Устройство для измерения кинематической погрешности зубчатых передач

 

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к средствам контроля геометрических параметров сопряженных зубчатых колес, и может быть использовано для определения кинематической погрешности зубчатой передачи при ее вращении со скоростями, соответствующими рабочему диапазону угловых скоростей вращения входного и выходного валов. Цель изобретения - повышение точности при измерении кинематической погрешности передач с большими взаимно простыми числами зубьев сопряженных колес. Это достигается формированием от общего генератора 3 двух опорных частот, пропорциональных этим числам в передаточном отношении, заполнением интервала между импульсами каждого из датчиков 1 и 2 соответствующей опорной частотой, вычислением разности накопленных за каждый интервал чисел импульсов в сумматоре 14 и преобразованием полученной разности в величину, пропорциональную погрешности, выраженной в единицах измерения угла, в перемножителе 15 путем деления разности на число импульсов, накопленных в измерителе 16 периода между двумя импульсами первого датчика 1, и умножения результата на масштабный коэффициент. Устройство работоспособно на переходных режимах и в диапазоне угловых скоростей от 1 об/мин до 400 об/с. Цель изобретения достигается за счет увеличения числа импульсов, накапливаемых в счетчиках 6 и 7, при заполнении их опорными частотами. Абсолютная погрешность определяется с точностью до единиц или долей угловых секунд на вращающейся с рабочей скоростью передаче. 1 ил.

ССЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИНЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (51) 5 G 01 В 7/28

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

m кирилки, ПУСК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

IlO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЬП ИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4363065/25-28 (22) 11.01.88 (46) 15.08.90. Бюл. № 30 (71) Белорусский государственный университет им. В. И. Ленина (72) В. Ф. Вербицкий, В. И, Микулович и О. А. Сечко (53) 531.717 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1017913 . . G 01 B 7/30, 1983. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕ РЕНИЯ

КИНЕМАТИЧЕ СКОЙ ПОГРЕШ НОСТИ

ЗУБЧАТЫХ ПЕРЕДАЧ (57) Изобретение относится к измерительной технике, а именно к средствам контроля геометрических параметров сопряженных зубчатых колес, и может быть использовано для определения кинематической погрешности зубчатой передачи при ее вращении со скоростями, соответствующими рабочему диапазону угловых скоростей вращения входного и выходного валов. Цель изобретения — повышение точности при измерении кинематической погрешности передач с большими взаимно простыми числами зубьев сопряженных колес. Это достиÄÄSUÄÄ 1585664 А 1 гается формированием от общего генератора

3 двух опорных частот, пропорциональных этим числам в передаточном отно шен и и, заполнением интервала между импульсами каждого из датчиков 1 и 2 соответствующей опорной частотой, вычислением разности накопленных за каждый интервал чисел импульсов в сумматоре 14 и преобразованием полученной разности в величину, пропорциональную погрешности. выраженной в единицах измерения угла, в перемножителе 15 путем деления разности на число импульсов, накопленных в измерителе

16 периода между двумя импульсами первого да1чика 1, и умножения результата на масштабный коэффициент. Устройство работоспособно на переходных режимах и в диапазоне угловых скоростей от

1 об/мин до 400 об/с. Цель изобретения достигается за счет увеличения числа импульсов, накапливаемых в счетчиках 6 и 7, при заполнении их опорными частотами.

Абсолютная погрешность определяется с точностью до единиц или долей угловых секунд на вращающейся с рабочей скоростью передаче. 1 ил.

1585664 з

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к средствам контроля геометрических параметров сопряженных зубчатых колес, и может быть использовано для определения кинематической погрешности зубчатой передачи при ее вращении со скоростями, соответствующими рабочему диапазону угловых скоростей вращения входного и выходного валов.

Цель изобретения — повышение точности при измерении кинематической погреш ости передач с большими взаимно прос ыми числами зубьев сопряженных колес, что достигается формированием от общего генератора двух опорных частот, пропорциональных этим числам в передаточном отношении, заполнением интервала между импульсами каждого из датчиков соответствующей опорной частотой, вычислением разности накопленных за каждый интервал чисел импульсов в сумматоре и преобразованием полученной разности в величину, пропорциональную погрешности, выраженной в единицах измерения угла, в перемножителе путем деления разности на число импульсов, накопленное в измерителе периода между двумя импульсами первого датчика, и умножения результата на масштабн ы и ко эф фи цие нт.

На чертеже представлена электрическая схема устройства, выполненного на логических элементах большой и средней степени интеграции.

Устройство для измерения кинематической погрешности зубчатых передач содержит дискретные датчики 1 и 2 угла поворота входного и выходного валов зубчатой передачи, стабилизированный генератор 3, два формирователя 4 и 5 импульсов, два основных счетчика 6 и 7, каждый из которых своим входом соединен с выходом одного из формирователей 4 или 5 импульсов, два регистра 8 и 9, информационные входы которых соединены соответственно с выходами основных счетчиков 6 и 7, запоминающий блок 10, регитратор 11, два преобразователя 12 и 13 частоты, входы которых соединены с генератором 3, а выходы— соответственно со входами формирователей

4 и 5 импульсов, сумматор 14, входы которого соединены соответственно с выходами регистров 8 и 9, а выход — со входом запоминающего блока 10, перемножитель 15, первый информационный вход которого соединен с выходом запоминающего блока 10, а выход — с регистратором 11, измеритель 16 периода, счетный вход которого соединен с выходом первого формирователя

4, а выход — с вторым информационным входом перемножителя 15, пять одновибраторов 17 — 21, три двухвходовые и одну трехвходовую схемы И-НЕ 22 — 25, инвертор

26, семь триггеров 27 — 33 и реверсивный счетчик 34, выход первого датчика 1 сое5

55 динен с прямыми входами одновибраторов

17 и 18, прямой выход первого одновибратора 17 соединен с инвертирующим входом третьего одновибратора 19, инверсный выход второго одновибратора 18 соединен с первым входом первой двухвходовой схемы И-НЕ 22, прямой и инверсный выходы третьего одновибратора 19 соединены соответственно с первым входом второй двухвходовой схемы И-НЕ 23 и R-входом первого триггера 27, соединенным с С-входом второго триггера 28, инвертирующий вход и инверсный выход четвертого одновибратора 20 соединены соответственно с прямым выходом третьего триггера 29, соединенным с вторым входом первой двухвходовой схемы И-НЕ 22 и с входной шиной сложения реверсивного счетчика 34, соединенной с S-входами первого и четвертого триггеров 27 и 30 и

С-входом пятого триггера 31, инвертирующий вход и инверсный выход пятого одновибратора 21 соединены соответственно с инверсным выходом четвертого триггера 30, соединенным с управляющим входом второго регистра 9, и с первым входом трехвходовой схемы И-НЕ 25, соединенным с управляющими входами запоминающего блока 10 и перемножителя 15, выход первой двухвходовой схемы И-НЕ 22 соединен с R-входом третьего триггера 29, выход второй двухвходовой схемы И-НЕ 23 соединен с шиной вычитания реверсивного счетчика 34, выход третьей двухвходовой схемы И-НЕ 24 соединен с R-входом четвертого триггера 30, выход трехвходовой схемы И-HE 25 соединен с R-входом шестого триггера 32, выход смены знака реверсивного счетчика 34 соединен с R-входами триггеров 28 и 31, выход второго датчика 2 соединен с С-входами триггеров 29 и 33, вход и выход инвертора 26 соединены соответственно с прямым выходом седьмого триггера 33, соединенного с R-входом реверсивного счетчика 34, и с

R-входом седьмого триггера ЗЗ, соединенным с S-входами триггеров 28 и 31, инверсный выход первого триггера 27 соединен с С-входом шестого триггера 32, прямой выход второго триггера 28 соединен со стробирующим входом первого формирователя 4 и вторым входом второй двухвходовой схемы

И-HE 23, прямой выход четвертого триггера

30 соединен с первым входом третьей двухвходовой схемы И-HE 24, а второй вход этой схемы И-НЕ 24 — с выходом второго формирователя 5 импульсов, прямой выход пятого триггера 31 соединен с D-входом второго триггера 28, прямой и инверсный выходы шестого триггера 32 соединены соответственно с вторым входом трехвходовой схемы И-НЕ 25 и управляющими входами измерителя 16 периода и первого регистра 8, а инверсный выход седьмого триггера 33 соединен с управляюдщими входами первого и второго основных счетчиков 6 и 7 S-входами триггеров 30 и 32.

1585664

10

Формула изобретения

5

Устройство для измерения кинематической погрешности зубчатых передач работает следующим образом.

Дискретные датчики 1 и 2 угла поворота устанавливают на входной и выходной валы зубчатой передачи так, чтобы угловая скорость вращения датчика 1 была больше угловой скорости вращения датчика 2.

Приводят во вращение зубчатую передачу от привода, обеспечивающего плавное равномерное вращение входного вала. Сигнал со стабизированного генератора 3 поступает на преобразователи 12 и 13, выполненные в виде либо делителей частоты, либо умножителей частоты с фазовой автоподстройкой частоты. Коэффициенты преобразования преобразователей 12 и 13 выбраны целочисленными, причем их отношение должно быть меньше единицы и равняться передаточному отношению зубчатой передачи в направлении от датчика 2 к датчику 1.

Вследствие этого при отсутствии кинематической погрешности зубчатой передачи на выходах этих преобразователей будут частоты следования импульсов, пропорциональные угловым скоростям вращения соответствующих датчиков 1 и 2. Эти импульсы поступают на входы формирователей 4 и 5, где происходит выравнивание формы импульсов до заданных величин по длительности и по амплитуде. Основные счетчики 6 и 7 в отсутствие кинематической погрешности накапливают равные количества импульсов за счетный интервал, который формируется для основного счетчика 6 датчиком 1, а для основного счетчика 7 — датчиком 2.

При этом основной счетчик 7 работает непрерывно, а основной счетчик 6 прекращает счет после прохождения интервала, равного времени прохождения одного дискретного шага датчиком 1. После прихода второго импульса с датчика 1 на стробирующий вход формирователя 4 импульсов приходит запрещающий сигнал с выхода второго триггера 28, который будет снят только с приходом очередного импульса с датчика 2. Информация с выходов основных счетчиков 6 и 7 переписывается в регистры 8 и 9 по фронту импульсов записи, приходящих с выходов триггеров 32 и 30.

Сумматор 14 вычисляет разность между содержимым регистров 9 и 8, для чего содержимое регистра 8 переписывается в сумматор 14 в инверсном коде с соответствующих выходов. Результат из сумматора 14 переписывается в запоминающий блок по сигналу, фронт которого задержан относительно фронта сигнала с датчика 2 на интервал времени, достаточный для полного окончания вычитания.

При наличии кинематической погрешности в основных счетчиках 6 и 7 накоплены различные числа импульсов и в запоминающий блок 10 заносится разность этих чисел.

Для перевода этих значений числа на выходе сумматора в единицы измерения угла в измерителе 16 периода производится подсчет числа импульсов, укладывающихся в интервал между двумя импульсами с датчика 1, и результат, записанный в запоминающем блоке 10, делится на это число и умножается на масштабный коэффициент. С выхода перемножителя 15 на регистратор 11 поступает число, пропорциональное ки немати ческой погрешности зубчатой передачи в текущем интервале времени измерения, выраженной в единицах измерения угла.

Реверсивный счетчик 34 предотвращает сбой устройства в тех случаях, когда на один интервал времени между импульсами с датчика 2 приходится несколько, например, от 2 до 15 импульсов с датчика 1.

Предлагаемое устройство позволяет измерять кинематическую погрешность не только при установившейся скорости вращения входного вала, но и на переходных процессах. Устройство работоспособно в широком интервале угловых скоростей вращения датчиков 1 и 2. Например, при формировании на выходе одного из преобразователей

12 и 13 частоты до 50 МГц при времени цикла перемножителя 15 порядка 1 мкс и при числе импульсов с датчика 1 около

2500 за оборот устройство работоспособно при скорости вращения вала с датчиком 1 до 400 o5/с. При минимальной скорости вращения 1 об/мин это устройство имеет наибольшую разрешающую способность, так

2п как при этом накоплено 2- импульсов в основном счетчике 6 или 7.

Устройство может быть использовано для контроля кинематической погрешности зубчатых передач с большими взаимно простыми числами зубьев сопряженных колес.

В этом случае точность повышается по сравнению с точностью других устройств, использующих непосредственное деление последовательностей импульсов, поступающих с выходов датчиков угла поворота, на несколько порядков, а в абсолютных значениях может определяться с точностью от единиц до долей угловых секунд.

Устройство для измерения кинематической погрешности зубчатых передач, содержащее дискретные датчики угла поворота входного и выходного валов зубчатой передачи, стабилизированный генератор, два формирователя импульсов, два основных счетчика, каждый из которых своим входом соединен с выходом одного из формирователей импульсов, два регистра, информационные входы которых соединены соответ1585664

Составитель Н. Тимошенко

Редактор Л. Пчолинская Техред А. Кравчук Корректор М. Шароши

Заказ 2320 Тираж 503 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат «Патент», r Ужгород, ул. Гагарина, 101

7 ственно с выходами основных счетчиков, запоминающий блок и регистратор, отличающееся тем, что, с целью повышения точности при измерении погрешности передач с большими взаимно простыми числамн зубьев, оно снабжено двумя преобразователями частоты, входы которых соединены с генератором, а выходы — соответственно с входами формирователей импульсов, сумматором, входы которого соединены соответственно с выходами регистров, а выход — с входом запоминающего блока, перемножителем, первый информационный вход которого соединен с выходом запоминающего блока, а выход — с регистратором, измерителем периода, счетный вход которого соединен с выходом первого формирователя, а выход — с вторым информационным входом перемножителя, пятью одновибраторами, тремя двухвходовыми и одной трехвходовой схемами И-НЕ, инвертором, семью триггерами и реверсивным счетчиком, выход первого датчика соединен прямыми входами первого и второго одновибраторов, прямой выход первого одновибратора соединен с инвертирующим входом третьего одновибратора, и нверсный выход второго одновибратора соединен с первым входом первой двухвходовой схемы И-НЕ, прямой и инверсный выходы третьего одновибратора соединены соответственно с первым входом второй двухвходовой схемы И-НЕ и с R-входом первого триггера, соединенным с С-входом второго триггера, инвертирующий вход и инверсный выход четвертого одновибратора соединены соответственно с прямым выходом третьего триггера, соединенным с вторым входом первой двухвходовой схемы И-НЕ, и с входной шиной сложения реверсивного счетчика, соединенный с S-входами первого и четвертого триггеров и С-входом пятого триггера, инвертирующий вход и инверсный выход пятого одновибратора соединены соответ5 t0

35 ственно с инверсным выходом четвертого триггера, соединенным с управляющим входом второго регистра, и с первым входом трехвходовой схемы И-НЕ, соединенным с управляющими входами запоминающего блока и перемножителя, выход первой двухвходовой схемы И-НЕ соединен с R-входом третьего триггера, выход второй двухвходовой схемы И-НЕ соединен с шиной вычитания реверсивного счетчика, выход третьей двухвходовой схемы И-НЕ соединен с R-входом четвертого триггера, выход трехвходовой схемы И-НЕ соединен с R-входом шестого триггера, выход смены знака реверсивного счетчика соединен с R-входами второго и пятого триггеров, выход второго датчика соединен с С-входами третьего и седьмого триггеров, вход и выход инвертора соединены соответственно с прямым выходом седьмого триггера, соединенного с R-входом реверсивного счетчика, и с R-входом седьмого триггера, соединенным с S-входами второго и пятого триггеров, инверсный выход первого триггера соединен с С-входом шестого триггера, прямой выход второго триггера соединен со стробирующим входом первого формирователя и с вторым входом второй двухвходовой схемы И-НЕ, прямой выход четвертого триггера соединен с первым входом третьей двухвходовой схемы

И-НЕ, а .второй вход этой схемы И-НЕ с выходом второго формирователя импульсов, прямой выход пятого триггера соединен с D-входом второго триггера, прямой и инверсный выходы шестого триггера соединены соответственно с вторым входом трехвходовой схемы И-HE и с управляющими входами измерителя периода и первого регистра, а инверсный выход седьмого триггера соединен с управляющими входами первого и второго основных счетчиков и с

S-входами четвертого и шестого триггеров.