用光学法测量齿轮传动系统误差的原理与实践.pdfVIP

19 8 8年 第9卷第3期 太 原 机 械 学 院 学 报 V o l . 9 入 0 . 3 1 9白白 (总第2 3期 ) JO U R NA L OF T A IYU A N Ir诸S T IT U 下E O F M几CH IN E RY (S u m N o . 2 3 ) 用光学法测量齿轮传动系统 误差的原理与实践 来双义 姚 卜文 摘 要 本 文是通过实践 总结 , 论述 了用读数显 微镜和光手度盘测 量齿轮传 动 系统传 动误差 与空回误差的原理和方法 , 并在科学分析的 基础上 , 提 出 了进一 步的设 想 . 关键词 : 齿轮传 动 , 尤学仪 器 , 测 量 . 1 问题 的提出 自动控制系统 中 , 齿轮传动的传动误差直接影响整个系统的精度与读数精度 , 传动 系统的空回误差除影响整个系统的精度外 , 还影响系统的稳定性 。 因此 , 必须对这两种 误差进行侧量 , 加以限制 。 测量齿轮传动系统的传动误差与空回误差的方法是采用 自制的光学度盘 、 读数显微 镜与齿轮减速器组合装置测取数据 。 实践证明 , 这种方法简便易测 , 成本较低 , 不但是 一种较适用的实验方法 , 也是一种工程实践中对芭轮传动系统精度测量的较好的方法 。 2 测量装置的结构与光学系统图 该实验装置的外形正面图见图1 , 后视图见图2 , 读数显微镜光学系统图见 图3 。 图 圈1 实验装置正面图 本稿于 1 9 8 8年1月2 9 日收到 田2 实验装置后视图 太 原 机 械 学 院 学 报 1 9 8 3年第 8期 月 — - 一 —一 ~ - 一— - 一一 一一一 一 团堪吸补米那彭叫戴催 l 匕口 ? 仪) . 以) ! 卜 ! : 朴 另 ’ 公 l ! —一一区与却 , 犷 、 . 、 一 ” ’ l ” 、 了 函 (总第23 期) 用光学法侧量齿轮传动系统误差的原理 与实践 (来双 义等) 97 1 、 图2 中 : 1为减速器 , 被测传动系统 , 传速比为 i = 36 , 2为手轮 , 装在输入轴 上 , 转动 手轮可使传动系统运转 ; 3为指针 , 装在输入轴上 , 与箱体上的指标配合可示出主动轴转 角 ; 4为光学度盘 , 与输出轴固联 , 刻度 3 60 等分 , 每等分为1 ” , 当输出轴转动 时 , 度盘 也同步转动 ; 5为读数显微镜 , 放大倍数7。 , 视场1 “ 2 。 ’ ; 6为力矩圆盘 , 与输 出轴固接 , 并与系在其上的细绳及重锤 7配合 , 产生测量力矩 , 使传动系统处于有负载状态 ; 7为重 锤 ; 8 为止动块 , 当光学度盘转动时 , 止动度盘外罩跟随转动 , 外罩上有窗 口 , 度盘刻度 可通过窗口映入读数显微镜内 . 图3 中 : 1 为度盘盖片 , 保护度盘刻线 ; 2为度 盘 ; 3 , 4 , 5 , 6为物镜组透镜 ; 7为分划板盖片 ; 8为分划板 , 上刻60 格 , 每格1 ‘, 60 格的 总宽 度与度盘 l 。 在分划板上的成像宽度相等 ; 9 , 10 为目镜组透镜 . 读数显微镜的光路图见图4 . 光学度盘的刻度线(物像 )放在物镜前面 的 焦 距 F 。 之 外 、 二倍焦距之 内的地方 , 它被物镜聚成一放大倒立的实像 。 实像在目镜的物方焦点以 内的位置上 。 这个中间实像再经 目镜放大 , 在明视距离(L = 2 50 m m )上便可得到光学度 盘刻线的经二次放大的倒立虚像 。 图中F ‘。 为物镜后焦点 , F 。 为 目镜前焦点 , △为光学 间隔 . 装校时 , 适当前后移 动物镜 , 改变光学间隔 △ , 便可使物像呈现 在分划 板8上 . 二 ~ , 一 夕} 卜勺r屯拼, 甲 乏朴益、 . △ 、 F . 一 / ‘ 侣 z 勺U ! 图 4 读数显微镜光路图 3 测试原理与步骤 3 . 1 传动误差的测试 测量传动误差时 , 先转动手轮使主动轴转动 , 从而带动输出轴转动 . 输出轴的理论 转角为 : ‘出理 一令‘ 、 = 矗 ‘入 当输入轴转一周时 , 输出轴理论转角为1 0 “ . 输出轴的实际转角功出实可从读数显微镜中读出 , 它与理论转角之差即为转角误差 . 9 8 太 原 机 械 学 院 学 报 1 9 5 8年第3期 对 应输入轴每转一周 , 输出轴都有一相应的实际转角及转角误差 。 这样 , 当输入轴转过 1 ’ , 2 , ? 36 转时 , 输出抽也 l 相应转过 1 / 3 6、 1周 , 计算出输出轴在上述各位置的转 角 误 差 , △必出i (i为测量总的顺序数 ) 便可画出转角误差曲线 (见图5) , 并计算出 传 动误 差值△T : . A功山 ; 及△T : 的计算式如下 : △苗