[發明專利]一種提高平面包絡環面蝸桿齒面精度的方法

有效

• 申請號: 201711190067.6
• 申請日: 2017-11-24
• 公開（公告）號: CN107971582B
• 公開（公告）日: 2019-05-28
• 發明（設計）人: 和法洋;李展山
• 申請（專利權）人: 上海合縱重工機械有限公司
• 主分類號: B23F13/00
• 分類號: B23F13/00;B23F19/02
• 代理公司: 上海三方專利事務所(普通合伙) 31127
• 代理人: 吳瑋;錢品興

1.一種提高平面包絡環面蝸桿齒面精度的方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一，將中心距、母平面傾角、蝸桿軸向相對位置和主基圓半徑作為工藝參數一起輸入到數控系統中加工蝸桿；

步驟二，加工完畢后在測量儀器上實現理論坐標系和測量坐標系的匹配，再進行測頭半徑補償后，按照理論路徑進行離線測量，得到蝸桿分度螺旋線上各點誤差l₁和對稱軸截面喉部齒形上各點的誤差l₂；

步驟三，判斷蝸桿分度螺旋線誤差以及對稱軸截面喉部齒形誤差是否滿足設計要求，若不滿足要求則求解修正量，修正工藝參數后重新加工并檢測；若仍不滿足要求，則根據新的檢測結果重新求解修正量，修正工藝參數并加工，直至精度符合要求，

所述求解修正量的過程分為六步：

第一步：根據嚙合原理，建立平面包絡環面蝸桿的理論齒面方程：

其中a₁為蝸桿加工中心距、i₀₁為傳動比、β為母平面傾角、r_b為主基圓半徑、為母平面轉角、u,v均為母平面參數、(X₀,Y₀,Z₀)為在母平面坐標系中點的坐標，(X₁,Y₁,Z₁)為蝸桿坐標系中點的坐標；

第二步，構建蝸桿分度螺旋線上的點應滿足的方程式：

其中r₁為蝸桿分度圓弧半徑、θ為蝸桿軸截面內分度螺旋線上的點與主基圓圓心的連線和蝸桿中心與主基圓圓心連線的夾角；將方程(1)與方程(2)聯立即求得蝸桿分度螺旋線上點的坐標；

第三步，構建對稱軸截面喉部齒形上的點應滿足的方程式：

其中R取值范圍為：R_b為蝸桿齒頂圓弧半徑，R_a為蝸桿齒根圓弧半徑，α為壓力角，τ為齒距角；將方程(1)與方程(3)聯立即求得蝸桿對稱軸截面喉部齒形上點的坐標；

第四步：假設工藝參數中心距、母平面傾角、蝸桿軸向相對位置和主基圓半徑分別存在誤差Δa₁、Δβ、ΔZ₁和Δr_b，則加工后得到的含制造誤差的蝸桿齒面方程式為：

將方程(4)與(2)聯立得到誤差狀態下分度螺旋線的坐標點，當含有誤差的蝸桿按照理論路徑進行測量時就會得到分度圓螺旋線上各點誤差l₃；

將方程(4)與(3)聯立得到誤差狀態下對稱軸截面喉部齒形上的坐標點，當含有誤差的蝸桿按照理論路徑進行測量時就會得到對稱軸截面喉部齒形上各點誤差l₄；

第五步：令Δr_b＝0，構造函數

其中n₁為測量采集得到的分度螺旋線上數據點個數，l_1i為其中第i個點的誤差，l_3i為對應點在存在假設誤差Δa₁、Δβ和ΔZ₁時的理論誤差值，采用優化算法，求解方程ΔE₁(Δa₁,Δβ,ΔZ₁)→0得到解Δa₁、Δβ和ΔZ₁；

第六步：構造函數其中n₂為測量采集得到的對稱軸截面喉部齒形上數據點個數，l_2j為其中第j個點的誤差，l_4j為對應點在誤差Δa₁、Δβ和ΔZ₁已知時的齒面誤差，采用優化算法，求解方程得到Δr_b。

2.如權利要求1所述的一種提高平面包絡環面蝸桿齒面精度的方法，其特征在于，將Δa₁、Δβ、ΔZ₁和Δr_b作為工藝參數修正量輸入加工系統，重新加工齒面。

3.如權利要求1所述的一種提高平面包絡環面蝸桿齒面精度的方法，其特征在于中心距、母平面傾角、蝸桿軸向相對位置和主基圓半徑共四個工藝參數并不一定需要全部修正，根據需要可以只修正其中的部分參數即可使精度符合要求。