作者单位
摘要
1 汕头大学 智能制造技术教育部重点实验室,广东汕头55063
2 大连理工大学 微纳米技术及系统辽宁省重点实验室,辽宁大连11603
3 中国计量科学研究院, 北京100029
渐开线圆柱齿轮是量大面广的关键机械基础件,为了实现渐开线量值的统一,通常需要将渐开线样板作为渐开线的实体标准器进行渐开线齿廓偏差的量值溯源、量值传递与量值比对。本文回顾了各国高精度单基圆参数、多基圆参数渐开线样板、集成其他几何参数的齿轮样板、非渐开线式样板及高精度渐开线测量仪器的研究进展,并对渐开线样板的使用展开长度提出了建议,对高精度渐开线样板的发展做出了展望。
渐开线样板 渐开线齿廓偏差 渐开线测量仪 标准器 involute artifact involute profile deviations involute measuring instrument measurement standard 
光学 精密工程
2023, 31(23): 3457
作者单位
摘要
1 长春理工大学光电工程学院光电测控与光信息传输技术教育部重点实验室,吉林 长春 130022
2 长春理工大学光电工程学院,吉林 长春 130022
太赫兹时域光谱(THz-TDS)技术作为一种新兴的相干探测技术,其发展推动着安全检测和无损检测技术的进步与革新,对保护人们的生命健康、财产安全有着突出的贡献。为了获得更好的成像效果与探测灵敏度,就应在保证获取信号的信噪比符合要求的同时提高对太赫兹信号的探测速度。本文基于渐开线反射面光学延迟线装置,分析了光学延迟线外形参数,对延迟距离为71 mm、延迟时间为236.7 ps的模型进行了仿真。针对旋转反射镜轴心的偏心误差、平面反射镜的安装误差和旋转光学延迟线的出射光斑畸变三个方面进行了误差分析,并讨论了减小误差的方法。为该装置提升时间延迟、获得更加完整的太赫兹光谱,以及进一步提升THz-TDS系统的性能提供理论和仿真基础。
仪器,测量与计量 太赫兹时域光谱系统 渐开线 光学延迟线 延迟时间 
激光与光电子学进展
2022, 59(23): 2312004
作者单位
摘要
1 大连理工大学 微纳米技术及系统辽宁省重点实验室,辽宁大连6023
2 大连理工大学 精密与特种加工教育部重点实验室,辽宁大连11603
3 北京工业大学 北京市精密测控技术与仪器工程技术研究中心,北京100124
4 重庆大学 机械传动国家重点实验室,重庆000
齿轮渐开线样板国家标准GB/T 6467-2010中的最高等级为1级,其齿廓形状公差在1.0~2.1 μm之间,目前我国商品渐开线测量仪的测量不确定度暂不满足1级齿轮渐开线样板的测量要求。为了验证大连理工大学高精度齿轮研究室研制的齿轮渐开线样板的制造精度,大连理工大学联合中国计量科学研究院、东北国家计量测试中心、重庆市计量质量检测研究院对编号GIA db100-200-262:06的具有3种基圆参数的新型齿轮渐开线样板进行了国内量值比对。根据各单位计量室提供的齿轮渐开线样板基圆半径和齿廓形状偏差的测量结果和测量不确定度,采用加权平均法计算该齿轮渐开线样板的齿廓形状偏差参考值,最终测量结果的归一化偏差|En|<1,证明了各计量室测量结果的真实有效性。在95%的置信区间内,该齿轮渐开线样板4个齿面计值范围内的齿廓形状偏差f=(0.27~0.43)±0.53 μm,满足我国齿轮渐开线样板国家标准GB/T 6467-2010对1级齿轮渐开线样板齿廓形状公差和计值范围的要求。
齿轮渐开线样板 渐开线齿廓偏差 量值比对 gear involute artifact involute profile deviations measurement comparison 
光学 精密工程
2022, 30(22): 2869
作者单位
摘要
1 大连理工大学 精密特种加工教育部重点实验室,辽宁大连6024
2 大连理工大学 微纳米技术及系统辽宁省重点实验室,辽宁大连11604
为解决1级齿轮渐开线样板的精密测量难题,提出了一种基于双滚轮-导轨式渐开线测量仪的空间几何误差补偿新方法。首先,建立了空间几何误差与渐开线齿廓偏差之间映射关系的数学模型;然后,基于该模型对齿轮渐开线样板、基圆盘与芯轴的综合安装误差和基圆盘的圆度误差进行了具体分析;最后,通过改变渐开线展开长度对应的基圆盘使用圆弧段、综合安装偏心量及相位等参数,实测了齿轮渐开线样板的齿廓偏差,并得出以下结论:基圆盘的圆度误差引起的齿廓偏差实测值与理论值之差不大于0.04 μm;以偏心量e为3.46 μm为例,纯滚动组件按照最大齿廓倾斜偏差相位(λ1=λ2=λ3=70°)装配时,齿廓倾斜偏差f的实测值与理论值相差-0.16 μm,相对误差约为4%;按照最大齿廓形状偏差相位(λ1=λ2=λ3=160°)装配时,齿廓形状偏差f的实测值与理论值相差0.01 μm,相对误差约为2%。实验结果证明了空间几何误差补偿方法的有效性,该补偿方法为实现1级齿轮渐开线样板的制造提供了测量手段。
空间几何误差 齿廓偏差 齿轮渐开线样板 误差补偿 渐开线测量 spatial geometric error tooth profile deviation gear involute artefact error compensation measurement of the involute 
光学 精密工程
2022, 30(6): 689
作者单位
摘要
1 江西理工大学 机电工程学院, 江西 赣州 341000
2 东莞星火齿轮有限公司, 广东 东莞 523000
齿轮齿廓偏差是齿轮检定中的重要参数之一。文章采用新型复合齿轮线结构光测量系统, 对一级标准(u=1μm,k=3)齿轮渐开线样板的齿廓进行了测量, 从机、热、光、电等多个方面分析了测量误差的来源, 并以JJF1059.1-2012《测量不确定度评定与指南》为基础, 评定了用该系统测量齿轮齿廓偏差的不确定度。研究表明,用该测量系统测量齿轮齿廓时存在误差, 包括: 仪器测量重复性误差、渐开线样板标准量误差、样板线膨胀误差、顶尖同轴度误差、齿轮安装偏心误差、线结构光系统误差等, 其中CCD相机标定误差、结构光视觉模型标定误差以及线结构光光条中心检测误差所引起的合成标准不确定度为0.98μm, 是新型复合齿轮线结构光测量系统误差的主要来源, 并通过分析计算得到该测量系统扩展不确定度为2.3μm(k=2), 可以满足测量精度在2.3μm以上的齿轮测量。
齿廓 新型复合齿轮线结构光测量系统 渐开线样板 测量不确定度 tooth profile new composite gear line structured light measureme involute model measurement uncertainty 
光学技术
2021, 47(1): 50
作者单位
摘要
1 大连理工大学 精密特种加工及微系统教育部重点实验室, 辽宁 大连 116023
2 大连理工大学 微纳米技术及系统辽宁省重点实验室, 辽宁 大连 116023
3 安徽理工大学 机械工程学院, 安徽 淮南 232001
为提高齿轮渐开线样板的制造精度, 本文研究了齿轮渐开线样板安装偏心对其齿廓倾斜偏差的影响。基于双滚轮-导轨式渐开线展成原理, 建立了齿轮渐开线样板安装偏心对其齿廓倾斜偏差影响的数学模型, 并依据该模型分离出齿廓形状偏差和齿廓倾斜偏差; 基于该数学模型, 推导出补偿特定齿轮渐开线样板齿廓倾斜偏差所对应的安装偏心; 最后, 搭建了齿轮渐开线样板实验装置进行验证。实验结果表明: 通过对安装偏心的补偿, 可将齿轮渐开线样板齿廓倾斜偏差由-3.53 μm减小到-0.06 μm, 达到了1级齿轮渐开线样板对齿廓倾斜偏差的要求。研究齿轮渐开线样板安装偏心对其齿廓倾斜偏差的影响规律可以用于补偿齿轮渐开线样板的齿廓倾斜偏差, 并为开发高精度齿轮渐开线样板提供技术支持。
齿轮渐开线样板 安装偏心 齿廓倾斜偏差 偏心补偿 gear involute artifact installation eccentricity profile slope deviation eccentricity compensation 
光学 精密工程
2019, 27(12): 2581
作者单位
摘要
天津大学精密仪器与光电子工程学院光电信息技术教育部重点实验室, 天津 300072
为提高基于渐开线原理的快速光学延迟线(FODL)装置的扫描频率和延迟时间,提出一种具有高速及高稳定性特点的光学延迟线装置,分析了延迟线装置装配误差引起的出射光束角度偏转和光程差变化。通过迈克耳孙干涉系统验证装置的扫描频率、延迟时间、延迟平稳性和延迟线性度四个方面的特性。实验结果表明,延迟线装置的装配精度较高,可实现高速高稳定性扫描和较大的光学延迟,其扫描频率为100 Hz,延迟时间为167.45 ps,延迟距离为50.06 mm,平稳性误差为0.25%,线性度误差为0.05%。
测量 光学延迟线装置 装配误差 渐开线 平稳性误差 扫描频率 
激光与光电子学进展
2017, 54(3): 031202
作者单位
摘要
1 河南工业职业技术学院, 河南 南阳 473009
2 长沙学院, 湖南 长沙 410003
渐进多焦点镜片的面形设计是在镜片表面初始矢高模型基础之上进行的,设计的关键在于镜片子午线曲线的选择。通过对渐进多焦点镜片的渐变区面形分析,对镜片变化的曲率中心的方位准确定向,分析了曲率渐变对镜片像散和棱镜度的影响,提出了一种采用渐开线作为渐进多焦点镜片子午线曲线的设计思路,并建立了基于渐开线作为渐变区子午线的渐进多焦点镜片表面初始矢高模型。
光学设计 渐进多焦点 子午线 初始矢高 渐开线 
激光与光电子学进展
2017, 54(3): 032201
作者单位
摘要
1 中国科学院 广州能源研究所 中国科学院可再生能源重点实验室 广东省新能源和可再生能源研究开发与应用重点实验室,广东 广州 510640
2 中国科学院大学,北京 100049,
3 中国科技大学,安徽 合肥 230026
针对全玻璃真空管与平板太阳能热水器存在系统复杂、成本高、不易维护等缺点,以及传统闷晒式热水器存在集热效率低和热损失严重等问题,提出了一种集热效率高、热损失小、成本低的基于复合抛物面-渐开线聚光的闷晒式太阳能热水器。对复合抛物面、渐开线以及复合抛物面和渐开线二者结合的聚光器进行了优化设计,制作了与该聚光系统配套的带有选择性吸收涂层的集热器水箱。最后,搭建了闷晒式热水器系统并进行了集热性能测试。结果表明,当太阳辐照强度的平均值为800 W/m2、周围环境的平均温度约为21 ℃时,闷晒式热水器可以将40 L水从21 ℃加热至62.20 ℃,系统的瞬时效率截距为0.63,热损系数为10.40 W/(m2·℃)。而传统黑色聚乙烯塑料袋闷晒式热水器的瞬时效率截距为0.31,热损系数为13.32 W/(m2·℃),与其相比,本系统在集热效率和保温性能上有着明显的优势,完全能够满足人们的日常生活用热水,具有良好的市场前景。
太阳能 复合抛物面聚光器 渐开线 闷晒式太阳能热水器 瞬时效率 选择性吸收涂层 solor energy compound parabolic concentrator involute integral solar water heater instantaneous efficiency selective absorbing coating 
光学 精密工程
2016, 24(6): 1281
作者单位
摘要
天津大学 精密仪器与光电子工程学院,天津 300072
为了提高光学延迟线装置的性能,基于渐开线原理设计了快速光学延迟线(FODL)装置。分析了渐开线的基本原理并建立了数学模型,推导了光学延迟线装置的延迟距离公式。对光束通过延迟线装置后的光斑畸变进行了理论与实验分析。最后,搭建迈克尔逊干涉系统,对延迟线装置的延迟线性度、延迟平稳性、延迟距离和扫描频率进行了实验验证。结果表明:对于快速光学延迟线装置,入射光斑的半径越小,旋转平面反射镜的旋转角度间隔越小,出射光束的光斑畸变越小。该装置的延迟距离为40.036 mm,延迟时间为133.453 ps,线性度误差为0.419%,平稳性误差为0.806%,扫描频率为20 Hz。与常用光学延迟线装置相比,该装置能够提供较大的延迟距离和较高的扫描频率,同时具有线性度好、平稳性好等优点, 满足快速光学延迟线的使用要求。
光学延迟线装置 渐开线 线性度 延迟距离 扫描频率 光斑畸变 optical delay line device involute linearity delay distance scanning frequency light spot distortion 
光学 精密工程
2015, 23(12): 3289

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