便携式高速小模数弧齿锥齿轮啮合检测仪设计
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- 便携式高速小模数弧齿锥齿轮啮合检测仪设计0引言
[河南科技大学2015SRTP项目资助（项目编号2015002）]小模数弧齿锥齿轮由于传动平稳，承载能力强，被广泛应用于各种设备的第一级减速，其转速可以高达1-2万转/分钟。在高转速下，其啮合质量直接决定了工作系统的可靠性和寿命。因此，如何全面准确地评价齿轮啮合质量具有十分重大的意义。
目前小模数弧齿锥齿轮啮合质量的检测主要有两种方式。
一是利用手摇式滚动检查机，如天津第一机床总厂的Y9520型滚检机。检测人员在
齿轮接触区涂抹着色剂，通过啮合接触印痕和千分表，结合个人经验来判断其啮合质量。
二是利用大型滚动检查机，如美国格里森公司600HTT型检验机，四川禧鑫机床厂YBK9580锥齿轮滚检机等。此类检查机检测项目丰富，能够直观展现齿轮啮合质量。
但以上方式均有不足。手摇式滚检机通过毫米尺来定位安装，安装距精度较低；且检测结果主要凭检测人员耳听眼看和个人经验。检测结果受各种随机因素的影响较大，准确性难以保证。
目前自动滚检机最高转速不超过4000转/分钟，远未达到实际工况转速。低转速下的检测结果并不严谨、准确。如齿轮啮合时，振动信号的三次谐波随着转速的增加呈先升高后降低的趋势[[[1]朱联邦，螺旋锥齿轮啮合检测分析系统研究[D]，长沙，中南大学，2010]]。
同时，齿轮啮合质量的现场检测近年来需求增多，如在设备维修、招标采购、齿轮修复等场合。手摇式滚检机虽然轻便，但检测精度不足；而自动滚检机普遍体积较大、重量较重，只能置于实验室中。
因此，计划研制一种检测高速小模数弧齿锥齿轮啮合质量的便携式仪器。其设计体积较小，并广泛采用铝合金材质，整机重量控制在20公斤之内，尺寸接近小型手提箱，方便携带。
1检测方法及原理
研究表明[[[2]齿轮手册编委会，齿轮手册[M]，北京，机械工业出版社，2001]]：锥齿轮副啮合的振动、噪声与锥齿轮的啮合质量直接相关。若锥齿轮副共轭曲面的压力角或者螺旋角不相适应，则啮合频率的各次谐波都很高。若接触区过窄，基波的振动与噪声较高；接触区过宽，则二次滤波的振动和噪声是主要的。三次滤波的产生主要与齿面的粗糙度和干涉有关。合格的齿轮啮合时除一次谐波较高，其他谐波幅值都很低。高精齿轮的第四至六次谐波甚至可能完全消失[[[3]王新晴，齿轮传动中几种典型故障的振动
图谱分析[J]，机械传动，1999.22]]。
因此，齿轮啮合的振动和噪声可以综合反映齿轮的加工精度是否合格和参数设计是否合理。同时，人机关系如今亦成为评价设备性能好坏的重要指标[[[4]李沛滋，噪声对健康的危害[J]，噪声与振动控制，1985.1]]。因而，噪声、振动本身也成为评价啮合质量的因素之一。
2硬件的结构设计
2.1 整体设计
底座中间沉底，便于收集润滑油。
主动箱、从动箱分居于底座两角，用螺钉固定在底座上。盖板通过螺钉与两箱体连接，用来安装电动机和磁滞制动器，同时提高结构刚度。安装完成后打定位销。电机安装板和制动器安装板通过螺钉固定于盖板上。电动机和制动器通过螺钉固定于对应的安装板上。
电机为无极调速低噪音电机，转速可达6000转/分，同步带轮传动比为2，故最高...
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