[發明專利]錐面包絡圓柱蝸桿的齒形檢測方法

有效

• 申請號: 201710379665.1
• 申請日: 2017-05-25
• 公開（公告）號: CN107192366B
• 公開（公告）日: 2019-03-22
• 發明（設計）人: 張燕軍;李文波;繆宏;張劍峰;葛文軍
• 申請（專利權）人: 揚州大學
• 主分類號: G01B21/20
• 分類號: G01B21/20
• 代理公司: 揚州蘇中專利事務所(普通合伙) 32222
• 代理人: 許必元

技術領域

本發明屬于精密測量技術領域，具體涉及到一種錐面包絡圓柱蝸桿在任意截面處的齒形檢測方法。

背景技術

錐面包絡圓柱蝸桿傳動具有易于磨削、適合批量生產、承載能力高等優點,是一種值得大力推廣的機械傳動形式。但是由于相關研究理論的滯后和相關加工工藝的缺乏,該類蝸桿傳動在我國并沒有得到大規模的推廣和使用。近一步完善和深化對蝸桿傳動的理論研究,推動我國實現該類型蝸桿傳動設計制造的完全自主化十分必要。

錐面包絡圓柱蝸桿的齒形提取精度影響著錐面包絡圓柱蝸桿的傳動性能。現有的齒形檢測技術對于其特征齒形做了較多的研究，而對于如何檢測在錐面包絡圓柱蝸桿任意角度截面處的齒形卻沒有做進一步的研究,對于其任意截面處的齒形并沒有給出其數學模型以及具體的繪制方法，不能達到較高的齒形測量精度。

發明內容

本發明的目的在于提供一種錐面包絡圓柱蝸桿的法向齒形檢測方法，利用已知的齒面方程以及空間坐標變換，通過將齒形的齒面模型完整的推導出來再加以變換，從而檢測錐面包絡圓柱蝸桿在任意截面處的齒形，精確地分析齒形誤差，進一步的指導錐面包絡圓柱蝸桿的精密加工以及改善嚙合性能。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的，錐面包絡圓柱蝸桿的齒形檢測方法，包括如下步驟：

第一步：已知待設計錐面包絡圓柱蝸桿的參數為:軸向模數m、頭數z、旋向、壓力角α、蝸桿齒寬b₀、截面與豎直平面所夾的角度ζ、蝸桿分度圓直徑d₁、刀具的分度圓直徑d₀、刀具的分度圓齒厚s₀；

第二步：以與待設計錐面包絡圓柱蝸桿的軸線垂直的平面為XY面，以待設計錐面包絡圓柱蝸桿的軸線為Z軸，建立OXYZ坐標系，其中，軸向齒形關于X-O-Y面對稱，可得軸向齒形線AB的方程：

式中：x_u,y_u，z_u是軸向齒形線AB上任意一個點的坐標；μ，θ—砂輪表面的參數；

α--待檢測錐面包絡圓柱蝸桿的壓力角；

γ—待檢測錐面包絡圓柱蝸桿軸線與刀具軸線在空間交錯成分度圓柱導程角；

b—刀具的錐頂到砂輪平面的距離；a—砂輪和蝸桿的中心距；

第三步：對于多頭錐面包絡圓柱蝸桿，軸向齒形線AB需經如下變換：

式中：x₁₁，y₁₁z₁₁是多頭錐面包絡圓柱蝸桿第n個頭上軸向齒形線AB上任意一個點的坐標；n--待檢測錐面包絡圓柱蝸桿的頭數的序號；z--待檢測錐面包絡圓柱蝸桿的頭數；

第四步：將軸向齒形線AB繞Z軸做螺旋運動形成上齒面，根據矢量回轉公式，該齒面的方程(方程中左旋取正號，右旋取負號)：

式中：x₁，y₁，z₁是錐面包絡圓柱蝸桿軸向齒形線AB做空間變換后形成的齒面上齒形線AB任意一個點的坐標；p--待檢測錐面包絡圓柱蝸桿的螺旋參數；

λ--主導待檢測錐面包絡圓柱蝸桿的齒廓做空間螺旋運動形成齒形的參變數；

k--Y軸通過待檢測錐面包絡圓柱蝸桿軸向齒形中點平移的距離；

第五步：將軸向齒形繞Z軸的正、負兩個方向旋轉；對于第四步得到的齒面，將λ在設計要求的附近取值；

第六步：將步驟五所得的數學模型與截面方程進行聯立，則得到的錐面包絡圓柱蝸桿齒面和該截面的交線便是錐面包絡圓柱蝸桿在該截面下的齒形：

ζ--截面與豎直平面所夾的角度；

z＝cot(ζ)·y--與錐面包絡圓柱蝸桿相交的截面；

第七步：在OXYZ坐標系內可得下齒面軸向齒形線CD的方程：

第八步：同理，對第七步齒形線CD的方程再進行第四步到第六步的變換，可得該齒形線繞Z軸右旋形成的齒面的數學模型(方程中左旋取正號，右旋取負號)：

x₂₂,y₂₂,z₂₂是多頭錐面包絡圓柱蝸桿第n個頭上軸向齒形線CD上任意一個點的坐標；

x₂,y₂,z₂是錐面包絡圓柱蝸桿齒形線CD做空間變換后形成的齒面上齒形線CD任意一個點的坐標；