基于双面啮合的齿轮齿距偏差测量方法

摘要

基于双面啮合的齿轮齿距偏差测量方法，属于精密测试技术及仪器、机械传动技术领域。本发明采用一种齿条测头，基于双面啮合测量被测齿轮的齿距偏差，该齿条测头只有一个齿，其齿廓为直线，利用齿条测头先后依次进入被测所有齿槽中，与被测齿轮的左右齿面紧密接触，测量齿条测头的偏差值，最终可以得到被测齿轮的齿距偏差。本发明针对现场齿轮测量的需求，提出了一种基于双面啮合的齿条测头与被测齿轮啮合测量齿轮齿距偏差的方法，能够实现一次测量同时获得被测齿轮左右齿面的齿距偏差，大大提高了测量效率。

主权项

1.基于双面啮合的齿轮齿距偏差测量方法，其特征在于：采用一种齿条测头，基于双面啮合接触测量被测齿轮的齿距偏差，该齿条测头只有一个齿，其齿廓为直线，齿条测头中心线与齿廓直线的夹角为齿条测头的齿形角记α_s，${\alpha }_s=\alpha +\frac{\pi }{2z}---\left(1\right)$其中：α为被测齿轮分度圆压力角；z为被测齿轮齿数；所述的测量方法具体如下：S1:被测齿轮可主动绕轴心作旋转运动，齿条测头可沿水平和竖直两个方向运动；任选被测齿轮的某个齿槽作为第1个测量的齿槽，旋转被测齿轮使被测齿轮的第1个测量的齿槽的中心线与齿条测头的中心线处在同一条竖直直线上,齿条测头在上方，被测齿轮在下方；齿条测头进入被测齿轮的齿槽，与被测齿轮左右齿面双面啮合接触；S2:以齿条测头与被测齿轮二者齿廓的接触点作左右两条啮合线n₁、n₂，建立固定直角坐标系，以两啮合线n₁、n₂的交点为原点O，以被测齿轮水平移动方向为X轴方向，水平向右为正方向，以被测齿轮中心点O₁与原点O的连线为Y轴方向，偏离被测齿轮中心点O₁为正向；S3：在上述固定直角坐标系的基础上，记录第1个测量的齿槽中，齿条测头沿X轴和Y轴两个方向上的偏差值；设定齿条测头与被测齿轮第1个齿槽接触时，齿条测头在X轴方向上产生偏差值为Δx₁，在Y轴方向上产生偏差值为Δy₁，这样得到第1个齿槽偏差值组（Δx₁、Δy₁）；然后退出被测齿轮齿槽；完成第1个齿槽的测量；S4：逆时针旋转被测齿轮角度，进入第2个齿槽的测量，测量完毕后，退出第2个齿槽，然后再次逆时针旋转被测齿轮，先后依次测量被测齿轮的所有齿槽；设测量第i个齿槽时，齿条测头X轴方向上产生偏差值为Δx_i，齿条测头Y轴方向上产生偏差值为Δy_i，可以得到第i个齿槽偏差值组（Δx_i、Δy_i）；测量第j个齿槽时，齿条测头X轴方向上产生偏差值为Δx_j，齿条测头Y轴方向上产生偏差值为Δy_j，可以得到第j个齿槽偏差值组（Δx_j、Δy_j），其中i、j=1，2，……，z，i≠j，z为被测齿轮齿数；这样完成了被测齿轮的齿距偏差测量；S5：将测量得到的z组偏差值，每两组（Δx_i、Δy_i）、（Δx_j、Δy_j），i、j=1，2，……，z，分别代入下列数学模型公式中，可以求解得到被测齿轮左右齿面的齿距偏差；$\left\{\begin{array}{c}{F}_{\mathrm{PL}}=\max |\frac{\Delta x_i\sin {\alpha }_s+\Delta y_i\cos {\alpha }_s}{2\sin {\alpha }_s{\cos }^2{\alpha }_s}-\frac{\Delta x_j\sin {\alpha }_2+\Delta y_j\cos {\alpha }_s}{2\sin {\alpha }_s{\cos }^2{\alpha }_s}|\\ F_{\mathrm{PR}}=\max |\frac{-(\Delta x_i\sin {\alpha }_s-\Delta y_i\cos {\alpha }_s)}{2\sin {\alpha }_s{\cos }^2{\alpha }_2}+\frac{\Delta x_j\sin {\alpha }_s-\Delta y_j\cos {\alpha }_s}{2\sin {\alpha }_s{\cos }^2{\alpha }_s}|\end{array}\right.---\left(3\right)$其中：i=1,2"z；j=1,2"z；i≠j；z为被测齿轮齿数，i为被测齿轮第i个齿槽数，j为被测齿轮第j个齿槽数；Δx_i为齿条测头与被测齿轮第i个齿槽双面接触时，齿条测头沿X轴方向上产生偏差值；Δy_i为齿条测头与被测齿轮第i个齿槽双面接触时，齿条测头沿Y轴方向上产生偏差值；Δx_j为齿条测头与被测齿轮第j个齿槽双面接触时，齿条测头沿X轴方向上产生偏差值；Δy_j为齿条测头与被测齿轮第j个齿槽双面接触时，齿条测头沿Y轴方向上产生偏差值；α_s为齿条测头的齿形角；F_PL为左齿面齿距偏差；F_PR为右齿面齿距偏差。