[發明專利]阿基米德圓柱蝸桿齒形的檢測方法

有效

• 申請號: 201710388985.3
• 申請日: 2017-05-25
• 公開（公告）號: CN107091316B
• 公開（公告）日: 2019-02-15
• 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: F16H55/22
• 分類號: F16H55/22;F16H55/08;G06F17/50
• 代理公司: 揚州蘇中專利事務所(普通合伙) 32222
• 代理人: 許必元

本發明公開了一種阿基米德圓柱蝸桿齒形的檢測方法，包括建立坐標系，建立齒形的參數方程，將齒形參數方程進行空間變化，建立完整齒形的參數方程等步驟。本發明采用軸向齒形沿螺旋線演化的方式得到阿基米德圓柱蝸桿的齒形，將其齒面與豎直平面呈任意角度（0~90°）的截面的交線通過空間變換得到阿基米德圓柱蝸桿在該截面上的齒形的參數化方程，既方便觀察其任意截面上齒形的形狀，也有助于展開對其齒形的研究以及應用，對齒形誤差進行精確地分析，對指導阿基米德圓柱蝸桿進行精密加工，改善嚙合性能起到重要作用。

技術領域

本發明屬于精密測量技術領域，具體涉及到一種阿基米德圓柱蝸桿在任意截面處的齒形檢測方法。

背景技術

阿基米德圓柱蝸桿傳動雖然效率較低,但由于其易于自鎖與多齒嚙合的特性在防止沖擊載荷引起運動倒轉方面表現優異,因此在某新型艦載武器的末級傳動中得到應用。

阿基米德圓柱蝸桿的齒形精度影響著阿基米德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，阿基米德圓柱蝸桿軸向齒廓為直線，端面齒廓為阿基米德螺旋線。而對于如何檢測在阿基米德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阿基米德圓柱蝸桿齒形的測量方法，利用已知的齒面方程以及空間坐標變換，通過將齒形的兩個螺旋面的參數方程完整的推導出來再加以變換，從而檢測阿基米德圓柱蝸桿在任意截面處的齒形，精確地分析齒形誤差，進一步的指導阿基米德圓柱蝸桿的修型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，阿基米德圓柱蝸桿齒形的檢測方法，包括如下步驟：

第一步：確定待設計阿基米德圓柱蝸桿的參數為:軸向模數m、頭數z、旋向、壓力角α、蝸桿齒寬b、導程角γ、截面與豎直平面所夾的角度ζ；

第二步：以與待設計阿基米德圓柱蝸桿的軸線垂直的平面為XY面，以待設計阿基米德圓柱蝸桿的軸線為Z軸，建立OXYZ坐標系，其中，軸向齒形關于X-O-Y面對稱；在OXYZ坐標系內可得軸向齒形線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—車刀直線刃口參數；

α--待檢測阿基米德圓柱蝸桿的壓力角；r_f1--待檢測阿基米德圓柱蝸桿的齒根圓半徑；

r₁--待檢測阿基米德圓柱蝸桿的分度圓半徑；S_a--待檢測阿基米德圓柱蝸桿的軸向齒厚；

第三步：對于多頭阿基米德圓柱蝸桿，軸向齒形線AB需經如下變換：

式中：x₁₁,y₁₁是多頭阿基米德圓柱蝸桿第n個頭上軸向齒形線AB上任意一個點的坐標；

n--待檢測阿基米德圓柱蝸桿的頭數的序號；z--待檢測阿基米德圓柱蝸桿的頭數；

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(方程中左旋取負號，右旋取正號)：

式中：x₁，y₁，z₁是阿基米德蝸桿軸向齒形線AB做空間變換后形成的齒面上軸向齒形線AB任意一個點的坐標；

λ—主導待檢測阿基米德圓柱蝸桿的齒廓做空間螺旋運動形成齒形的參變數；

p--待檢測阿基米德圓柱蝸桿的螺旋參數；