98 подписчиков

ИЗМЕРЕНИЕ ЗУБЧАТЫХ ШЕСТЕРНЕЙ И ЧЕРВЯЧНЫХ КОЛЕС С ПОМОЩЬЮ 3D-СКАНИРОВАНИЯ

7 марта 20237 мар 2023

339

4 мин

Оглавление

Введение
Требования к точности измерений механических передач
Трудности при измерении зубчатых и червячных колес

Введение

Использование традиционных методов для определения размеров зубчатых и червячных колес сопряжено с определенными неудобствами, поскольку измерение осуществляется с помощью ручных инструментов со сложным устройством и требует много времени. Именно поэтому лазерное 3D-сканирование стало хорошей альтернативой для измерения и контроля механических передач.

Требования к точности измерений механических передач

Механические передачи - это ряд управляющих передачей элементов, которые используютс для приведения в действие таких распространенных механизмов, как насосы, нагнетатели, воздушные компрессоры и других важных механизмов.

В основном существует три типа приводов:

ременные;
зубчатые (червячные);
цепные.

Зубчатый привод - один из наиболее широко используемых способов передачи усилия и движения. Он передает мощность вала от привода (двигателя, турбины или мотора) к приводному механизму через механическую систему.

Червячные приводы - это зубчатые передачи, состоящие из червяков (которые представляют собой шестерни в форме винтов) и червячных колес (которые выглядят как цилиндрические шестерни). Они также известны как червячные винты и червячные передачи.

Червячный привод широко используется в машиностроении и смежных отраслях промышленности, включая передачу ведущей оси автомобиля; передачу пересекающихся осей станков, автомобилей и тракторов, а также приводы прокатных станов, горных машин, подъемно-транспортного оборудования и так далее. Шестерни и червяки, ключевые компоненты систем передачи, имеют сложную форму. Изготовление этих деталей связано с определенными трудностями, так как они обладают сложной геометрией и должны соответствовать точным размерам.

Таким образом, чтобы убедиться в том, что качество изготовленных червяков и шестерней соответствует определенному набору критериев, производителям необходимо осуществить их тщательное измерение и контроль. После получения отклонений фактических размеров изделия от проектных чертежей они применяют корректирующие методы для улучшения качества продукции. После таких операций изготовленные детали будут соответствовать требованиям по производительности, надежности и сроку службы.

Трудности при измерении зубчатых и червячных колес

Схематическое изображение зубчатого колеса с обозначением его основных размеров, где addendum - высота головки зуба, dedendum - высота основания зуба, addendum circle - окружность выступов зубчатого колеса, pitch circle (pitch line) - делительная окружность зубчатого колеса, face width - ширина зуба, flank - боковая поверхность головки зуба.

Профили шестерни и червяка имеют сложную форму. Как следствие, быстро и точно измерить их размеры (угол наклона, ширину и толщину зубьев) довольно сложно. Традиционные методы контактных измерений, такие как штангенциркуль и контрольно-измерительные машины, неэффективны для получения данных о сложных кривых. Кроме того, они не могут захватить данные в пределах всего объема детали.

Отсюда можно сделать сделать вывод, что традиционные методы измерения не являются эффективным метрологическим инструментом с точки зрения сложности их устройства и временных затрат на измерение. Именно поэтому хорошей альтернативой традиционным измерениям стало 3D-сканирование, точность которого может достигать несколько микрон, а скорость - нескольких миллионов измерений в секунду.

Руководство по 3D-сканированию для контроля зубчатых шестерней и червячных колес

1. Для получения точных и полных трехмерных данных в процессе сканирования и создания эффективной трехмерной модели на их основе, рекомендуется использовать портативные лазерные 3D-сканеры Scantech, такие как KSCAN и SIMSCAN.

3D-модель промежуточного вала для автомобильной отрасли

2. Диаметр делительной окружности используется для определения местоположения границы участка, который мы хотим измерить. Вырежьте секцию шестерни в программном обеспечении.

3D-модель промежуточного вала для автомобильной отрасли в приближенном виде

3. Секция шестерни разворачивается на плоскости.

4. С помощью программы контроля быстро и точно измерьте угол наклона и толщину зубьев шестерни.

Измерение угла наклона и толщины зубьев зубчатого колеса

5. Аналогичным образом с помощью 3D-сканирования могут быть наглядно и точно измерены окружность выступов и делительная окружность зубчатого колеса.

Измерение окружности выступов и делительной окружности зубчатого колеса

Заключение

Измерение и контроль размеров шестерней и червячных колес - очень важная задача, от которой зависит их надежность и срок эксплуатации. На этом этапе можно выявить отклонения от проектных размеров и произвести доработку изделий для соответствия требованиям по производительности. Традиционные способы измерения связаны с большими временными затратами и неудобствами при измерени. 3D-сканирование с помощью портативных 3D-сканеров позволяет решить проблему точности, скорости и удобства измерений. Полученные при сканировании данные позволяют легко создать трехмерную модель изделия и, используя программное обеспечение, определить его основные размеры.