Способ измерения кинематической погрешности зубчатых передач

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскин

Социалистических

Республик

< 783576 (61) Дополнительное к авт. санд-ву (51)M. Кл.

3 (22) Заявлено 03.01.79 (21) 2709237/25-28 с присоединением заявки М—

G 01 8 7/30

Веударетааиный комитет (23) Прноритет— пв делам изобретений и открытий

Опубликовано 30.11.80 Бюллетень Ж 44

Дата опубликования описания 30.11.80 (53) УДК 531.717.

2:621.833 (0888) (72) Автор изобретения

В. Б. Коган (71) Заявитель

Бюро взаимозаменяемости в металлообрабатывающей промышленности (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ КИНЕМАТИЧЕСКОЙ

ПОГРЕШНОСТИ ЗУБЧАТЫХ ПЕРЕДАЧ

Изобретение относится к измерительной технике в машиностроении, а именно к электронным средствам для измерения кинематической .погрешности зубчатых колес и передач.

Известен способ измерения кннематической погрешности зубчатых колес и передач, основан- ный на том,что о кинематнческой погрешности судят по рассогласованню сигналов, соответствующих углам поворота начального и конечного звеньев передач (1).

Однако известный способ не обеспечивает

16 точного измерения высокочастотных составляющих кннематической погрешности.

Наиболее близок по технической сущности и достигаемому результату к изобретению спо15 соб измерения кннаматнческой погрешности зубчатых передач, заключающийся в roM, углы поворота начального и конечного звеньев передан преобразуют в два сигнала в виде последовательностей прямоугольных широтно-модулированных импульсов, сравнивают их по фазе, регистрируют сигнал, пропорциональный разности фаэ, по которому cygua о кинематнческой погрешности, и нэ ревультирующего снгна2 ла вьщеляют путем фильтрации сигнал, соответствующий высокочастотной составляющей кинематической погрешности,;изменяя прн этом полярность одной иэ последовательностей,прямоугольных импульсов, заполняя интервалы между прямоугольными импульсами обеих последовательностей высокочастотными импульсами, частоту следования которых выбирают значительно большей частоты следования прямоугольных импульсов и верхней частоты полосы пропускания регистрирующего .блока, суммируя разнополярные последовательности импульсов ы регистрируя сигналы, процорцнональные результатам суммирования (2).

Недостатком этого способа является ограниченная чувствительность и .информативность as. мерения, вызванная тем, что сравниваемые по фазе сигналы соответствуют всей величине кинематической погрешности.

Цель изобретения — повышение чувствительности и информативности измерения.

Это достигается тем, что перед сравнением сигналов по фазе периодически смещаЬт фазу сигнала, соответствующего углу поворота на783576 чального звена передачи, до совпадения с фазой сигнала, соответствующего углу поворота ее конечного звена, а частоту смещения фаэ сигналов выбирают удвоеннои по отношению к частоте высокочастотной составляющей кинематической погрешности.

На фиг. 1 изображена блок-схема устройства; на фиг, 2 — блок-схема узла смещения фазы сигнала, соответствующего углу поворота начального звена, с частью элементов блок-схемы на фиг. 1; на фиг. 3 — структурная схема импульсной системы, в которой осуществляется смещение фазы сигнала, соответствующегс углу поворота начального звена; на фиг. 4— амплитудно-частотная характеристика передаточ. % ной функции при процессе смещения фазы с удвоенной частотой.

Начальйое звено 1 измеряемой передачи (в данном примере выполнения — ведущее колесо с числом зубьев Z ) и ее конечное эве2О но 2 (в данном примере выполнения — ведомое колесо с числом зубьев Z ) соосио соединены соответственно с преобразователями 3 и 4 углов поворота в последовательность прямоугольных широтно- модулированных импульсов, Умножитель 5 предназначен для умножения числа импульсов преобразователя 3 на 2,".1, а делитель б. предназначен для деления числа импульсов этого же преобразователя 3 на Z . посредством такого умножения и деления произЬО водится приравнивание часто ы сигнала преобразователяя 3 к частоте сигнала преобразователя 4.

Фаэометр 7 предназначен для сравневия по фазе выходных сигналов преобразователгй 3 и 4. Делители 8 и 9 регистров масштаба предназначены для расширения предела измерения фазометра 7 эа счет деления импульсных сигналов, поступающих на вход фаэометра 7. фб

Блок 10 активных фильтров предназначен ,эля экспресс-анализа гармонического состава юзмеряемой кинематической погрешности.

Самописец 11 предназначен для регистрации выходного сигнала блока 10. Делитель 2 пред4$ лазначен для выработки на его выходе серии импульсов, частота которых удвоена по отношению к частоте выделяемой высокочастотной

".оставляющей кинематической погрешности.

Триггер 13 предназначен для управления ключом 14, установленным в цепи умиожитель

5 — делитель 6. Блок 15 задержки предназначен для установки делителя 6 s нуль, Блок 16 задержки, включенный последовательно с триггером (на чертеже не показан), предназначен для управления одним из входов элемента И 17, второй вход которого связан с преобразователем 4. р

Устройство содержит также формирователь

18, элемент ИЛИ 19, блок 20 задержки и узел

21 смещения фазы.

Узел 21 содержит (фнг, 2) фазометр 22, делитель =:, формирователь 24 с кнопкой 25, .-риггер 26, блоки 27, 28, 29 задержки, формирователь 30 с кнопко" 31, элемент И 32,элеver»; ИЛИ 33.

С блоком 28 задержки связан ключ 34, Устройство может бь. ть снабжено еще одним умножителем 35 (изображен пунктиром на фиг. 1), ус::а-говленным параллельно умножителю

5. Си требу тся в случае, когда необходимо выделить циклическую погрешность, на кратную и не равную эубцовой, появлечие которой может быть связью с кинематической це:ью станка, на котором обрабатывались зубчатые колеса измеряемой передачи, В эгом случае сигнал

, множителя 5 на ключ 34 не поступает.

Работа устройстза.

Углы поворота начально»с и конечного звеньев i ; 2 преобразуют при помощи преоб. раэователей 3 и 4 в два электрических сигнала, каждый иэ которых представляет собой последовательность прямоугольных широтно-модулированных иьыульсов, С преобразователя 3 сигнал поступает <а умножитель 5 и делитель 6, а затем сигналы с обоих преобразователей поступают на Йазометр 7, по выходному результирующем. си1-Нилу которогэ, пропорциональному оаэноостн фаэ сигналов iTp»oáðeeoâàråëeé 3 и 4, можно судить о кинематичес;сой погрешности изь»е7)немой пг (у"дачи И 1 то f о реэультирующе) о сч1-ча„-я пои -помощи блока ) 0 активных филь 1poâ выделяют сигнал соответствующий высокочас отной составляющей кинематической погрепшости и записывают его на самописце 11.

3 соответствии с описываемым способом необходимо с частотой, удвоенной по отношению к жстоте Высокочастотной составляющей кинематической погрешности, прекращать измерение и наччнать eru с нуля Для этого с умножителя 5 сигнял поступает на делитель 12, выходчой сигнаг которого через тгиггер 13 поступает на ключ 14 и закрывает его, через блок 15 задержки устанавливает делитель 6 в нуль, после того как ключ 14 разорвет цепь умножителя 5 — делитель 6, а затем поступает

:-га первый вход триггера блока 16 задержки и вырабатывает на его вь..ходе разрешающий потенциал, поступающий на первый вход элемента

Я 17, который срабатывает тогда, когда на второй его вход поступит сигнал с преобраэова. теля 4, Выходной сигнал элемента И 17 врез триггер 13 поступает на ключ 14 и открывает его, а через форьирователь 18„формирующий от отрицательного перепада потенциала иа выходе триггера 13 в момент открывания ключа 14

783576 где

p, E

5 короткий импульс, одновременно поступает на вход элемента ИЛИ 19.

Таким образом, осуществляется начало следующего отсчета с нулевой разности фаз между сигналами с преобразователей 3 и 4, Одновременно сигнал с выхода элемента И 17 через блок 20 задержки поступает на второй вход триггера блока 16 задержки и вырабатывает на.его выходе запрещающий потенциал, который устанавливается на первом входе элемента lO ,И 17 после того, как элемент И 17 сработал и от его выходного сигнала открылся ключ 14, Работа узла 21 осуществляется следующим образом.

На делителе 23 (фиг. 2) устанавливается необходимое число делений, которое легко подсчитать, зная цену каждого импульса на выхо-. де умножителя 5 в угловой мере и необходимую величину фазового сдвига по фазометру 22, После этого нажимают кнопку 31 и при помощи о формирователя 30 устанавливают триггер 26 в исходное состояние. Затем нажимают кнопку 25 формирователя 24, предназначенного для выработки команды на осуществление операции сме щения фазы, При этом делитель 23, предназначенный для смещения фазы на необходимую величину, установится в нуль (на чертеже эта связь не показана), на первый вход элемента

И 32 поступит разрешающий потенциал, à на второй его вход — сигнал с выхода делителя 23, после того как начальное звено 1 повернется на угол, соответствующий необходимому сдвигу фазы сигнала момента совмещения фаз. Элемент И 32 сработает, опрокинет триггер.

26, сигнал которого закроет ключ 34 через блок 28 задержки на время, пока от его же сигнала установится в нуль делитель 12 через блок 29, От этого же сигнала триггера 26 установится в исходное состояние формирователь

24 через блок 27 и таким образом снимет разрешающий потенциал со входа элемента И 32 и через элемент ИЛИ 33 триггер 26 установится в исходное состояние, В результате проведенной операции делитель

12 качнет работать — считать с нуля импульсы 4

45 от умножителя 5 через промежуток времени, соответствующий необходимому сдвигу фаз. Результат можно проверить по фазометру 22, Описанную операцию смещения фазы одного из сравниваемых сигналов относительно другого с удвоенной частотой по сравнению с частотой выделяемого сигнала можно представить как прохождение сигнала кинематической погрешности через структурную схему, представленную на фиг, 3, Передаточная функция этой структурной схемы при использовании дискретного преобразования Лапласа имеет вид:

"(c) = -а Р", Т вЂ” период выделяемой высокочастотной составляющей кинематнческой погрешности: — параметры дискретного преобразования Лапласа

Амплитудно-частотная характеристика этай передаточной функции будет равна

/F (jn) / /3 2 /

5F

Иэ графического изображения этой хяракте. рнстикн (фиг. 4) видно, что, с одной стороны, подавляется значительная часть низкочастотной составляющей кинематической погрешности, благодаря чему сравниваемые сигналы можно регистрировать на более чувствительном пределе измерения и одновременно увеличивать их информативность, а с npyloH стороны, максимальная чувствительность при измерении будет на частоте, равной 1 Q 1

Таким образом, описанный способ позволяет повысить чувствительность и информятивност измерения.

Формула изобретения

Способ измерения кннематической погрешности зубчатых II0j_#_IIB÷, заключающийся в том, что углы поворота начального н конечного звеньев переда ы преобразуют в двя сигнала в виде последовательностей прямоугольчых широпы-модулированных импульсов, сравнивают их по фазе, регистрируют сигнал, пропорциональный разности фаз, по которому судят о кикематической погрешности, и из результирующего сигнала вьщеляют путем фильтрации сигнал, соответствующий высокочастотной составляющей кинематической погрешности, о т л и ч а юш и и с я тем, что, с целью повышения чувствительности и информативности измерения, перед сравнением сигналов по фазе периодически смешают фазу сигнала, соответствующего углу поворота начального звена передачи, до совпадения с фазой сигнала, соответствуюшего углу поворота ее конечно=îзвена,,а частоту смещения фаз сигналов выбирают удвоенной по отношению к частоте высокочастотной составляющей кинематической погрешности.

Источники информации, принятые во. внимание при экспертизе

1. "Металлорежущий и контрольно-измерительный инструмент". Сборник НИИМаш, M., 1974, вьш. 11, с. 25 — 29, 2. Авторское свидетельство СССР М 315908, кл. G 01 В 7/30, 1969 (прототип) .

"83576

Составитель Л. Кениг

Техред Ж. Кастелевич

Редактор А. Соловьева

Заказ 8525/41

Тираж 801

ВНИИПИ Государственного комитета СССР ио делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„ д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Корректор М. Коста

Подписное