[发明专利]一种采用齿轮测量中心测量评定齿面粗糙度的方法

权利要求书

1.一种采用齿轮测量中心测量评定齿面粗糙度的方法，其特征在于：具体步骤如下：

S₁、在齿轮测量中心上配置粗糙度专用触针测头；使粗糙度触针法向接触齿廓，并能以电子展成原理在齿廓方向上运动；

S₁₁、在齿轮测量中心上安装一个专用测量粗糙度的测针，再配备相关测量软件，测针法向接触齿廓；

S₁₂、测量齿面粗糙度时，应用电子展成原理的齿轮测量仪器，其粗糙度触针一直处于齿面渐开线轮廓法线方向，垂直于表面，并且能够紧跟齿面的弯曲变化；

S₁₃、上述的粗糙度触针的运动轨迹是指在齿廓截面上的测量起始点和测量终止点之间的渐开线轮廓；

S₂. 采用齿面等间隔采样测量高精度等级的齿轮齿面粗糙度；

对于精度高于IT7的齿轮，采用齿面等间隔采样测量，触针传感器采样得到的轨迹轮廓离散点是均匀等间隔的采集数据，得到齿面上等分的若干离散点，进而用粗糙度评定模型进行数据处理，得到齿面粗糙度的测量结果；

S₃、选取合适的采样位置、取样长度、评定长度：对于取样长度，评定长度、滤波波长参数，给出不同等级的齿轮所对应的以上参数的经验值；

S₃₁、粗糙度触针测量的运动轨迹是在齿廓截面上的测量起始点和测量终止点之间，沿渐开线齿廓截面运动的轨迹；

S₃₂、确定取样长度lr，取样长度的标称值等于截止圆光栅波长λc ，由于测量仪器仅适用某些特定的截止波长，因此针对齿轮精度等级IT1-IT6、IT7-IT8及IT9-IT12，分别给出截止波长λc数值为0.25mm、0.8mm及2.5mm，作为相应的取样长度；

S₃₃、确定评定长度Ln，对于齿面粗糙度测量，考虑表面粗糙度会沿着测量行程有规律的变化，因此取一个取样长度lr，根据评定需要采用5个平行的测量轨迹轮廓计算其算术平均值，来改进测量数值统计上的准确性；

S₃₄、在采样测量过程中，将齿面的采样间隔分解成展开长度和展开角两个变量，计算出齿面各采样间隔ΔSi对应的展开角间隔Δφi和展开长度间隔ΔLi，由于齿面各采样间隔相等用ΔS表示，其采样间隔转换公式为：

ΔLi =（2ΔS﹒ r_b）^1/2[i ^1/2-(i-1) ^1/2]； i=1,2,…n；

式中:ΔL_i ——第 i 个展开长度间隔；

r_b——渐开线基圆半径；

ΔS ——齿面上各采样间隔；

由软件计算出每一个采样点位置后；依据公式：

ΔLi =kiΔL′+c_i；i=1,2，…n，其中c_i ＜ΔLi

通过求整数和余数函数，得出公式中的整数ki和余数c_i，式中ΔL′是指圆光栅采样点的间隔；为实现在圆光栅的采样点上选择出与根据采样间隔转换公式计算出的采样点位置ΔLi为最相近的点，则在第i点，若c_i ＜ΔL′/2，取ΔLi =kiΔL′，若c_i＞ΔL′/2，取ΔLi =(ki+1)ΔL′，重新组成一组离散点，从而用齿轮测量仪器对处理得到的新的采样数据进行后续处理后，得出测量的齿面粗糙度曲线和误差结果；在实际测量中，经常需要对一个齿面的两侧和齿圈上等分的多个齿进行测量；

S₄、在齿轮测量中心上配置粗糙度数据采集和数据处理软件，通过软件计算粗糙度评价Ra、Rz、Rsm参数：

S₄₁、在齿轮测量中心上测量齿面粗糙度，提出在轨迹轮廓阶段消除渐开线基线的评定方法，即根据齿轮测量中心的电子展成运动，触针自动模拟渐开线形状，由齿轮测量中心实现齿廓基准线确定；

S₄₂、在进行测量数据处理时，可根据被测齿轮加工精度及齿面加工纹路的均匀程度，在四个不同齿面上依次测出不同的五个取样长度，取其平均值作为一侧齿面的粗糙度值，即Ra、Rz、Rsm参数；作为同侧齿面的粗糙度相应值；

S₄₃、测量结果Ra、Rz、Rsm的计算公式如下：

公式中Z(x)：一个取样长度内的纵坐标值；Rpi：轮廓峰高；Rvi：轮廓谷深；Xsi：一个取样长度内的轮廓单元宽度；

S₅、齿面粗糙度等间隔采样测量结果的评定，根据被测齿轮本身精度及使用要求，采取相应的评定方式进行；

对于精度为IT1～IT7的齿轮测量，在相隔近似90°的四个同侧齿面测量得Rai，i取值为1、2、3、4，测量结果评定值公式为：

Ra=max﹛Ra₁, Ra₂, Ra₃, Ra₄﹜

同理，Rz=max﹛Rz₁, Rz₂, Rz₃, Rz₄﹜。