轮齿装夹装置及齿面残余应力测量方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109827692A(43)申请公布日2019.05.31(21)申请号201910218023.2(22)申请日2019.03.21(71)申请人重庆大学地址400044重庆市沙坪坝区沙正街174号(72)发明人肖雨亮王时龙马驰王四宝(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代理人胡小龙(51)Int.Cl.G01L5/00(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图2页(54)发明名称轮齿装夹装置及齿面残余应力测量方法(57)摘要本发明公开了轮齿装夹装置，包括用于找正轮齿位置的轮齿找正板，轮齿找正板上设有用于中心线和至少两条与中心线垂直的刻度线；轮齿找正板上设有用于固定轮齿的轮齿固定结构和用于驱动其旋转进而调节轮齿齿面上的测量点至设定位置的旋转驱动机构。本发明还公开了一种采用如上轮齿装夹装置的齿面残余应力测量方法，并具有以下优点：1)可快速方便地对焦；2)摄像头光路或对焦探针不会被遮挡和干涉，可对齿面的任意位置进行测量；3)衍射环光路也不会被其它轮齿遮挡，使测量结果更稳定；通过选择满足kd≤R条件的位置点为测量点，可有效提高测量精度；4)通过采用轮齿装夹装置，可以快速地将切下的轮齿找正位姿，以实现对测量点的精确定位。CN109827692ACN109827692A权利要求书1/2页1.一种轮齿装夹装置，其特征在于：包括用于找正轮齿位置的轮齿找正板(1)，所述轮齿找正板(1)上设有用于中心线和至少两条与所述中心线垂直的刻度线；轮齿找正板(1)上设有用于固定找正位置后的所述轮齿的轮齿固定结构和用于驱动其旋转进而调节所述轮齿齿面上的测量点至设定位置的旋转驱动机构。2.根据权利要求1所述轮齿装夹装置，其特征在于：所述轮齿固定结构包括至少两组夹持杆组，每一组所述夹持杆组包括分别位于所述中心线两侧的两根夹持杆，属于同一组所述夹持杆组的两根所述夹持杆同轴并与所述中心线垂直，属于同一组所述夹持杆组的两根所述夹持杆相对于所述中心线做同步相向运动和同步相背运动，且两根所述夹持杆靠近所述中心线的一端与所述中心线之间的距离始终保持相等。3.根据权利要求1所述轮齿装夹装置，其特征在于：所述轮齿固定结构包括用于将所述轮齿的端部吸附固定在所述轮齿找正板(1)上的磁铁。4.根据权利要求1所述轮齿装夹装置，其特征在于：所述旋转驱动机构包括电机座(2)，所述电机座(2)上固定安装设有电机(3)，所述电机(3)的输出轴与所述轮齿找正板(1)传动连接并与所述轮齿找正板(1)垂直。5.根据权利要求4所述轮齿装夹装置，其特征在于：所述轮齿固定结构包括固定安装在所述电机座(2)上的固定座(4)，所述固定座(4)上设有用于压在所述轮齿端面上的压紧螺钉(5)。6.根据权利要求1-5任一项所述轮齿装夹装置，其特征在于：所述轮齿找正板(1)上可拆卸地设有与所述中心线平行的角度测量平板(6)。7.一种采用如权利要求1-6任一项所述轮齿装夹装置的齿面残余应力测量方法，其特征在于：包括如下步骤：1)切齿：将待测齿面所在的轮齿沿其齿根切下；2)确定测量点：在切下的轮齿的齿面上选择位置点，且当该位置点满足kd≤R时，视为该位置点所在的齿面区域为平面，则选择该位置点为测量点；其中，d为残余应力仪投射在对应位置点所在的齿面上的光斑的直径；R为齿面在该位置点处的曲率半径；k为系数，且k≥3；3)找正：利用所述轮齿装夹装置找正轮齿位置，并使所述中心线与残余应力仪的检测射线光路之间的夹角等于设定值γ；或使所述中心线与残余应力仪的对焦探针之间的夹角等于设定值α；4)旋转：利用所述旋转驱动机构驱动轮齿旋转，使齿面在所述测量点处的切面与残余应力仪的检测射线光路之间的夹角等于设定值γ；或使齿面在所述测量点处的切面与残余应力仪的对焦探针之间的夹角等于设定值α；5)测量：利用残余应力仪测量所述测量点所在的齿面区域的残余应力。8.根据权利要求7所述的齿面残余应力测量方法，其特征在于：还包括步骤6)，循环步骤2)至步骤5)，直至所有被选择的所述测量点均完成残余应力测量。9.根据权利要求7或8所述的齿面残余应力测量方法，其特征在于：所述轮齿为圆柱渐开线直齿轮的轮齿，所述步骤4)中，所述轮齿的旋转角度θj0为：2CN109827692A权利要求书2/2页θj0＝θj+2πn*其中，mj为渐开线圆柱齿轮的模数，zj为渐开线圆柱齿轮的齿数，hja为渐开线圆柱齿轮的齿顶高系数，αj为渐开线圆柱齿轮的压力角；n为大于等于零的整数；rjd为渐开线圆柱齿轮的齿顶圆半径，且rjd＝(zj+2hja)mj/2；rjb为渐开线圆柱齿轮的基圆半径，且rjb＝(mjzjcosαj)/2；rjdm为渐开线圆柱齿轮上的测量点Mj与轮齿齿