[发明专利]一种基于实测齿廓偏差的一齿切向综合偏差计算方法

说明书

本发明公开了一种基于实际测量齿廓偏差曲线计算齿轮一齿切向综合偏差的方法，包括理想齿廓建模、实际齿廓偏差拟合、将齿廓偏差曲线与齿廓进行旋转与啮合、进行一齿切向综合偏差计算、如何划分旋转角度可以在保障计算精度的前提下，有效缩减计算时间等内容。该方法旨在仅通过齿轮测量仪器对实际齿廓进行测量，得到实际齿廓信息，进而计算该齿轮的一齿切向综合偏差。

技术领域

本发明属于齿轮精密测量技术领域，具体为一种基于实测齿廓偏差的一齿切向综合偏差计算方法。通过齿轮测量仪器对齿廓进行测量。并将测量出来的真实齿面信息输入到计算机中，对真实齿面进行建模。之后通过将真实齿廓形状信息经过坐标平移、坐标旋转等处理，计算出齿轮的一齿切向综合偏差。

背景技术

齿轮作为传动机构的一种，与轴、轴承等一样，在人类历史上，有着悠久的历史，广泛应用于机械领域。齿轮具有传动比恒定、结构紧凑等多种优点。其中，一齿切向综合偏差对于齿轮传动稳定性会产生较大影响，会直接影响传动系统的振动噪声、工作精度等。一齿切向综合偏差作为振动噪声的重要影响因素，对其进行测量与计算，对于改进齿轮箱性能、降低汽车噪音，提升汽车驾驶舒适度有重要意义。

目前常用的齿轮测量手段有齿轮测量中心、三坐标测量机等，这些测量仪器不能直接实现对齿廓偏差、齿轮粗糙度等项目的测量。同时，这些仪器难以直接输出因齿廓偏差引起的一齿切向综合偏差结果。

目前，一齿切向综合偏差测量主要在单面啮合测量仪上进行，通过测量两个齿轮转动角度来获取一齿切向综合偏差。但是这种方法要求的齿轮装夹精度要求较高，并且由于实际齿轮传动的重合度大于1，无法针对某一个齿廓进行单独分析。齿轮整体误差测量技术能够获取一齿切向综合偏差，但是需要专门的仪器。

发明内容

本发明公开了一种方法，可以实现根据实测齿廓偏差曲线获取一齿切向综合偏差，其基本思想是让一个具有理想齿廓的齿轮与被测齿轮进行啮合，通过计算求得一齿切向综合偏差。在此之后，这些数据也可以通过其他的算法，用于计算该齿轮的滑动速度、赫兹接触应力、油膜厚度等参数，大大提高了数据的利用率。本发明所采用的方法包括以下步骤：

S1基于齿数、模数等信息对理论齿廓进行建模以坐标原点O(0，0)为齿轮1(主动轮)的中心点。以O₂(acosα，asinα)为齿轮2(被动轮，a为两齿轮的中心距，α为压力角)的中心点，根据不同齿轮的齿数、模数、压力角、变位系数等参数建立理想齿廓模型，通过参数方程建立理论渐开线齿廓模型。于齿轮1基圆与x轴交点T₁(r_b，0)作x轴垂线，该垂线即为两个齿轮的啮合线。

S2获取真实齿廓信息，对其进行滤波处理，并将齿廓进行拟合通过测量获取被动齿轮齿廓的真实齿面信息。对其进行高斯低通滤波。在步骤1建模结果的基础之上，将被动轮的理论齿廓S₂旋转到两个齿轮节点处，求解出S₂上各个点与T₂点的距离l₂，将图2中各个点的偏差值Δl₂与l₂相加，得到L₂。再将L₂恢复成齿廓形式，即为拟合完成。将拟合后的齿廓记为S′₂。

S3基于算法实现主动轮理论齿廓与被动轮实测齿廓的啮合