[發明專利]一種擺線齒輪檢測的誤差補償方法

有效

• 申請號: 201710489033.0
• 申請日: 2017-06-23
• 公開（公告）號: CN107167105B
• 公開（公告）日: 2018-03-27
• 發明（設計）人: 吳震宇;趙大興;袁康;丁國龍
• 申請（專利權）人: 湖北工業大學
• 主分類號: G01B21/20
• 分類號: G01B21/20
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙)42222
• 代理人: 張火春

技術領域

本發明涉及擺線齒輪檢測，涉及由安裝偏差所引起的檢測誤差補償方案，具體涉及一種擺線齒輪檢測的誤差補償方法。

背景技術

擺線齒輪減速機因其具有傳動比大、結構緊湊、效率高、運行平穩和壽命長的優良特性，廣泛應用于機械、礦山、冶金、化工、紡織、國防工業等工業領域。擺線齒輪作為減速機中的一個核心部件，其制造精度直接影響整機性能。因此，對加工后的擺線齒輪零件的質量檢測，已經成為整個生產過程的一個重要環節，任何一個細微的測量誤差因素都會直接導致對產品質量的誤判，因此，亟需一種誤差補償方法能夠對由安裝不當所引起的測量誤差進行修正，從而得到能夠反映零件加工質量的真實測量結果。

目前，常用的擺線齒輪齒廓檢測是在三坐標測量儀上進行，由于擺線齒輪的裝夾誤差，擺線齒輪的軸心線與三坐標測量儀的Z軸不能保證完全不重合，所以會產生對準誤差從而影響對齒廊面的測量精度，但這種誤差又是不可避免的。

在測量擺線齒輪齒廓偏差時，如圖1，由于要測量齒廓面，先固定探頭支架在Z軸方向的位置，然后沿著Y軸方向移動探頭，并且繞Z軸轉動擺線齒輪，直到探頭接觸到擺線齒輪的齒廊面，讀取測量點的坐標值，記錄結果，然后再將擺線齒輪繞Z軸等角度旋轉，每轉動一次，記錄一次測量點的坐標值，直到擺線齒輪旋轉一周，完成測量。在測量擺線齒輪的齒向偏差時，固定探頭在Y軸方向的位置，繞Z軸轉動擺線齒輪，直到探頭接觸到擺線齒輪，讀取測量點的坐標值，記錄結果，再將探頭沿Z軸方向，等距移動一定的距離，每移動一次，記錄一次測量點的坐標值，直到探頭沿擺線齒輪齒向移出，完成測量。但是，在上述實際測量過程中，裝夾擺線齒輪總會有或多或少的偏差，例如，擺線齒輪軸心線的偏心和傾斜，這類偏差在實際測量過程中又是不可避免的，但由此引起的測量誤差又會直接影響測量結果的準確性。

發明內容

本發明的目的是提供一種對擺線齒輪檢測的誤差進行補償的方法，以解決現有技術中測量偏差大的問題。鑒于此，本發明提出一種誤差補償修正方案：因為在三坐標測量儀下測得的擺線齒輪坐標，是擺線齒輪相對測量儀坐標系的位置，所以擺線齒輪軸心線的偏心其實就是它相對于測量儀坐標系原點的偏移，同理，擺線齒輪軸心線的傾斜可以看成軸心線繞各個坐標軸旋轉后產生的。基于這種坐標變換的思路，就可以對擺線齒輪初始安裝誤差進行補償，即首先得到擺線齒輪軸心線相對于原點的偏移量和旋轉角度，再將坐標系相應的移動一定的距離和旋轉一定的角度，就可以消除這種誤差。

為了解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：

一種擺線齒輪檢測的誤差補償方法，利用三坐標測量儀測量擺線齒輪進行測量，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一、定義三坐標測量儀的X、Y和Z軸為原始坐標，利用三坐標測量儀測出擺線齒輪軸心線上不同高度方向的P(x₁,y₁,z₁)和Q(x₂,y₂,z₂)兩點坐標，利用公式(5)可得出擺線齒輪軸心線相對于X軸和Y軸的偏轉角度θ₁和θ₂，

其中，θ₁為擺線齒輪軸心線相對于X軸偏轉角度，θ₂為擺線齒輪軸心線相對于Y軸偏轉角度；

步驟二、通過P(x₁,y₁,z₁)和Q(x₂,y₂,z₂)兩點坐標確定擺線齒輪軸心線方程，即為公式(6)，當z＝0時，公式(6)變為公式(7)，即可求出擺線齒輪軸心線與XOY平面交點坐標S(x_s,y_s)，其中，

步驟三、通過三坐標測量儀對擺線齒輪的齒廊面進行測量，得到測量值(x_m,y_m,z_m)，測量的數據通過公式(3)進行轉換得修正后的測量值(x,y,z)；

步驟四、然后將將原坐標系繞X,Y軸旋轉相應的角度和相對圓心移動相應的距離，修正后的測量值(x,y,z)通過經過公式(8)轉換，得到補償后的坐標值(x_α,y_α,z_α)，即完成擺線齒輪齒廊面測量的補償。