专利名称：渐开线修形齿轮的齿形误差检测装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及以采用电方法为特征的计量设备。
随着齿轮传动技术的发展，齿轮设计方法发生了很大的变化，已由传统的静态设计转向动态设计，因而使渐开线修形齿轮得到了广泛应用，大大改善齿轮传动的动态性能。然而，也给渐开线修形齿轮误差的检测提出了要求。目前能够进行渐开线修形齿轮的齿形误差检测的仪器有891E型齿轮测量仪，CDQ32型齿轮整体误差测量仪，高档三座标测量仪等。以上检测仪器价格都比较昂贵，对一般的中小型企业是难以配置的。然而在普通单盘式渐开线齿形检查仪上又难进行准确地测量，从而使渐开线修形齿轮的齿形误差检测和质量保证受到了一定的限制。
本实用新型的目的是以较为普及的单盘式渐开线齿形检查仪为基础，配以计算机检测系统的渐开线修形齿轮的齿形误差检测装置，能解决背景技术中存在的问题。
本实用新型采用的技术方案是电感位移传感器安装在单盘式渐开线齿形检查仪中的扭簧仪一端，它将测量头的位移量转换成电信号经电感测微仪，可编程增益放大器，采样/保持电路，限幅保护电路，至A/D转换与接口电路，通过CPU数据总线直接送入微机处理；由装在单盘式渐开线齿形检查仪机座上的光栅尺和装在直尺拖板上的光栅头所组成的光栅传感器，经光栅数显装置，将直尺运动的位移量转换成脉冲序列，经采样控制电路分别接至采样/保持电路和A/D转换电路；地址译码电路与CPU的地址总线连接并分别接至A/D转换与接口电路和采样控制电路；微机CPU的数据总线接至可编程增益放大器和采样控制电路。
在单盘式渐开线齿形检查仪上，采用了电感式轴向位移传感器将测量头的位移量(相对于理论渐开线的偏移量)转换成电信号，输入到电感测微仪上显示，并输出电压信号，再经可编程增益放大器的放大，通过采样/保持和限幅保护后，进行A/D转换，使之成为数字量，经接口电路直接送入计算机处理。限幅保护的目的是为了使A/D转换芯片不会因量程超差而受到损坏。为了得到测量头的位移量与渐开线转角的关系曲线，以便与理论修形轮廓比较得出渐开线修形齿轮的齿形误差值，使用了光栅传感器，将直尺运动的位移量转换成脉冲序列，通过光栅数显装置显示直尺的移动位置，并输出脉冲信号，输入到定时器进行分频，触发D触发器，使之复位，通过非门使采样/保持电路处于保持状态，同时启动A/D转换器，由CPU查询芯片ADC80的转换状态标志，一旦查询到A/D转换完毕，便通过接口电路，将数据输入计算机，同时由地址译码电路使D触发器复位，直至定时器输出下个脉冲。以此控制采样频率，获得测量头位移量的等转角间隔的离散曲线，以便进行渐开线修形齿轮的齿形误差评定，误差与转角的关系曲线，以利于分析处理。
本实用新型与背景技术相比，所具有的有益的效果是由于引入传感技术和微机检测系统，使普通单盘式渐开线齿形检查仪，能够准确地检测渐开线修形齿轮的齿形误差值和齿形误差曲线，以利于精度评定和误差分析。由于本实用新型是对现有的齿轮检查仪稍作改造，因此成本较低，便于实施和维修，可在一般的中小企业推广使用。
以下结合附图，通过对实施例的描述，给出本实用新型的细节。
图1.本实用新型的结构框图；图2.本实用新型的电路图。
如图1所示，它包括装在单盘式渐开线齿形检查仪的扭簧仪一端的电感位移传感器1，电感测微仪2，可编程增益放大器3，采样/保持电路4，限幅保护电路5，A/D转换与接口电路6，装在单盘式渐开线齿形检查仪机座上的光栅尺和装在直尺拖板上的光栅头所组成的光栅传感器10，光栅数显装置9，采样控制电路8，地址译码电路7。
如图2所示，可编程增益放大器3包括可编程增益放大器LH0084，其3脚与9脚接电感测微仪2，10、7脚的输出端接采样/保持电路4的3脚，D0、D1脚接采样控制电路8中锁存器74LS374的Q6、Q7脚。采样/保持电路4包括芯片LF398，其6、7脚接电容C后接地，5脚经电阻R1接限幅保护电路5中的运算放大器A1、A2的负输入端，8脚接采样控制电路8中1#非门的输出端。限幅保护电路5包括两个741运算放大器A1、A2和两只晶体二极管D1、D2，运算放大器A1、A2的正输入端分别接正负电源，两负输出端相连后接电阻R1，输出端分别接二极管D1、D2后与其负输入端相连接，再接至A/D转换与接口电路6中芯片ADC80的13脚。A/D转换与接口电路6；包括芯片ADC80，其19、20、21脚经电阻R2接电源，其并行数据输出端口bit0至bit11和转换状态标志通过两片1#、2#三态门电路74LS240与CPU数据总线相连，由地址译码电路7中的译码器74LS138和CPU I/O读指令IOR经1#、2#或门将转换后的12位数据分别通过两片74LS240输入到微机。地址译码电路7包括三、八译码器74LS138，其Y3、Y4脚分别接2#、3#或门，Y2、Y1、Y0脚分别接采样控制电路8中2#非门的输入端、D触发器74LS74的R脚、定时器8253的CS脚，CPU地址总线A0～A2分别与74LS138的A、B、C脚相连，A4、A5通过7#或门接5#或门的一输入端，A6、A8通过6#或门接5#或门的另一输入端，5#或门的输出端接74LS138的4脚，A7经3#非门和A3分别接4#或门的两个输入端，4#或门的输出端接74LS138的5脚，A9接74LS1378的6脚，使74LS138产生280H～288H的地址。采样控制电路8包括定时器8253，锁存器74LS374，D触发器74LS74，1#、2#非门和1#或门。定时器的输入端CLK0接光栅数显装置9的输出信号，输出端OUT0接D触发器的Cp脚，D0～D7脚接CPU的数据总线，CS端接译码器74LS138的Y0脚，A0、A1、RD、WR脚分别与锁存器的Q0～Q3脚相连，锁存器的数据输入端D0～D7与CPU的数据总线相连，G脚接2#非门的输出端，D触发器的D脚与S脚相连后接电源，输出端Q脚一路接1#或门的两输入端，其输出端接芯片ADC80的18脚，另一路接1#非门的输入端，其输出端接芯片LF398的8脚。CPU通过地址译码电路7和锁存器74LS374对定时器8253进行初始化，使其按方式2工作，置入一定的计数初值a(即一定的采样间隔)，则由光栅数显装置9输出脉冲使计数器OUT0产生一负脉冲分频序列，其频率为Vin2/a。OUT0的上升使D触发器74LS74输出一正电平，通过1#非门使采样/保持电路4处于保持状态。同时，经1#或门延时后启动芯片ADC80开始转换，此时CPU通过1#三态门电路74LS240查询芯片ADC80的状态标志位，一旦查询到转换结束，则通过1#、2#三态门电路74LS240读取芯片ADC80转换后的数据，并通过地址译码电路7使D触发器74LS74复位，使芯片LF398处于采样状态，直到定时器8253的OUT0端输出下一个脉冲。
权利要求1.一种渐开线修形齿轮的齿形误差检测装置，其特征是电感位移传感器[1]安装在单盘式渐开线齿形检查仪中的扭簧仪一端，它将测量头的位移量转换成电信号经电感测微仪[2]，可编程增益放大器[3]，采样/保持电路[4]，限幅保护电路[5]至A/D转换与接口电路[6]，通过CPU的数据总线直接送入微机处理；由装在单盘式渐开线齿形检查仪机座上的光栅尺和装在直尺拖板上的光栅头所组成的光栅传感器[10]，经光栅数显装置[9]，将直尺运动的位移量转换成脉冲序列，经采样控制电路[8]分别接至采样/保持电路[4]和A/D转换与接口电路[6]；地址译码电路[7]与CPU的地址总线相连并分别接至A/D转换与接口电路[6]和采样控制电路[8]；CPU的数据总线接至可编程增益放大器[3]和采样控制电路[8]。
2.根据权利要求1所述的渐开线修形齿轮的齿形误差检测装置，其特征是1).可编程增益放大器[3]包括可编程增益放大器LH0084，其3脚与9脚接电感测微仪[2]，10、7脚的输出端接采样/保持电路[4]的3脚，D0、D1脚接采样控制电路[8]中锁存器74LS374的Q6、Q7脚；2).采样/保持电路[4]包括芯片LF398，其6、7脚接电容C后接地，5脚经电阻R1接限幅保护电路[5]中的运算放大器A1、A2的负输入端，8脚接采样控制电路[8]中1#非门的输出端；3).限幅保护电路[5]包括两个741运算放大器A1、A2和两只晶体二极管D1、D2，运算放大器A1、A2的输入端分别接正负电源，两负输出端相连后接电阻R1，输出端分别接二极管D1、D2后与其负输入端相连接，再接至A/D转换与接口电路[6]中芯片ADC80的13脚；4).A/D转换与接口电路[6]；包括芯片ADC80，其19、20、21脚经电阻R2接电源，其并行数据输出端口bit0至bit11和转换状态标志通过两片1#、2#三态门电路74LS240与CPU数据总线相连，由地址译码电路[7]中的译码器74LS138和CPU I/O读指令IOR经1#、2#或门将转换后的12位数据分别通过两片74LS240输入到微机；5).地址译码电路[7]包括三、八译码器74LS138，其Y3、Y4脚分别接2#、3#或门，Y2、Y1、Y0脚分别接采样控制电路[8]中2#非门的输入端、D触发器74LS74的R脚、定时器8253的CS脚，CPU地址总线A0～A2分别与74LS138的A、B、C脚相连，A4、A5通过7#或门接5#或门的一输入端，A6、A8通过6#或门接5#或门的另一输入端，5#或门的输出端接74LS138的4脚，A7经3#非门和A3分别接4#或门的两个输入端，4#或门的输出端接74LS138的5脚，A9接74LS1378的6脚，使74LS138产生280H～288H的地址；6).采样控制电路[8]包括定时器8253，锁存器74LS374，D触发器74LS74，1#、2#非门和1#或门。定时器的输入端CLK0接光栅数显装置[9]的输出信号，输出端OUT0接D触发器的Cp脚，D0～D7脚接CPU的数据总线，CS端接译码器74LS138的Y0脚，A0、A1、RD、WR脚分别与锁存器的Q0～Q3脚相连，锁存器的数据输入端D0～D7与CPU的数据总线相连，G脚接2#非门的输出端，D触发器的D脚与S脚相连后接电源，输出端Q脚一路接1#或门的两输入端，其输出端接芯片ADC80的18脚，另一路接1#非门的输入端，其输出端接芯片LF398的8脚。
专利摘要渐开线修形齿轮的齿形误差检测装置,包括位移传感器,电感测微仪,可编程增益放大器,采样/保持电路,限幅保护电路,A/D转换与接口电路,光栅传感器,光栅数显装置,采样控制电路,地址译码电路和微机。由于引入传感技术与微机检测系统,使普通单盘式渐开线齿形检查仪,能够检测渐开线修形齿轮的齿形误差和齿形误差曲线,以利于分析。由于本实用新型对现有的齿形检查仪稍作改造,因此成本低和便于维修,可在一般中小型企业推广。
文档编号G01B7/28GK2273847SQ9620397
公开日1998年2月4日 申请日期1996年2月12日 优先权日1996年2月12日
发明者余忠华 申请人:浙江大学