截面法人字齿轮对称度误差快速测量方法技术

本发明专利技术涉及齿轮测量方法技术领域，具体涉及一种截面法人字齿轮对称度误差快速测量方法。本发明专利技术要克服现有技术无法同时满足效率和精度的要求，普遍存在的测量效率低下的问题。本发明专利技术所采用的技术方案是：首先在齿轮轮齿上选取测量特征；其次确定出测量基准，在CNC齿轮测量中心上对测量特征进行检测；最后得到人字齿轮对称度误差。本发明专利技术可以实现人字齿轮对称度误差的精确测量，从齿轮轮齿的齿廓特征角度出发，通过测量齿线上少数测量齿距点的位置坐标，省去了测量整条齿线上所有测量点的位置坐标，实现了快速测量，可适用于修行前齿轮的测量，同时也适用于修行后齿轮的测量。同时也适用于修行后齿轮的测量。同时也适用于修行后齿轮的测量。

【技术实现步骤摘要】
|/tanβ,即可求得人字齿轮在轴向的对中误差ΔY(对称度误差)。
[0009]文献[3]提出的测量方法存在以下不足：只能在加工齿轮的过程中控制其对称度偏差，无法在其他设备上测量已加工完成的齿轮；通过螺旋角换算对称度误差时，也会引入误差，而且测量速度也较慢。

技术实现思路

[0010]本专利技术要提供一种截面法人字齿轮对称度误差快速测量方法，以克服现有技术无法同时满足效率和精度的要求，普遍存在的测量效率低下的问题。
[0011]为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种截面法人字齿轮对称度误差快速测量方法，包括以下步骤：
[0012](1)选择测头；
[0013](2)将待测齿轮安装在齿轮测量中心的回转工作台上，设置齿轮测量中心的各运动轴：齿轮沿轴向方向设置为Z轴，齿轮径向方向设置为R轴，齿轮圆周的切向设置为T轴，绕齿轮轴旋转方向设置为θ轴，计算出基准中心平面的Z值Mid_Z＝(Z1+Z2)/2；
[0014](3)启动齿轮测量中心，调整测头运动至齿宽中部，通过测量齿轮齿面与分度圆柱面交线上至少4个以上、偶数个且对称的截面处点的位置坐标，得到齿距点；
[0015](4)求解出齿面与分度圆的交线，用同样方法求解出另一侧轮齿的齿面与分度圆的交线；
[0016](5)求解两条交线的交点距离中心平面的距离即为人字齿轮单个轮齿的对称度误差，所得人字齿轮所有轮齿对称度误差的均值即为人字齿轮的对称度总误差。
[0017]上述(3)的具体步骤：1)控制测头采集第一截面中第一个齿的左侧齿面齿距点位置坐标。
[0018]2)回转工作台即θ轴方向转过一个角度后，测头继续进入齿槽，触测第一截面中第二个齿的左侧齿面齿距点。
[0019]3)重复上述步骤1)和2)，逐齿测量直至第一截面中所有齿的齿距点坐标采集完毕。
[0020]4)测头分别运动至其它截面上，重复上述步骤1)～3)，完成对所有截面的齿距点坐标采集。
[0021]上述步骤(5)的具体步骤是：将齿轮沿分度圆柱面展开，以θ轴示值为横坐标(记为x轴)，Z轴示值为纵坐标(记为y轴)。
[0022]设直线AA和直线BB的方程分别为
[0023]y＝k1x+b1ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(3)
[0024]y＝k2x+b2ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(4)
[0025]联立上述直线方程求得交点坐标的x值和y值分别为
[0026][0027]同理，计算其余交点坐标，y值与齿轮的基准中心平面的距离即为人字齿轮单个轮齿的对称度偏差f
Ai
。
[0028]上述步骤(3)中，测量位置的选取为距离齿宽中部截面0.1～0.4B处。
[0029]上述(3)中，选取测量位置为距离齿宽中部截面0.3B，即第一截面～第四截面，其中B为单侧齿轮齿宽。
[0030]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益的效果：
[0031]1、本专利技术通过测量齿距点的位置坐标，并利用误差评定方法得到人字齿轮的对称度误差，可以实现人字齿轮对称度误差的精确测量。
[0032]2、可实现快速测量；本专利技术从齿轮轮齿的齿廓特征角度出发，通过测量齿线上少数测量齿距点的位置坐标，省去了测量整条齿线上所有测量点的位置坐标，实现了快速测量。基于CNC齿轮测量中心实现了人字齿轮对称度的自动化和高精度测量。
[0033]3、本专利技术在截面的选取时，截面必须两两对称，例如四个截面时，即第一截面和第四截面对称，第二截面和第三截面对称，这样不论齿轮沿齿宽方向修形与否，都不影响测量结果。
[0034]4、适用范围广，可适用于修行前齿轮的测量，同时也适用于修行后齿轮的测量。
附图说明：
[0035]图1是文献[2]对称度定义及其误差计算的示意图；
[0036]图2是文献[3]人字齿轮的对中度误差偏移示意图；
[0037]图3是本专利技术对称度误差测量原理图；
[0038]图4测量位置示意图；
[0039]图5确定基准中心平面测量路径；
[0040]图6是实施例的四截面法测量结果。
[0041]附图标记：
[0042]1—第一截面；2—第二截面；3—第三截面；4—第四截面；5—左旋轮齿；6—退刀槽；7—测头；8—右旋轮齿；9—右旋轮齿2号齿；10—分度圆齿距点；11—右旋轮齿1号齿。
具体实施方式：
[0043]下面将结合附图和实施例对本专利技术进行详细地说明。
[0044]参见图1，文献[2]从齿轮啮合角度出发，提出通过测量人字齿轮两侧轮齿同侧齿面接触线上测量点的位置坐标，并对测量点数据进行线性拟合，计算所拟合的实际接触线交点距离中心平面的距离ΔT
h
，即可得到人字齿轮的对称度误差。
[0045]参见图2，文献[3]提出的一种在线检测方法，是在齿轮加工过程中，以刀具从下端面运动到中间位置时，刀具在Y轴方向移动Y1个距离时齿廓在X轴上的坐标X1；从上端面运动到中间位置时，取Y方向刀具运动距离为Y1时与齿廓相交点的横坐标为X2，得出切向对中度误差，通过公式ΔY＝|x1‑
x2|/tanβ,即可求得人字齿轮在轴向的对中误差ΔY(对称度误差)。
[0046]本专利技术提供的方法，需要测量齿面上齿距点的位置坐标，且需要具有多方向运动测头以及自动化程度高的检测设备，故使用CNC齿轮测量中心进行测量。所采用的技术方案是：首先，在齿轮轮齿上选取测量特征；其次，确定出测量基准，在CNC齿轮测量中心上对测量特征进行检测；最后，得到人字齿轮对称度误差。
[0047]一种截面法人字齿轮对称度误差快速测量方法，包括以下步骤：
[0048](1)选择测头：测头的选择原则是在保证不发生干涉和碰撞的前提下，尽可能选择直径较大的测头。
[0049](2)将待测齿轮安装在齿轮测量中心的回转工作台上，参见图3，左旋轮齿5在下，右旋轮齿8在上，退刀槽6在左旋轮齿5和右旋轮齿8之间，第一截面1距离右旋轮齿齿宽中部上侧0.3B位置处，第二截面2右旋轮齿齿宽中部下侧0.3B位置处，第三截面3距离左旋轮齿齿宽中部上侧0.3B位置处，第四截面4距离左旋轮齿齿宽中部下侧0.3B位置处，右旋轮齿1号齿11是右旋轮齿逆时针测量的第一个齿，右旋轮齿2号齿9是右旋轮齿逆时针测量的第二个齿，分度圆齿距点10是轮齿左侧齿面与齿轮分度圆柱面和第n截面(n分别取一、二、三、四)的交点，测头7是齿轮测量机的测头。
[0050]根据齿轮设计和加工基准，以齿轮两定位端面的基准中心平面为测量基准。要测得人字齿轮对称度偏差，其基准中心平面的确定尤为关键。设置齿轮测量中心的各运动轴：齿轮沿轴向方向设置为Z轴，齿轮径向方向设置为R轴，齿轮圆周的切向设置为T轴，绕齿轮轴旋转方向设置为θ轴，测量路径如图5所示，在齿轮测量中心上，将测头手动调至齿轮的上端面，测头自动接触齿轮的上端面，并记录测量值Z1，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.截面法人字齿轮对称度误差快速测量方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)选择测头；(2)将待测齿轮安装在齿轮测量中心的回转工作台上，设置齿轮测量中心的各运动轴：齿轮沿轴向方向设置为Z轴，齿轮径向方向设置为R轴，齿轮圆周的切向设置为T轴，绕齿轮轴旋转方向设置为θ轴，计算出基准中心平面的Z值Mid_Z＝(Z1+Z2)/2；(3)启动齿轮测量中心，调整测头运动至齿宽中部，通过测量齿轮齿面与分度圆柱面交线上至少4个以上、偶数个且对称的截面处点的位置坐标，得到齿距点(10)；(4)求解出齿面与分度圆的交线，用同样方法求解出另一侧轮齿的齿面与分度圆的交线；(5)求解两条交线的交点距离中心平面的距离即为人字齿轮单个轮齿的对称度误差，所得人字齿轮所有轮齿对称度误差的均值即为人字齿轮的对称度总误差。2.根据权利要求1所述的截面法人字齿轮对称度误差快速测量方法，其特征在于：所述步骤(3)的具体步骤：1)控制测头(7)采集第一截面(1)中第一个齿的左侧齿面齿距点位置坐标。2)回转工作台即θ轴方向转过一个角度后，测头(7)继续进入齿槽，触测第一截面(1)中第二个齿的左侧齿面齿距点。3)重复上述步骤1)...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈云波，刘成，曹建锋，王建华，朱昭媛，
申请(专利权)人：西安工业大学，
类型：发明
国别省市：