[發明專利]平面二次包絡環面蝸桿測量方法

有效

• 申請號: 201410054901.9
• 申請日: 2014-02-18
• 公開（公告）號: CN103791870A
• 公開（公告）日: 2014-05-14
• 發明（設計）人: 石照耀;于渤;其他發明人請求不公開姓名
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: G01B21/00
• 分類號: G01B21/00;G06F19/00
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 紀佳

技術領域

本發明涉及一種平面二次包絡環面蝸桿測量方法，屬于精密測試技術與儀器、機械傳動技術領域。

背景技術

環面蝸桿是一種基于砂輪面包絡而成的磨削型蝸桿。與圓柱蝸桿傳動相比，環面蝸桿傳動具有嚙合齒數多、蝸輪齒面呈雙線接觸、承載能力強、傳動效率高、使用壽命長及可以進行符合修型原理的磨削等優點，應用日益廣泛。

隨著科學技術的發展，對環面蝸桿傳動系統的精度提出了越來越高的要求，而其精密測量一直是制約其發展的瓶頸問題。

目前，對平面二次包絡環面蝸桿的檢測研究主要從兩方面展開：一是采用通用三坐標測量機或齒輪測量中心對蝸桿單項誤差進行測量的研究；二是研發專用測量儀，進行綜合測量。如，在齒輪測量中心上對平面包絡環面蝸桿齒形和螺旋線誤差進行測量的研究已有報道。國內某研究所為首鋼機械廠研制了世界上第一臺平面二次包絡環面蝸桿誤差檢查儀，該儀器使用平面測頭，可以測量綜合螺旋線誤差、綜合圓周齒距誤差和綜合分度誤差，利用直線刃測頭測量可以獲得整體誤差曲線。從本質上說，該儀器屬于綜合測量。

迄今，對環面蝸桿檢測的研究，都沒有真正解決該類蝸桿生產中的實際測量問題。檢測技術的落后阻礙了環面蝸桿傳動的推廣應用。

發明內容

為了實現平面二次包絡環面蝸桿的測量，本發明提供了一種專用蝸桿測量機上的平面二次包絡環面蝸桿測量方法，可以對平面二次包絡環面蝸桿的螺旋線誤差、軸向齒形誤差、法向齒形誤差、分度誤差及軸向齒厚偏差進行高精度測量。該方法既可以應用在臥式測量機上，也可以應用在立式測量機上。

本發明所采用的方法包括如下步驟：

S1：建立蝸桿誤差項的數學模型

i）根據空間嚙合原理建立齒面數學模型：

其中S₁(O₁-x₁,y₁,z₁)和S₂(O₂-x₂,y₂,z₂)分別是與蝸桿和蝸輪固連的運動坐標系，z₁與z₂分別于蝸桿與蝸輪的回轉軸線重合，是蝸桿轉角，是蝸輪轉角，建立一個軸線與蝸輪軸線重合的圓錐，并且母平面與該圓錐相切，u是母平面上點到母平面與圓錐切線的距離，t是母平面上該點處與u垂直的軸上的坐標值，i₁₂是傳動比，a是蝸桿與蝸輪軸線的中心距，r_b是主基圓半徑，β是母平面傾斜角，將公式(1)簡化表示為f(x₁,y₁,z₁)=0，建立機床坐標系S(O-X,Y,Z)，Z是蝸桿軸線方向，即為機床回轉主軸軸線方向，X是蝸桿徑向方向，Y是與X、Z垂直的方向，那么f(x₁,y₁,z₁)=0可以表示為

f(X,Y,Z)=0????(2)

ii）在齒面數學模型基礎上，根據螺旋線誤差、軸向齒形誤差、法向齒形誤差、分度誤差及軸向齒厚偏差的定義，建立螺旋線誤差、軸向齒形誤差、法向齒形誤差、分度誤差及軸向齒厚偏差的數學模型。

a)螺旋線誤差數學模型

蝸桿分度圓環面方程為

(a-X2+Y2)2+Z2=R22---(3)]]>

其中R₂是蝸輪分度圓半徑，公式(2)與(3)聯立得到螺旋線誤差數學模型：