[發(fā)明專利]基于迭代濾波的實際齒廓上包絡(luò)形狀獲取方法在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 202110556915.0 | 申請日： | 2021-05-21 |
| 公開（公告）號： | CN113283029A | 公開（公告）日： | 2021-08-20 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 林家春;李晗曉;李寧智;石照耀 | 申請（專利權(quán)）人： | 北京工業(yè)大學(xué) |
| 主分類號： | G06F30/17 | 分類號： | G06F30/17;G06F30/20;G01B11/24 |
| 代理公司： | 北京思海天達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11203 | 代理人： | 沈波 |
| 地址： | 100124 *** | 國省代碼： | 北京;11 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 基于 濾波 實際 齒廓上 包絡(luò) 形狀 獲取 方法 | ||
本發(fā)明公開了基于迭代濾波的實際齒廓上包絡(luò)形狀獲取方法，所采用的方法包括以下步驟：通過迭代濾波的方法獲取實際齒廓上包絡(luò)形狀曲線；停止條件的設(shè)定和截止波長的選擇；截止波長λC決定濾波的效果。截止波長選擇較小會導(dǎo)致無法消除微小裂紋對濾波結(jié)果的影響，截止波長較大會使濾波結(jié)果與實測齒廓曲線脫離。所以需要根據(jù)測量曲線的實際情況選擇合適的截止波長，以獲得最佳濾波效果。現(xiàn)有的濾波手段無法獲取齒廓測量曲線的上包絡(luò)曲線，且針對于齒廓測量曲線無法通過傳統(tǒng)信號處理技術(shù)中的方法獲取上包絡(luò)線。本方法針對于實際齒廓測量曲線提出通過迭代濾波的方法實現(xiàn)了實際齒廓上包絡(luò)形狀的獲取。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于齒輪精密測量技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種基于齒廓偏差的上包絡(luò)形狀獲取方法。通過粗糙度輪廓儀對齒輪的齒廓進(jìn)行測量，經(jīng)過計算獲取齒廓偏差，齒廓偏差通過迭代濾波的方式，獲得實測齒廓偏差的上包絡(luò)形狀，可用于齒輪試驗中磨損量的計算。
背景技術(shù)
齒輪作為傳動機構(gòu)的一種，有著悠久的歷史，廣泛應(yīng)用于機械領(lǐng)域。齒輪具有傳動比恒定、結(jié)構(gòu)緊湊等多種優(yōu)點。據(jù)統(tǒng)計，大量的機械零部件因磨損而失效。齒輪在服役過程中，由于設(shè)計不當(dāng)、潤滑失效、承受交變載荷及材料缺陷等原因會發(fā)生微點蝕、點蝕、膠合甚至斷齒等失效。如何延緩齒輪失效一直是齒輪領(lǐng)域的研究熱點問題之一。齒輪失效常表現(xiàn)為齒面磨損，即齒面材料的持續(xù)損傷和脫落，齒廓形狀發(fā)生變化，這一過程貫穿齒輪的全服役周期。
齒輪磨損的精確測量是進(jìn)行磨損機理研究的基礎(chǔ)。目前常用的測量儀器有齒輪測量中心，三坐標(biāo)測量機和粗糙度輪廓儀，但最適用于齒面磨損測量的是粗糙度輪廓儀。利用粗糙度輪廓儀測量齒輪的優(yōu)點是可同時獲得齒面的形狀、波紋度和粗糙度，并可通過曲線擬合的方式確定被測齒廓在實際齒面的位置，使得利用粗糙度輪廓儀進(jìn)行齒面磨損測量成為可能。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明公開一種迭代濾波方法，對利用粗糙度輪廓儀獲取的齒廓偏差曲線進(jìn)行處理，逐漸逼近實測曲線的上表面包絡(luò)輪廓。本發(fā)明所采用的方法包括以下步驟：
S1通過迭代濾波的方法獲取實際齒廓上包絡(luò)形狀曲線；
濾波器選擇由ISO 1328:2013齒輪精度國際標(biāo)準(zhǔn)推薦采用的高斯濾波器進(jìn)行濾波演示，也可根據(jù)需要選擇樣條濾波器、形態(tài)學(xué)濾波器、巴特沃斯濾波器、切比雪夫濾波器或其他類型的數(shù)字低通濾波器。
設(shè)待濾波齒廓形狀曲線為Fi(x,y)，第一次濾波時將原始測量齒廓形狀曲線作為待濾波齒廓形狀曲線；經(jīng)過濾波之后的測量齒廓形狀曲線為Fi(x',y'),i＝0,1,2...n，n為濾波迭代的次數(shù)。以每次濾波后的結(jié)果為比較基準(zhǔn)，保留位于該次濾波結(jié)果曲線上方的原始曲線不變，將位于該次濾波結(jié)果曲線下方的點用濾波曲線代替形成新的待濾波齒廓形狀曲線，作為下次濾波的待濾波曲線。其計算過程如式(1)所示。
Fi+1(xk,yk)＝max{Fi(xk,yk),Fi(xk',yk')},k＝1,2...K (1)
式中，K為齒廓曲線數(shù)據(jù)點個數(shù)。Fi(xk,yk)為第i次濾波時待濾波曲線上第k點的坐標(biāo)，F(xiàn)i(xk',yk')為第i次濾波時濾波結(jié)果曲線上第k點的坐標(biāo)。Fi+1(xk,yk)為第i+1次濾波時待濾波結(jié)果曲線上第k點的坐標(biāo)。
在每次濾波結(jié)束之后，判斷是否滿足停止條件。若滿足停止條件，則迭代濾波結(jié)束。
S2停止條件的設(shè)定和截止波長的選擇；
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