[发明专利]基于点云数据的接触线-展开线齿轮齿面误差表述方法

摘要

本发明提供一种基于点云数据的接触线‑展开线齿轮齿面误差表述方法，其主要解决方案是：建立基于接触线和展开线的齿轮齿面GKD坐标系；2)基于宽度为w的矩形接触面进行微小接触区域划分，w由齿轮承载状态、材料及其几何尺寸确定；3)基于微小平面剖分和特征接触点的计算方法快速实现点云数据的分割与特征提取。4)实现接触线和展开线误差曲线的绘制。本发明提出的评定方法比传统的螺旋线‑齿廓线更能直观反映齿轮的接触性能、重合度及平稳性等齿轮服役性能；解决了现有技术存在的对齿轮齿面服役性能表述不准确的问题。

主权项

1.一种基于点云数据的接触线‑展开线齿轮齿面误差表述方法，包括以下步骤：步骤1)、建立基于接触线‑展开线的GKD坐标系，K向与接触线方向一致，G向与齿面展开线方向一致，D向与齿面法矢方向一致；步骤2)、设定齿面沿展开线方向的展长起点为Ls，展长终点为Le，沿接触线方向的长度为C，齿轮承载后接触处会发生弹性变形，接触线会变为宽度为w的矩形接触面，w由齿轮承载状态、材料及其几何尺寸确定；步骤3)、根据测量获得的齿面点云数据，将整个齿面剖分成M*N个微小区域：沿接触线方向M等分，沿展开线方向N等分，M＝[C/w]，N＝[(Le‑Ls)/w]；步骤4)、进行齿面点云数据分割：计算每个点云数据所在微小区域，各区域对应的接触线与展长范围由以下公式计算：其中i＝0,1,…N‑1，j＝0,1,…M‑1；步骤5)、读取点云数据，判断该点落于哪些接触区域的范围内，并存储对应序号(i，j)；步骤6)、基于微小区域的特征接触点Q_i,j的提取：根据微小区域内的点云数据进行最小二乘平面拟合，并将拟合平面与该区域中间接触线和展开线的交点Q_i,j作为该区域的均值特征点，Q_i,j偏离理论齿面的法向距离作为该点的误差；步骤7)、重复步骤5)和6)，获取每一个微小区域的均值特征点及其误差；步骤8)、将选定的接触线和展开线上的均值特征点及其误差表示在GKD坐标系内，实现基于接触线‑展开线的齿轮齿面误差表述。