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基于机器视觉的小模数齿轮精度参数自动化检测技术研究

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制造业自动化 2022年第9期44卷 5-10,28页

作者：袁鹏哲张启元陈莉余箫张烈山浙江理工大学机械与自动控制学院杭州310018

针对小模数圆柱直齿轮精度参数的自动化检测问题,提出了一种基于机器视觉的检测方法。文章推导了单目视觉系统坐标转换关系,建立了齿轮精度参数测量模型。利用高分辨率工业相机和成像系统对被测齿轮进行摄像,经图像预处理、齿轮特征拟... 详细信息

针对小模数圆柱直齿轮精度参数的自动化检测问题,提出了一种基于机器视觉的检测方法。文章推导了单目视觉系统坐标转换关系,建立了齿轮精度参数测量模型。利用高分辨率工业相机和成像系统对被测齿轮进行摄像,经图像预处理、齿轮特征拟合、测量点提取、坐标转换等处理后,根据齿轮精度参数定义计算出被测齿轮的精度参数值。搭建了一套齿轮影像测量系统,用该系统对多个规格的小模数圆柱直齿轮进行了齿厚、齿距以及公法线长度等参数的测量实验,测量结果表明所提出的方法能够实现小模数齿轮精度参数的自动化测量,测量精度和测量效率都显著优于传统方法,系统测量分辨率为0.006mm,测量标准差达0.013mm。

关键词：小模数齿轮齿轮精度自动化检测机器视觉

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高精度齿轮对研装置设计及实验研究

高精度齿轮对研装置设计及实验研究

作者：圣宏杰大连理工大学

学位级别：硕士

高精度渐开线齿轮具有高的轮齿精度和低的齿面粗糙度,它在精密装备与仪器、精密雷达、航空航天及机器人等领域发挥重要作用。伴随科学技术向前进步,对齿轮精度要求也逐渐提高,而齿轮精度越高,制造难度越大。目前,在国际标准ISO 1328-1:2... 详细信息

高精度渐开线齿轮具有高的轮齿精度和低的齿面粗糙度,它在精密装备与仪器、精密雷达、航空航天及机器人等领域发挥重要作用。伴随科学技术向前进步,对齿轮精度要求也逐渐提高,而齿轮精度越高,制造难度越大。目前,在国际标准ISO 1328-1:2013中的5级及以上精度的齿轮通常采用磨齿工艺,磨齿过程容易发生磨削烧伤,最高表面粗糙度为Ra 0.2。研磨工艺能用于零件的超精密加工,经过研磨的零件其精度和表面粗糙度获得改善。为避免磨削烧伤并进一步减小齿面粗糙度,完成高精度齿轮加工具有研究意义。本文研究对研工艺方法用于加工高精度渐开线齿轮。提出基于误差均化原理的齿轮对研方法,2个齿轮之间相互研磨,减小齿面粗糙度,同时提升轮齿精度。结合对研方法设计并搭建一种高精度齿轮对研装置。基于装置的运动模型,分析对研加工过程中材料去除机理。针对齿轮对研中出现齿轮啮合沿渐开线方向上相对滑动速度不一致的问题,提出一种波发生器-连杆摆幅机构,两个齿轮边对研,边沿着径向振动,利用齿面偏差在啮合时的动态力和振动辅助研磨去量,并分析该运动方案对研磨效率和精度的影响。设计并搭建一种复合式摩擦传动装置同时驱动两个齿轮,对摩擦轮精密研磨后,两个摩擦轮由径向跳动引起的不同步回转偏差小于0.1%。垫板是齿轮对研装置上重要的齿轮定位零件,影响齿轮对研后的螺旋线精度。利用高精度齿轮对研装置进行实验,通过对比实验前后的结果表明,实验前齿面存在明显的磨削刀痕,对研后,齿面纹理被细化,沿着齿宽方向和渐开线方向的平均粗糙度降低52.3%和60.9%;齿轮渐开线廓形得到修正,#4008B齿轮的齿廓形状偏差平均减小5.1%;螺旋线精度分别达到F=3.04μm,F=3.21μm,平均提升17.35%;齿轮的齿距累积总偏差平均降低21.9%,单个齿距偏差平均降低10.7%。本文提出的齿轮对研方法和对研装置可以用于高精度齿轮加工,解决齿轮对研过程中齿间相对滑动速度不一致的问题,能够精化齿面纹理,减小表面粗糙度,同时提升轮齿精度。齿轮对研工艺能同时加工两个齿轮,该方法为制造精密齿轮提供了新思路。

关键词：高精度齿轮研磨相对滑动速度装置精化齿轮精度

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成型滚刀误差对谐波齿轮大变位柔轮精度影响

组合机床与自动化加工技术 2023年第4期 137-141,146页

作者：吴鸿雁陈晓霞邢静忠天津工业大学天津市现代机电装备技术重点实验室天津300387 天津职业技术师范大学工程实训中心天津300222

开展成型滚刀误差引起谐波齿轮大变位柔轮加工误差的仿真计算,定量分析滚刀误差对柔轮几何精度的影响,以更好地控制滚齿精度而提高柔轮的加工质量。建立综合考虑滚刀齿形误差、切削刃螺旋线误差和滚刀径向圆跳动误差的成型滚刀误差模型... 详细信息

开展成型滚刀误差引起谐波齿轮大变位柔轮加工误差的仿真计算,定量分析滚刀误差对柔轮几何精度的影响,以更好地控制滚齿精度而提高柔轮的加工质量。建立综合考虑滚刀齿形误差、切削刃螺旋线误差和滚刀径向圆跳动误差的成型滚刀误差模型,进行大变位柔轮滚齿仿真及理论加工误差计算,分析滚刀误差对大变位柔轮齿形误差、基节误差的影响。经研究发现,滚刀切削刃螺旋线误差引起的柔轮齿形误差和基节误差均较大,引起的基节误差值与滚刀切削刃一转内螺旋线误差值大致相同;滚刀齿形误差和径向圆跳动误差对柔轮基节误差影响非常小,滚刀径向圆跳动误差引起的柔轮齿形误差平均值约为滚刀跳动值的40%。

关键词：谐波齿轮大变位齿轮滚齿仿真齿轮精度滚刀误差

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冷整形对大模数直齿轮精度的影响

中南大学学报（自然科学版） 2017年第2期48卷 310-315页

作者：梁强周杰朱姗姗曹金豆重庆大学材料科学与工程学院重庆400044

为提高大模数圆柱直齿轮冷整形后的精度,以实测齿轮预锻件形状尺寸为基础,建立基于误差模型的直齿轮冷整形过程的弹塑性有限元仿真模型,通过数值模拟得到精整量δ和精整凹模定径带长度L对齿轮齿廓总偏差和螺旋线总偏差的影响规律。对直... 详细信息

为提高大模数圆柱直齿轮冷整形后的精度,以实测齿轮预锻件形状尺寸为基础,建立基于误差模型的直齿轮冷整形过程的弹塑性有限元仿真模型,通过数值模拟得到精整量δ和精整凹模定径带长度L对齿轮齿廓总偏差和螺旋线总偏差的影响规律。对直齿轮冷整形工艺进行实际验证,并对整形后齿轮的检测数据进行方差分析。研究结果表明:精整量对齿轮精度影响显著;当精整量为0.15~0.20 mm时,通过冷整形可以获得齿形精度为8级、齿向精度为7~8级的齿轮;工艺实验得到的齿轮偏差与模拟结果变化趋势一致。

关键词：大模数直齿轮冷整形齿轮精度数值模拟

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基于全信息的齿轮精度评价体系

中国科学：技术科学 2017年第1期47卷 46-59页

作者：王笑一石照耀北京工业大学北京市精密测控技术与仪器工程技术研究中心北京100124 河南科技大学机电工程学院洛阳471003

齿轮是应用广泛的关键基础件,采用三维拓扑修形是控制齿轮性能的一个普遍趋势,现有的齿轮测量技术在获取齿面三维拓扑信息方面已逐渐成熟并得到应用.但目前各类齿轮精度评价体系普遍使用基于小样本及极值法获取的各项齿轮精度指标作为... 详细信息

齿轮是应用广泛的关键基础件,采用三维拓扑修形是控制齿轮性能的一个普遍趋势,现有的齿轮测量技术在获取齿面三维拓扑信息方面已逐渐成熟并得到应用.但目前各类齿轮精度评价体系普遍使用基于小样本及极值法获取的各项齿轮精度指标作为评价依据,这种方式对完整评价修形齿轮的质量及工艺分析存在诸多缺陷.基于全信息的齿轮精度评价体系则以齿轮全信息为样本,使用以统计分析方法获取的更有代表性的齿轮精度新指标作为评价依据.基于全信息的齿轮精度评价体系包括用于表达齿轮全信息的3D数学模型,基于3D模型定义的新指标,以及基于选取的新指标构建的新评价指标系统.基于全信息的齿轮精度评价体系可以克服现有齿轮精度评价体系的缺陷.新体系可充分利用测量数据,对测量误差不敏感,能真实完整地反映齿轮性能,有利于对被测齿轮作出更加科学的分析和评价,有利于进行工艺系统稳定性和加工能力的分析和改善.首先介绍齿面误差的3D表达方法;然后基于齿面误差的3D表达提出了特征数据集的定义方法和基于统计的评价指标计算方法,并选取指标建立了新的齿轮精度评价指标系统.最后用仿真试验和实测试验说明新评价体系的原理和识别误差规律的效果.

关键词：齿轮齿轮精度齿轮测量评价体系特征数据集

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齿轮精度与变速器啸叫声控制的定量分析

噪声与振动控制 2012年第3期32卷 94-98页

作者：周益曾一凡王泽贵江西农业大学工学院南昌330045 格特拉克(江西)传动系统有限公司产品开发中心南昌330013

齿轮的精度对变速器齿轮副啸叫噪声有重要影响,提高齿轮精度是控制啸叫声的一个重要手段。以452AMT变速器主减齿轮为研究对象,把其传统的剃齿工艺更改为热后磨齿工艺,使齿轮精度提高3个等级,齿轮微观参数的正态分布标准差σ提高1倍以上... 详细信息

齿轮的精度对变速器齿轮副啸叫噪声有重要影响,提高齿轮精度是控制啸叫声的一个重要手段。以452AMT变速器主减齿轮为研究对象,把其传统的剃齿工艺更改为热后磨齿工艺,使齿轮精度提高3个等级,齿轮微观参数的正态分布标准差σ提高1倍以上,且更符合设计要求。最后把两种状态下各5台变速器先后通过下线台架EOL振动和1台整车NVH客观测试的单因素和正交试验的对比分析,变速器壳体振动强度下降1/2左右,车内主减齿轮副啮合阶次啸叫声加速和滑行时分别降低3 dB(A)和6 dB(A)左右。研究揭示齿轮精度对齿轮啸叫影响的机理,对变速器NVH的理论与应用具有一定的学术和工程意义。

关键词：振动与波齿轮精度齿轮啸叫主减齿轮磨齿变速器NVH

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齿轮精度标准中的k个齿距累积误差

工具技术 1992年第9期26卷 39-41页

作者：柏永新柏多陕西机械学院

我国新制订的齿轮精度标准采用了国际齿轮精度指标“k个齿距累积误差”。本文就该指标定义的合理性、性质和作用进行了探讨,对目前新齿标贯彻有一定的实用价值。

关键词：齿轮精度累积误差齿距误差

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齿轮精度设计及加工误差分析智能系统研究

齿轮精度设计及加工误差分析智能系统研究

作者：王诚长沙理工大学

学位级别：硕士

齿轮的精度直接影响到机械传动的工作性能、承载能力、工作精度及使用寿命,为了提高设计人员的工作效率和齿轮加工质量,我们引入了计算机辅助设计及人工智能技术,开发出一个基于新国标GB/T 10095.1～2—2008《圆柱齿轮精度制》、GB/Z 18... 详细信息

齿轮的精度直接影响到机械传动的工作性能、承载能力、工作精度及使用寿命,为了提高设计人员的工作效率和齿轮加工质量,我们引入了计算机辅助设计及人工智能技术,开发出一个基于新国标GB/T 10095.1～2—2008《圆柱齿轮精度制》、GB/Z 18620. 1～4—2008《圆柱齿轮检验实施规范》的齿轮精度设计及加工误差分析智能系统。主要包括精度设计和加工误差分析两部分。齿轮精度设计系统的主要功能:1.齿轮精度等级的确定,充分考虑齿轮的工作速度、传递功率等方面的要求,确定其满足条件的较低精度等级;2.单个齿轮精度评定指标的确定,软件按齿轮工作性能要求和使用范围推荐检验项目组;3.齿轮副精度评定指标的确定,主要指齿轮副侧隙,软件利用比较容易测量的公法线长度控制齿轮侧隙;4.齿坯精度的确定,主要包括齿轮内孔、顶圆、端面等定位基准和安装基准面的尺寸和形位误差以及表面粗糙度的确定;5.生成工程图,运用ObjectARX技术在AutoCAD平台上对齿轮工程图进行实时标注。加工误差分析专家系统的主要功能:建立一个新型的、开放式的、基于概率理论的不确定推理专家系统,对输入齿轮误差进行分析、判别,找出齿轮加工中产生各种误差的原因,并给出加工改进建议。整个系统采用Visual C++6.0和AutoCAD2002为开发工具,运用ObjectARX及ADO数据库开发技术实现。系统的人机界面友好、操作简单、方便,具有一定的独立性,可以根据用户的要求进行扩充、完善。本系统的研究与实现,为齿轮误差设计、分析提供了一种高效可行的方法,有利于新国标的实施。

关键词：计算机辅助设计齿轮精度加工误差智能系统

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渐开线齿轮精度