[发明专利]一种利用粗糙度轮廓仪进行圆柱齿轮齿距偏差测量的方法

说明书

本发明公开了一种利用粗糙度轮廓仪进行圆柱齿轮齿距偏差测量的方法，该方法在触针式粗糙度轮廓仪上安装齿轮高精度回转夹具，实现圆柱齿轮所有轮齿齿廓形状的获取，该夹具包括圆光栅、电机、旋转工作转台、转台横向轨道等。利用触针式粗糙度轮廓仪和齿轮高精度回转夹具对被测齿轮工件的齿廓进行测量，该方法在触针式粗糙度轮廓仪的基础上安装齿轮高精度回转夹具，使被测齿轮工件能够在电机的控制下沿纵向平面内进行旋转；该测量方法包括将测头测量所得数据与理论基准齿廓的拟合处理，并通过所有轮齿测量出的齿廓数据，在被测齿轮工件的理论分度圆上找出每个轮齿的齿距偏差角，进而求得被测齿轮工件的齿距偏差。

技术领域

本发明属于精密测量领域，更具体的涉及齿轮齿距偏差的测量。本发明通过在触针式粗糙度轮廓仪安装齿轮高精度回转夹具实现圆柱齿轮所有轮齿齿廓形状的获取，通过数据处理可得到被测齿轮的齿距偏差。

背景技术

齿轮是一种传动件，齿轮齿距用来表示任意圆周上相邻两齿同侧齿廓之间的弧线长度。单个齿距偏差(f_pt)表示在端平面上，在接近齿高中部的一个与齿轮轴线同心的圆上，实际齿距与理论齿距的代数差；齿距累计偏差(F_pk)表示任意k个齿距的实际弧长与理论弧长的代数差，理论上它等于这k个齿距的各单个齿距偏差的代数和；齿距累计总偏差(F_p)表示齿轮同侧齿面任意弧段(k＝1至k＝z)内的最大齿距累计偏差，它表现为齿距累计偏差曲线的总幅值，上述公式中k表示齿距数。如果齿距偏差较大，则导致齿轮的传动精度降低，并影响着齿轮之间啮合的平稳性。因此，齿轮齿距偏差是用来评估齿轮传动性能和齿轮几何精度参数的重要指标。

现如今测量齿距的方法主要分为两大类：绝对测量法和相对测量法。绝对测量法又被称为角度转位法，通过应用一个高精度分度装置，用单测头测量齿轮的齿距偏差；相对测量法又称为比较测量法，通过置于同一截面上离齿轮轴线同一径向距离位置上的两个测头，测出其它齿距相对于基准齿距的偏差值。齿轮齿距偏差的测量大多基于三坐标测量机和齿轮测量中心，这两种测量仪器的测量原理都是在轮齿的齿高中部取一个点，然后计算齿距偏差，是一种以局部代替整体的测量方式。如果齿轮齿廓质量较差的话，容易出现齿距测量结果不准确的影响。

粗糙度轮廓仪是一种接触式综合测量仪器，既可用于检测工件的二维形位误差，又被广泛的应用于表面粗糙度、波纹度、原始轮廓等微观轮廓参数的检测。

发明内容

本发明的目的在于提供了一种可在粗糙度轮廓仪上进行齿距偏差测量的方法，本发明通过在触针式粗糙度轮廓仪安装齿轮高精度回转夹具，实现圆柱齿轮所有轮齿齿廓形状的获取，通过数据处理可得到被测齿轮的齿距偏差。该方法的优点是在计算齿距偏差时，将整条齿廓数据加以考虑，避免齿廓局部误差较大对齿距测量结果的影响。

本发明提供了一种测量方法，通过在粗糙度轮廓仪上安装一种齿轮夹具，对齿轮的齿距偏差进行测量。

本发明提供了一种数据处理方法，它可将测量数据拟合到齿廓对应的位置上，以进行下一步计算。

为了实现在粗糙度轮廓仪上进行测量的目的，本发明采用的技术方案为一种利用粗糙度轮廓仪进行圆柱齿轮齿距偏差测量的方法，该方法在触针式粗糙度轮廓仪上安装齿轮高精度回转夹具；触针式粗糙度轮廓仪包括：触针测头系统、驱动箱、立柱和底座等。所述驱动箱为横臂结构，驱动箱安装在立柱上，驱动箱的一端是触针测头系统，立柱安装在底座上。齿轮高精度回转夹具包括旋转工作转台、转台横向轨道、圆光栅角度传感器和电机等。所述旋转工作转台能够使被测齿轮工件在纵向平面做旋转运动，用于完成对被测齿轮工件的装夹和旋转测量，并使用圆光栅角度传感器控制被测齿轮工件的转角精度；所述转台横向轨道为导轨结构，能够使旋转工作台作横向运动；所述电机用于控制被测齿轮工件的旋转运动。