齿轮应用技术的发展历程
时间：2013-07-29 阅读：1989
齿轮测量技术的发展历程是以齿轮精度理论的发展为前提的。齿轮精度理论的发展实质上反映了人们对齿轮误差认识的深化。迄今，齿轮精度理论经历了齿轮误差几何学理论、齿轮误差运动学理论和齿轮误差动力学理论的发展过程。其中，齿轮误差动力学理论还处在探索中。*种理论将齿轮看作纯几何体，认为齿轮是一些空间曲面的组合，任一曲面都可由三维空间中点的坐标来描述，实际曲面上点的位置和理论位置的偏差即为齿轮误差。第二种理论将齿轮看作刚体，认为齿轮不仅仅是几何体，也是个传动件，并认为齿轮误差在啮合运动中是通过啮合线方向影响传动特性的，因此啮合运动误差反映了齿面误差信息。第三种理论将齿轮看作弹性体，对齿廓进行修形，＂有意地＂引入误差，用于补偿轮齿承载后的弹性变形，从而获取*动态性能，由此形成了齿轮动态精度的新概念。齿轮精度理论的发展，导致了齿轮精度标准的不断丰富和更新，如传动误差、设计齿廓的引入等。反过来，齿轮测量技术的发展也为齿轮精度理论的应用和齿轮标准的贯彻提供了技术支撑。齿轮测量技术及其仪器的研发已有近百年的历史。
20世纪70年代以来，电子展成经历了从NC到CNC的发展过程。目前的CNC展成根据实际运动轨迹可分为两种，一种是展成系统形成一条非常标准的理论轨迹，测头感受到的示值可直接作为被测齿轮的误差。这种展成系统可由闭环控制系统或混合型（半闭环）控制系统来完成。由于形成理论标准轨迹的系统相对复杂，因此实际应用中还有另一种驱动系统，即开环驱动加误差补偿（即＂粗传动+补偿＂）。由于计算机的计算误差以及驱动装置与传动装置等都存在误差，开环电子展成系统中测头运动轨迹不能直接作为测量基准，此时，测头示值中既有被测量的成份，也包含展成系统的误差，因此，必须用位移检测元件测出各相关运动的实际位移量，再由计算机将实际位移量和测头的示值进行合成，补偿展成系统的误差，得到被测齿面上对应点的实际坐标；然后，计算机将实际坐标与被测量的理论模型进行比较，才能得到被测量的误差，这就是＂非标准轨迹的电子展成法＂。电子展成法一般是按被测齿轮的理论方程进行控制的。
90年代以后， CNC齿轮测量技术中出现了跟踪测量法。它是按被测参数的实际值进行控制的，可采用测头跟踪法和轴对轴跟踪法。测头跟踪法是在测量过程中根据测头的示值对相应坐标轴的测量位置进行调节，达到测头跟踪被测齿面运动，实现对齿轮的测量。轴对轴跟踪法是根据一根坐标轴的实际测量位置来调节其他坐标轴的位置，以完成测量工作。跟踪测量法不仅可以减少控制调节环节，而且有较大的测量灵活性，适合参数未知曲面，或虽然理论方程已知但工件实际误差超出测头量程的情况。当然，跟踪法的测量效率相对较低。CNC坐标测量技术在齿轮刀具、蜗轮蜗杆、锥齿轮、小模数齿轮、大齿轮和齿轮在线测量中也得到广泛采用。70年代以来，坐标测量法是齿轮测量技术的世界性主要潮流。
在早期的齿轮测量中，人工读指示表（如千分表等）获
取齿轮误差，得到的是误差幅值，仅仅能用来评判被检项目合格与否；电动记录器的出现，靠人工读曲线，使工艺误差分析成为可能；计算机的采用使自动处理测量结果、分析工艺误差并将分析结果反馈到加工系统进而修正加工参数成为现实。集专家系统、知识工程于一体的齿轮误差智能分析系统也开始得到应用。迄今，在齿轮测量数据处理方面，广泛使用的是zui小二乘法，同时数字滤波技术也得到应用。虽然现代信号处理的一些方法已逐渐应用于齿轮测量数据处理中，但尚未实用化。
原载自：www.tzxchm.com