時間:2022-02-21來源:工業(yè)技術
齒輪是車輛、機床、軸傳動摩托車、飛機、工程機械、工業(yè)縫紉機、電動工具等機器動力傳動系統(tǒng)中的重要零件,更是艦船推進器、礦山機械、軋鋼設備等機器的關鍵零件。由此可見,在齒輪的設計和制造工藝過程中,齒形質量控制及檢測技術是關鍵技術難題。
1 齒輪檢測技術是我國齒輪行業(yè)發(fā)展壯大的重要依據(jù)
1.1 齒輪檢測是確保齒輪成品性能和質量的關鍵環(huán)節(jié)
眾所周知,齒輪傳動是近代機器中最常見的一種機械傳動,是機械產品的重要基礎零部件。因此,它已成為許多航空產品、汽車制造企業(yè)日常生產中不可缺少的傳動部件,成為保證機器載荷均勻、傳動平穩(wěn)、振動小、噪音低的最佳零件,也是機器設備接觸區(qū)和傳遞動力中所占比重最大的傳動形式。目前,齒輪制造行業(yè)較為廣泛地采用齒輪測量中心檢測錐齒輪。齒輪測量中心具有測量精度高、測量功能多、自動化程度高等優(yōu)點。在生產實踐中,齒輪加工過程與齒輪檢測的關系密不可分,而齒輪檢測對齒輪加工的指導作用也越來越大,甚至在許多情況下,如果沒有制造過程中的齒輪檢測,就無法制造出合格的齒輪。
1.2 齒輪檢測是齒輪在加工制造過程中質量控制的技術保證
齒輪傳動裝置利用兩齒輪的輪齒相互嚙合傳遞動力和運動的機械傳動,用主、從動輪輪齒直接、傳遞運動和動力的裝置。我國齒輪傳動裝置市場發(fā)展迅速,產品產出持續(xù)擴張,國家產業(yè)政策鼓勵齒輪傳動裝置產業(yè)向高技術產品方向發(fā)展。齒輪系統(tǒng)是各種機器設備中應用最廣的傳遞動力和運動傳遞的最佳裝置,具有磨損小,運行效率高的優(yōu)勢。許多汽車上的轉向系統(tǒng)就是這種裝置的一個完美示例。其動力學行為和工作性能對整個機器有重要影響。因此,為了提高齒輪的傳動效率,并使整個系統(tǒng)普遍向高速、安全、重載方向發(fā)展,減少在傳動過程中帶來的振動、變形、噪聲、動載荷、動應力等因素,這不僅可以實現(xiàn)免維護,而且在整個使用壽命中還可以保持穩(wěn)定的扭轉間隙,達到高精度的目標。
1.3 齒輪檢測是齒輪成品驗收的重要依據(jù)
齒輪是應用在航空、汽車制造企業(yè)中最廣泛的傳動元件之一。近幾十年來,在齒輪傳動裝置內部的齒輪傳動副乃至齒輪傳動系統(tǒng)為對象的動態(tài)特性分析方面取得了不少的研究成果,并逐步運用到齒輪副的動態(tài)設計中,這使得齒輪檢測裝置市場越來越受到各方的關注。齒形加工和熱處理后的精加工是齒輪制造的關鍵,也反映了 齒輪制造的水平。因此,我們要不斷加強齒輪的檢測力度和水平,不斷加強對材料、熱處理、加工工藝的研究,注意減小尺寸、延長使用壽命、減輕重量、降低噪音等,這也是齒輪成品驗收的重要依據(jù)。
2 齒輪檢測技術發(fā)展新思路
2.1 齒輪嚙合試驗法
齒輪作為傳遞運動和動力的基礎零件,在工業(yè)發(fā)展的歷程中, 一直發(fā)揮著十分重要的作用。隨著工業(yè)對齒輪性能要求的大幅度提升和生產技術的快速發(fā)展,齒輪的抗彎曲疲勞能力、咬合精度、疲勞能力、耐磨性已經成為工業(yè)齒輪技術的主要發(fā)展趨勢。如今,齒輪傳動是動力傳動的一種形式,廣泛應用的高效、高精度數(shù)控齒輪加工機床普遍具有齒輪修形加工能力,為經濟可靠地生產高性能的修形齒輪提供了技術保障。為改善硬齒面齒輪的應力分布,提高齒輪壽命,降低齒輪箱的振動和噪聲,齒輪修形設計已成為提升硬齒面齒輪傳動性能不可或缺的核心技術。對于齒輪傳動裝置這一復雜彈性結構振動系統(tǒng),不僅應從分析和改善其內部傳動件的動態(tài)特性著手,更應從動力系統(tǒng)的角度研究其綜合動態(tài)性能,進而進行低噪聲、低振動的齒輪傳動裝置的動態(tài)設計。既顯著提高硬齒面齒輪的傳動性能又不額外增加成本。齒輪的質量以工作可靠、壽命長、振動噪聲低為準則。除材料熱處理硬度因素外,機械制造精度非常關鍵。因此,齒輪嚙合試驗法成為判斷一對齒輪副的回轉傳動性能的重要方法。
2.2 幾何解析測量法
齒輪在機械行業(yè)有著廣泛的應用。隨著齒輪加工制造水平的逐漸提高,計算機控制與測量技術的不斷發(fā)展,齒輪在汽車、直升飛機、機床及電動工具制造業(yè)中,也獲得了廣泛的應用。近年來,對齒輪整體誤差測量技術的研究也飛速進展,同時對齒輪檢測精度的要求也進一步加大。傳統(tǒng)的齒輪測量方法需要對齒輪進行二次或多次拆裝,嚴重影響了齒輪加工精度,而且傳統(tǒng)測量還存在測量精度低和測量范圍小等局限性與不足,已經不能滿足齒輪高精度制造的要求。因此,我們要采用坐標式幾何解析測量法,以此解決傳統(tǒng)齒輪齒距測量方法存在的同步困難、穩(wěn)定性差、操作復雜等缺點。
2.3 激光檢測法
首先,先用量具粗略地測出被測齒輪齒頂圓直徑和齒輪厚度并輸入到數(shù)據(jù)處理及顯示系統(tǒng)中,以供激光位移傳感器確定在滑臺上的伸縮量和升降臂帶動滑臺的升降量;其次,根據(jù)粗測的齒輪類型安裝激光位移傳感器或安裝激光位移傳感器和轉折鏡,大內齒輪和外齒輪安裝激光位移傳感器,小內齒輪安裝激光位移傳感器和轉折 鏡;第三,安裝激光位移傳感器或安裝激光位移傳感器和轉折鏡后,進行齒輪的標定檢測,即采用標定環(huán)對檢測系統(tǒng)參數(shù)進行標定;標定時實時采集激光位移 d(t)、升降臂線位移 z(t)、滑臺的線位移數(shù) L(t) 和角位移旋轉系統(tǒng)的角位移,構成了圓柱坐標系。
2.4 齒輪檢測一般分為:以齒廓、螺旋線和齒距檢測為基礎的分析式檢測,以綜合檢測(雙面嚙合、單面嚙合檢測)為基礎的功能式檢測,以及將分析式和綜合檢測合成一體的齒輪整體誤差檢測。
當前,齒輪檢測技術已有很大的發(fā)展,在檢測原理方面,實現(xiàn)了由“比較檢測”到“嚙合運動檢測”,直至“模塊化檢測”的發(fā)展;在技術手段上,實現(xiàn)了由“機械為主”到“機電結合”,直至當今的“光-機-電”與“信息技術”綜合的集成;在檢測結果的處理上,實現(xiàn)了由“指示表加肉眼讀取”到“記錄器記錄加人工研判”,直至“計算機自動分析,并將檢測結果反饋到制造系統(tǒng)”的飛躍。
3 結束語
總之,隨著我國航空制造業(yè)的迅速發(fā)展,我國齒輪加工工藝技術水平,裝備水平的不斷提高及引進技術的消化吸改,技術改進不斷順利進行,齒輪制造業(yè)也得到了空前快速的發(fā)展。因此,為確保齒輪質量,我們應不斷加強齒輪測量技術和儀器的研究,滿足我國齒輪制造質量檢測的迫切需要,為生產與檢測提出更加合理的標準和驗收要求,促進齒輪向高、精、尖發(fā)展,向世界先進水平看齊。
標簽: 齒輪檢測
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