Устройство для анализа кинематической погрешности зубчатых передач

 

Изобретение относится к машиностроению , а именно к средствам для контроля кинематической погрешности зубчатых передач . Цель изобретения - повышение точности выделения периодических составляюших кинематической погрешности за счет подавления ошибок квантования углов поворота начального и конечного звеньев зубчатого механизма при синхронном накоплении . Это достигается за счет введения в устройство двух модуляторов фазы, связанных с датчиками угла поворота начального и конечного звеньев, генератора сигналов и преобразователя уровня напряжений. Таким образом осушествляется дополнительная модуляция фазы импульсных последовательностей с выходов датчиков начального и конечного звеньев контролируемой передачи. Претерпевшие модуляцию импульсные последовательности, используются для получения сигнала о кинематической погрешности контролируемой зубчатой передачи или редуктора. I з.п. ф-лы, 4 ил. 3 (Л to ND СО 4 СЛ

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„.,Я0„„1227945 (5!)4 Ci01 В728

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

- К.1

«»»»

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3767664/25-28 (22) 18.07.84 (46) 30.04.86. Бюл. № 16 (71) Белорусский ордена Трудового Красного Знамени государственный, университет им. В. И. Ленина (72) В. Г. Василенко, В. Ф. Вербицкий и B. И. Микулович (53) 531.7! 7.2:621.883 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 932215, кл. G О! В 7/28, !982. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АНАЛИЗА КИНЕМАТИЧЕСКОЙ ПОГРЕШ НОСТИ ЗУБЧАТЫХ ПЕРЕДАЧ (57) Изобретение относится к машиностроению, а именно к средствам для контроля кинематичсской погрешности зубчатых передач. Цель изобретения — повышение точности выделения периодических составляющих кинематической погрешности за счет lloдавления ошибок квантования углов поворота начального и конечного звеньев зубчатого механизма при синхронном накоплении. Это достигается за счет введения в устройство двух модуляторов фазы, связанных с датчиками угла поворота начального и конечного звеньев, генератора сигналов и преобразователя уровня напряжений.

Таким образом осуществляется дополнительная модуляция фазы импульсных последовательностей с выходов датчиков начального и конечного звеньев контролируемой передачи. Претерпевшие модуляцию импульсные последовательности, используются для получения сигнала о кинематической погрешности контролируемой зубчатой передачи или редуктора. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

1227945

Изобретение относится к машиностроению, а именно к средствам для контроля кинематической погрешности зубчатых передач.

Цель изобретения — повышение точности выделения периодических составляющих кинематической погрешности за счет подавления ошибок квантования углов поворота начального и конечного звеньев зубчатого механизма при синхронном накоплении.

На фиг. 1 изображена блок-схема устройства для анализа кинематической погрешности зубчатых передач; на фиг. 2 — блоксхема модулятора фазы; на фиг. 3 — функциональная схема блока синхронного накопления; на фиг. 4 — функциональная схема блока управления.

Устройство включает в себя датчики 1 и 2 углов поворота начального и конечного звеньев контролируемой передачи 3 (фиг. ), блок 4 измерения кинематической погрешности, блок 5 синхронного накопления, первый вход которого связан с выходом блока 4 измерения кинематической погрешности, анализатор 6, первым входом соединенный с выходом блока 5 синхронного накопления, блок 7 управления, первым и вторым входами связанный первыми входами блока 5 синхронного накопления и анализатора 6 соответственно, а первым и вторым выходами соединенный с вторыми входами блока 5 синхронного накопления и анализатора 6 соответственно, третий вход соединен с выходом датчиком 1 начального звена, два модулятора 8 и 9 фазы, первые входы каждого из которых соединены с выходами датчиков 1 и 2 начального и конечного звеньев, выходы их связаны соответственно с первым и вторым входами, блока 4 измерения кинематической погрешности, генератор 10 сигналов, выход которого подключен к второму входу первого модулятора 8 фазы, преобразователь 11 уровня напряжений, через который выход генератора 10 сигналов подключен к второму входу второго модулятора 9 фазы.

Каждый из модуляторов 8 (или 9) фазы выполнен в виде фазового детектора 12 (фиг. 2), первый вход которого является первым входом модулятора 8 (или 9) фазы, сумматора 13 напряжений, первый вход которого соединен с выходом фазового детектора !2, второй вход является вторым входом модулятора 8 (или 9) фазы, генератора 14 управляемого напряжения, вход которого соединен с выходом сумматора 13 напри>кений, выход подключен к второму входу фазового детектора 12 и является выходом модулятора 8 (или 9) фазы. Кроме того, блок 5 синхронного накопления включает в себя сумматор 15 (фиг. 3), первый вход которого является первым входом блока 5 синхронного накопления, буферный регистр 16, первый вход которого соединен

5 !

О

Зо

55 с выходом сумматора 15, второй и третий входы являются вторым входом блока 5 синхронного накопления, блок 17 памяти, первым входом подключенный к выходу буферного регистра 16, счетчик 18 адреса, первым и вторым входами соединенный с вторым входом блока 5 cH0xpoH IOI накопления, а выход его соединен с вторым входом блока 17 памяти и является первым выходом блока 5 синхронного накопления, формирователь 19 сигналов, выходом соединенный с третьим входом блока 17 памяти, а первым и вторым входами — с вторым входом блока 5 синхронного накопления, выход блока 17 памяти соединен с вторым входом сумматора 15 и является вторым выходом блока 5 синхронного накопления.

Блок 7 управления включает в себя преобразователь 20 частоты следования импульсов (фиг. 4), первый вход которого является третьим входом блока 7 управления, выход является первым и вторым выходами блока 7 управления, блок 2! переключателей установки коэффициентов преобразования соединен с вторым входом преобразователя 20 частоты следования импульсов, кнопку 22 «Пуск», формирователь 23 одиночного импульса, первым входом связанный с выходом кнопки 22 «Пуск», второй вход является вгорым входом блока 7 управления, а выход соединен с первым выходом блока 7 управления, счетчик 24 числа накоплений, первый вход которого является первым входом блока 7 управления, второй вход подключен к выходу кнопки 22 «Пуск», перекл|очатель 25 установки числа накоплений, соединенный с третьим входом счетчика

24 числа накоплений. Кроме того, в блок 7 управления входят первый триггер 26, первым входом связанный с выходом кнопки

22 «Г!уск», вторым входом — с выходом счетчика 24 числа накоплений, выходом — с первым выходом блока 7 управления, второй триггер 27, первым входом соединенный с кнопкой 22 «Пуск», вторым входом — — с первым входом блока 7 управления, а выход подключен к первому выходу блока 7 управления.

Устройство работает следующим образом.

Предварительно с помощью блока 21 переключателей устанавливают коэффициент преобразования интервалов следования импульсов и количество циклов накопления, осуществляемых блоком 5 синхронного накопления.

Коэффициент преобразования интервалов следования импульсов с датчика 1 преобразователем 20 выбирают, например, равным отношению количества оборотов, совершаемых ведущим звеном передачи 3 к количеству оборотов, совершаемых отдельным зве ном передачи за период кинематической погрешности.

1227945 ггг=>г.;/г+1, Количество циклов накопления т, осуществляемых блоком 5 синхронного накопления, устанавлив" åòñÿ на переключателе 25 установки числа накоплений, исходя из условия где п; — — количество оборотов, совершаемых отдельным звеном передачи за период функции кинематической 110греш ности;

k — выбирается по зависимости

М(- 4иь где М вЂ” требуемый коэффициент подавления ошибок квантования углов поворота.

При работе устройства сигнал с выхода генератора 10 сигнала (в качестве которого может быть использован серийно выпускаемый прибор Г2-47) поступает на второй вход модуляторов 8 и 9 фазы через преобразователь 1! уровня напряжения. На первые входы модуляторов 8 и 9 фазы Iloступают импульсы с выходов датчиков 1 и 2 начального и конечного звеньев, выдающих импульсы через фиксированные углы их поворота. Поступление на первый вход сумматора !3 персмснног0 напряжения приводит к тому, что фаза сигнала на выходе генератора 14 управляемого напряжением претерпевает дополнительное изменение, пропорциональное управляющему напряжению.

Использование в качестве фазового детектора 12 реверсивного счетчика с подклю ченным к его выходу цифро-аналоговым преобразователем позволяет получить линейную характеристику фазового детектора 12 B интервале, значительно большем 2я, где 2л-интервал следования импульсов на первом входе фазового детектора 12. В результате фаза импульсных последовательностей с выходов модуляторов 8 и 9 фазы эквивалента равномерному по уровню квантованию углов поворота датчиков 1 и 2 начального и конечного звеньев. Импульсные последовательности с выходов модуляторов 8 и 9 фазы поступают на входы схемы 4 измерения кинематической погрешности.

Блок 5 синхронного накопления выделяет из сигнала. поступающего с выхода схемы 4 измерения кинематической погрешности, периодическую составляющую, гармонические слагаемые которой кратны частоте вращения вьгбранного звена.

Работа блока 5 синхронного накопителя осуществляется следующим образом.

При нажатии кнопки 22 «Пуск» осуществляется установка устройства в исходное состояние. Триггер 26 (фиг. 4) устанавливается в единичное состояние, при котором сигнал с его выхода, поступая на первый вход формирователя 19 сигналов, переводит последний в режим записи информации в блок 17 памяти. Кроме того, сиг10

55 нал с кнопки 22 «Пуск» поступает на второй вход счетчика 24 числа накоплений и переписывает в него число, установленное в переключателе 25. Формирователь 23 единичного импульса при этом формирует сигнал, устанавливающий счетчик 18 адреса в нулевое состояние.

В момент поступления каждого импульса с выхода преобразователя 20 частоты на второй вход буферного регистра 16 в регистр переписывается информация с выхода сумматора 15, осуществляющего суммирование текущего значения информации, считываемой со схемы 4 измерения кинематической погрешности, хранящейся в соответствующей ячейке блока 17 памяти. Одновременно с этим запускается формирователь

19 сигналов, который в момент записи информации в буферный регистр 16 обеспечивает считывание сигнала из блока 17 памяти, а затем формирует сигналы записи информации. полученной с выхода буферного регистра 16. При этом параметры сигналов, формируемых формирователем 19 сигналов, определяются типом запоминающих элементов, используемых в блоке 17 памяти. Так, например, при использовании микросхем

565РУ2Л, отпадает необходимость формирования каких-либо сигналов для считывания информации из памяти, а для формировагшя сигнала записи можно использовать микросхему 155ЛГЗ, содержащую два одновибратора в одном корпусе.

По окончании. импульса, поступающего с преобразователя 20, переключается счетчик !

8 адреса, и его содержимое увеличивается на единицу. При этом модуль счетчика, т. е. количество возможных его состояний, равен количеству импульсов, поступающих с выхода преобразователя 20, за один оборот отдельного звена контролируемой переда .и 3, а также количеству ячеек блока 17 памяти.

Следовательно, при работе устройства после каждого оборота отдельного звена контролируемой передачи происходит переполнение счетчика 18 адреса, что служит информацией о завершении очередного цикла накопления. Сигнал переполнения счетчика 18 поступает на вычитающий вход счетчика 24 числа накоплений (в качестве которого могут быть использованы двоичнодесятичные реверсивные счетчики типа ! 55ИЕ6) и используется для подсчета количества циклов накоплений, осуществленных блоком 5 синхронного накопления.

При числе накоплений, равном числу, установленному в переключателе 25, содержимое счетчика становится равным нулю, и он вырабатывает импульс, переключающий первым триггер 26 в нулевое состояние, а также информиругоп,ий анализатор 6 о6 окончании накопления и готовности к передаче информации блоком 5 синхронного на!

227945 копления в анализатор 6 для последуктщего анализа.

Второй триггер 27 служит для предварительного «обнуления» блока 17 памяти.

:-)то осуществляется следую щи м образом.

В момент нажатия кнопка 22 «Пуск» второй триггер 27 переключается в единичное состояние и посылает на буферный регистр

16 сигнал, устанавливающий последний в нулевое значение. По окончании первого цик;а накопления сигналом с выхода счетчика 18 адреса второй триггер 27 переключается в нулевое состояние и разрешает запись информации в буферный регистр 16.

Следовательно, в процессе нулевого цикла накопления содержимое блока 17 памяти становится равным нулю.

После окончания накопления полученный результат из блока 17 памяти передается в анализатор 6, который определяет параметры гармонических слагаемых выделенной периодической составляющей кинематической погрешности. При этом качестве анализатора 6 целесообразно использовать универсальную микро- или мини-ЭВМ с соответствующими переферийными устройствами н каналами сопряжения с внешними устройствами.

Передача информации анализатору 6 осуществляется следующим образом.

Сигнал с выхода счетчика 24 числа накоплеHHH информирует анализатор 6 об окончании процесса накопления. После этого анализатор 6 выдает сигнал о готовности принятия информации, который, поступая на формирователь 23 одиночного импульса, устанавливает счетчик 18 адреса в нулевое состояние

it поочередно считывает информацию со всех ячеек блока 17 памяти, используя при этом синхроимпульсы, поступающие с преобразователя 20 частоты. При этом, первый триггер

26 находится в нулевом состоянии и запрещает формирование сигналов записи в блок

17 памяти формирователем 9 сигналов.

Таким образом, при анализе кинематической погрешности осуществляется дополнительная модуляция фазы импульсных последовательностей с выходов датчиков 1 и 2 начального и конечного звеньев. Претерпевшие модуляцию импульсные последовательности используются для получения сигнала о кинематической погрешности исследуемого механизма.

Использование изобретения позволяет повысить точность получения оценок периодических составляющих кинематической погрешности без увеличения числа импульсов на обОрот датчика.

Формула изобретения

1. Устройство для анализа кинемати-!

О ческой погрешности зубчатых передач, co,zepwatttee датчики углов поворота начального и конечного звеньев исследуемой передачи, блок измерения кинематической погрешности, блок синхронного накопления, первый вход ко" îðîãî связан с выходом блока измерения кинематической погрешности, анализатор, первым входоM соединенный с выходом блока синхронного накопления, блок управления, первыми и вторыми входами связанный с первыми входами блока синхрОн2р ного накопления и анализатора соответственно, а первыми и вторыми выходами соединенный с вторыми входами блока синхргнгного накопления и анализатора соответственно, третий вход соединен с выходом датчика начального звена, отлгсчагощееся тем, что, с целью повышения точности выделения периодических составляющих кинематической погрешности, оно снабжено двумя модуляторами фазы, первые входы каждого из которых соединены с выхо,1ами датчиков зо начального и конечного звеньев, выходы их связаны с соответственно первым и вторым входами блока измерения кинематической погреш ности, генератором си гналов, выход которого подключен к второму входу первого модулятора фазы, преобразователем уровня напряжений, через который выход генератора сигналов подключен к второму входу второго модулятора фазы.

2. Устройство по г. 1, отличагош,.еесл тем, ЧTО каждый из модуляторов фазы выгголнен в виде фазового детектора, первый вход которого является первым входом модулятора фазы. сумматора напряжений, первый вход которого соединен с выходом фазового детектора, второй вход является вторым входом модулятора фазы, генератора управляемого напряжения, вход которого соединен

45 с выходом сумматора напряжений, выход под ключен к второму входу фазового детектора и является выходом модулятора фазы.!

Ру . 1

Диг. 2

1227945

Редактор Т. Парфенова

3 а к аз 2004/4 1

Составитель В. Лфонский

Техред И. Версс Корректор М. Шароши

Типаж 670 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и оч крытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППГ1 «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4