[发明专利]一种螺旋锥齿轮齿面曲率干涉检验方法

说明书

技术领域

本发明属于齿轮啮合分析测试技术领域，具体涉及一种螺旋锥齿轮齿面曲率干涉检验方法。 

背景技术

两齿面啮合时在接触点处无曲率干涉是实现正确啮合的必要条件。在齿轮加工时由于机床误差、安装误差、热处理变形等因素造成较大的齿面误差，两配对齿轮啮合时发生齿面曲率干涉而无法正确啮合。 

齿面曲率干涉检验目前只在齿面设计阶段分析计算，通过计算两齿面啮合点的相对法曲率和相对短程挠率进行判断，该方法是基于局部拓扑结构的判断方法。如沈云波，方宗德等人的论文“面齿轮传动啮合过程相对法曲率干涉检验的方法”中，提出了一种面齿轮传动整个啮合过程的相对法曲率极值曲线曲率干涉检验的方法，该方法即是一种基于局部拓扑结构的判断方法，已加工过的齿轮副需要在滚检机上进行配对滚检，由滚检印痕根据经验判断齿面曲率干涉的具体位置及程度。 

另外，在齿轮测量中心进行齿面三坐标检测已成为齿面检测的重要手段，然而这种齿面检测只是针对单个齿轮的齿面精度的测量和分析，无法对两齿面啮合性能进行分析。 

发明内容

本发明的目的是提供一种螺旋锥齿轮齿面曲率干涉检验方法，只需要提供两齿面的若干离散点的坐标值，即可精确的判断齿面干涉的部位而且可以 对其实测啮合位置进行预判。 

为了实现以上目的，本发明所采用的技术方案是：一种螺旋锥齿轮齿面曲率干涉检验方法，包括如下步骤： 

(1)建立螺旋锥齿轮大轮的理论齿面方程和小轮基准齿面； 

(2)对大、小轮实测加工齿面进行三坐标检测，得到大、小轮实测加工齿面检测点的位矢及法矢； 

(3)基于啮合方程，根据大轮实测加工齿面检测点的位矢、法矢及大小轮传动比建立与大轮实测加工齿面完全共轭的小轮辅助测量面； 

(4)对小轮辅助测量面上的离散点进行双三次NURBS曲面拟合建立小轮辅助测量面的数字化齿面； 

(5)根据小轮实测加工齿面检测点的位矢及法矢通过位置方程分别计算小轮基准齿面和小轮辅助测量面的数字化齿面上的网格点； 

(6)分别计算小轮实测加工齿面、小轮辅助测量面与小轮基准面的齿面拓扑偏差值和从而计算得到小轮辅助测量面与小轮实测加工齿面的齿面拓扑偏差值δ^ij，根据δ^ij判断实测加工的大、小轮齿面是否发生齿面曲率干涉。 

所述步骤(1)中的小轮基准齿面是根据大轮的理论齿面方程、啮合方程及大小轮传动比关系建立的，该小轮基准齿面与大轮理论齿面完全共轭。 

小轮实测加工齿面与小轮基准面的齿面拓扑偏差值的计算过程如下： 

δ1ij=(x1ij-x0ij)2+(y1ij-y0ij)2+(z1ij-z0ij)2cosγ1]]>

其中，γ₁是小轮实测加工齿面检测点到小轮基准面上测点 的连线与小轮基准面上测点法线的夹角。 

小轮辅助测量面与小轮基准面的齿面拓扑偏差值的计算公式如下：