一种螺旋锥齿轮齿面曲率干涉检验方法
【专利摘要】本发明公开了一种螺旋锥齿轮齿面曲率干涉检验方法，只需要提供两齿面的若干离散点的坐标值，即可精确的判断齿面干涉的部位而且可以对其实测啮合位置进行预判，为齿轮副提供了高效、便捷的齿面曲率干涉检验方法，解决了齿轮副只能在滚检机上进行配对滚检检验齿面曲率干涉的技术难题，不仅可以精确的判断齿面干涉的部位而且可以对其实测啮合位置进行预判。该检验方法拓展了齿轮测量中心的检测功能，无需在齿轮滚检机上滚检，可以直接根据齿轮测量中心检测出的齿面点的位矢和法矢判断两齿面是否发生齿面曲率干涉,如果干涉，可判断出干涉的部位。
【专利说明】一种螺旋锥齿轮齿面曲率干涉检验方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于齿轮啮合分析测试【技术领域】，具体涉及一种螺旋锥齿轮齿面曲率干涉 检验方法。
【背景技术】
[0002] 两齿面啮合时在接触点处无曲率干涉是实现正确啮合的必要条件。在齿轮加工时 由于机床误差、安装误差、热处理变形等因素造成较大的齿面误差，两配对齿轮啮合时发生 齿面曲率干涉而无法正确啮合。
[0003] 齿面曲率干涉检验目前只在齿面设计阶段分析计算，通过计算两齿面啮合点的相 对法曲率和相对短程挠率进行判断，该方法是基于局部拓扑结构的判断方法。如沈云波，方 宗德等人的论文"面齿轮传动啮合过程相对法曲率干涉检验的方法"中，提出了一种面齿轮 传动整个啮合过程的相对法曲率极值曲线曲率干涉检验的方法，该方法即是一种基于局部 拓扑结构的判断方法，已加工过的齿轮副需要在滚检机上进行配对滚检，由滚检印痕根据 经验判断齿面曲率干涉的具体位置及程度。
[0004] 另外，在齿轮测量中心进行齿面三坐标检测已成为齿面检测的重要手段，然而这 种齿面检测只是针对单个齿轮的齿面精度的测量和分析，无法对两齿面啮合性能进行分 析。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的是提供一种螺旋锥齿轮齿面曲率干涉检验方法，只需要提供两齿面 的若干离散点的坐标值，即可精确的判断齿面干涉的部位而且可以对其实测啮合位置进 行预判。
[0006] 为了实现以上目的，本发明所采用的技术方案是：一种螺旋锥齿轮齿面曲率干涉 检验方法，包括如下步骤：
[0007] (1)建立螺旋锥齿轮大轮的理论齿面方程和小轮基准齿面；
[0008] (2)对大、小轮实测加工齿面进行三坐标检测，得到大、小轮实测加工齿面检测点 的位矢及法矢；
[0009] (3)基于啮合方程，根据大轮实测加工齿面检测点的位矢、法矢及大小轮传动比建 立与大轮实测加工齿面完全共轭的小轮辅助测量面；
[0010] ⑷对小轮辅助测量面上的离散点进行双三次NURBS曲面拟合建立小轮辅助测量 面的数字化齿面；
[0011] (5)根据小轮实测加工齿面检测点的位矢及法矢通过位置方程分别计算小轮基准 齿面和小轮辅助测量面的数字化齿面上的网格点；
[0012] (6)分别计算小轮实测加工齿面、小轮辅助测量面与小轮基准面的齿面拓扑偏差 值#和疗，从而计算得到小轮辅助测量面与小轮实测加工齿面的齿面拓扑偏差值S1根 据S"判断实测加工的大、小轮齿面是否发生齿面曲率干涉。
[0013] 所述步骤（1)中的小轮基准齿面是根据大轮的理论齿面方程、啮合方程及大小轮 传动比关系建立的，该小轮基准齿面与大轮理论齿面完全共轭。
[0014] 小轮实测加工齿面与小轮基准面的齿面拓扑偏差值次/的计算过程如下：
【权利要求】
1. 一种螺旋锥齿轮齿面曲率干涉检验方法，其特征在于，包括如下步骤： (1) 建立螺旋锥齿轮大轮的理论齿面方程和小轮基准齿面； (2) 对大、小轮实测加工齿面进行三坐标检测，得到大、小轮实测加工齿面检测点的位 矢及法矢； (3) 基于啮合方程，根据大轮实测加工齿面检测点的位矢、法矢及大小轮传动比建立与 大轮实测加工齿面完全共轭的小轮辅助测量面； (4) 对小轮辅助测量面上的离散点进行双三次NURBS曲面拟合建立小轮辅助测量面的 数字化齿面； (5) 根据小轮实测加工齿面检测点的位矢及法矢通过位置方程分别计算小轮基准齿面 和小轮辅助测量面的数字化齿面上的网格点； (6) 分别计算小轮实测加工齿面、小轮辅助测量面与小轮基准面的齿面拓扑偏差值4 和考，从而计算得到小轮辅助测量面与小轮实测加工齿面的齿面拓扑偏差值根据S" 判断实测加工的大、小轮齿面是否发生齿面曲率干涉。
2. 根据权利要求1所述的螺旋锥齿轮齿面曲率干涉检验方法，其特征在于：所述步骤 (1)中的小轮基准齿面是根据大轮的理论齿面方程、啮合方程及大小轮传动比关系建立的， 该小轮基准齿面与大轮理论齿面完全共轭。
3. 根据权利要求1所述的螺旋锥齿轮齿面曲率干涉检验方法，其特征在于：小轮实测 加工齿面与小轮基准面的齿面拓扑偏差值#的计算过程如下：
其中，Y i是小轮实测加工齿面检测点MfG1, yP 到小轮基准面上测点 y<)，Z0)的连线与小轮基准面上测点法线的夹角。
4. 根据权利要求1所述的螺旋锥齿轮齿面曲率干涉检验方法，其特征在于：小轮辅助 测量面与小轮基准面的齿面拓扑偏差值的计算公式如下：
其中，Y 3为小轮辅助测量面检测点M|'(X3, y3, Z3)到小轮基准面上测点y z ) 的连线与小轮基准面上测点法线的夹角。
5. 根据权利要求1所述的螺旋锥齿轮齿面曲率干涉检验方法，其特征在于，小轮辅助 测量面与小轮实测齿面的齿面拓扑偏差值S"的计算公式： Sii =埤。
6. 根据权利要求1所述的螺旋锥齿轮齿面曲率干涉检验方法，其特征在于，根据S u判 断实测加工的大、小轮齿面是否发生齿面曲率干涉的原则如下：若S "小于0,说明在该点 小轮实测齿面与小轮辅助测量面有间隙，该点无曲率干涉；若S "大于0,说明在该点两齿 面间隙为负，则该点发生曲率干涉，不能正确啮合；S 〃越大，干涉越严重，实测啮合位置会 出现在干涉程度最大的部位。
【文档编号】G01B21/20GK104330065SQ201410362434
【公开日】2015年2月4日 申请日期:2014年7月28日 优先权日:2014年7月28日
【发明者】曹雪梅, 孙宁, 刘数 申请人:河南科技大学