Способ бесконтактного измерения окружного шага зубчатых колес

 

<)ПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 11.10.72 (21) 1837798/28 с присоединением заявки— (23) Приоритет— (43) Опубликовано 30.10.76. Бюллетень № 40 (45) Дата опубликования описания 07.12.76 (51) М.Кл. 6 01 В 11/24

Государственный комитет

Совета Министров СССР

llo делам изобретений и открытий (53) УДК 531.717.2:

:621.833 (088.8) (72) Авторы изобретения (71) 3 ая витель

И. В. Харизоменов и Е. В. Скрибанов

Московский станкоинструментальный институт (54) СПОСОБ БЕСКОНТАКТНОГО ИЗМЕРЕНИЯ

ОКРУЖНОГО ШАГА ЗУБЧАТЫХ КОЛЕС

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и предназначено для измерения параметров зубчатых колес.

Известны способы измерения окружного шага зубчатых колес по известному угловому расстоянию датчика угловых перемещений (1). Однако эти способы не обладают высокой точностью из-за низкой разрешающей способности датчиков угловых перемещений.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ бесконтактного измерения окружного шага зубчатых колес, заключающийся в том, что с помощью фотоэлектрического датчика получают сигнал о прохождении профилем зуба колеса фиксированной точки, одновременно с помощью датчика углового перемещения получают сигнал об угле поворота колеса и по результатам этих измерений судят о величине о кружного шага (2).

Однако этот способ имеет невысокую точность измерения за счет ограниченной разрешающей способности датчиков угловых перемещений и за счет нестабильности скорости вращения кссчтролируемого колеса, влияющей на фронт сигналов фотоэлектрического датчика.

Целью изобретения является повышение точности и ускорение процесса измерения.

Для этого, контролируемое колесо вращают с равномерной угловой скоростью и контролируют отклонения от этой скорости по сигналам образцового генератора частот и датчика углового перемещения, измеряют временной интервал между двумя последовательными сигналами с фотоэлектрического датчика и по этим результатам судят о фактическом значении окружного шага зубчатого колеса.

На фиг. 1 изображена блок-схема устройства для реализации предложенного способа; на фиг. 2 — временная диаграмма его работы.

Устройство содержит электродвигатель 1, датчик 2 углового перемещения, блок 3 стабилизации скорости вращения электродвигателя 1 с образцовым генератором частот, счетчик импульсов 4, осветитель 5, фотоэлектрический датчик б, счетчик импульсов 7, блок суммирования 8, запоминающий блок 9 и цифропечатающий блок 10.

Датчик 2 углового перемещения и контролируемое колесо 11 расположены на одной оси с электродвигателем 1.

Работает устройство следующим образом.

Осветитель 5 проецирует световой поток на поверхность зуба колеса .11 в виде светового штриха. Отраженный от зуба поток попадает на фотоэлектрический датчик 6, вызы вая на его выходе изменение тока.

533817

При вращении колеса,11 на выходе фотоэлектрического датчика б появляется последовательность импульсов, которые характеризуют величину окружного шага колеса.

Основным требованием работы данного устройства является равномерность вращения колеса, что обеспечивается точностью задающей частоты f, образцового генератора.

Задание скорости осуществляется импульсами опорной частоты f, êîòîðûå подаются на вход блока 8 стабилизации скорости, на другой вход подаются импульсы обратной связи с частотой f,, датчика 2 угловых перемещений.

Рабочим режимом устройства является синхронный режим работы, когда электродвигатель 1 разгоняется до скорости о, при которой частоты f, и f,. станут равны.

Блок стабилизации скорости осуществляет преобразование paccorласова!ния .по фазе между импульсами и частотами /, и f„,„в управляющее воздействие, которое стабилизирует скорость вращения электродвигателя 1.

В режиме синхронной скорости вращения в счетчике .им!пульсов 7 происходит измерение временного интервала между двумя последовательными импульсами от фотоэлектрического датчика квантующими импульсами

f „„„образцового генератора. В момент появления импульсов с фотоэлектрического датчика в счетчике 4 происходит измерение рассогласования по фазе qII и I1;2 между импульсами /, и f, квантующими импульсами /кван. !

Величина измеренного углового расстояния определяется суммированием тех и других импульсов в блоке суммирования 8.

Таким образом, величина измеренного окружного шага между первым и вторым зубом колеса /1 определяется выражением

tI — 2 9! — "- (!>! 22 ) N! > (N! 2)> аналогично — между вторым, третьим и последующими зубьями: а2 — 3 — 2 — 3 Т (!2»3) — N2 + (N2 / 31

1, = р, л- (р — ) = N, + (N, — NI), >

Vl> К> 7! где ., : 3 .... : — величины угловых расстояний мс>кду первым и вторым, вторым и третьим,... последним и первым зубьями колеса; — — величинь; рассогласования по фазе между импульсами с частотами f, и f„, в момент появления сигналов с фотоэлектрич е с к о г о

Описанный способ бесконтактного измерения окружного шага зубчатых колес позволяет не менее, чем в несколько раз увеличить точность измерения, упростить конструкцию и сократить время измерения зубчатых колес.

Ошибка измерения величины окружного шага по предложенному способу не превышает +2 угловые секунды. Формула изобретения

Способ бесконтактного измерения окружного шага зубчатых колес, заключающийся в том, что с помощью фотоэлектрического датчика получают сигнал о прохождении профи45 лем зуба колеса фиксированной точки, одновременно с помощью датчика углового перемещения получают сигнал об угле поворота и по результатам этих измерений судят о величине окружного шага, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и ускорения процесса измерений, колесо вращают с равномерной угловой скоростью и контролируют отклонения от этой скорости по сигналам образцового генератора частот и датчика углового перемещения, измеряют временной интервал между двумя последовательными сигналами с фотоэлектрического датчика и по этим результатам судят о фактическом значении окружного шага зубчатого колеса.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авт. св. ¹277275,,G 01 В 11/26, 1970.

2. Авт. св. № 286247, G 01 В 11/24, 1970 (прототип), датчика, характеризующи положения первого, второго, третьего и последнего зу5 бьев колец;

N„N2, .... N, — число импульсов частоты /„„, между первым и вторым, вторым и третьим, по10 следним и первым зубьями колеса, зафиксированное в счетчике;

NI, N2, Л3 ... N, — число импульсов частоты f,,„„., полученное при измерении рассогласования по фазе Й у2 q3 " <р соответственно.

20 z — число зубьев контролируемого колеса.

Число импульсов с блока суммирования

8, характеризующее фактические величины окружных шагов, поступает в запоминающий

25 блок 9 и далее поступает в цифропечатающий блок 10.

533817

Фиг т а) ь) акбаи.

Редактор О. Юркова

Корректор И. Симкина

Заказ 959/1465 Изд. № 1726 Тираж 864 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Тип. Харьк. фил. пред. «Патент»

Составитель Л. Кениг

Техред В. Рыбакова!

/1/ +я/