[发明专利]一种齿轮齿面质量的热力图表示方法

说明书

本发明提供一种齿轮齿面质量的热力图表示方法，要克服现有技术存在的表述不全面且不准确的问题，充分利用全信息的齿面点云数据直观反映齿轮啮合过程中实际加工齿轮齿面上各个位置的承载参与度。本发明根据色彩颜色变化程度，它可以实现齿轮啮合过程中微观宏观跨尺度全信息的齿面承载参与度的直观反映。与针对几条特征线测量的现有方法相比，齿轮齿面质量的热力图方法中齿面的每一处都参与直观展示，可做到全面展示齿轮啮合过程中整体齿面的承载参与度。

技术领域

本发明涉及齿轮检测技术领域，具体涉及一种齿轮齿面质量的热力图表示方法。

背景技术

随着科学技术的发展，对齿轮的要求越来越高、越来越精准。目前，齿轮测量主要采用接触式测头扫描齿面的方法进行。然而，接触式测量效率低，测量精度已达到极限。已经无法适应现代齿轮制造业对齿轮测量技术的要求，因此采用光学测量方法测量齿轮已经逐步展开。光学测量方法可获取齿轮齿面点云数据，带来海量的信息。如何利用这些信息对齿轮齿面质量进行准确、全面、直观的描述就成为研究的一个热点和重点。

目前常用的齿面质量描述参数主要有齿面粗糙度参数和齿面形状误差(如齿廓偏差、螺旋线偏差等)，它们通常都是提取齿面的几条特征线进行计算与评定，表述的形式主要是偏差值及其偏差曲线。而且由于粗糙度参数和形状误差参数是齿面微观宏观不同尺度的精度表示参数，因此在测量评定时，传统方法是将两者分离处理，对二者分别进行测量与评定。综上所述，可以看出现有技术对齿面质量的表述方法存在如下问题：(1)因为是采用几条单线而非全齿面数据信息的原因，所以表述不全面且不准确；(2)无法用合理的参数或方法准确表示需要跨尺度信息表示的齿轮服役性能如啮合过程中齿面承载参与度。

发明内容

本发明提供一种齿轮齿面质量的热力图表示方法，要克服现有技术存在的表述不全面且不准确的问题，充分利用全信息的齿面点云数据直观反映齿轮啮合过程中实际加工齿轮齿面上各个位置的承载参与度。

为了达到上述目标，本发明提出的解决方案是：

1.一种齿轮齿面质量的热力图表示方法，包括以下步骤：

1)、建立齿面坐标系：在被测齿面上建立曲面参数UVD坐标系，U向与齿轮齿廓线方向一致，V向与螺旋线方向一致，D向与齿面法向一致；

2)、将被测曲面沿U、V两个坐标系方向划分为m×n个样方；

3)、确定第(i,j)个样方内有A个测量数据点，计算每个点到理论设计曲面的法向距离，定义其为该点的偏差P_(i,j,k),其中i＝0,1,…m-1，j＝0,1,…n-1，k＝0,1,…A-1；

4)、求出第(i，j)个样方内P_(i，j，k)的最大值P_max(i，j)和最小值P_min(i，j)；

5)、重复步骤3)和4)，求得m×n样方中每个样方内测量数据点P_(i，j，k)的最大值和最小值，并进行比较，求出整个曲面所有测量数据点偏差的最大值P_max和最小值P_min，设定热力图阈值Q，

Q＝P_max-C*(P_max-P_min)-T

C值与测量精度有关，0≤C＜1；T值与齿轮测量精度、材料、受力情况等有关；

6)、求出第(i，j)个样方内A个测量数据点中符合约束条件1的测量数据点数D_(i，j)，约束条件1为，

P_(i，j，k)∈[P_min+C*(P_max-P_min)，P_max-C*(P_max-P_min)]