智能時(shí)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(shí)代的到來(lái),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?dòng)系統(tǒng)有巨量需求,小模數(shù)齒輪作為微小型傳動(dòng)系統(tǒng)的關(guān)鍵基礎(chǔ)零部件,其重要性將愈來(lái)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(zhǎng)壽命、低噪聲等方向發(fā)展。但作為檢測(cè)小模數(shù)齒輪質(zhì)量的主要方式,小模數(shù)齒輪的測(cè)量,特別是微小齒輪的測(cè)量,一直是齒輪業(yè)界的難題。相對(duì)小模數(shù)圓柱齒輪而言,小模數(shù)錐齒輪的測(cè)量更是難上加難,可以說(shuō)迄今缺少必要的儀器。本課題針對(duì)牙科手機(jī)用小模數(shù)錐齒輪的檢測(cè)急需,研發(fā)了小模數(shù)錐齒輪副的雙嚙綜合測(cè)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(jí)“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(cè)量手段缺乏一直制約我國(guó)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(cè)問(wèn)題。本文完成的主要工作如下:（1）測(cè)量方案——... 

【文章來(lái)源】：北京工業(yè)大學(xué)北京市 211工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：76 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

牙科高速電動(dòng)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(cè)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(cè)量?jī)x，滿足了牙科手機(jī)小模數(shù)錐齒輪副檢測(cè)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(cè)量。隨著小模數(shù)錐齒輪的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，質(zhì)量要求越來(lái)越高，本課題的研究成果有很好的應(yīng)用前景。1.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀如前節(jié)所述，齒輪測(cè)量分為分析式測(cè)量和功能式測(cè)量[4-5]，小模數(shù)齒輪的測(cè)量也如此。下面從兩個(gè)方面展開論述；同時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的國(guó)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(cè)量現(xiàn)狀小模數(shù)齒輪的分析式測(cè)量進(jìn)一步分為接觸式測(cè)量和非接觸式測(cè)量。目前，對(duì)小模數(shù)齒輪接觸測(cè)量[6-8]而言，模數(shù)0.5-1mm齒輪的分析式測(cè)量屬于常規(guī)測(cè)量；模數(shù)0.2-0.5mm齒輪的分析式測(cè)量有一定難度；模數(shù)小于0.2mm齒輪的分析式測(cè)量非常困難，但光纖測(cè)頭的出現(xiàn)，正改變這種現(xiàn)狀。小模數(shù)齒輪分析式測(cè)量的主流儀器是CNC齒輪測(cè)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(cè)量機(jī)，能測(cè)量圓柱齒輪、錐齒輪、蝸輪、蝸桿、齒輪刀具等工件的各單項(xiàng)誤差。因?yàn)樾∧?shù)齒輪的齒槽細(xì)小，小模數(shù)齒輪測(cè)量中心的主要技術(shù)難點(diǎn)是微細(xì)測(cè)桿的加工（見(jiàn)圖1-2）和微小測(cè)量力的控制。迄今已有中國(guó)、德國(guó)、日本、美國(guó)等國(guó)家生產(chǎn)CNC小模數(shù)齒輪測(cè)量中心，國(guó)內(nèi)的典型產(chǎn)品是哈量的3903和哈爾濱精達(dá)的JD18；國(guó)外的典型產(chǎn)品是日本TTI的系列產(chǎn)品和德國(guó)Klingelnberg的P26。圖1-2齒輪測(cè)量中心的最小測(cè)頭Fig.1-2Minimumprobegearofmeasuringcenter

第1章緒論-3-針對(duì)小模數(shù)齒輪分析式測(cè)量的下限突破不了模數(shù)0.2mm的現(xiàn)狀，德國(guó)惟德公司推出了一種光學(xué)-接觸式測(cè)量方法：惟德光纖探針(WerthFiberProbe)，如圖1-3所示。接觸式光纖測(cè)頭的最小直徑為20μm，最小測(cè)力為1μN(yùn)（通常為1~10μN(yùn)）。這種測(cè)頭在測(cè)量機(jī)上測(cè)量微小齒輪如圖1-4所示，其測(cè)量不確定度(R2)可達(dá)0.5μm。圖1-3光纖測(cè)頭原理圖1-4光纖測(cè)頭測(cè)量小齒輪Fig.1-3TheprincipleofopticalfiberprobeFig.1-4opticalfiberprobemeasuringsmallgear齒輪非接觸分析式測(cè)量主要有視覺(jué)測(cè)量和CT測(cè)量?jī)煞N。視覺(jué)測(cè)量在小模數(shù)齒輪的尺寸、缺陷檢測(cè)中得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，可以測(cè)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(cè)在直齒輪中開始得到應(yīng)用。目前這種方法的測(cè)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(cè)量精度要求，提高測(cè)量精度是當(dāng)務(wù)之急[4]。總體而言，視覺(jué)測(cè)量比較適合小模數(shù)薄片直齒輪、特別是塑料齒輪的測(cè)量。工業(yè)CT應(yīng)用于齒輪檢測(cè)中是近幾年的事。相對(duì)于其他零部件，齒輪屬于精密件，精度要求高，因而對(duì)CT的測(cè)量精度有特別要求。目前，CT主要用于小模數(shù)齒輪測(cè)量，特別在塑料齒輪測(cè)量方面展示了廣闊的前景。而當(dāng)前的主要問(wèn)題有測(cè)量誤差偏大(>20μm)、評(píng)定工具復(fù)雜、測(cè)量與評(píng)定要耗時(shí)長(zhǎng)。1.2.2小模數(shù)齒輪的功能式測(cè)量現(xiàn)狀小模數(shù)齒輪的功能式測(cè)量分為單面嚙合測(cè)量（簡(jiǎn)稱單嚙測(cè)量）和雙面嚙合測(cè)量（簡(jiǎn)稱雙嚙測(cè)量）。如圖1-5所示，單嚙測(cè)量是標(biāo)準(zhǔn)中心距下通過(guò)測(cè)量齒輪的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)去測(cè)量齒輪誤差；如圖1-6所示，雙嚙測(cè)量是通過(guò)測(cè)量齒輪中心距變動(dòng)量去測(cè)量齒輪誤差。

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