[發明專利]一種漸開線齒輪樣板齒廓測量與修正方法

有效

• 申請號: 202010030760.2
• 申請日: 2020-01-13
• 公開（公告）號: CN111060061B
• 公開（公告）日: 2021-04-02
• 發明（設計）人: 林家春;滕辰;石照耀
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: G01B21/20
• 分類號: G01B21/20;G01B11/24
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 沈波

1.一種漸開線齒輪樣板齒廓測量與修正方法，其特征在于：在齒輪樣板漸開線法線方向上計算齒廓任意點的偏差，并對偏差數據濾波處理，根據濾波結果建立修正值表，確定漸開線齒輪樣板任意測量點上的修正值；

在計算機中進行校準采用查找表中修正值的方法在校準時進行應用，或對修正值表進行插值擬合，使用任意展長上的修正值計算公式，計算漸開線齒輪樣板任意點上的修正值在校準時進行應用；

待漸開線齒輪樣板裝夾完畢、齒面測量位置調整完畢后，進行齒廓數據的測量；測量的實施過程如下：第一步，控制軸向移動臺，調整測頭在輪齒齒廓的軸向中心位置上；第二步，將測頭移動到被測輪齒的齒根成形點F_f附近，并繼續朝齒根方向移動，操作輪廓儀使測頭自當前位置測量至超過齒頂成形點F_a處，完成漸開線齒輪樣板的齒廓測量，并將測量數據存儲在計算機中；

基于漸開線齒輪樣板齒廓形狀的測量數據，對測量數據進行擬合，將測量齒廓與理論漸開線進行最佳匹配，并在漸開線法線方向上計算齒廓任意點的偏差；測量數據處理、計算方法的實施過程如下：

第一步，根據漸開線齒輪樣板的參數建立理論齒廓模型；

第二步，基于正交距離回歸ODR算法測量齒廓數據曲線擬合到理論齒廓模型上，并得到漸開線法線方向上測量齒廓與理論漸開線的幾何偏差；

修正值的建立過程分為兩步：第一步，在計算機中繪制出任意測量點處的齒廓偏差曲線，并對齒廓偏差曲線進行穩健樣條濾波處理，去除測量偏差中的高頻成分；第二步，基于濾波處理后的任意測量點的齒廓偏差計算結果，建立修正值表，確定被測漸開線齒輪樣板每個測量點對應展長上的修正值。

2.根據權利要求1所述的一種漸開線齒輪樣板齒廓測量與修正方法，其特征在于：設T為理論漸開線模型上一點，直線l與漸開線齒輪樣板的基圓相切且相交理論漸開線模型于點T、相交測量齒廓于點M，線l即為漸開線法線，線段MT即為點T位置上的齒廓偏差；

設理論齒廓模型函數為f(x_i|a)^ODR，模型的全部參數包含在向量a中，為齒廓模型函數的自變量集合，為齒廓模型函數的因變量，測量齒廓數據點為(x_i，y_i)；正交距離回歸ODR算法是使測量齒廓數據點(x_i，y_i)到理論齒廓模型函數f(x_i|a)^ODR之間的正交距離平方和最小化，則正交距離表達式為：

令ε_i＝y_i-f(x_i|a)^ODR為測量齒廓數據點(x_i，y_i)到理論齒廓模型函數f(x_i|a)^ODR的垂直距離，令為測量齒廓數據點(x_i，y_i)到理論齒廓模型函數f(x_i|a)^ODR的水平距離，對式(1)中i進行累加求和得到目標函數：

式(2)中n為齒廓測量總個數；

式(2)中最小化求解后，得到任意測量點處的齒廓偏差：

式(3)中若測量齒廓數據點(x_i，y_i)在理論齒廓模型函數f(x_i|a)^ODR上方，則符號取正，反之符號取負值。