測中是近幾年的事。相對于其他零部件，齒輪屬于精密件，精度要求高，因而對CT的測量精度有特別要求。目前，CT主要用于小模數(shù)齒輪測量，特別在塑料齒輪測量方面展示了廣闊的前景。而當(dāng)前的主要問題有測量誤差偏大(>20μm)、評定工具復(fù)雜、測量與評定要耗時長。1.2.2小模數(shù)齒輪的功能式測量現(xiàn)狀小模數(shù)齒輪的功能式測量分為單面嚙合測量（簡稱單嚙測量）和雙面嚙合測量（簡稱雙嚙測量）。如圖1-5所示，單嚙測量是標(biāo)準(zhǔn)中心距下通過測量齒輪的回轉(zhuǎn)運(yùn)動去測量齒輪誤差；如圖1-6所示，雙嚙測量是通過測量齒輪中心距變動量去測量齒輪誤差。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于FPGA的數(shù)據(jù)采集與光纖發(fā)送設(shè)計[J]. 范善宇.  信息通信. 2019(03)
[2]面向數(shù)控機(jī)床的多通道傳感數(shù)據(jù)采集卡設(shè)計[J]. 王謙,王偉,石照耀.  制造技術(shù)與機(jī)床. 2017(08)
[3]齒輪測量技術(shù)新發(fā)展[J]. 王維毅.  科技資訊. 2015(12)
[4]基于FPGA光柵數(shù)據(jù)采集卡的設(shè)計[J]. 劉洋.  工具技術(shù). 2015(02)
[5]一種步進(jìn)電機(jī)運(yùn)動控制系統(tǒng)設(shè)計——基于stm32系列單片機(jī)[J]. 張旭波.  甘肅科技. 2011(20)
[6]小模數(shù)齒輪單面嚙合測量機(jī)的研制[J]. 石照耀,張萬年,曲宏芬.  儀器儀表學(xué)報. 2011(04)
[7]基于ARM和W5100的嵌入式以太網(wǎng)通信接口設(shè)計[J]. 王廣維,張浩然.  微型機(jī)與應(yīng)用. 2011(05)
[8]W5100在FPGA系統(tǒng)中實現(xiàn)TCP/IP網(wǎng)絡(luò)通信[J]. 武楠.  計算機(jī)與網(wǎng)絡(luò). 2011(Z1)
[9]基于FPGA和USB的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計[J]. 王水魚,陳璐.  微型機(jī)與應(yīng)用. 2010(22)
[10]基于TCP/IP的發(fā)電機(jī)運(yùn)行參數(shù)在線監(jiān)測裝置[J]. 徐華安,程遠(yuǎn)楚.  武漢大學(xué)學(xué)報(工學(xué)版). 2010(05)

博士論文
[1]汽車齒輪的可制造性評價與制造資源優(yōu)化技術(shù)研究[D]. 胡艷娟.吉林大學(xué) 2011
[2]齒輪雙面嚙合多維測量理論及技術(shù)研究[D]. 湯潔.北京工業(yè)大學(xué) 2009

碩士論文
[1]基于ARM的專用車床數(shù)控系統(tǒng)研究[D]. 武小倩.河南理工大學(xué) 2016
[2]基于現(xiàn)場總線節(jié)點(diǎn)化的嵌入式遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)控制與系統(tǒng)研究[D]. 周晨業(yè).華東師范大學(xué) 2011
[3]高精度標(biāo)準(zhǔn)齒輪徑向綜合偏差測量儀的研究[D]. 王同祥.大連理工大學(xué) 2010
[4]工業(yè)以太網(wǎng)在網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用研究[D]. 馬克剛.合肥工業(yè)大學(xué) 2005



本文編號：3527210