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便攜式高速小模數弧齒錐齒輪嚙合檢測儀設計

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更新時間：2017-05-08
發布人：guozhong31

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便攜式高速小模數弧齒錐齒輪嚙合檢測儀設計0引言
[河南科技大學2015SRTP項目資助（項目編號2015002）]小模數弧齒錐齒輪由于傳動平穩，承載能力強，被廣泛應用于各種設備的第一級減速，其轉速可以高達1-2萬轉/分鐘。在高轉速下，其嚙合質量直接決定了工作系統的可靠性和壽命。因此，如何全面準確地評價齒輪嚙合質量具有十分重大的意義。
目前小模數弧齒錐齒輪嚙合質量的檢測主要有兩種方式。
一是利用手搖式滾動檢查機，如天津第一機床總廠的Y9520型滾檢機。檢測人員在

齒輪接觸區涂抹著色劑，通過嚙合接觸印痕和千分表，結合個人經驗來判斷其嚙合質量。
二是利用大型滾動檢查機，如美國格里森公司600HTT型檢驗機，四川禧鑫機床廠YBK9580錐齒輪滾檢機等。此類檢查機檢測項目豐富，能夠直觀展現齒輪嚙合質量。
但以上方式均有不足。手搖式滾檢機通過毫米尺來定位安裝，安裝距精度較低；且檢測結果主要憑檢測人員耳聽眼看和個人經驗。檢測結果受各種隨機因素的影響較大，準確性難以保證。
目前自動滾檢機最高轉速不超過4000轉/分鐘，遠未達到實際工況轉速。低轉速下的檢測結果并不嚴謹、準確。如齒輪嚙合時，振動信號的三次諧波隨著轉速的增加呈先升高后降低的趨勢[[[1]朱聯邦，螺旋錐齒輪嚙合檢測分析系統研究[D]，長沙，中南大學，2010]]。
同時，齒輪嚙合質量的現場檢測近年來需求增多，如在設備維修、招標采購、齒輪修復等場合。手搖式滾檢機雖然輕便，但檢測精度不足；而自動滾檢機普遍體積較大、重量較重，只能置于實驗室中。
因此，計劃研制一種檢測高速小模數弧齒錐齒輪嚙合質量的便攜式儀器。其設計體積較小，并廣泛采用鋁合金材質，整機重量控制在20公斤之內，尺寸接近小型手提箱，方便攜帶。
1檢測方法及原理
研究表明[[[2]齒輪手冊編委會，齒輪手冊[M]，北京，機械工業出版社，2001]]：錐齒輪副嚙合的振動、噪聲與錐齒輪的嚙合質量直接相關。若錐齒輪副共軛曲面的壓力角或者螺旋角不相適應，則嚙合頻率的各次諧波都很高。若接觸區過窄，基波的振動與噪聲較高；接觸區過寬，則二次濾波的振動和噪聲是主要的。三次濾波的產生主要與齒面的粗糙度和干涉有關。合格的齒輪嚙合時除一次諧波較高，其他諧波幅值都很低。高精齒輪的第四至六次諧波甚至可能完全消失[[[3]王新晴，齒輪傳動中幾種典型故障的振動
圖譜分析[J]，機械傳動，1999.22]]。
因此，齒輪嚙合的振動和噪聲可以綜合反映齒輪的加工精度是否合格和參數設計是否合理。同時，人機關系如今亦成為評價設備性能好壞的重要指標[[[4]李沛滋，噪聲對健康的危害[J]，噪聲與振動控制，1985.1]]。因而，噪聲、振動本身也成為評價嚙合質量的因素之一。
2硬件的結構設計
2.1 整體設計
底座中間沉底，便于收集潤滑油。
主動箱、從動箱分居于底座兩角，用螺釘固定在底座上。蓋板通過螺釘與兩箱體連接，用來安裝電動機和磁滯制動器，同時提高結構剛度。安裝完成后打定位銷。電機安裝板和制動器安裝板通過螺釘固定于蓋板上。電動機和制動器通過螺釘固定于對應的安裝板上。
電機為無極調速低噪音電機，轉速可達6000轉/分，同步帶輪傳動比為2，故最高...

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