[发明专利]采用三坐标测量机测量小型直齿圆柱齿轮外径的方法

权利要求书

1.一种采用三坐标测量机测量小型直齿圆柱齿轮外径的方法，将待测量的小型直齿圆柱齿轮装夹在三坐标测量机的三爪卡盘的中央位置，三爪卡盘的其中一个爪夹紧在齿轮其中一个齿顶部处，这个爪的中心的水平方向为三坐标测量机的直角坐标系XoYoZo 的Xo轴方向，其特征是还包括以下步骤：

A、 三坐标测量机的计算机输出信号控制测球移动到小型直齿圆柱齿轮的中心圆柱形通孔中，在中心圆柱形通孔的上下两个不同厚度的圆形的水平横截面上采点，计算机根据采点信息生成一个圆柱体，该圆柱体上表面的中心为原点O、中心轴方向为Z轴方向，X轴、Y轴在圆柱体的上表面上且X轴与三坐标测量机的直角坐标系XoYoZo 的Xo轴方向同向，建立主坐标系XYZ；

B、将主坐标系XYZ绕着Z轴顺时针和逆时针旋转，使旋转后的X轴分别与旋转前的+X、-X轴相邻的四个齿根位置相对应，然后控制测球分别以旋转后的各个X轴为进针走向，测到测球与四个齿根底部相接触的顺时针方向布置的四个点A、B、C、D，计算机分别求取A、B点位置的对称点E，求取C、D点位置的对称点F，将E、F点连接线的方向作为X′轴方向，将E、F点连接线的中点作为原点0'，在主坐标系XYZ的XY平面上建立Y′轴，确定出小型直齿圆柱齿轮的工作坐标系X′Y′Z′；

C、以工作坐标系X′Y′Z′为测量坐标系，将+X′轴绕Z′轴顺时针旋转m次，每时旋转(360/m)°,以每次旋转后的+X′轴方向为测球的进针走向，测球分别探测小型直齿圆柱齿轮的每个齿顶的位置，计算机获得各个齿顶部点的坐标，m是小型直齿圆柱齿轮的齿数；

D、计算机将获得的各个齿顶部点的坐标点拟合成一个拟合圆，计算出拟合圆的直径即为小型直齿圆柱齿轮的外径。

2.根据权利要求1所述采用三坐标测量机测量小型直齿圆柱齿轮外径的方法，其特征是：步骤B中，当小型直齿圆柱齿轮的齿数m为偶数齿时，将主坐标系XYZ绕着Z轴逆时针旋转后形成第一辅助测量坐标系X₁Y₁Z、顺时针旋转后形成第二辅助测量坐标系X₂Y₂Z，控制测球分别以+X_1、+X₂、-X₁、-X₂轴方向为进针走向，测到测球与四个齿根底部相接触的四个点A、B、C、D。

3.根据权利要求1所述采用三坐标测量机测量小型直齿圆柱齿轮外径的方法，其特征是：步骤B中，当小型直齿圆柱齿轮的齿数m为奇数齿时，将主坐标系XYZ绕着Z轴逆时针旋转后形成第一辅助测量坐标系X₁Y₁ZO，顺时针旋转后形成第二辅助测量坐标系X₂Y₂ZO，逆时针旋转后(360/ m)°形成第三辅助测量坐标系X₃Y₃ZO，顺时针旋转后(360/ m)°形成第四辅助测量坐标系X₄Y₄ZO，控制测球分别以+X₁、+X₂、-X₃、-X₄轴方向为测球的进针方向，测到测球与被测的四个齿根底部相接触的四个点A、B、C、D。

4.根据权利要求1所述采用三坐标测量机测量小型直齿圆柱齿轮外径的方法，其特征是：步骤A中，分别在小型直齿圆柱齿轮的1/5h和4/5h两个不同厚度处的横截面采点，h为小型直齿圆柱齿轮的上下厚度。

5.根据权利要求4所述采用三坐标测量机测量小型直齿圆柱齿轮外径的方法，其特征是：在每个横截面上沿圆周方向均匀采6-10个点。