Устройство для контроля кинематической погрешности зубчатых передач

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ КИНЕМАТИЧЕСКОЙ ПОГРЕШНОСТИ ЗУБЧАТЫХ ПЕРЕДАЧ, содержащее датчики угла поворота ведущего и ведомого звеньев механизма, подключенные к их выходам блок измерения кинематической погрешности и блок синхронизации, блок установки коэффициентов преобразования частоты следования импульсов с датчиков угла поворота, подключенный к входу блока синхронизации, сумматор, один из входов которого подсоединен к выходу блока измерения кинематичЬской погрешности, синхронный накопитель , вход которого соединен с выходом сумматора, блок управления, соединенный с синхронным накопителем, блок задания программы работ блока управления, подключенный к входу блока управления, два блока буферной памяти , информационные входы каждого из которых соединены с выходом синхронного накопителя, a входы управления связаны с блоком управления, анализатор спектра, соединенный с сыходом блока управления, выходы блоков буферной памяти через коммутатор соединены с входом анализатора спектра, цифроаналоговые преобразователи, входы которых соединены с выходами блоков буферной памяти, a выходы через перенастраиваемые фильтры нижних частот , связанные с блоком управления, подключены к входам сумматора, отличающееся тем, что, с целью повьшения точности контроля за счет получения оценок погрешностей (Л отдельных звеньев передачи и их спектров , оно снабжено третьим и четвертым блоками буферной памяти, информационные входы каждого из которых соединены с синхронным накопителем, a входы управления - с блоком управления, двумя блоками модуляции фазы, входы которых соединены соответственно с выходами третьего и четвертого блоков Од буферной памяти и блока синхронизации, СО a выходы соединены с входами блока о в синхронизации, двумя блоками преобразования частоты, вход каждого из которых соединен с выходом блока синхронизации , соединенного с входом блока модуляции фазы, a один из входов блоков модуляции фазы соединен с выходом блока преобразования частоты

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

ООЦ

РЕСПУБЛИК

ИЮ 00

Зц11 G 01 В 7/28

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬГГИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3594437/25-28 (22) 23.05.83 (46) 30.09.84. Бюл. № 36 (72) В.Г.Василенко, В.Ф.Вербицкий и В.И.Микулович (71) Белорусский ордена Трудового

Красного Знамени государственный университет им.В.И.Ленина (53) 531.717.2:621.833(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 932215, кл. G 01 В 7/28, 1982.

2. Авторское свидетельство СССР № 998852, кл. G 01 В 7/28, 1983 (прототип). (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ

КИНЕМАТИЧЕСКОЙ ПОГРЕШНОСТИ ЗУБЧАТЫХ

ПЕРЕДАЧ, содержащее датчики угла поворота ведущего и ведомого звеньев механизма, подключенные к их выходам блок измерения кинематической погрешности и блок синхронизации, блок установки коэффициентов преобразования частоты следования импульсов с датчиков угла поворота, подключенный к входу блока синхронизации, сумматор, один из входов которого подсоединен к выходу блока измерения кинематичес. кой погрешности, синхронный накопитель, вход которого соединен с выходом сумматора, блок управления, соединенный с синхронным накопителем, блок задания программы работ блока управления, подключенный к входу блока управления, два блока буферной памяти, информационные входы каждого из которых соединены с выходом синхронного накопителя, а входы управления связаны с блоком управления, анализатор спектра, соединенный с гыхо" дом блока управления, выходы блоков буферной памяти через коммутатор соединены с входом анализатора спектра, цифроаналоговые преобразователи, входы которых соединены с выходами бло" ков буферной памяти, а выходы через перенастраиваемые фильтры нижних частот, связанные с блоком управления, подключены к входам сумматора, о т— л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности контроля за Я счет получения оценок погрешностей отдельных звеньев передачи и их спектров, оно снабжено третьим и четвертым блоками буферной памяти, информационные входы каждого из которых соедине- O

С ны с синхронным накопителем, а входы управления — с блоком управления, двумя блоками модуляции фазы, входы которых соединены соответственно с выходами третьего и четвертого блоков .буферной памяти и блока синхронизации, а выходы соединены с входами блока синхронизации, двумя блоками преобразования частоты, вход каждого из которых соединен с выходом блока синхронизации, соединенного с входом блока модуляции фазы, а один из входов блоков модуляции фазы соединен с а выходом блока преобразования частоты

1116306

Изобретение относится к машиностроению, а именно к средствам контроля зубчатых колес.

Известно устройство для контроля кинематической погрешности зубчатых передач, содержащее датчики углов поворота, устанавливаемые на ведущем и ведомом звеньях исследуемого механизма, связанные со схемой измерения кинематической погрешности, синхронный накопитель, связанный со схемой контроля, выход которого соединен с входом блока гармонического анализа, блок управления, связанный с датчиком начального звена, синхронным накопителем и блоком гармонического анализа, а также кодирующие переключатели, связанные с блоком управления

1О

Недостатком этого устройства явля- 20 ется то, что при параллельном выделении отдельных периодических составляющих кинематической погрешности существенно возрастают аппаратурные затраты, а при последовательном ана25 лизе возрастает время, необходимое на выделение отдельных составляющих кинематической погрешности.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устрой в щО ство для контроля кинематической погрешности зубчатых передач, с11держащее датчики угла поворота ведущего и ведомого звеньев механизма, подключенные к ик выходам блок измерения кинематической погрешности и блок

35 вания импульсов с датчиков угла поворота, подключенный к входу блока син-40 хрониэации, сумматор, один из входов которого подсоединен к выходу бпока измерения кинематической погрешности, синхронньи1 накопитель, вход которого соединен с выходом сумматора, блок

45 управления, сосдиненныи с синхронным накопителем, блок задания программы работ блока управления, подключенный к входу блока управления, два блока буферной памяти, информационные входы

50 каждого из которых соединены с выходом синхронного накопителя, а входы управления связаны с блоком управления, анализатор спектра, соединенный с выходом блока управления, выходы блоков буферной памяти через коммута55 тор соединены с входом анализатора спектра, цифроаналоговые преобразователи, входы кс т(рых соединены с выхосинхронизации, блок установки коэффи„,циентов преобразования частоты следодами блоков буферной памяти, а выходы через перенастраиваемые фильтры нижних частот, связанные с блоком управления, подключены к входам сумматора С2 1.

Недостатком указанного устройства является то, что при преобразовании частоты следования импульсов с датчиков в соответствии с номинальными передаточными отношениями отдельных ступеней передачи не учитываются мгновенные значения передаточных отношений, отличающиеся от номинальных из-за погрешностей отдельных звеньев кинематической цепи исследуемой передачи. В результате преобразования интервалов следования импульсов последние в полученной последовательности следуют не через постоянные значения угла поворота соответствующего звена, а отклоняются от них на величины, пропорциональные кинематической погрешности участка цели передачи, являющегося ведущим для звена, периодическую "оставляющую с периодом вращения которого выделяют. Это ведет к тому, что при получении оценок погрешностей отдельных звеньев передачи не учитываются гармоники, появление которых вызвано модуляцией фазы этих погрешностей дополнительной неравномерностью вращения из-за погрешности участка цепи передачи, служащего приводом для выбра нного звена. В результате снижается точность получения оценок погрешностей отдельных звеньев передачи и их спектров.

Цель изобретения — повышение точности контроля за счет получения оценок погрешностей отдельных звеньев передачи и их спектров.

Цель достигается тем, что устройство для контроля кинематической по грешности зубчатых передач, содержащее датчики угла поворота недуисего и ведомогб звеньев механизма, подключенные к их выходам блок измс рения кинематической погрешности и блок синхронизации, блок установки коэффициентов преобразования частоты следования импульсов с датчикон угг(а llово рота, подключенный к входу б.1ока синхронизации, сумматор, олин из нхолон которого подсоединен к выход б:1оха измерения кинематической погр(и(ис>с тп, СИНХРОННЫЙ НаКОПИтЕЛЬ, НХОЛ К(тппо1.(> соединен с выходом сумматора, б>1(к управления, соединенный с си>(хр(11(п,l" I

3 1116 накопителем, блок задания программы работ блока управления, подключенный к входу блока управления, два блока буферной памяти, информационные входы каждого из которых соединены с выхоS дом синхронного накопителя, а входы управления связаны с блоком управления, анализатор спектра, соединенный с выходом блока управления, выходы блоков буферной памяти через коммута- 10 тор соединены с входом анализатора спектра, цифроаналоговые преобразователи, входы которых соединены с выходами блоков буферной памяти, а выходы через перенастраиваемые фильтры нижних частот, связанные с блоком управления, подключены к входам сумматора, снабжено третьим и четвертым блоками буферной памяти, информационные входы каждого из которых соедине- 2р ны с синхронным накопителем, а входы управления — с блоком управления, двумя блоками модуляции фазы, входы которых соединены соответственно с выходами третьего и четвертого блоков буферной памяти и блока синхронизации, а выходы соединены с входами блока синхронизации, двумя блоками преобра— зования частоты, вход каждого из которых соединен с выходом блока синхронизации, соединенного с входом блока модуляции фазы, а один из входов блоков модуляции фазы соединен с выходом блока преобразования частоты.

На чертеже изображена структурная

35 схема устройства для контроля кинематической погрешности передач.

Устройство включает в себя датчики

1 и 2 угла поворота ведущего и ведомого звеньев механизма 3, подключен- 40 ные к их выходам блок 4 измерения кинематической погрешности и блок 5 синхронизации, блок 6 установки коэф фициентов преобразования частоты сле-, дования импульсов о датчиков угла 45 поворота, подключенный к входу блока

5 синхронизации, сумматор 7, один из входов которого подсоединен к выходу блока 4 измерения кинематической погрешности, синхронный накопитель 5О

8, вход которого соединен с выходом сумматора 7, блок 9 управления, соединенный с синхронным накопителем 8 и блоком 5 синхронизации; блок 10 задания программы работ блока 9 управ- 55 ления, подключенный к входу блока 9 управления, два блока 11 и 12 буферной памяти, информационные входы

306 4 каждого из которых соединены с выходом синхронного накопителя 8, а " входы управления связаны с блоком 9 управления, анализатор 13 спектра, соединенный с выходом блока 9 управления, выходы блоков 11 и 12 буферной памяти через коммутатор 14 соединены с входом анализатора 13 спектра, цифроаналоговые преобразователи 15 и 16, входы которых соединены с выходами блоков 11 и 12 буферной памяти, а выходы через перенастраиваемые фильтры 17 и 18 нижних частот, связанные с блоком 9 управления, подключены к входам сумматора 7. Кроме того, устройство включает в себя третий и четвертый блоки 19 и 20 буферной памяти, информационные входы каждого из которых соединены с синхронным.накопителем 8, а входы управления — с блоком 9 управления, два блока 21 и

22 модуляции фазы, входы которых соединены соответственно с выходами третьего и четвертого блоков 19 и 20 буферной памяти и блока 5 синхронизации, а выходы соединены с входами блоков 23» и 24 преобразования частоты, вход каждого из которых соединен с выходом блока 5 синхронизации, соединенного с входом блока 22 модуляции фазы, а один из входов блоков 21 и 22 модуляции фазы соединен соответственно с выходом блоков 23 и 24 преобразования частоты.

- Устройство работает следующим образом.

Предварительно в блоке 6 устанавливают коэффициенты преобразования интервалов следования импульсов блоком 5 синхронизации, соответствующие отношению номинальных скоростей вращения отдельных звеньев исследуемого механизма 3. В блок 10 задания программы работы блока 9 управления вво- . дится информация о последовательности выделения периодических составляющих кинематической погрешности. После включения устройства осуществляется цикл установки его в исходное состояние по командам блока 9 управления. При этом осуществляется обнуление блоков 11, 12, 19 и 20 буферной памяти, подготовка к работе синхронного накопителя 8 и анализатора 13 спектра, выбор канала синхронизации блока 5 синхронизации.

После выработки блоком 9 управления сигнала о готовности к работе устройства переводится в рабо чее состояние.

1116306

При этом блок 5 синхронизации формирует сигнал с выхода датчиков 1 или

2 угла поворота в импульсные последовательности, интервалы следования которых соответствуют фиксированному значению угла поворота соответствующего звена, а также в импульсные последовательности, в которых импульсы следуют через оборот соответствующего звена, которые по команде блока 9 в соответствии с программой работы, задаваемой блоком 10 задания програм" мы работ, передает через блок 6 в синхронный накопитель 8. Блок 4 измерения кинематической погрешности по 15 сигйалам с выходов датчиков 2 и 1 формирует сигнал о кинематической погрешности исследуемого механизма

3 который через сумматор 7 поступает на вход синхронного накопителя 8. 20

На другие входы сумматора на первом этапе работы устройства с выходов перестраиваемых фильтров 17 и 18 нижних частот поступают нулевые напряжения, преобразованные в аналого- 25 вое напряжение цифроаналоговыми преобразователями 15 и 16, из нулевых кодов, поступающих с блоков 11 и 12 буферной памяти.

Синхронный накопитель 8 по коман- gp дам блока 9 управления в соответствии с программой работы, задаваемой блоком 10 задания программы работы, осуществляет синхронное накопление периодической составляющей с периодом вращения начального или конечного звеньев механизма 3 из сигнала с выхода сумматора 7, для чего использует соответствующие импульсные последовательности с выхода блока 5 синх- 4р рониэации, поступающие.в него через блок 9 управления. Результат синхронного накопления по команде блока 9 управления в соответствии с заданной блоком 10 программой делится на чис- 45 ло циклов накопления за период накопления, кратный периоду сигнала с выхода сумматора 7, а результат переписывается в блок 11 буферной памяти.

Затем результат накопления делится на число, равное числу оборотов ведо" мого звена механизма 3 за тот же период накопления, а результат переписывается в блок 19 буферной памяти.

Запись осуществляется по командам блока 9 управления. После этого в соответствии с программой работы уст. ройство переходит к выделению следующей периодической составляющей из сигнала с выхода сумматора 7, При этом импульсные последовательности, служащие для выделения ранее полученной периодической составляющей, используются для воспроизведения по командам блока 9 управления результатов, хранящихся в блоках 11 и 19 буферной памяти. Импульсные последовательности, интервал следования импульсов которых равен фиксированному углу поворота звена, периодическая составляющая с периодом вращения которого выделялась ранее, с выхода блока 5 синхронизации по команде блока 9 управления начинают поступать на входы блока 21 модуляции фазы и вход блока 23 преобразования частоты.

При этом коды из блока 11 буферной памяти поступают на входы цифроаналогового преобразователя 15 и преобразуются в электрический сигнал. Сигнал с выхода цифроаналогового преобразователя поступает на вход перестраиваемого фильтра 17 нижних частот, с выхода которого отфильтрованный сигнал поступает на один из входов сумматора 7, где он вычитается из сигнала с выхода блока 4 измерения кинематической погрешности. Перестраиваемый фильтр нижних частот служит для подавления шумов квантования сигнала с выхода цифроаналогового преобразователя. Частота среза его, пропорциональная частотс вращения соответствующего звена механизма, задается блоком 9 управления.

Блок 23 преобразования частоты умножает частоту следования импульсов, поступающих на его вход, на величину, равную ь 8с

< po где а — интервал следования импульсов синхронизации в единицах угла поворота;

Аф — величина младшего разряда информации, хранящейся в блоках 19 и 20, в единицах угла поворота.

Блок 21 модуляции фазы осуществляет задержку импульсов импульсной последовательности, поступающей на его вход и служащей для вызова из блока 19 буферной памяти хранящейся в ней информации по командам блока

9 управления, на число импульсов, по7 .1116306 ступающих на него с выхода блока 23 н преобразования частоты, равное л з е= 2 a R (2) и ее выделялась периодическая составяющая, и взаимодействующим с ним веном. Иэ преобразованных импульсных оследовательностей блок 5 синхронизации дополнительно формирует импульсную последовательность с периодом следования импульсов, равным обороту звена, для которого осуществляется выделение очередной периодической составляющей. Полученные после модуляции фазы импульсные последовательности используются в соответствии с заданной программой работы для выделения очередной периодической составляющей. Период, в течение которого осуществляется синхронное накопление, в данном случае кратен, как отмечалось выше, периоду сигнала с выхода сумматора 7. Цикл работы устройства аналогичен указанному. При этом в работе используются блоки 12, преобразователь 16 и фильтр 18, а также 20, 22 и 24.

Анализатор 13 спектра по командам блока 9 управления осуществляет спектральный анализ данных, поступающих в него с блоков 1 1 и 12 буферной памяти через коммутатор 14, управляющий блоком 9 управления. После окончания цикла работы анализатор 13 спектра выдает в блок 9 управления сигнал о готовности к обработке следующей периодической составляющей.

Использование изобретения позволяет повысить точность контроля эа счет получения оценки погрешностей отдельных звеньев передачи и их спектров.

5 где 14р — число импульсов, на которое осуществляется задержка, К вЂ” максимальная разрядность слов, хранящихся в блоках

19 и 20 и поступающих íà 1О входы блоков 21 и 22 с учетом знакового разряда", r

Р— код, соответствующий очередному значению периодической составляющей, извле- 1 ченной из блока 19 буферной памяти, "+" соответствует выделению периодических составляющих, начиная с составляющей с периодом вращения начального звена механизма, соответствует выделению периодической составляющей, начиная с периодической составляющей с периодом вращения конечного звена. 25

Знак суммирования в соответствии с выражением (2) задается программой работы и изменяется при извлечении информации из буферной памяти по командам из .блока 9 управления, 30

Далее задержанные импульсные последовательности с выхода блока 21 модуляции фазы поступают на вход блока 5 синхронизации, где интервал их следования преобразуется в соответствии с номинальным передаточным отношением между звеном, для которого раВНИИ ПИ Заказ 6916/32

Тираж 586 Подписное

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