專利名稱：漸開線修形齒輪的齒形誤差檢測裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及以采用電方法為特征的計量設備。
隨著齒輪傳動技術的發展，齒輪設計方法發生了很大的變化，已由傳統的靜態設計轉向動態設計，因而使漸開線修形齒輪得到了廣泛應用，大大改善齒輪傳動的動態性能。然而，也給漸開線修形齒輪誤差的檢測提出了要求。目前能夠進行漸開線修形齒輪的齒形誤差檢測的儀器有891E型齒輪測量儀，CDQ32型齒輪整體誤差測量儀，高檔三座標測量儀等。以上檢測儀器價格都比較昂貴，對一般的中小型企業是難以配置的。然而在普通單盤式漸開線齒形檢查儀上又難進行準確地測量，從而使漸開線修形齒輪的齒形誤差檢測和質量保證受到了一定的限制。
本實用新型的目的是以較為普及的單盤式漸開線齒形檢查儀為基礎，配以計算機檢測系統的漸開線修形齒輪的齒形誤差檢測裝置，能解決背景技術中存在的問題。
本實用新型采用的技術方案是電感位移傳感器安裝在單盤式漸開線齒形檢查儀中的扭簧儀一端，它將測量頭的位移量轉換成電信號經電感測微儀，可編程增益放大器，采樣/保持電路，限幅保護電路，至A/D轉換與接口電路，通過CPU數據總線直接送入微機處理；由裝在單盤式漸開線齒形檢查儀機座上的光柵尺和裝在直尺拖板上的光柵頭所組成的光柵傳感器，經光柵數顯裝置，將直尺運動的位移量轉換成脈沖序列，經采樣控制電路分別接至采樣/保持電路和A/D轉換電路；地址譯碼電路與CPU的地址總線連接并分別接至A/D轉換與接口電路和采樣控制電路；微機CPU的數據總線接至可編程增益放大器和采樣控制電路。
在單盤式漸開線齒形檢查儀上，采用了電感式軸向位移傳感器將測量頭的位移量(相對于理論漸開線的偏移量)轉換成電信號，輸入到電感測微儀上顯示，并輸出電壓信號，再經可編程增益放大器的放大，通過采樣/保持和限幅保護后，進行A/D轉換，使之成為數字量，經接口電路直接送入計算機處理。限幅保護的目的是為了使A/D轉換芯片不會因量程超差而受到損壞。為了得到測量頭的位移量與漸開線轉角的關系曲線，以便與理論修形輪廓比較得出漸開線修形齒輪的齒形誤差值，使用了光柵傳感器，將直尺運動的位移量轉換成脈沖序列，通過光柵數顯裝置顯示直尺的移動位置，并輸出脈沖信號，輸入到定時器進行分頻，觸發D觸發器，使之復位，通過非門使采樣/保持電路處于保持狀態，同時啟動A/D轉換器，由CPU查詢芯片ADC80的轉換狀態標志，一旦查詢到A/D轉換完畢，便通過接口電路，將數據輸入計算機，同時由地址譯碼電路使D觸發器復位，直至定時器輸出下個脈沖。以此控制采樣頻率，獲得測量頭位移量的等轉角間隔的離散曲線，以便進行漸開線修形齒輪的齒形誤差評定，誤差與轉角的關系曲線，以利于分析處理。
本實用新型與背景技術相比，所具有的有益的效果是由于引入傳感技術和微機檢測系統，使普通單盤式漸開線齒形檢查儀，能夠準確地檢測漸開線修形齒輪的齒形誤差值和齒形誤差曲線，以利于精度評定和誤差分析。由于本實用新型是對現有的齒輪檢查儀稍作改造，因此成本較低，便于實施和維修，可在一般的中小企業推廣使用。
以下結合附圖，通過對實施例的描述，給出本實用新型的細節。
圖1.本實用新型的結構框圖；圖2.本實用新型的電路圖。
如圖1所示，它包括裝在單盤式漸開線齒形檢查儀的扭簧儀一端的電感位移傳感器1，電感測微儀2，可編程增益放大器3，采樣/保持電路4，限幅保護電路5，A/D轉換與接口電路6，裝在單盤式漸開線齒形檢查儀機座上的光柵尺和裝在直尺拖板上的光柵頭所組成的光柵傳感器10，光柵數顯裝置9，采樣控制電路8，地址譯碼電路7。
如圖2所示，可編程增益放大器3包括可編程增益放大器LH0084，其3腳與9腳接電感測微儀2，10、7腳的輸出端接采樣/保持電路4的3腳，D0、D1腳接采樣控制電路8中鎖存器74LS374的Q6、Q7腳。采樣/保持電路4包括芯片LF398，其6、7腳接電容C后接地，5腳經電阻R1接限幅保護電路5中的運算放大器A1、A2的負輸入端，8腳接采樣控制電路8中1#非門的輸出端。限幅保護電路5包括兩個741運算放大器A1、A2和兩只晶體二極管D1、D2，運算放大器A1、A2的正輸入端分別接正負電源，兩負輸出端相連后接電阻R1，輸出端分別接二極管D1、D2后與其負輸入端相連接，再接至A/D轉換與接口電路6中芯片ADC80的13腳。A/D轉換與接口電路6；包括芯片ADC80，其19、20、21腳經電阻R2接電源，其并行數據輸出端口bit0至bit11和轉換狀態標志通過兩片1#、2#三態門電路74LS240與CPU數據總線相連，由地址譯碼電路7中的譯碼器74LS138和CPU I/O讀指令IOR經1#、2#或門將轉換后的12位數據分別通過兩片74LS240輸入到微機。地址譯碼電路7包括三、八譯碼器74LS138，其Y3、Y4腳分別接2#、3#或門，Y2、Y1、Y0腳分別接采樣控制電路8中2#非門的輸入端、D觸發器74LS74的R腳、定時器8253的CS腳，CPU地址總線A0～A2分別與74LS138的A、B、C腳相連，A4、A5通過7#或門接5#或門的一輸入端，A6、A8通過6#或門接5#或門的另一輸入端，5#或門的輸出端接74LS138的4腳，A7經3#非門和A3分別接4#或門的兩個輸入端，4#或門的輸出端接74LS138的5腳，A9接74LS1378的6腳，使74LS138產生280H～288H的地址。采樣控制電路8包括定時器8253，鎖存器74LS374，D觸發器74LS74，1#、2#非門和1#或門。定時器的輸入端CLK0接光柵數顯裝置9的輸出信號，輸出端OUT0接D觸發器的Cp腳，D0～D7腳接CPU的數據總線，CS端接譯碼器74LS138的Y0腳，A0、A1、RD、WR腳分別與鎖存器的Q0～Q3腳相連，鎖存器的數據輸入端D0～D7與CPU的數據總線相連，G腳接2#非門的輸出端，D觸發器的D腳與S腳相連后接電源，輸出端Q腳一路接1#或門的兩輸入端，其輸出端接芯片ADC80的18腳，另一路接1#非門的輸入端，其輸出端接芯片LF398的8腳。CPU通過地址譯碼電路7和鎖存器74LS374對定時器8253進行初始化，使其按方式2工作，置入一定的計數初值a(即一定的采樣間隔)，則由光柵數顯裝置9輸出脈沖使計數器OUT0產生一負脈沖分頻序列，其頻率為Vin2/a。OUT0的上升使D觸發器74LS74輸出一正電平，通過1#非門使采樣/保持電路4處于保持狀態。同時，經1#或門延時后啟動芯片ADC80開始轉換，此時CPU通過1#三態門電路74LS240查詢芯片ADC80的狀態標志位，一旦查詢到轉換結束，則通過1#、2#三態門電路74LS240讀取芯片ADC80轉換后的數據，并通過地址譯碼電路7使D觸發器74LS74復位，使芯片LF398處于采樣狀態，直到定時器8253的OUT0端輸出下一個脈沖。
權利要求1.一種漸開線修形齒輪的齒形誤差檢測裝置，其特征是電感位移傳感器[1]安裝在單盤式漸開線齒形檢查儀中的扭簧儀一端，它將測量頭的位移量轉換成電信號經電感測微儀[2]，可編程增益放大器[3]，采樣/保持電路[4]，限幅保護電路[5]至A/D轉換與接口電路[6]，通過CPU的數據總線直接送入微機處理；由裝在單盤式漸開線齒形檢查儀機座上的光柵尺和裝在直尺拖板上的光柵頭所組成的光柵傳感器[10]，經光柵數顯裝置[9]，將直尺運動的位移量轉換成脈沖序列，經采樣控制電路[8]分別接至采樣/保持電路[4]和A/D轉換與接口電路[6]；地址譯碼電路[7]與CPU的地址總線相連并分別接至A/D轉換與接口電路[6]和采樣控制電路[8]；CPU的數據總線接至可編程增益放大器[3]和采樣控制電路[8]。
2.根據權利要求1所述的漸開線修形齒輪的齒形誤差檢測裝置，其特征是1).可編程增益放大器[3]包括可編程增益放大器LH0084，其3腳與9腳接電感測微儀[2]，10、7腳的輸出端接采樣/保持電路[4]的3腳，D0、D1腳接采樣控制電路[8]中鎖存器74LS374的Q6、Q7腳；2).采樣/保持電路[4]包括芯片LF398，其6、7腳接電容C后接地，5腳經電阻R1接限幅保護電路[5]中的運算放大器A1、A2的負輸入端，8腳接采樣控制電路[8]中1#非門的輸出端；3).限幅保護電路[5]包括兩個741運算放大器A1、A2和兩只晶體二極管D1、D2，運算放大器A1、A2的輸入端分別接正負電源，兩負輸出端相連后接電阻R1，輸出端分別接二極管D1、D2后與其負輸入端相連接，再接至A/D轉換與接口電路[6]中芯片ADC80的13腳；4).A/D轉換與接口電路[6]；包括芯片ADC80，其19、20、21腳經電阻R2接電源，其并行數據輸出端口bit0至bit11和轉換狀態標志通過兩片1#、2#三態門電路74LS240與CPU數據總線相連，由地址譯碼電路[7]中的譯碼器74LS138和CPU I/O讀指令IOR經1#、2#或門將轉換后的12位數據分別通過兩片74LS240輸入到微機；5).地址譯碼電路[7]包括三、八譯碼器74LS138，其Y3、Y4腳分別接2#、3#或門，Y2、Y1、Y0腳分別接采樣控制電路[8]中2#非門的輸入端、D觸發器74LS74的R腳、定時器8253的CS腳，CPU地址總線A0～A2分別與74LS138的A、B、C腳相連，A4、A5通過7#或門接5#或門的一輸入端，A6、A8通過6#或門接5#或門的另一輸入端，5#或門的輸出端接74LS138的4腳，A7經3#非門和A3分別接4#或門的兩個輸入端，4#或門的輸出端接74LS138的5腳，A9接74LS1378的6腳，使74LS138產生280H～288H的地址；6).采樣控制電路[8]包括定時器8253，鎖存器74LS374，D觸發器74LS74，1#、2#非門和1#或門。定時器的輸入端CLK0接光柵數顯裝置[9]的輸出信號，輸出端OUT0接D觸發器的Cp腳，D0～D7腳接CPU的數據總線，CS端接譯碼器74LS138的Y0腳，A0、A1、RD、WR腳分別與鎖存器的Q0～Q3腳相連，鎖存器的數據輸入端D0～D7與CPU的數據總線相連，G腳接2#非門的輸出端，D觸發器的D腳與S腳相連后接電源，輸出端Q腳一路接1#或門的兩輸入端，其輸出端接芯片ADC80的18腳，另一路接1#非門的輸入端，其輸出端接芯片LF398的8腳。
專利摘要漸開線修形齒輪的齒形誤差檢測裝置,包括位移傳感器,電感測微儀,可編程增益放大器,采樣/保持電路,限幅保護電路,A/D轉換與接口電路,光柵傳感器,光柵數顯裝置,采樣控制電路,地址譯碼電路和微機。由于引入傳感技術與微機檢測系統,使普通單盤式漸開線齒形檢查儀,能夠檢測漸開線修形齒輪的齒形誤差和齒形誤差曲線,以利于分析。由于本實用新型對現有的齒形檢查儀稍作改造,因此成本低和便于維修,可在一般中小型企業推廣。
文檔編號G01B7/28GK2273847SQ9620397
公開日1998年2月4日 申請日期1996年2月12日 優先權日1996年2月12日
發明者余忠華 申請人:浙江大學