[發明專利]一種面齒輪齒面面輪廓度評定方法

有效

• 申請號: 201410359365.3
• 申請日: 2014-07-25
• 公開（公告）號: CN104156948B
• 公開（公告）日: 2017-09-12
• 發明（設計）人: 吳燦輝;曹平
• 申請（專利權）人: 中國航空綜合技術研究所
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00
• 代理公司: 中國航空專利中心11008
• 代理人: 李建英

技術領域

本發明屬于檢測技術領域，涉及一種面齒輪齒面面輪廓度評定方法，適用于新型齒輪--面齒輪齒面精度評定。

背景技術

面齒輪傳動是一種新型的航空動力傳動，具有體積小、重量輕、高承載能力、低噪音、高可靠性、長壽命等優點，在航空傳動中具有良好的應用前景。國內許多學者開展了面齒輪設計、嚙合性能分析、制造等相關技術的研究，而面齒輪加工精度的評定是判斷面齒輪加工型面與設計型面的符合程度，為面齒輪精密加工中的重要環節。目前，在面齒輪加工精度評定方面，僅有文獻介紹采用離散采樣點誤差評定方法對面齒輪加工精度進行評定。

面齒輪齒面為復雜的高階曲面，目前，針對復雜曲面的精度評定大多采用分區域或者曲面離散采樣點誤差評定，而缺乏對整體曲面精度的評價，面輪廓度誤差評定是針對整體曲面精度的一種有效的評價方法。因此，目前尚缺乏一種對面齒輪整體齒面精度的評價方法來指導面齒輪生產。

發明內容

本發明的目的是：針對面齒輪高階復雜整體齒面精度評定的技術難題，提供一種面齒輪齒面面輪廓度評定方法，該方法能夠根據面齒輪基本參數和面齒輪齒面采集點的坐標，計算出面齒輪齒面面輪廓度的大小，為面齒輪齒面精度的評定提供依據，同時也為其他空間復雜曲面的精度評定提供一種思路。

本發明的技術方案是：(1)根據已知面齒輪加工用插齒刀齒數N_s、插齒刀模數m、插齒刀壓力角α確定出面齒輪加工用插齒刀齒面方程：，

其中，r_bs為插齒刀漸開線基圓半徑；u_S為插齒刀齒面上一點的軸向參數；θ_os為插齒刀漸開線上一點的角度參數；θ_ks為插齒刀漸開線齒面的參數；

(2)由步驟(1)中得到的插齒刀齒面方程根據面齒輪傳動原理以及插齒刀的旋轉參數φ_s，得到面齒輪理論齒面方程：

其中，φ_ks＝φ_s±(θ_os+θ_ks)，其中N₂為面齒輪齒數，φ₂為面齒輪旋轉參數，x₂,y₂,z₂分別代表為面齒輪理論齒面方程矢量的三個坐標值；

(3)由步驟(2)得到的面齒輪理論齒面方程消去參數φ_s、θ_ks，得到面齒輪理論齒面方程的顯性表達為f(x₂,y₂,z₂)＝0，基于小偏差和我小誤差假設條件，依據檢測儀器測得實際面齒輪齒面各點坐標為得到實測點到面齒輪理論齒面的距離：其中n為測點數。

(4)由步驟(3)得到的實際面齒輪齒面各點坐標考慮到測量時基準要素與理想要素必然有偏差，在評定時設置微量調整u＝[Δ_x,Δ_y,Δ_z,θ_x,θ_y,θ_z]^T來表述位置和方向的變化，利用坐標變換原理得到微量調整后各點坐標進而得到微量調整后各點到面齒輪理論齒面的距離為

(5)由步驟(4)得到微量調整后各點到面齒輪理論齒面的距離利用最小二乘法評定面輪廓度原理，得到計算方程：其中：

(6)由步驟(5)得到的計算方程采用人工魚群算法進行求解，得到各點坐標

(7)由步驟(6)得到的各點坐標代入公式得到每個實測點到面齒輪理論齒面的距離。這些距離中的最大值與最小值構之差即為面齒輪齒面的輪廓度誤差：E(u)＝D_max(u)-D_min(u)。

本發明的原理：基于面齒輪傳動原理和小偏差和我小誤差假設條件，綜合考慮面輪廓度的最小二乘法評定理論以及人工魚群算法理論，根據實際檢測的面齒輪齒面點坐標實現面齒輪齒面輪廓度誤差的精度評定。

本發明具有的優點和有益效果是：本發明很好的解決了面齒輪整體齒面精度評價的技術難題，為面齒輪加工后的精度評定提供了一種方法，也為基于面齒輪檢測結果的齒面修整提供了依據，能夠有效的指導工程面齒輪的生產和應用。同時，該方法也可推廣應用在航空葉片、蒙皮等空間復雜曲面的精度評定。

附圖說明

圖1為本發明實現方法流程圖；

圖2面齒輪加工坐標系。

具體實施方式