[发明专利]一种测量螺纹三维中径及螺纹二维综合参数的方法

权利要求书

1.一种测量螺纹三维中径及螺纹二维综合参数的方法，其特征在于：

步骤1：通过三维扫描装置对被测螺纹进行三维扫描，得到被测螺纹三维数据；

步骤2：对被测螺纹三维数据进行三维建模，构建螺纹三维轮廓；

步骤3：构建标准螺纹轮廓，其与被测螺纹轮廓进行虚拟旋合装配，计算出螺纹三维中径；构建出一系列不同直径的标准牙型螺纹轮廓，标准轮廓逐个与被测轮廓进行虚拟旋合装配，当两者刚好不发生干涉时，计算出螺纹三维中径；

步骤3中，对于被测圆柱内螺纹，构建出一系列不同直径的标准牙型圆柱外螺纹轮廓，标准轮廓逐个与被测轮廓进行虚拟旋合装配，当两者刚好不发生干涉时，标准牙型外螺纹的最大中径则为该圆柱内螺纹的三维中径；

对于被测圆柱内螺纹，首先构建出一个直径较小的标准牙型外螺纹轮廓，以螺纹轴线为X轴，某个轴截面为XY平面建立坐标系，取被测螺纹最靠近端面的牙顶上一点为标准螺纹轮廓中径点(x_d0,y_d0,z_d0)起点，创建该截面一系列标准螺纹中径点(x_di,y_di,z_di)、大径点(x_mi,y_mi,z_mi)和小径点(x_ni,y_ni,z_ni)；

中径点坐标：

y_di＝y_d0 (5.2)

z_di＝z_d0＝0 (5.3)

大径点坐标：

z_mi＝z_di＝0 (5.6)

小径点坐标：

z_ni＝z_di＝0 (5.9)

其中：D₂、D、D₁分别为螺纹中径、大径、小径的理论值，α为理论牙型角；P为理论螺距，通过查标准得到；公式(5.4)和(5.7)中正负号表示为相邻牙侧的符号相反；

将该轴截面的各个中径、大径、小径点旋转θ角度得到其它截面的中径、大径、小径点坐标：

y′_i＝y_i*cosθ-z_i*sinθ

z′_i＝y_i*sinθ+z_i*cosθ

以Δx步距逐步平移标准螺纹轮廓，与被测螺纹进行虚拟旋合装配，如果标准轮廓与被测轮廓完全不干涉，则以一定的步距Δy逐步增大标准轮廓的直径，重复虚拟装配的步骤；直到标准轮廓与被测轮廓刚好接触而不发生干涉，此时标准牙型外螺纹的中径则为该圆柱内螺纹的三维中径；

对任意被测螺纹轴截面，使用公式(5.1)～(5.9)计算标准螺纹的大径点P_m和小径点P_n，根据牙侧的斜率及被测数据点P_i在直线mn的左侧或者右侧，则可判断标准螺纹轮廓与被测螺纹有无干涉；

A＝(x_n-x_m)(y_n-y_m)-(x_i-x_m)(y_i-y_m)

当A0时，点P_i在直线mn的左侧，当A0时，点P_i在直线mn的右侧，当A＝0时，点P_i在直线mn上；

标准螺纹轮廓坐标平移公式：

x′_i＝x_i+Δx

y′_i＝y_i

z′_i＝z_i

增大标准轮廓的直径公式：

x′_i＝x_i

y′_i＝y_i+Δy

z′_i＝z_i；

步骤4：将被测螺纹三维轮廓沿着各个轴截面切开，得到二维牙型轮廓图形，根据参数定义，计算出大径、小径、单一中径、螺距、牙型角、锥度参数。