[实用新型]蜗杆螺旋线误差与齿距误差的动态测量装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种测量技术领域的装置，具体是一种以圆光栅作为角度测量元件，以激光干涉仪作为长度测量元件，由计算机控制动态测量蜗杆齿距误差与螺旋线误差的测量装置。 

背景技术

蜗杆传动具有传动比大、结构紧凑、承载能力强、传动平稳噪声低、在一定条件下具有良好的自锁性等优点，因而广泛应用于机床制造业、汽车工业、起重运输业、冶金工业及精密仪器设备等领域中，特别在机床制造业中，成为一般低速转动工作台和连续分度机构的主要传动形式。蜗杆的精度参数主要包括螺旋线误差，轴向齿距偏差和轴向齿距累积误差等，它们直接影响着蜗杆的传动精度和传动效率。尤其蜗杆的螺旋线误差综合地反映了蜗杆的齿形误差、轴向齿距误差及齿槽径向跳动量，成为评定高精度蜗杆传动精度的主要指标。为了保证精密蜗杆的加工品质，必须对其螺旋线误差和齿距误差进行高精度检测。 

经对现有技术的文献检索发现，中国发明专利公布号CN 10651397A，名称为：精密蜗杆精度参数测量方法及装置。该装置的特点是：使用两个电感测头和长光栅串联测量长度参数，并且，被测蜗杆和圆光栅由一个步进电机驱动，而电感测头和长光栅支承在气体静压导轨上，由另一个步进电机驱动，两个电机由计算机操纵协调转动。该仪器不足之处为：1、步进电机在低速时易出现低频振动现象，且由于该检测方法和装置同时使用两个步进电机分别驱动蜗杆转动和电感测头做轴向移动，将引入步进电机的同步误差；2、由于同时使用两个电感测头进行参数测量，结构复杂，安装困难，易引起机械传动误差；3、气体静压导轨必须保证足够的排气通道，否则会产生位置扰动，扰动量有时达数微米，而传统机械加工手段很难加工出小于φ0.15mm的小孔，对防止小孔堵塞亦提出了很高的要求；4、未考虑温度等环境因素对测量精度的影响，未采取误差分析与补偿技术措施，例如温度的变化将引起光栅尺的轴向膨胀，造成光栅栅距的变化，而长光栅本身又存在原始刻线误差、细分误差等。所有上述缺点都将影响精密蜗杆的检测精度，难以实现尤其三级以上精密蜗杆的高精度测量。 

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种可自动测量三级和三级以上精度蜗杆的螺旋线误差、齿距偏差、齿距累积误差的动态测量装置。 

一种蜗杆螺旋线误差与齿距误差的动态测量装置，包括支撑组件、进给导向模块、测量组件，以及进行数据处理和控制的计算机处理系统；支撑组件主要包括床身、头架、尾架、激光器支架；进给导向模块主要包括轴向进给传动组件和导轨；测量组件主要包括测量台、测量头、激光测长系统和圆光栅系统；导轨和头架固定在床身上；测量台、尾架被放置在导轨上；头架里的圆光栅系统与待测蜗杆由轴向进给传动组件驱动实现同步转动；待测蜗杆转动时通过测量头拖动测量台在导轨上移动；激光器支架位于尾架的外侧。 

本实用新型与现有装置相比，其以下显著优点：1、本实用新型使用激光测长系统，配合圆光栅测角度系统，测量精度高，测量范围大，能测量三级及三级精度以上的蜗杆；2、由于导轨精度高低对蜗杆齿距误差测量准确性影响显著，本实用新型的导轨采用“平-V”直线导轨，平导轨用来防止扭转，V导轨起导向作用，这种导轨自复位能力强，导轨刚度好，有利于实现高精度测量；3、仅使用1个测量头，结构简单，测量台材料为铝，重量轻，由蜗杆旋转时的螺纹槽直接带动，不需要额外的电机驱动，保证了两者的同步性，减少了传动环节中的误差，也简化了装置的结构；4、整个仪器具有温度和环境等补偿单元，进一步提高了测量精度。 

附图说明

图1、2、3为蜗杆螺旋线与齿距误差动态测量装置的结构简图。 

图4为蜗杆螺旋线与齿距误差动态测量装置的测量台的结构组成示意图。 

图5为蜗杆螺旋线与齿距误差动态测量装置的激光测长系统的原理图。 

具体实施方式

本实用新型蜗杆螺旋线误差与齿距误差的动态测量装置，包括支撑组件、进给导向模块、测量组件，以及进行数据处理和控制的计算机处理系统9；支撑组件主要包括床身4、头架1、尾架5、激光器支架8；进给导向模块主要包括轴向进给传动组件15和导轨11；测量组件主要包括测量台2、测量头13、圆光栅系统14和激光测长系统；导轨11和头架1固定在床身4上；测量台2、尾架5被放置在导轨11上；头架1里的圆光栅系统14与待测蜗杆3由轴向进给传动组件15驱动实现同步转动；待测蜗杆3转动时通过测量头13拖动测量台2在导轨11上移动；激光器支架8位于尾架5的外侧。