面齿轮齿面误差测量方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115824113A(43)申请公布日2023.03.21(21)申请号202211542394.4(22)申请日2022.12.03(71)申请人重庆大学地址400044重庆市沙坪坝区沙坪坝正街174号(72)发明人周杰陶金洋董建鹏王时龙马驰易力力王四宝杨波蒋林(74)专利代理机构重庆航图知识产权代理事务所(普通合伙)50247专利代理师胡小龙(51)Int.Cl.G01B21/00(2006.01)G06F17/12(2006.01)G06F17/16(2006.01)权利要求书2页说明书7页附图8页(54)发明名称面齿轮齿面误差测量方法(57)摘要本发明公开了一种面齿轮齿面误差测量方法，包括如下步骤：步骤一：划分面齿轮扫描区域：11)利用虚拟插齿刀在加工面齿轮时的啮合关系，构建得到面齿轮齿面方程，对面齿轮齿面方程进行离散处理，得到面齿轮理论齿面；12)根据面齿轮理论齿面划分得到面齿轮扫描区域；步骤二：利用齿轮测量中心对面齿轮齿面进行测量：21)测量面齿轮：采用扫描式测头对面齿轮齿面采集数据点；22)数据处理：将面齿轮齿面的测量坐标系转换到理论坐标系；23)曲面拟合：采用高阶多项式对面齿轮齿面数据点进行拟合，得到面齿轮齿面数据与测量位置之间的曲面多项式；步骤三：将面齿轮理论齿面的齿面点映射到曲面多项式，得到面齿轮的齿面误差。CN115824113ACN115824113A权利要求书1/2页1.一种面齿轮齿面误差测量方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤一：划分面齿轮扫描区域11)利用虚拟插齿刀在加工面齿轮时的啮合关系，由虚拟插齿刀的齿面方程构建得到面齿轮齿面方程，而后对面齿轮齿面方程进行离散处理，得到面齿轮理论齿面；12)根据面齿轮理论齿面划分得到面齿轮扫描区域；步骤二：利用齿轮测量中心对面齿轮齿面进行测量21)测量面齿轮：将面齿轮安装在齿轮测量中心的工作台上，采用扫描式测头对面齿轮齿面采集数据点；22)数据处理：将面齿轮齿面的测量坐标系转换到理论坐标系；23)曲面拟合：采用高阶多项式对面齿轮齿面数据点进行拟合，得到面齿轮齿面数据与测量位置之间的曲面多项式；步骤三：将面齿轮理论齿面的齿面点映射到曲面多项式，得到面齿轮的齿面误差。2.根据权利要求1所述的面齿轮齿面误差测量方法，其特征在于：所述步骤11)中，虚拟插齿刀的齿面方程由标准渐开线方程得到：其中，rs(xs0，ys0，zs0)表示虚拟插齿刀的齿面方程，且Os0‑xs0ys0zs0表示插齿刀的固定坐标系；rbs是插齿刀的基圆半径，且m是插齿刀模数；α为插齿刀压力角；Ns为插齿刀齿数；θs为渐开线展角参数；θs0渐开线起始点与齿槽中点夹角；us为虚拟插齿刀沿z方向的参数；‘±’是沿y轴对称的渐开线；利用虚拟插齿刀在加工面齿轮时的啮合关系，得到面齿轮齿面方程为：TT[rf(xf，yf，zf)，1]＝Mfs·[rs(xs，ys，zs)，1]其中，rf(xf，yf，zf)表示面齿轮齿面方程，Of‑xfyfzf表示面齿轮的固联坐标系；rs(xs，ys，zs)表示插齿刀固联坐标系下的齿面方程，Os‑xsyszs表示插齿刀的固联坐标系；Mfs表示虚拟插齿刀固联坐标系到面齿轮的固联坐标变换矩阵；对渐开线展角参数θs和虚拟插齿刀沿z方向的参数us进行离散，得到面齿轮理论齿面。3.根据权利要求1所述的面齿轮齿面误差测量方法，其特征在于：所述步骤12)中，由面齿轮理论齿面收缩得到面齿轮扫描区域，其中：齿顶方向向下收缩的距离为aHv；齿根方向过渡圆向上收缩的距离为bHv；齿宽的两侧方向均向内收缩的距离为cWh；其中，Hv表示面齿轮齿高；Wh表示面齿轮齿宽；a、b和c分别表示比例系数。4.根据权利要求1所述的面齿轮齿面误差测量方法，其特征在于：所述步骤21)中，在测量面齿轮齿面点数据的过程中，扫描式测头沿着齿廓移动，面齿轮跟随工作台转动。5.根据权利要求1所述的面齿轮齿面误差测量方法，其特征在于：所述步骤22)中，面齿轮齿面的测量坐标系到理论坐标系转换方法为：TT[rfc(xfc，yfc，zfc)，1]＝Mfc_f′0·[rf0(xf0，yf0，zf0)，1]其中，rfc(xfc，yfc，zfc)表示测量坐标系下面齿轮的齿面方程，Ofc‑xfcyfczfc表示面齿轮的2CN115824113A权利要求书2/2页测量坐标系；rf0(xf0，yf0，zf0)表示设计坐标系下的面齿轮齿面方程，Of0‑xf0yf0zf0表示面齿轮的设计坐标系；Mfc_f0为面齿轮齿面的测量坐标系到设计坐标系的转换矩阵，且：其中，γ为旋转过程中，面齿轮随齿轮测量中心工作台转动的角度；ω为面齿轮测量坐标系到设计坐标系的旋转角度；且：其中，β表示相邻两齿同侧齿廓之