塑料齿轮因其生产效率高、成本低、质量轻、传动噪声小等优点,在各领域中的应用越来越广泛。关于塑料齿轮的传动误差测量与分析,国内基本上是空白,国际上也是近年才得到重视。目前,“以塑代钢”已成为一种趋势,塑料齿轮的作用越来越重要。所以对塑料齿轮传动误差的研究是一项重要研究课题。本课题将齿轮单面啮合测量原理拓展到塑料齿轮测量领域,研制了一台集机、光、电、计算机于一体的塑料齿轮传动误差动态试验机,作为国内首台塑料齿轮传动误差动态试验机,填补了塑料齿轮在传动误差测量与分析研究领域的空白。该试验机可测量成对塑料齿轮副的传动误差和单个塑料齿轮的切向综合偏差,实现了塑料齿轮的高效精密测量。主要研究内容包括:(1)测量原理及方法研究对齿轮传动误差定义及测量原理进行了研究,为塑料齿轮传动误差动态测量机的研制提供了理论依据。依据国际标准,对各相关误差项进行了分析比较,讨论了如何从传动误差曲线中分离出各误差项的计算方法。(2)试验机总体设计基于传动误差的原理与方法,确定了总体设计要求,包括设计指导思想和设计指标。提出了动态试验机的总体设计方案,并对方案进行了分析。重点介绍了试验机的工作原理及系统组成。对试验机的关键技术进行了简要分析。对试验机进行了初步的误差设计,分析了试验机各误差源对测量结果的影响计算。(3)试验机机械系统设计综合考虑功能、精度、成本等因素,进行了试验机机械系统的总体结构设计。进行了关键部件的设计,包括精密轴系、齿轮装夹、圆光栅及读数头安装、基座、铸件零件和移动装置。对试验机的部分机械外购零件进行了选型计算,包括导轨、丝杠、轴承。(4)测控系统设计根据测控系统的总体要求进行了测控系统整体方案设计。进行了运动控制系统与数据采集系统的设计,包括电机、磁滞制动器的选型计算和运动控制,圆光栅、直线光栅、转速转矩传感器的选型计算,整个信号采集系统的连接。进行了测控软件开发,包括开发工具的选择、软件的总体方案设计、软件流程设计。(5)精度检定与样机试验在研制的塑料齿轮传动误差动态试验机上,根据机械系统精度检定项目、方法、误差要求进行了精度检定,结果表明机械系统精度满足设计要求。对试验机进行了精度分析,分析结果表明,试验机能满足5级精度的塑料齿轮的测量要求,满足预期设计要求。为了验证试验机的可行性,进行了一系列功能试验,包括不同转速和不同负载下的测量试验,获取了传动误差曲线。测量结果表明试验机数据稳定、准确。并简要分析了空载、负载和不同转速情况下塑料齿轮传动误差的变化。