[发明专利]轮齿装夹装置及齿面残余应力测量方法

权利要求书

1.一种采用轮齿装夹装置的齿面残余应力测量方法，所述轮齿装夹装置包括用于找正轮齿位置的轮齿找正板(1)，所述轮齿找正板(1)上设有中心线和至少两条与所述中心线垂直的刻度线；轮齿找正板(1)上设有用于固定找正位置后的所述轮齿的轮齿固定结构和用于驱动其旋转进而调节所述轮齿齿面上的测量点至设定位置的旋转驱动机构；其特征在于：包括如下步骤：

1)切齿：将待测齿面所在的轮齿沿其齿根切下；

2)确定测量点：在切下的轮齿的齿面上选择位置点，且当该位置点满足kd≤R时，视为该位置点所在的齿面区域为平面，则选择该位置点为测量点；其中，d为残余应力仪投射在对应位置点所在的齿面上的光斑的直径；R为齿面在该位置点处的曲率半径；k为系数，且k≥3；

3)找正：利用所述轮齿装夹装置找正轮齿位置，并使所述中心线与残余应力仪的检测射线光路之间的夹角等于设定值γ；或使所述中心线与残余应力仪的对焦探针之间的夹角等于设定值α；

4)旋转：利用所述旋转驱动机构驱动轮齿旋转，使齿面在所述测量点处的切面与残余应力仪的检测射线光路之间的夹角等于设定值γ；或使齿面在所述测量点处的切面与残余应力仪的对焦探针之间的夹角等于设定值α；

5)测量：利用残余应力仪测量所述测量点所在的齿面区域的残余应力。

2.根据权利要求1所述的齿面残余应力测量方法，其特征在于：还包括步骤6)，循环步骤2)至步骤5)，直至所有被选择的所述测量点均完成残余应力测量。

3.根据权利要求1或2所述的齿面残余应力测量方法，其特征在于：所述轮齿为渐开线圆柱齿轮的轮齿，所述步骤4)中，所述轮齿的旋转角度θ_j0为：

θ_j0＝θ_j+2πn

其中，m_j为渐开线圆柱齿轮的模数，z_j为渐开线圆柱齿轮的齿数，h_ja^*为渐开线圆柱齿轮的齿顶高系数，α_j为渐开线圆柱齿轮的压力角；n为大于等于零的整数；

r_jd为渐开线圆柱齿轮的齿顶圆半径，且r_jd＝(z_j+2h_ja^*)m_j/2；

r_jb为渐开线圆柱齿轮的基圆半径，且r_jb＝(m_jz_jcosα_j)/2；

r_jdm为渐开线圆柱齿轮上的测量点M_j与轮齿齿顶面之间的距离。

4.根据权利要求1或2所述的齿面残余应力测量方法，其特征在于：所述轮齿为摆线圆柱齿轮的轮齿，所述步骤4)中，所述轮齿的旋转角度θ_l0为：

θ_l0＝θ_l+2πn

其中，r₁为摆线曲线成形的滚动圆半径；

r为摆线曲线成形的产形点固接圆半径；

n为大于等于零的整数；

φ₁为代表测量点的未知量，其求解方程为：

其中，r_m＝r_d-r_dm，r_d为摆线圆柱齿轮的齿顶圆半径；r_dm为摆线圆柱齿轮的测量点M_b与轮齿齿顶面之间的距离。

5.根据权利要求1所述齿面残余应力测量方法，其特征在于：所述轮齿固定结构包括至少两组夹持杆组，每一组所述夹持杆组包括分别位于所述中心线两侧的两根夹持杆，属于同一组所述夹持杆组的两根所述夹持杆同轴并与所述中心线垂直，属于同一组所述夹持杆组的两根所述夹持杆相对于所述中心线做同步相向运动和同步相背运动，且两根所述夹持杆靠近所述中心线的一端与所述中心线之间的距离始终保持相等。