一種螺旋錐齒輪齒面曲率干涉檢驗方法
【專利摘要】本發明公開了一種螺旋錐齒輪齒面曲率干涉檢驗方法，只需要提供兩齒面的若干離散點的坐標值，即可精確的判斷齒面干涉的部位而且可以對其實測嚙合位置進行預判，為齒輪副提供了高效、便捷的齒面曲率干涉檢驗方法，解決了齒輪副只能在滾檢機上進行配對滾檢檢驗齒面曲率干涉的技術難題，不僅可以精確的判斷齒面干涉的部位而且可以對其實測嚙合位置進行預判。該檢驗方法拓展了齒輪測量中心的檢測功能，無需在齒輪滾檢機上滾檢，可以直接根據齒輪測量中心檢測出的齒面點的位矢和法矢判斷兩齒面是否發生齒面曲率干涉,如果干涉，可判斷出干涉的部位。
【專利說明】一種螺旋錐齒輪齒面曲率干涉檢驗方法

【技術領域】
[0001] 本發明屬于齒輪嚙合分析測試【技術領域】，具體涉及一種螺旋錐齒輪齒面曲率干涉 檢驗方法。

【背景技術】
[0002] 兩齒面嚙合時在接觸點處無曲率干涉是實現正確嚙合的必要條件。在齒輪加工時 由于機床誤差、安裝誤差、熱處理變形等因素造成較大的齒面誤差，兩配對齒輪嚙合時發生 齒面曲率干涉而無法正確嚙合。
[0003] 齒面曲率干涉檢驗目前只在齒面設計階段分析計算，通過計算兩齒面嚙合點的相 對法曲率和相對短程撓率進行判斷，該方法是基于局部拓撲結構的判斷方法。如沈云波，方 宗德等人的論文"面齒輪傳動嚙合過程相對法曲率干涉檢驗的方法"中，提出了一種面齒輪 傳動整個嚙合過程的相對法曲率極值曲線曲率干涉檢驗的方法，該方法即是一種基于局部 拓撲結構的判斷方法，已加工過的齒輪副需要在滾檢機上進行配對滾檢，由滾檢印痕根據 經驗判斷齒面曲率干涉的具體位置及程度。
[0004] 另外，在齒輪測量中心進行齒面三坐標檢測已成為齒面檢測的重要手段，然而這 種齒面檢測只是針對單個齒輪的齒面精度的測量和分析，無法對兩齒面嚙合性能進行分 析。


【發明內容】

[0005] 本發明的目的是提供一種螺旋錐齒輪齒面曲率干涉檢驗方法，只需要提供兩齒面 的若干離散點的坐標值，即可精確的判斷齒面干涉的部位而且可以對其實測嚙合位置進 行預判。
[0006] 為了實現以上目的，本發明所采用的技術方案是：一種螺旋錐齒輪齒面曲率干涉 檢驗方法，包括如下步驟：
[0007] (1)建立螺旋錐齒輪大輪的理論齒面方程和小輪基準齒面；
[0008] (2)對大、小輪實測加工齒面進行三坐標檢測，得到大、小輪實測加工齒面檢測點 的位矢及法矢；
[0009] (3)基于嚙合方程，根據大輪實測加工齒面檢測點的位矢、法矢及大小輪傳動比建 立與大輪實測加工齒面完全共軛的小輪輔助測量面；
[0010] ⑷對小輪輔助測量面上的離散點進行雙三次NURBS曲面擬合建立小輪輔助測量 面的數字化齒面；
[0011] (5)根據小輪實測加工齒面檢測點的位矢及法矢通過位置方程分別計算小輪基準 齒面和小輪輔助測量面的數字化齒面上的網格點；
[0012] (6)分別計算小輪實測加工齒面、小輪輔助測量面與小輪基準面的齒面拓撲偏差 值#和療，從而計算得到小輪輔助測量面與小輪實測加工齒面的齒面拓撲偏差值S1根 據S"判斷實測加工的大、小輪齒面是否發生齒面曲率干涉。
[0013] 所述步驟（1)中的小輪基準齒面是根據大輪的理論齒面方程、嚙合方程及大小輪 傳動比關系建立的，該小輪基準齒面與大輪理論齒面完全共軛。
[0014] 小輪實測加工齒面與小輪基準面的齒面拓撲偏差值次/的計算過程如下：

【權利要求】
1. 一種螺旋錐齒輪齒面曲率干涉檢驗方法，其特征在于，包括如下步驟： (1) 建立螺旋錐齒輪大輪的理論齒面方程和小輪基準齒面； (2) 對大、小輪實測加工齒面進行三坐標檢測，得到大、小輪實測加工齒面檢測點的位 矢及法矢； (3) 基于嚙合方程，根據大輪實測加工齒面檢測點的位矢、法矢及大小輪傳動比建立與 大輪實測加工齒面完全共軛的小輪輔助測量面； (4) 對小輪輔助測量面上的離散點進行雙三次NURBS曲面擬合建立小輪輔助測量面的 數字化齒面； (5) 根據小輪實測加工齒面檢測點的位矢及法矢通過位置方程分別計算小輪基準齒面 和小輪輔助測量面的數字化齒面上的網格點； (6) 分別計算小輪實測加工齒面、小輪輔助測量面與小輪基準面的齒面拓撲偏差值4 和考，從而計算得到小輪輔助測量面與小輪實測加工齒面的齒面拓撲偏差值根據S" 判斷實測加工的大、小輪齒面是否發生齒面曲率干涉。
2. 根據權利要求1所述的螺旋錐齒輪齒面曲率干涉檢驗方法，其特征在于：所述步驟 (1)中的小輪基準齒面是根據大輪的理論齒面方程、嚙合方程及大小輪傳動比關系建立的， 該小輪基準齒面與大輪理論齒面完全共軛。
3. 根據權利要求1所述的螺旋錐齒輪齒面曲率干涉檢驗方法，其特征在于：小輪實測 加工齒面與小輪基準面的齒面拓撲偏差值#的計算過程如下：
其中，Y i是小輪實測加工齒面檢測點MfG1, yP 到小輪基準面上測點 y<)，Z0)的連線與小輪基準面上測點法線的夾角。
4. 根據權利要求1所述的螺旋錐齒輪齒面曲率干涉檢驗方法，其特征在于：小輪輔助 測量面與小輪基準面的齒面拓撲偏差值的計算公式如下：
其中，Y 3為小輪輔助測量面檢測點M|'(X3, y3, Z3)到小輪基準面上測點y z ) 的連線與小輪基準面上測點法線的夾角。
5. 根據權利要求1所述的螺旋錐齒輪齒面曲率干涉檢驗方法，其特征在于，小輪輔助 測量面與小輪實測齒面的齒面拓撲偏差值S"的計算公式： Sii =埤。
6. 根據權利要求1所述的螺旋錐齒輪齒面曲率干涉檢驗方法，其特征在于，根據S u判 斷實測加工的大、小輪齒面是否發生齒面曲率干涉的原則如下：若S "小于0,說明在該點 小輪實測齒面與小輪輔助測量面有間隙，該點無曲率干涉；若S "大于0,說明在該點兩齒 面間隙為負，則該點發生曲率干涉，不能正確嚙合；S 〃越大，干涉越嚴重，實測嚙合位置會 出現在干涉程度最大的部位。
【文檔編號】G01B21/20GK104330065SQ201410362434
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2014年7月28日 優先權日:2014年7月28日
【發明者】曹雪梅, 孫寧, 劉數 申請人:河南科技大學