[发明专利]测量摆线齿轮齿形的方法

说明书

技术领域

本发明涉及齿轮测量领域，具体涉及一种测量摆线齿轮齿形的方法。

背景技术

    摆线齿轮作为仅次于渐开线齿轮的第二大类齿轮被广泛应用于石油、机械、轻工、食品、航空及国防等工业。摆线齿轮是摆线齿轮减速器和气动马达以及摆线齿轮泵中的关键零件。摆线齿轮现已经成为机械行业发展最快的产业之一，这也对摆线齿轮的测量提出了更高的要求。

目前常用的摆线齿轮的齿形测量方法有两种：

一、特殊点测量法。特殊点测量法是通过齿廓上个别点的测量来反映摆线齿轮齿形变化的方法。一般使用量棒千分尺，卡尺等常见工具通过对顶根距、公法线等参数的测量来反映摆线齿轮齿形的变化。存在的缺点是：精度低，且不能直接反映摆线齿轮齿形误差。

二、极坐标测量法。它是通过摆线齿轮齿形曲线的极坐标方程，计算出摆线齿轮齿形上任一点的极角与极径的运动控制关系。因为极角角位移与极径直线运动位移为非线性关系，且测量方向与齿形误差的计算方向（齿形的法矢方向）存在一个夹角α，因此存在着如下的缺点：1）测头球测量方向与齿面法矢方向（误差方向）存在夹角α，随着测头的运动α不断变化，而α越大对测量结果造成影响越大。2）测量过程中球形测头表面与摆线齿形齿廓表面接触点发生改变，测头受力方向和大小也在不停变化，因此测头球形误差和受力变形等也影响测量结果。

发明内容

本发明要提供一种法线法测量摆线齿轮齿形的方法，以克服现有技术存在的不足之处。

为了克服现有技术存在的问题，本发明的解决方案是：

测量摆线齿轮齿形的方法，其特征在于：

所使用的测量坐标系为包含一个回转轴和包含X和Y两个直线轴的坐标测量系，具体测量步骤如下：

1）将摆线齿轮安装在以O为中心的回转工作台上，测头的测量方向与X方向一致；

2）控制回转工作台旋转角度到θ₁使摆线齿轮齿形上A1点法矢与X方向平行；测头沿X、Y方向的移动到A1点，根据摆线齿轮理论方程可计算得到测球中心点的理论坐标为（X₁，Y₁，θ₁），实测测头球心坐标为（X1’，Y₁，θ₁）；

3）控制回转工作台旋转角度到θ₂使摆线齿轮齿形上A2点法矢与X方向平行；测头沿X、Y方向的移动到A2点，根据摆线齿轮理论方程可计算得到测球中心点的理论坐标（X₂，Y₂，θ₂），实测测头球心坐标为（X₂’,Y₂，θ₂）；

4）重复步骤三，可获取摆线齿轮齿廓上的多点测球中心理论坐标（X_i，Y_i，θ_i）和实测球心坐标（X_i’，Y_i，θ_i），i=0，1，2，3，…，N ；

5）根据测量的多点，计算摆线齿轮齿廓误差:

。

与现有技术相比，本发明具有如下的优点：

（1）测头的测量方向与摆线齿轮齿廓的法失方向始终是重合的，消除了极坐标法中测头测量方向与齿形法矢方向夹角α对测量结果的影响；

（2）测头测量方向与测力方向始终保持一致，因此测头的受力变形不影响测量结果；

测头与摆线齿轮齿廓的接触点始终保持不变，消除了测球的球度误差对测量结果的影响。

附图说明

图1为极坐标法原理示意图。

图2为法线法测量摆线齿轮齿槽右侧一点A1点时的原理示意图。

图3为法线法测量摆线齿轮齿槽右侧一点A2点时的原理示意图。

图4为法线法测量摆线齿轮齿槽中间点A0点时的原理示意图。摆线齿轮齿槽中间点A0的极径方向与其法矢方向一致，θ₀=0，Y₀=0。

图5为法线法测量摆线齿轮齿槽顶圆上一点AK点时的原理示意图。摆线齿轮齿槽中间点AK的极径方向与其法矢方向一致，θ_k=0，Y_k=0。.

图6为法线法测量摆线齿轮齿槽左侧一点AF点时的原理示意图。

具体实施方式：

下面将结合附图和实施例对本发明进行详细地描述。