[发明专利]一种圆弧端齿齿顶高的测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及圆弧端齿参数测量的技术领域，特别提供了一种圆弧端齿 齿顶高的测量方法。

背景技术

圆弧端齿是一种精密的端面花键联轴器，除了可以传递扭矩外，还能 精确保证两个相互连接零件的同轴度，具有其它端面连轴器无法比拟的优 点，具体结构参见附图1。目前研制的圆弧端齿量规都是自行设计的，由于 圆弧端齿的质量控制是通过“凹齿标准件、校对量规、工作量规、产品零 件”来传递的，因此圆弧端齿标准件齿形轮廓尺寸的测量准确性显得尤为 重要。圆弧端齿参数原有测量方法比较原始，特别是测量圆弧端齿的重要 参数：齿顶高(S)，具体参见附图2。目前的检测方案是在万能工具显微镜 上用影像法进行测量，使用光学目镜分化板上的米字线瞄准端齿牙型轮廓 影像来确定尺寸，由于受影像测量的局限性，此种方法有很多缺点和局限 性：

被测端齿只能立放置于万能工具显微镜上，端面为一圆弧面，因此， 用影像法测量会因为中间与两端的投影距离不等(相差Δ)而产生调焦误 差。另外，齿顶高(S)是在分度圆位置上测量的尺寸，而万能工具显微镜只 能在圆弧端齿的外圆端面投影测量，实际测量位置与理论要求位置有较大 差别，具体参见附图3；

被测端齿有倒角，会影响端面成像的清晰度，引起检测误差。

由于万能工具显微镜的量程为100mm，被测端齿大小范围受限制。

测量方法不规范，受人为因素影响极大，测量效率低，重复性差。

人们迫切希望获得一种技术效果优良的圆弧端齿齿顶高的测量方法。

发明内容

圆弧端齿的测量一直是计量检测领域的一项关键瓶颈技术，而圆弧端 齿参数齿顶高(S)的测量是产品研制和生产过程中的一项重要检测要素， 对于保证产品质量起着重要的作用。

为了提高圆弧端齿原始标准件的端齿参数检测的准确性，规范圆弧端 齿的标准传递方法，运用高精度计量型三坐标测量机对圆弧端齿进行圆柱 扫描测量得到三维端齿扫描数据，实现测量位置与理论要求位置相一致， 再自编数据处理软件将三维数据转化为二维数据，绘制出二维CAD展开图， 从而得到圆弧端齿齿顶高参数，解决了影像测量法带来的调焦误差问题，

采用圆弧端齿齿顶高的测量方法步骤如下：

①为解决实际测量位置与理论位置相一致的要求，采用三坐标测量机 的扫描测头(1)测量圆弧端齿齿顶高，在端齿分度圆处运用圆柱扫描功能， 采集标准凹齿的实际轮廓数据点；避免了由于光学测量的焦距不等而产生 的误差，所述文本数据CURVE(1)为三维极坐标值；其三维图型如图6。

首先，建立直角坐标系；测量基准平面A，确定出z轴方向及xoy平面， 然后再测量基准孔，以圆孔中心设置为坐标原点o，以任意方向定为x轴方 向，建立如图4、5的坐标系；

其次，进行端齿测量参数设置；三坐标测量机中选择Editscanning data，设置选定未知圆周扫描，在Startpoint项中速度设置2.0，点密度 设置5.0，扫描路径设为封闭；在Directionpoint项中设为1，0，0；在 Stoppoint项中，选则Point；在ControlCylinder项中设置被测圆的圆 心坐标，设置被测圆直径以及扫描的方向；

然后，在端齿分度圆处运用三坐标测量机对实际圆柱面进行扫描，采 集得到标准凹齿的实际三维轮廓数据点，得到文本数据CURVE(1)；其测量 方式如图4、图5；

所述三坐标测量机具体为德国莱茨计量型三坐标机，其测量精度为 (0.6+L/600)μm，具有端面圆柱扫描功能，从精度要求和功能两方面分 析都可以满足端齿量规的型面测量要求。

由于扫描出来的数据是端齿三维圆周数据，而图纸标注的为端齿圆周 二维展开数据，给测量结果评价带来一定的问题，因此，将圆周数据转化 成二维展开数据并得到图形是研究的关键。

②三维数据转换为二维图形：为了能直观的分析圆弧端齿的端齿齿顶 高参数，依据图纸要求，需将扫描后的三维数据转换为二维图形。将文本 数据CURVE(1)中极半径R和对应的角度θ相乘，得出弧长值，并将得出 的弧长值转为X轴的横向坐标值，具体参见附图7；