[发明专利]一种基于环面蜗杆型面特征的喉平面定位方法

说明书

本发明属于精密测量技术领域，具体提出一种基于环面蜗杆型面特征的喉平面定位方法。本发明提出的技术方案是：从环面蜗杆型面特征出发，在喉平面粗定位基础上，对左齿面或右齿面进行单独定位，通过沿环面蜗杆轴向对其喉平面分度圆截圆柱螺旋线进行搜索，记录微位移传感器示值，通过拟合示值曲线，计算出极小值点信息，获得该侧齿面的喉平面位置。本发明提出的基于环面蜗杆型面特征的喉平面定位方法，可实现单侧齿面喉平面一次定位成功，定位过程简单、可靠，效率高，为环面蜗杆高精度测量提供保证。

技术领域

本发明属于精密测量技术领域，具体涉及一种基于环面蜗杆型面特征的喉平面定位方法。

背景技术

环面蜗杆属于非线性蜗杆，具有啮合齿数多、瞬时接触线长、承载力大、传动效率高的特点，在船舶、矿山机械、航天等领域有着广阔的应用前景。环面蜗杆的加工不同于普通圆柱蜗杆，在变换加工齿面时需要调整工具砂轮位置，使工具砂轮分别从环面蜗杆轴向两侧进刀加工左、右齿面。工具砂轮位置的调整造成环面蜗杆左、右齿面基准位置不统一，该基准位置称为环面蜗杆喉平面。理论上，环面蜗杆左侧齿面与右侧齿面具有统一的喉平面，即两者的测量基准一致。而实际加工中，由于设备制造精度或位置调整误差的存在，导致加工后的环面蜗杆左侧齿面喉平面和右侧齿面喉平面偏离理论喉平面，造成测量基准难以定位。

环面蜗杆采用单面啮合方式，在装配过程中，通过调整轴向位置，可保证工作面与配对工件的良好啮合。因此，环面蜗杆左、右侧齿面喉平面不统一对其装配、使用没有直接的影响。但喉平面定位误差直接影响环面蜗杆测量结果的准确性，该误差带来工件测量坐标系与理论坐标系的偏移，导致测量结果失真，无法获得准确的齿面加工信息。表1为假定左、右齿面喉平面一致时，喉平面定位误差对环面蜗杆螺旋线测量结果的影响。

表1喉平面定位误差对环面蜗杆螺旋线测量结果的影响

从表中可知，在一定的定位误差内，喉平面定位误差并不影响左右齿面误差之和，而是将总误差按喉平面偏离情况分配到左右齿面。当环面蜗杆喉平面存在定位误差时，测量结果是不真实的，即误差不是加工出来的，而是由于基准平面偏移带来的模型误差。

目前，已提出的环面蜗杆喉平面定位方法有多种，主要包括：①采用环面蜗杆上、下基准面进行喉平面定位。如前所述，该方法认为实际加工的环面蜗杆左侧齿面与右侧齿面具有统一的喉平面，简单、易行，但没有考虑加工带来的喉平面偏移，定位效果不理想，达不到精密测量的要求；②在初始喉平面位置附近，给定搜索范围，对比多个位置处环面蜗杆实测螺旋线与其理论螺旋线之间的偏差，以偏差最小位置作为该侧齿面的实际喉平面。该方法定位速度较慢，定位精度不可控，受搜索次数、搜索范围的影响，缺乏实际操作性。

发明内容

本发明提出了一种基于环面蜗杆型面特征的喉平面定位方法，以解决现有技术存在的环面蜗杆测量基准难以准确建立，定位速度慢，无法达到精密测量要求的问题。

为达到本发明的目的，本发明提出的解决方案是：本发明提供的一种基于环面蜗杆型面特征的喉平面定位方法，是从环面蜗杆型面特征出发，在喉平面粗定位基础上，对左齿面或右齿面进行单独定位，通过沿环面蜗杆轴向对其喉平面分度圆截圆柱螺旋线进行搜索，记录微位移传感器示值，通过拟合示值曲线，计算出极小值点信息，获得该侧齿面的喉平面位置。

上述定位方法，具体包括以下步骤：

1)根据环面蜗杆上、下基准面进行喉平面粗定位，获得初始喉平面位置；

2)将微位移传感器调整初始喉平面，沿齿槽进入分度圆截圆柱；

3)根据被测齿面，旋转环面蜗杆，至微位移传感器示值在其量程中间；

4)依据环面蜗杆基本参数计算其对应圆柱蜗杆理论导程L；