Способ измерения кинематической погрешности зубчатых передач

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветсккнСоциалистическихреспублик и 783576(71) Заявитель Бюро взаимозаменяемости в металлообрабатывающей промышленности(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ КИНЕМАТИЧЕСКОЙ ПОГРЕШНОСТИ ЗУБЧАТЫХ ПЕРЕДАЧ Изобретение относится к измерительной тех. нике в машиностроении, в именно к электрон. ным средствам для измерения кинемвтической .погрешности зубчатых колес и передач.Известен способ измерения кннематической погрешности зубчатых колес и передач, основан.ный на том, что о кинематической погрешности судят по рассоглвсованию сигналов, соответству. ющих углам поворота начального и конечногозвеньев передач 11.Однако известный способ не обеспечивает16 точного измерения высокочастотных состввля. ющнх кинематнческой погрешности,Наиболее близок по технической сущности и достигаемому результату к изобретению спо.15 соб измерения кинвматической погрешности зубчатых передач, заключающийся в том, чт углы поворота начального и конечного звеньев передачи преобразуют в два сигнала в виде последовательностей прямоугольных широтно-мо. дулированных импульсов, сравнивают их по фазе, регистрируют сигнал, пропорциональный раз. ности фаз, по которому судят о кинемвтической ппогрешности, и иэ ревультирующего сигна 2ла вьщеляют путем фильтрации сигнал, соответствующий высокочастотной составляющей кинематической погрешности,;изменяя прн этом полярность одной иэ последоввтелытостей прямо. угольных импульсов, заполняя интервалы между прямоугольными импульсами обеих последомтельностей высокочастотными импульсами, чвс. тогу следования которых выбирают значительно большей частоты следования прямоугольных им. пульсов и верхней частоты полосы ттропусквния регистрирующего .блока, суммируя разнополяр. ные последовательности импульсов ы регистрируя сигналы, пропорцконалытые результатам суммирования Р 1.Недостатком этого способа является ограни. ченная чувствительность и .информативность иэ мерения, вызванная тем, что сравниваемые по фазе сигналы соответствуют всей величине ки. немвтической погрешности.Цель изобретения - повышение чувствителен ности и информативности измерения.Это достигается тем, что перед сравнением сигналов по фазе периодически смещаитт фазу сигнала, соответствующего углу повороте иа783576 Устройство содержит также формирователь18, элемент ИЛИ 19, блок 20 задержки и узел21 смещения фазы.Узел 21 содержит (фиг, 2) фаэометр 22,делител 1 3, формирователь 24 с кнопкой 25,триггер 26, блоки 27, 28, 29 задержки, формирователь ЗО с кнопкой 31, элемент И 32,элемент ИЛИ 33,С блоком 28 задержки связан ключ 34,Устройство может бь.ть снабжено еще однимумножителем 35;изображен пунктиром нафиг. 1), ус.:апоьленным параллельно умножителю5, Си требу тся В случае, когда необходимо ьы.делить пнкличсскую погрешность, на кратнуюи не равную зубцовой, пояьлечие которой может бьггь связанно с кинематической цепью стаи.ка, на котором обрабатывались зубчатые колеса иэмеряемои передачи, В этом случае сигналс умножнтеля 5 на ключ 34 не поступает,Работа устройства.Угль: поворота начзльногс и конечногозвеньев 1 и 2 преобразуют при помощи преобраэоьателей 3 и 4 В дьа электрических сигнзла,ка;кдый иэ котсрых представляет собой последовательность прямоугольных широтно. модули.рованных им 1 ульсоь, С преобразователя 3 сигнал поступает иа умиожитель 5 и делитель 6,а затем сигналы с обоих преобразователей посту.лают на Йазометр 7, по Выходному результирующему си 1 Калу которзгэ, пропорциональномуоазности фзэ сигнзлоь преобразователей 3 и 4,можно судить О кинематической погрешностииз 1;:е";немой 11 ВРдачи ,"41 -;того результирующегосигнала пои помоцп 1 блока 13 активных фильтров Выделяют сигнал соотьетстьуюшщий высо.кочастотной составляющей кинематической погрепшости и записывают его ча самописце 11,3 соответстВии с Описываемым спОсОбОмнеобходимо с частотой, удвоенной по отношению к частоте ысокочастотиой составляющейкинематической погрешности, прекращать измерение и наччнать его с нуля Для этого сумножителя 5 сигнал поступает на делитель 12,ьыходчой сигна 1 которого через тгиггер 13 поступает на ключ 14 и закрывает его, черезблок 15 задержки устанавливает делитель 6В нуль, после того как ключ 14 разорвет цепьумножителя 5 - делитель б, а затем поступаетна первый вход триггера блока 16 задержки иВырабатывает нз его ььходе разрешающий потен.циал, поступающий на первый Вход элементаИ 17, который срабатывает тогпя, когда на Второй его вход поступит сигнал с преобраэователи 4,Виходной сигнал элемента И 17 через григ.гер 13 поступает на ключ 14 и открывает его,а через формирователь 18 формирующий отОтрицательного перепада потенциала иа выходетриггера 13 ь момент открывания ключа 14 фбБлок 10 активных фильтров предназначендля экспресс.анализа гармонического составаюмеряемой кинематической погрешности.Самописец 11 предназначен для регистрациивыходного сигнала блока 10, Делитель 12 пред.4 Я:1 аэначен для выработки на его выходе сериимпульсов, частота которых удвоена по отноп 1 енню к частоте выделяемой Высокочастотной".оставляющей кинематической погрешности. Триггер 13 предназначен для управленияключом 14, установленным в цепи умиоаитель5 - делитель 6. Блок 15 задержки предназначен для установки делителя 6 в нуль,Блок 16 задержки, включенный последова.тельно с триггером (на чертеже не показан),предназначен для управления одним из входовэлемента И 17, второй вход которого связанс преобразователем 4,чального звена передачи, до совпадения с фазой сигнала, соответствующего углу поворотаее конечного звена, а частоту смещения фаэ сигналов Выбирают удвоеннои по отношению к час.тоте высокочастотной составляющей кинематической погрешности.На фиг. 1 изображена блок. схема устройства; на фиг, 2 - блок-схема узла смещенияфазы сигнала, соответствующего углу поворотаначального звена, с частью элементов блок-схемы на фиг, 1; на фиг. 3 - структурная схемаимпульсной системы, в которой осуществляется смещение фазы сигнала, соответствующегсуглу поворота начального звена; на фиг. 4 -амплитудно-частотная характеристика передаточ%ной функции при процессе смещения фазы судвоенной частотой.Начальйое звено 1 измеряемой передачив данном примере выполнения - ведущее колесо с числом зубьев Е 1) и ее конечное эье 2 Оно 2 (в данном примере выполнения - ведо.мое колесо с числом зубьев Е) соосио соединены соответственно с преобразователями 3 и 4углов поворота в последовательность прямоугольных широтно- модулированных импульсоь,Умножитель 5 предназначен для умножениячисла импульсов преобразователя 3 на 2,".1, аделитель б. предназначен для деления числа им.пульсов этого же преобразователя 3 на Е. посредством такого умножения и деления произЗОВодится прираьнивание частоты сигнала преобразователяя 3 к частоте сигнала преобразовате.ля 4,Фазометр 7 предназначен для сравнеьия пофазе Выходных сигналов преобразовате 1 тей 3и 4, Делители 8 и 9 регистров масштаба предназначены для расширения предела измерения фазометра 7 эа счет деления импульсных сигналовпоступающих на вход фаэометра 7,783576 где ЕЬ короткий импульс, одновременно поступает навход элемента ИЛИ 19.Таким образом, осуществляется начало сле.дующего отсчета с нулевой разности фаз междусигналами с преобразователей 3 и 4, Одновременно сигнал с выхода элемента И 17 черезблок 20 задержки поступает на второй входтриггера блока 16 задержки и вырабатываетна.его выходе запрещающий потенциал, кото.рый устанавливается на первом входе элемента ФО,И 17 после того, как элемент И 17 сработали от его выходного сигнала открылся ключ 14,Работа узла 21 осуществляется следующимобразом,На делителе 23 (фиг. 2) устанавливается 1 знеобходимое число делений, которое легко под.считать, зная цену кажпого 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 10формирователя 30 устанавливают триггер 26 висходное состояние, Затем нажимают кнопку 25формирователя 24, предназначенного для выра.ботки команды на осуществление операции смещения фазы, При этом делитель 23, предназна.ченный для смещения фазы на необходимуювеличину, установится в нуль (на чертеже этасвязь не показана), на первый вход элементаИ 32 поступит разрешакиций потенциал, а на вто.рой его вход - сигнал с выхода делителя 23, Зпосле того как начальное звено 1 повернетсяна угол, соответствующий необходимому сдвигу фазы сигнала момента совмещения фаз.Элемент И 32 сработает, опрокинет триггер.26, сигнал которого закроет ключ 34 черезблок 28 задержки на время, пока от его жесигнала установится в нуль делитель 12 черезблок 29, От этого же сигнала триггера 26 ус.тановится в исходное состояние формирователь24 через блок 27 и таким образом снимет раэ.решающий потенциал со входа элемента И 32и через элемент ИЛИ 33 триггер 26 установится в исходное состояние,В результате проведенной операции делитель12 начнет работать - считать с нуля импульсы 445от умножителя 5 через промежуток времени,соответствующий необходимому сдвигу фаз. Ре.зультат можно проверить по фазометру 22,Описанную операцию смещения фазы одногоиз сравниваемых сигналов относительно другогос удвоенной частотой по сравнению с частотойвыделяемого сигнала можно представить какпрохождение сигнала кинематической погрешности через структурную схему, представленнуюна фиг, 3,Передаточная функция этой структурной схе.мы при использовании дискретного преобразо.вания Лапласа имеет вид:" (р) =1 - а Р",Т - период выделяемой высокочастотной составляющей кинематнчес.кой погрешности;- параметры дискретного преобразования Лапласа Амплитудно-частотная характеристика этай передаточной функции будет равнаР (1 а)=Иф 0 яИэ графического изображения этой хяракте рнстикп (фиг, 4) видно, что, с одной стороны, подавляется значительная часть низкочастотной составляющей кинематической погрешности, бла. годаря чему сравниваемые сигналы можно ре гистрнровать на более чувствительном пределе измерения и одновременно увеличивать их нн. формативность, а с другой стороны, максимальная чувствительность при измерении будет на частоте, равной 1/Чф Таким образом, описанньй способ позволяетповысить чувствительность и информятивностизмерения,Формула изобретения Способ измерения кннематической погрешности зубчатых пер.ач заключающийся в том,что углы поворота начального и конечногозвеньев переданы преобразуют в два сигналав виде последовательностей прямоугольчых широтнамодулированных импульсов, сравниваютих по фазе, регистрируют сигнал, пропорциональный разности фаз, по которому судят о кике.матической погрешности, и из результирующегосигнала выделяют путем фильтрации сигнал, соответствующий высокочастотной составляющейкинематической погрешности, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения чувствительности и информативности измерения, пе.ред сравнением сигналов по фазе периодическисмешают фазу сигнала, соответствующего углуповорота начального звена передачи, до совпадения с фазой сигнала, соответствующего углуповорота ее конечного звена, а частоту смещения фаз сигналов выбирают удвоенной по отношению к частоте высокочастотной составляющейкинематической погрешности,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. "Металлорежущий и контрольно измерительный инструмент", Сборник НИИМаш, М.,1974, вьщ. 11, с. 25-29,2. Авторское свидетельство СССР Мф 315908,кл, б 01 В 7/30, 1969 (прототип) .783576 орректор М, Коста аказ 8525/4 Тираж 801ВНИИПИ Государственного комитета СССРно делам изобретений и открытий13035, Москва, Ж 35 Раушская наб д. 4/5 Подписное роектная, 4 ПП "Патент", г. Ужго Редактор А, Соловьева Составитель Л. КенигТехред Ж, Кастелев