[发明专利]一种基于坐标测量的局部齿面定位方法

说明书

本发明公开了一种基于坐标测量的局部齿面定位方法，齿轮端面调平并使齿轮圆心位于被测局部齿廓下方。测量单一截面齿顶圆区域和齿根圆区域，获得数据坐标点。建立关于圆心横坐标x₀的方程，最小二乘拟合求解未知参数x₀。以x₀作为分段函数判定点，建立关于圆心纵坐标y₀的方程，最小二乘拟合求解未知参数y₀。利用相同的方法求解沿齿向方向上划分的的不同截面的圆心坐标，将其作为齿轮的理论中心轴线，实现全齿面的定位。本发明在测量齿廓偏差、齿向偏差时实现理论模型与实测数据的匹配定位，与以渐开线轮廓拟合求解实现定位相比，提高了测量效率和测量精度，在一定程度上减少了少数测量异常值带来的计算误差。

技术领域

本发明涉及一种基于坐标测量的局部齿面定位方法，属于齿轮精密测量领域。

背景技术

齿轮作为关键的运动传动件，其质量直接影响到仪器仪表的运动精度、噪音和寿命等。因此，实现对齿轮的高精度测量是保证仪器仪表质量的一个关键技术问题。基于坐标测量的测量方式是一种通过仪器获得实际齿面数据点，并将其和理论齿面形貌进行对比获得齿轮误差的测量方法，该方法的测量仪器众多，包括三坐标测量机、粗糙度轮廓仪、三维形貌仪等。利用坐标测量法只能获得齿轮齿廓在测量坐标系中的坐标值数据，无法进一步得到齿轮各偏差项具体值，而且测量得到的数据往往存在着误差，因此首先要对测量结果进行数据处理，并利用测量为基础建立各个偏差项的数学模型，进而计算出齿轮齿廓、齿向和齿距等单项误差。

发明内容

本发明的目的：为了解决齿廓、齿向偏差坐标测量方式往往是测量沿圆周均匀分布的几个齿即一次测量获得的是局部齿面数据，而齿轮工件圆心坐标点与测量坐标系原点并不重合，同时为了便于确定齿轮在齿廓和齿向方向上的计值范围，提高测量效率和测量精度，因此需要对局部齿面数据进行定位。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案，整体流程图如图1所示：

S1齿轮端面调平并使齿轮圆心位于被测局部齿廓下方。

S2测量单一截面齿顶圆区域和齿根圆区域，获得数据坐标点。

S3建立关于圆心横坐标x₀的方程，最小二乘拟合求解未知参数x₀。

S4以x₀作为分段函数判定点，建立关于圆心纵坐标y₀的方程，最小二乘拟合求解未知参数y₀。

S5利用相同的方法求解沿齿向方向上划分的的不同截面的圆心坐标，将其作为齿轮的理论中心轴线，实现全齿面的定位。

相对于现有技术，本发明的有益效果为：

本发明提出的基于坐标测量的局部齿面定位方法，可广泛适用于粗糙度轮廓仪、三坐标测量仪，激光跟踪仪等基于坐标测量原理的仪器，在测量齿廓偏差、齿向偏差时实现理论模型与实测数据的匹配定位，与以渐开线轮廓拟合求解实现定位相比，提高了测量效率和测量精度，在一定程度上减少了少数测量异常值带来的计算误差。

附图说明

图1整体方案流程图

图2单一截面齿顶圆和齿根圆测量点

图3齿轮局部齿廓模型

其中：O(x₀，y₀)为齿轮圆心坐标，P₁(x_i，y_i)为齿顶圆上坐标点，P₂(x_j，y_j)为齿根圆上坐标点，r_a为齿顶圆半径，r_f为齿根圆半径。

具体实施方式