一种基于对称度误差在线检测及补偿的人字齿轮插削加工方法.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CN108672835A(43)申请公布日2018.10.19(21)申请号201810719016.6(22)申请日2018.07.03(71)申请人三峡大学地址443002湖北省宜昌市西陵区大学路8号(72)发明人梁志鹏赵春菊周华维周宜红(74)专利代理机构宜昌市三峡专利事务所42103代理人成钢(51)Int.Cl.B23F7/00(2006.01)B23F23/12(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图5页(54)发明名称一种基于对称度误差在线检测及补偿的人字齿轮插削加工方法(57)摘要一种基于对称度误差在线检测及补偿的人字齿轮插削加工方法，基于空间平面拟合法、最小二乘法及对称误差等效处理方法，建立了人字齿轮对称度误差检测及补偿数学模型，通过数学模型计算，将人字齿轮对称度误差计算并表示出来，运用数控插齿机的运动轴及数控控制系统完成对称度误差的在线检测及补偿加工。通过开发人字齿轮对称度误差在线检测数控程序、运用定角度加工功能以及优化的测量方法，实现人字齿轮对称度误差在线检测及补偿的高效、高精、批量加工。CN108672835ACN108672835A权利要求书1/1页1.一种基于对称度误差在线检测及补偿的人字齿轮插削加工方法，其特征在于，将人字齿轮左、右旋齿轮的中心对称面定位为对称中心平面O，通过接触式测头分别完成A、B面和C、D面的位置测量，得到A1～An与B1～Bn，C1～Cn与D1～Dn对应高度的测点连线中点位置坐标分别为Ai(XAi,YAi,ZAi)、Bi(XBi,YBi,ZBi)、Ci(XCi,YCi,ZCi)及Di(XDi,YDi,ZDi)，其中i∈[1,n]；利用平面拟合n个中心点分别求解得到A，B面拟合对称平面E和C，D面拟合对称平面F；利用空间平面投影分别求解拟合对称平面E和F在对称中心平面O的投影直线方程；近似处理投影直线方程确保两投影直线平行；求解两投影直线距离e，由于加工人字齿轮对称误差偏小，直线距离e无限近似于偏转弦长；利用斜向让刀运动功能实现加工刀具的偏移即可实现人字齿轮对称度误差的补偿；A，B面等高对应测点连线中点点集为：同理，C，D面等高对应测点连线中点点集为：利用空间n个点坐标求解空间拟合平面方程，分别求解A，B面及C，D面对称中心拟合平面E，F方程，设平面E，F方程分别为：z＝a0x+a1y+a2(3)z'＝a'0x+a1'y+a'2(4)采用最小二乘法求解测点连线中点点集拟合空间平面，可以分别求解得到：空间拟合平面E，F分别与对称中心平面O相交，其相交直线方程利用空间解析几何求解；理论上两相交直线不可能完全平行，近似处理保证两相交直线的平行，此时两直线在XOY坐标系的X轴上坐标距离即为所测人字齿轮对称度误差e。2CN108672835A说明书1/5页一种基于对称度误差在线检测及补偿的人字齿轮插削加工方法技术领域[0001]本发明涉及一种基于对称度误差在线检测及补偿的人字齿轮插削加工方法。背景技术[0002]人字齿轮具有承载能力高、传动平稳和轴向载荷小等优点，被广泛应用于船舶、重型机械等机械传动领域。随着机械朝着重载、高速及低噪声方向的发展，对人字齿轮的加工精度提出了越来越高的要求。传统人字齿轮加工过程中通常采用人工划线及划线工装辅助的方式来保证齿轮的对称度，该方法由于操作繁琐且受人为因素的影响较大，齿轮的加工精度较差目前研究主要集中在平面对称度的测量和评定方面，而针对空间对称度误差的测量及评定方法仍然缺少具体的研究。[0003]当前针对人字齿轮的加工研究主要集中在齿轮啮合特性、对中误差影响因素及对称度提高方法等方面，取得了一定的研究成果。但目前人字齿轮的加工多采用铣削粗加工或普通滚、插齿加工方法，自动化程度较低；且保证人字齿轮对称度的方法仍然停留在传统人工划线或借助辅助工装实现人工划线，这种方法效率低、可靠性差。[0004]因此，展开人字齿轮对称度误差在线检测及补偿加工方法的研究势在必行。发明内容[0005]本发明要解决的技术问题是提供一种基于对称度误差在线检测及补偿的人字齿轮插削加工方法，基于空间平面拟合法、最小二乘法及对称误差等效处理方法，建立了人字齿轮对称度误差检测及补偿数学模型，通过数学模型计算，将人字齿轮对称度误差计算并表示出来，运用数控插齿机的运动轴及数控控制系统完成对称度误差的在线检测及补偿加工。通过开发人字齿轮对称度误差在线检测数控程序、运用定角度加工功能以及优化的测量方法，实现人字齿轮对称度误差在线检测及补偿的高效、高精、批量加工。[0006]为了解决上述问题，本发明的技术方案为：一种基于对称度误差在线检测及补偿的人字齿轮插削加工方法，其特征在于该方法包括以下步骤：[0007]针对高精