專利名稱：齒輪副整體誤差測量技術(shù)及其測量方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種新的齒輪副誤差測量技術(shù)及測量方法，屬于精密測試技術(shù)及儀 器、機(jī)械傳動(dòng)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
傳動(dòng)鏈的最終傳動(dòng)質(zhì)量取決于整個(gè)齒輪副的綜合傳動(dòng)精度，僅靠控制單個(gè)齒輪的 制造精度不一定能實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的傳動(dòng)。傳動(dòng)誤差反映了齒輪副的綜合傳動(dòng)精度，它是指對 任意給定的主動(dòng)輪位置，從動(dòng)輪的實(shí)際占有位置與理論位置之差，反映了齒輪副中全部齒 輪的各項(xiàng)單項(xiàng)偏差綜合作用的效果。傳動(dòng)誤差的測量一般采用單面嚙合測量法。測量時(shí)，模擬齒輪的實(shí)際使用情況，將 被測齒輪作為一個(gè)剛性的功能元件或傳動(dòng)元件與另一配對齒輪或標(biāo)準(zhǔn)元件作單面嚙合運(yùn) 動(dòng)，通過測量嚙合運(yùn)動(dòng)誤差來表示配對齒對的綜合誤差或反求被測齒輪的誤差。在測量中， 由于重合度ε > 1，使得實(shí)際測量得到的傳動(dòng)誤差在研究和評價(jià)齒輪傳動(dòng)質(zhì)量、振動(dòng)噪聲 中的存在以下問題1.由于測量不全面，傳動(dòng)誤差不能完全反映齒輪的傳動(dòng)特性。這主要是因?yàn)楸粶y 齒輪同標(biāo)準(zhǔn)齒輪單嚙時(shí)，輪齒齒廓上只有一部分(保證重合度小于1的部分)受檢，而其余 未被檢驗(yàn)的部分，當(dāng)在傳動(dòng)工作時(shí)，在一定的齒輪副誤差組合情況下往往會(huì)都表現(xiàn)出來。2.傳動(dòng)誤差難以用于誤差溯源。由于齒輪的檢驗(yàn)不僅是功能檢驗(yàn)，另一重要用 途是通過測量結(jié)果分析誤差的來源，進(jìn)而通過改變加工工藝來減少或消除這些誤差源的影 響。傳動(dòng)誤差在測量中由于重合度ε >1，即可能存在相鄰兩對(或兩對以上)的輪齒被同 時(shí)測量，因而分不清傳動(dòng)誤差曲線上各誤差點(diǎn)是代表哪個(gè)齒面上哪一部分的誤差，也不能 知道在雙嚙區(qū)時(shí)兩對輪齒的誤差是如何相互影響傳動(dòng)質(zhì)量的。如果齒輪存在基節(jié)偏差時(shí)， 在雙嚙區(qū)時(shí)就會(huì)使低下的一個(gè)齒面脫開而不參加嚙合，顯然這時(shí)傳動(dòng)誤差只反映了突出齒 面的誤差信息。3.傳動(dòng)誤差相同的齒輪副，其引起的振動(dòng)噪聲不一定相同。主要是因?yàn)閭鲃?dòng)誤差 不能反映齒輪短周期誤差的具體作用形式和作用過程。例如具有正基節(jié)偏差的齒輪和具有 負(fù)基節(jié)偏差的齒輪作為從動(dòng)輪分別與標(biāo)準(zhǔn)齒輪組成齒輪副時(shí)，就代表了兩種不同類型齒對 交替形式，二者的外包絡(luò)線可以相同，即傳動(dòng)誤差相同，但二者產(chǎn)生的振動(dòng)噪聲顯然是不同 的，通常具有負(fù)基節(jié)偏差的好一些。針對傳動(dòng)誤差存在的第一個(gè)問題，我國齒輪專家提出了齒輪整體誤差測量技術(shù)， 設(shè)計(jì)了特殊的跳牙標(biāo)準(zhǔn)件(跳牙多頭標(biāo)準(zhǔn)蝸桿或跳牙標(biāo)準(zhǔn)齒輪)，突破了傳動(dòng)誤差測量中 ε >1的問題。齒輪整體誤差借助研究被測齒輪和特殊的跳牙標(biāo)準(zhǔn)件的嚙合過程，來分析 被測齒輪的誤差信息，其目的是控制單個(gè)齒輪的產(chǎn)品質(zhì)量。齒輪整體誤差只所以能解決傳動(dòng)誤差測量結(jié)果不全面的問題，關(guān)鍵在于使用了 特殊的標(biāo)準(zhǔn)測量元件。公開號為1483994 —種齒輪誤差測量方法及其裝置和專利號為ZL 2008 1 0115726. 4 —種齒輪整體誤差測量裝置及方法都提出了不同的齒輪整體誤差的測量方法，但是它們都需要使用特殊的標(biāo)準(zhǔn)測量元件參與嚙合。但是，這種使用特殊標(biāo)準(zhǔn)元件 參與嚙合的思想，在測量由兩個(gè)誤差齒輪組成的齒輪副的誤差時(shí)，就無法采用。在實(shí)際應(yīng)用中，齒輪傳動(dòng)是依靠主動(dòng)輪的輪齒依次推動(dòng)從動(dòng)輪的輪齒來進(jìn)行工作 的，因此齒輪必須成對使用。由于主從動(dòng)輪都有誤差，實(shí)際作用效果是主從動(dòng)輪共同作用的 效果，因此只有把主從動(dòng)輪的整體誤差相結(jié)合進(jìn)行分析，才能弄清問題的全貌。由此，提出 了齒輪副整體誤差測量技術(shù)和測量方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對傳動(dòng)誤差在研究和評價(jià)齒輪傳動(dòng)質(zhì)量中的存在三個(gè)問題，從我國首創(chuàng) 的齒輪整體誤差測量技術(shù)入手，進(jìn)行原理創(chuàng)新，將單個(gè)齒輪的整體誤差概念，拓展到了齒輪 副，開創(chuàng)性地提出了可以替代傳動(dòng)誤差的新誤差齒輪副整體誤差，并給出了具體可行的測 量方法和測量步驟。齒輪副整體誤差，其特征在于齒輪副整體誤差(Gear Pair Integrated Error) 是把主從動(dòng)輪各共軛齒面上全部共軛點(diǎn)對的誤差按實(shí)際嚙合順序全部統(tǒng)一在嚙合線(或 嚙合線族)上而形成的一種齒輪副誤差集合。它把主從動(dòng)輪的尺寸量誤差和齒輪副傳動(dòng)時(shí) 的運(yùn)動(dòng)量誤差合為一體，把齒輪誤差和齒輪傳動(dòng)時(shí)的傳動(dòng)特性聯(lián)系在一起，組成一個(gè)完整 的集成體。齒輪副整體誤差把主從動(dòng)輪所有共軛齒面上的誤差視為一個(gè)整體，能提供每個(gè)共 軛齒面上完整的誤差信息，反映了嚙合過程中主從輪誤差相互作用的形式、作用的具體過 程和作用的結(jié)果，可以克服傳動(dòng)誤差在研究問題中的局限性，既可用于齒輪嚙合過程的研 究和傳動(dòng)質(zhì)量的評定，又可以用于誤差溯源，進(jìn)行齒輪工藝誤差的分析。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是齒輪副整體誤差，其特征在于一對齒輪副的齒輪副整體誤差一般不是一個(gè)固定 的值，而是齒輪副嚙合位置的函數(shù)，其測量結(jié)果用齒輪副整體誤差曲線來表示。單個(gè)齒對的 齒輪副整體誤差曲線是齒輪副整體誤差曲線的基本組成單元，把單個(gè)齒對的齒輪副整體誤 差曲線稱為單位齒輪副整體誤差曲線。單位齒輪副整體誤差曲線一般由三部分組成，依據(jù) 嚙合順序依次是砍、5^ξ和@，包含了從齒根到齒頂全部齒面上的誤差信息，描述了 一對輪齒的完整嚙合過程。其中^；段和段分別是從動(dòng)輪和主動(dòng)輪的頂刃嚙合段的 誤差曲線，段是正常漸開線嚙合過程的誤差曲線。齒輪副整體誤差采用間接測量法，其測量原理如下根據(jù)原始誤差等效作用原理， 主從輪的原始誤差是通過在嚙合線上的綜合作用來影響齒輪副傳動(dòng)特性的。設(shè)E1和E2是 任意一對漸開線共軛齒面，Mi為該共軛齒面在某一時(shí)刻i的嚙合點(diǎn)。在漸開線齒輪傳動(dòng)過 程中，兩共軛齒面的嚙合點(diǎn)在與機(jī)架相固的基礎(chǔ)標(biāo)架中的軌跡就構(gòu)成嚙合線，嚙合線就是 共軛齒面用來傳遞位移和力的作用線。σ(ο2， ，？,刃為與基架固連的基礎(chǔ)標(biāo)架，其中，O2為 從動(dòng)輪固定軸線的對稱中心點(diǎn)，5為齒輪副嚙合線上的單位向量，斥為從動(dòng)輪固定軸線的單 位向量，f與5和々一塊組成右旋直角坐標(biāo)系。由于制造與安裝等方面的原因，實(shí)際組成齒輪的齒面總是存在著各種偏差，而且 各齒面間的位置關(guān)系也可能存在偏差。設(shè)Σ工和5 2為共軛齒面EpE2對應(yīng)的含有偏差的
5實(shí)際齒面，Mi就是實(shí)際齒面Σ工和[2在該時(shí)刻的理論嚙合點(diǎn)。QpQ2為理論嚙合點(diǎn)Mi在實(shí) 際齒面Σ工和乙2上對應(yīng)的實(shí)際接觸點(diǎn)。一般而言，Q1^ QjPMi在空間的位置很接近，為了 表示方便，這里放大了它們之間的相對距離。在接觸點(diǎn)Qp Q2的理論嚙合點(diǎn)Mi處建立活動(dòng) 標(biāo)架O^(MiAAj)，斤為共軛齒面的單位法向量，巧和承為Mi點(diǎn)處切平面上互相垂直的兩 個(gè)單位向量。在活動(dòng)標(biāo)架σΜ中，設(shè)
Ai= (M^1-M^2). η(1)設(shè)ξ為從動(dòng)輪的一個(gè)補(bǔ)償位移向量，且滿足
Ern +A1=O(2)利用矢量關(guān)系，式(2)可變?yōu)?br> {Ε^Μβ,-Μβ^η = ^(3)式(1)是在兩齒面為點(diǎn)接觸時(shí)推出的，當(dāng)兩接觸面為線接觸時(shí)，式(1)中Δ3,和Δζ 代表接觸線上各點(diǎn)誤差的最大值。由式(3)可知，只要再給從動(dòng)輪一個(gè)補(bǔ)償位移烏時(shí)，實(shí)際齒面Σ工和[2上的實(shí)際 接觸點(diǎn)Qp Q2就會(huì)在理論嚙合點(diǎn)Mi處嚙合?？梢?，向量和之差在&方向的分量使 得實(shí)際齒面和理論共軛齒面在Mi點(diǎn)處沿著嚙合線方向產(chǎn)生大小為&的偏差，使其偏離了預(yù) 定的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。這種真實(shí)值和理論值之間的偏差正是齒輪副在該時(shí)刻的運(yùn)動(dòng)誤差，即齒輪 副整體誤差。因此，點(diǎn)Mi的齒輪副整體誤差巧可以表示為
Fl=Ii=-Ern = ^,- β2)·η(4)其中， Τ^和?！蚍謩e表示了主從動(dòng)輪的各單項(xiàng)偏差在嚙合線方向綜合作用 的效果，而由齒輪整體誤差理論有齒輪整體誤差就是反映齒輪各單項(xiàng)偏差在嚙合線方向 的綜合作用。設(shè)矽、廠2分別為主從動(dòng)輪在接觸點(diǎn)Mi的齒輪整體誤差。故有
F11 =M^Qn(5)
F =MiQ2-H(6)由式(4) (5) (6)可得，接觸點(diǎn)Mi處齒輪副整體誤差和主從動(dòng)輪整體誤差存在以下 關(guān)系
^ =^1+^2(7)在齒輪整體誤差理論中，規(guī)定齒廓誤差曲線上的“ + ”偏差代表齒面凸起的誤差，式 (7)中，把使從動(dòng)輪滯后的齒輪副整體誤差規(guī)定為“_”。
6
為了對上面涉及的空間誤差矢量進(jìn)行計(jì)算，首先需要給這些組成主從動(dòng)輪的空間 曲面的點(diǎn)和矢量一個(gè)統(tǒng)一的數(shù)學(xué)描述，需要建立一個(gè)統(tǒng)一的坐標(biāo)系。因此，首先在接觸面內(nèi) 建立接觸面坐標(biāo)系，設(shè)任意接觸點(diǎn)Mi在接觸面坐標(biāo)系對應(yīng)的坐標(biāo)值為0^，》，則禮0^，7)處 的齒輪副整體誤差Fs (x, y)可以表示為Fe (x, y) = F1 (χ, y) +F2 (χ, y) (8)其中，F(xiàn)1(LyhF2O^y)分別為主從動(dòng)輪在接觸點(diǎn)(x，y)處的齒輪整體誤差值。式(8)是用來計(jì)算正常漸開線嚙合過程的齒輪整體誤差曲線，對于在齒輪頂刃嚙 合段的齒輪副整體誤差可由下式計(jì)算 其中，ο+ 1 . j 1 ..θ = \· -, q = 1,2 ；
"rj rb2+UA^2rb2 tana^9 i M2式中，rbl*. rb2*為主、從動(dòng)輪的實(shí)際基圓半徑；rbl、rb2為主、從動(dòng)輪的理論基圓半 徑；α Wl、α W2為主、從動(dòng)輪的齒頂壓力角Z2為從動(dòng)輪齒數(shù)。從式(8)可知，齒輪副整體誤差與組成齒輪副的主從動(dòng)輪的齒輪整體誤差有關(guān)， 同時(shí)，齒輪整體誤差測量技術(shù)相對成熟，并且在我國齒輪行業(yè)得到廣泛的推廣。因此，齒輪 副整體誤差可以采用間接測量法，首先測量主從動(dòng)輪齒輪整體誤差，然后在接觸面坐標(biāo)系 中利用式(8)，將全部嚙合齒對上各共軛點(diǎn)處主從動(dòng)輪的齒輪整體誤差根據(jù)誤差等效作用 原理合成，頂刃嚙合段的齒輪副整體誤差按式(9)計(jì)算，最后并按照實(shí)際嚙合順序統(tǒng)一起 而得到齒輪副整體誤差曲線。以上述測量原理為基礎(chǔ)的測量方法包括如下步驟1)根據(jù)主從動(dòng)輪的基本參數(shù)(齒數(shù)，模數(shù)，壓力角，變位系數(shù)等)和用戶提供的安 裝要求確定齒輪副基本參數(shù)(安裝中心距，齒輪副節(jié)圓直徑)；2)根據(jù)用戶要求，選擇齒輪的測量截面，一般選擇沿齒寬方向的對稱中心面為測
量截面；3)分別測量主、從動(dòng)輪的齒輪整體誤差，并存儲(chǔ)測量數(shù)據(jù)于指定的數(shù)據(jù)庫；4)計(jì)算主從動(dòng)輪上輪齒的實(shí)際工作部分，具體為首先根據(jù)齒輪副基本參數(shù)分別 計(jì)算主從輪的輪齒齒根附近的嚙合起始點(diǎn)的具體位置，然后確定對應(yīng)的輪齒的實(shí)際工作部 分；5)建立齒輪副的接觸面坐標(biāo)系，具體為在接觸面內(nèi)建立直角坐標(biāo)系Xci0ciyci，其 中，X0軸為接觸線的對稱線，橫坐標(biāo)Xtl用來表示接觸點(diǎn)距原點(diǎn)的橫向位置，縱坐標(biāo)yo用來表 示接觸點(diǎn)的軸向位置，該坐標(biāo)系稱為齒輪副的接觸面坐標(biāo)系。在接觸面坐標(biāo)系中，坐 標(biāo)點(diǎn)與主從動(dòng)輪上的共軛點(diǎn)對一一對應(yīng)；6)在齒輪副完整嚙合周期內(nèi)，確定主從動(dòng)輪上一一對應(yīng)的共軛點(diǎn)對，具體為主 動(dòng)輪齒根域附近的實(shí)際工作部分起點(diǎn)R1與從動(dòng)輪的嚙合起始點(diǎn)T2，組成了開始嚙合時(shí)刻的 共軛點(diǎn)對，當(dāng)主動(dòng)輪轉(zhuǎn)過δ θ i時(shí)，從動(dòng)輪將會(huì)轉(zhuǎn)過Δ θ 2 ( Δ θ / Δ θ 2 = i12)，這時(shí)主動(dòng)輪
々b2和從動(dòng)輪上的接觸點(diǎn)又組成共軛點(diǎn)對。7)在齒輪整體誤差數(shù)據(jù)庫中，搜尋、計(jì)算各共軛點(diǎn)對的齒輪整體誤差值，具體為 首先搜尋主從動(dòng)輪的共軛點(diǎn)對應(yīng)的齒輪整體誤差的值，如果前面測量得到的齒輪整體誤差 數(shù)據(jù)中沒有對應(yīng)共軛點(diǎn)的誤差值，則需要根據(jù)前后相鄰兩點(diǎn)的誤差值來插值計(jì)算。8)計(jì)算一對輪齒的齒輪副整體誤差曲線，具體為根據(jù)誤差等效作用原理，在接 觸面坐標(biāo)系中，依據(jù)式(2)獲得全部共軛點(diǎn)對處的齒輪副整體誤差值，然后利用式(3)計(jì)算 兩端頂刃嚙合段的齒輪副整體誤差值，最后依據(jù)實(shí)際嚙合順序組合得到該對輪齒的齒輪副 整體誤差曲線，并存儲(chǔ)于對應(yīng)的數(shù)據(jù)庫中；9)重復(fù)步驟7) 8)，直至齒輪副完整嚙合周期內(nèi)的全部齒對的齒輪副整體誤差 值都計(jì)算和存儲(chǔ)完畢；10)獲得單截面齒輪副整體誤差曲線，具體為依據(jù)齒輪嚙合原理和重合度的大 小，把該截面上的全部齒對的齒輪副誤差曲線根據(jù)實(shí)際嚙合順序在接觸面坐標(biāo)系中統(tǒng)一在 一起，就得到該截面上的單截面齒輪副整體誤差曲線；11)重復(fù)2) 10)，獲得不同截面上的齒輪副整體誤差曲線，得到全齒寬齒輪副整 體誤差曲線；12)提取齒輪副單項(xiàng)偏差，具體為在單截面齒輪副整體誤差曲線上(或全齒寬齒 輪副整體誤差曲線上)，提取傳統(tǒng)的齒輪副單項(xiàng)偏差項(xiàng)目，如齒輪副切向綜合偏差、齒輪 副一齒切向綜合偏差，以及提取只能在齒輪副整體誤差曲線才能得到得特殊齒輪副單項(xiàng)偏 差項(xiàng)目，如齒輪副綜合基節(jié)偏差、齒輪副相對齒廓總偏差、相對螺旋線總偏差、齒輪副接觸 線偏差，等。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于1.齒輪副整體誤差測量方法，以齒輪整體誤差測量技術(shù)為基礎(chǔ)，采用間接測量法， 得到了齒輪副完整嚙合周期上的誤差數(shù)據(jù)和完整的誤差信息，既解決了傳動(dòng)誤差測量中存 在的問題，又把由我國在世界上首創(chuàng)的齒輪整體誤差理論得到進(jìn)一步的推廣和應(yīng)用；2.齒輪副整體誤差曲線的外包絡(luò)線就是空載時(shí)的傳動(dòng)誤差曲線。相對于傳動(dòng)誤 差，齒輪副整體誤差包含的誤差信息更全面，它既可以評定齒輪副的傳動(dòng)質(zhì)量，又可分析誤 差來源于哪一對或哪幾對齒面，同時(shí)可以研究在雙嚙區(qū)時(shí)，同時(shí)參與嚙合的兩對輪齒的誤 差是如何相互影響傳動(dòng)質(zhì)量，從而為更好的控制齒輪副的傳動(dòng)質(zhì)量，為調(diào)整齒輪工藝和改 進(jìn)齒輪設(shè)計(jì)提供了依據(jù)；3.齒輪副整體誤差結(jié)合了主從動(dòng)輪的整體誤差，不僅反映了嚙合過程中主從輪誤 差相互作用的大小，更重要的是反映了誤差作用的形式和具體過程，尤其揭示了嚙合齒對 間的各種交替形式。為處理短周期誤差(如基節(jié)偏差和齒廓偏差)對傳動(dòng)質(zhì)量、振動(dòng)噪聲 和配對效果的影響，研究齒輪副嚙合沖擊噪聲提過的一種新的手段；4.齒輪副整體誤差把主從動(dòng)齒輪的幾何誤差和齒輪副的運(yùn)動(dòng)誤差，把齒輪對公差 的概念和齒輪副傳動(dòng)質(zhì)量的概念緊密地結(jié)合起來，深刻地揭示了有誤差的齒輪的實(shí)際嚙合 過程和齒輪幾何誤差對傳動(dòng)質(zhì)量的影響；5.體現(xiàn)了誤差的整體觀。齒輪副整體誤差概念的提出，體現(xiàn)了“由點(diǎn)到線、由線到 面、先局部后整體、再在宏觀上把握局部”的思維方式。齒輪副整體誤差把主從動(dòng)輪所有共 軛齒面上的誤差視為一個(gè)整體，把主動(dòng)輪和從動(dòng)輪的整體誤差相結(jié)合來研究各單項(xiàng)誤差對齒輪傳動(dòng)質(zhì)量、傳動(dòng)精度和振動(dòng)噪聲的影響。由于從整體上把握了事物、掌握了事物全部信息，因而不僅能了解事物的局部，更 主要的是能弄清各局部間的牽扯關(guān)系，及其相互作用后的整體將以何種特性與外界其他事 物發(fā)生作用；并由此可以得出一些驚人的結(jié)論，而這些結(jié)論是僅研究事物局部難能企及的。 借助齒輪副整體誤差概念，人們能對齒輪誤差建立全面的整體觀念，它不僅僅體現(xiàn)在對單 項(xiàng)誤差的結(jié)構(gòu)上，更強(qiáng)調(diào)各單項(xiàng)誤差間的相互補(bǔ)償與作用以及最終作用的結(jié)果和具體的作 用形式。從這種意義上講，齒輪副整體誤差的提出具有技術(shù)認(rèn)識論與方法論上的重要意義， 它是西方分析哲學(xué)與中國傳統(tǒng)宏觀哲學(xué)的成功結(jié)合。因此，對齒輪副整體誤差進(jìn)行剖析，研究與之相關(guān)的其他齒輪問題，能夠得出一系 列從前難以得到的結(jié)果，為齒輪的選配、控制齒輪傳動(dòng)質(zhì)量、降低齒輪振動(dòng)和噪聲提供了一 種新思路。


圖1為本發(fā)明的單位誤差曲線2為本發(fā)明的數(shù)學(xué)模型3為本發(fā)明的測量流程4為接觸面坐標(biāo)和齒輪副整體誤差曲線的基本算法圖5為齒輪副整體誤差曲線和傳動(dòng)誤差曲線的比較6為齒輪副整體誤差測量系統(tǒng)的總體架構(gòu)圖7為測量數(shù)據(jù)采集流程8為本發(fā)明實(shí)際測量得到的齒輪副整體誤差曲線圖例圖中1.電機(jī)，2.標(biāo)準(zhǔn)測量元件，3.第一圓光柵，4.被測齒輪，5.第二圓光柵
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明本實(shí)施在齒輪整體誤差測量儀CZ450的硬件基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了齒輪副整體誤差的間 接測量法。1.測量系統(tǒng)的硬件基礎(chǔ)及其總體架構(gòu)本實(shí)施例的總體架構(gòu)如圖6所示，為三大模塊誤差數(shù)據(jù)采集模塊、齒輪整體誤差 測量和存儲(chǔ)模塊以及齒輪副整體誤差計(jì)算和存儲(chǔ)模塊。其中，誤差數(shù)據(jù)采集模塊是測量系統(tǒng)的基礎(chǔ)和最前端的環(huán)節(jié)，是唯一直接訪問測 量系統(tǒng)硬件的一個(gè)環(huán)節(jié)，本實(shí)施以齒輪整體誤差測量儀CZ450的硬件結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，標(biāo)準(zhǔn)測 量蝸桿2 (成都量具所生產(chǎn)的跳牙三頭標(biāo)準(zhǔn)蝸桿)、第一圓光柵3 (德國HEIDENHAIN(海德 漢)公司生產(chǎn)的R0N287型圓光柵)和電機(jī)1(日本松下公司的MINAS-A4-100W型伺服電 機(jī))依次同軸連接，組成主動(dòng)軸系，被測齒輪4和第二圓光柵5同軸連接組成被動(dòng)軸系；測 量誤差數(shù)據(jù)采集單元的測量數(shù)據(jù)采集流程圖如圖7所示；另外，也可以利用本人發(fā)明的一種齒輪整體誤差測量裝置及方法(專利號ZL 2008 1 0115726. 4)中的硬件設(shè)備作為硬件基礎(chǔ)。齒輪整體誤差測量和存儲(chǔ)模塊主要由數(shù)據(jù)處理算法單元、誤差數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元和誤差數(shù)據(jù)輸出顯示單元組成，數(shù)據(jù)處理算法單元采用最新的齒輪精度標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范來進(jìn)行齒輪 各項(xiàng)誤差數(shù)據(jù)的處理；齒輪副整體誤差計(jì)算和存儲(chǔ)模塊由用戶交互單元、數(shù)據(jù)搜尋單元、 GPIE算法單元、GPIE數(shù)據(jù)庫和輸出顯示單元五部分組成。其中，數(shù)據(jù)搜尋單元屬于齒輪副 整體誤差測量的預(yù)處理部分，GPIE算法單元為整個(gè)測量系統(tǒng)的關(guān)鍵模塊。整個(gè)測量系統(tǒng)具有統(tǒng)一的系統(tǒng)流程管理服務(wù)層，為實(shí)現(xiàn)測量系統(tǒng)的各功能提供管 理服務(wù)，主要包括用戶管理、數(shù)據(jù)規(guī)劃、算法管理和各類測量數(shù)據(jù)、誤差數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫管理。2.測量步驟該方法是按圖3所示步驟進(jìn)行的。1)根據(jù)主從動(dòng)輪的基本參數(shù)(齒數(shù)，模數(shù)，壓力角，變位系數(shù)，齒頂高系數(shù)，齒根高 系數(shù))和用戶提供的安裝要求確定齒輪副基本參數(shù)(安裝中心距，齒輪副節(jié)圓直徑)；2)根據(jù)用戶要求，選擇齒輪的測量截面，一般選擇沿齒寬方向的對稱中心面為測 量截面；3)分別測量主、從動(dòng)輪的齒輪整體誤差，并存儲(chǔ)測量數(shù)據(jù)于指定數(shù)據(jù)庫，具體為 分別安裝被測齒輪(主動(dòng)輪或從動(dòng)輪)于齒輪整體誤差測量儀CZ450的硬件設(shè)備上，用重 新設(shè)計(jì)開發(fā)的誤差數(shù)據(jù)采集單元測量齒輪整體誤差，并存儲(chǔ)到GPIE數(shù)據(jù)庫中；4)輪齒實(shí)際工作部分的計(jì)算，具體為首先根據(jù)齒輪副基本參數(shù)分別計(jì)算主從輪 的輪齒齒根附件的嚙合起始點(diǎn)的具體位置，然后確定輪齒的實(shí)際工作部分；5)建立接觸面坐標(biāo)系，具體為在接觸面內(nèi)建立直角坐標(biāo)系Xci0ciyci,其中，Xtl軸為接 觸線的對稱線，橫坐標(biāo)Xtl用來表示接觸點(diǎn)距原點(diǎn)的橫向位置，縱坐標(biāo)知用來表示接觸點(diǎn)的 軸向位置，該坐標(biāo)系稱為齒輪副的接觸面坐標(biāo)系。在接觸面坐標(biāo)系中，坐標(biāo)點(diǎn)與主從 動(dòng)輪上的共軛點(diǎn)對一一對應(yīng)；6)在齒輪副完整嚙合周期內(nèi)，確定主從動(dòng)輪上一一對應(yīng)的共軛點(diǎn)對，具體為主 動(dòng)輪齒根域附近的實(shí)際工作部分起點(diǎn)R1與從動(dòng)輪的嚙合起始點(diǎn)T2，組成了開始嚙合時(shí)刻的 共軛點(diǎn)對(如圖4所示)，當(dāng)主動(dòng)輪轉(zhuǎn)過Δ Q1時(shí)，從動(dòng)輪將會(huì)轉(zhuǎn)過Δ Θ2(Δ Θ^Δ θ2 = i12)，這時(shí)主動(dòng)輪和從動(dòng)輪上的接觸點(diǎn)又組成共軛點(diǎn)對。7)在齒輪整體誤差數(shù)據(jù)庫中，搜尋、計(jì)算各共軛點(diǎn)對的齒輪整體誤差值，具體為 首先搜尋主從動(dòng)輪對應(yīng)的共軛點(diǎn)對應(yīng)的齒輪整體誤差的值，如果前面測量得到的齒輪整體 誤差數(shù)據(jù)中沒有對應(yīng)共軛點(diǎn)的誤差值，則需要根據(jù)前后相鄰兩點(diǎn)的誤差值來插值。一個(gè)輪 齒上的數(shù)據(jù)采集點(diǎn)比較密集，一般為100-130個(gè)采集點(diǎn)，因此這里選擇線性插值。8)計(jì)算一對輪齒的齒輪副整體誤差曲線，具體為根據(jù)圖1所示的齒輪副整體誤 差的三個(gè)組成部分，分別獲得全部共軛點(diǎn)對處的齒輪副整體誤差值和頂刃嚙合段(@段 和B2G2段)的齒輪副整體誤差值，組合得到該對輪齒的齒輪副整體誤差曲線，并存儲(chǔ)于對應(yīng) 的數(shù)據(jù)庫中；9)重復(fù)步驟7) 8)，直至齒輪副完整嚙合周期內(nèi)的全部齒對的齒輪副整體誤差 值都計(jì)算和存儲(chǔ)完畢；10)獲得單截面齒輪副整體誤差曲線，具體為依據(jù)齒輪嚙合原理和重合度的大 小，把主從動(dòng)輪同一截面上全部齒對的齒輪副誤差曲線根據(jù)實(shí)際嚙合順序在接觸面坐標(biāo)系 中統(tǒng)一在一起，就得到該截面上的單截面齒輪副整體誤差曲線；11)重復(fù)2) 10)，獲得不同截面上的齒輪副整體誤差曲線，得到全齒寬齒輪副整體誤差曲線；12)提取齒輪副單項(xiàng)誤差，具體為在單截面齒輪副整體誤差曲線上(或全齒寬齒 輪副整體誤差曲線上)，提取傳統(tǒng)的齒輪副單項(xiàng)誤差項(xiàng)目，如齒輪副切向綜合偏差、齒輪 副一齒切向綜合偏差，以及提取只能在齒輪副整體誤差曲線才能得到得特殊齒輪副單項(xiàng)偏 差項(xiàng)目，如齒輪副綜合基節(jié)偏差、齒輪副相對齒廓總偏差、相對螺旋線總偏差、齒輪副接觸 線偏差，等。3.齒輪副整體誤差的基本算法齒輪傳動(dòng)是依靠主動(dòng)輪的輪齒依次推動(dòng)從動(dòng)輪的輪齒來進(jìn)行工作的，其推動(dòng)過程 是通過共軛齒面的交替嚙合來實(shí)現(xiàn)的。設(shè)E1和E2是任意一對漸開線共軛齒面，如圖2所 示。Mi*該共軛齒面在某一時(shí)刻的嚙合點(diǎn)。在漸開線齒輪傳動(dòng)過程中，兩共軛齒面的嚙合 點(diǎn)在與機(jī)架相固的基礎(chǔ)標(biāo)架中的軌跡就構(gòu)成嚙合線，嚙合線就是共軛齒面用來傳遞位移和 力的作用線。在圖2中，扔為與基架固連的基礎(chǔ)標(biāo)架，其中，O2為從動(dòng)輪固定軸線 的對稱中心點(diǎn)，只為齒輪副嚙合線上的單位向量，療為從動(dòng)輪固定軸線的單位向量，f與和斥 一塊組成右旋直角坐標(biāo)系。由于制造與安裝等方面的原因，實(shí)際組成齒輪的齒面總是存在著各種偏差，而且 各齒面間的位置關(guān)系也可能存在偏差。設(shè)Σ工和5 2為共軛齒面EpE2對應(yīng)的含有偏差的 實(shí)際齒面，Mi就是實(shí)際齒面Σ ！和Σ 2在該時(shí)刻的理論嚙合點(diǎn)。在圖2中，Qp Q2為理論嚙 合點(diǎn)Mi在實(shí)際齒面Σ工和乙2上對應(yīng)的實(shí)際接觸點(diǎn)，一般而言，QpQ2和Mi在空間的位置很 接近，為了表示方便，這里放大了它們之間的相對距離。在接觸點(diǎn)Q”Q2的理論嚙合點(diǎn)Mi處建立活動(dòng)標(biāo)架^(Mi，殘4，玩)，殘為共軛齒面
的單位法向量，巧和境為Mi點(diǎn)處切平面上互相垂直的兩個(gè)單位向量。在活動(dòng)標(biāo)架σΜ中，設(shè)
Ai= (Μβ,-Μβ2)· η(1)設(shè)局為從動(dòng)輪的一個(gè)補(bǔ)償位移向量，且滿足
ErH +Ai=O(2)利用矢量關(guān)系，式(2)可變?yōu)?br> = 0(3)式(1)是在兩齒面為點(diǎn)接觸時(shí)推出的，當(dāng)兩接觸面為線接觸時(shí)，式(1)中Δ3,.和Δξ. 代表接觸線上各點(diǎn)誤差的最大值。由式(3)可知，只要再給從動(dòng)輪一個(gè)補(bǔ)償位移為時(shí)，實(shí)際齒面Σ工和[2上的實(shí)際 接觸點(diǎn)Qp Q2就會(huì)在理論嚙合點(diǎn)Mi處嚙合?？梢?，向量和之差在$方向的分量使 得實(shí)際齒面和理論共軛齒面在Mi點(diǎn)處沿著嚙合線方向產(chǎn)生大小為&的偏差，使其偏離了預(yù) 定的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。這種真實(shí)值和理論值之間的偏差正是齒輪副在該時(shí)刻的運(yùn)動(dòng)誤差，即齒輪 副整體誤差。因此，點(diǎn)Mi的齒輪副整體誤差g可以表示為
11Fl^ Ai ^-Er η = (MS-M^Q2)-η(4)其中， Τ^ 和 ◎分別表示了主從動(dòng)輪的各單項(xiàng)偏差在嚙合線方向綜合作用 的效果，而由齒輪整體誤差理論有齒輪整體誤差就是反映齒輪各單項(xiàng)偏差在嚙合線方向
的綜合作用。設(shè)41、巧2分別為主從動(dòng)輪在接觸點(diǎn)Mi的齒輪整體誤差。故有 由式(4) (5) (6)可得，接觸點(diǎn)Mi處齒輪副整體誤差和主從動(dòng)輪整體誤差存在以下
關(guān)系
(7)在齒輪整體誤差理論中，規(guī)定齒廓誤差曲線上的“ + ”偏差代表齒面凸起的誤差，式 (7)中，把使從動(dòng)輪滯后的齒輪副整體誤差規(guī)定為“-”。為了對上面涉及的空間誤差矢量進(jìn)行計(jì)算，首先需要給這些組成主從動(dòng)輪的空間 曲面的點(diǎn)和矢量一個(gè)統(tǒng)一的數(shù)學(xué)描述，需要建立一個(gè)統(tǒng)一的坐標(biāo)系。因此，首先在接觸面內(nèi) 建立如圖4所示的直角坐標(biāo)系XtlOtiyci,稱為接觸面坐標(biāo)系，其中，Xtl軸為接觸線的對稱線，用 來表示接觸點(diǎn)距原點(diǎn)的橫向位置，縱坐標(biāo)yo用來表示接觸點(diǎn)的軸向位置。在接觸面坐標(biāo)系 中，坐標(biāo)對與嚙合過程中的接觸點(diǎn)一一對應(yīng)。設(shè)如圖2所示的接觸點(diǎn)Mi在接觸面坐標(biāo)系對應(yīng)的坐標(biāo)值為(X，7)，則虬(1，y)處 的齒輪副整體誤差Fs (x, y)可以表示為Fe (x, y) = F1 (χ, y) +F2 (χ, y) (8)其中，F(xiàn)1(LyhF2O^y)分別為主從動(dòng)輪在接觸點(diǎn)(x，y)處的齒輪整體誤差值。式⑶是用來計(jì)算正常漸開線嚙合過程(如圖1中的ξΡξ)的齒輪整體誤差曲
線，對于在齒輪頂刃嚙合段(如圖1中的@段和:ξξ)的齒輪副整體誤差可由下式計(jì)算
物:
-Α,^-φ' + Β,φ,( <φ<θ{) hi
-Α,^-φ' + Β,φ,^IL E-Q1 ^ φ ^ ε)
hiΖ2 Ζ2
其中力=M>-，+i;44ctaimi
9
(
.0q=lfpb2~fpb\q=l,2；
>42 、賺頂y Aqrb2
式中，rbl*> rh；為主、從動(dòng)輪的實(shí)際基圓半徑；rbl、rb2為主、從動(dòng)輪的理論基圓半 徑；α Wl、α W2為主、從動(dòng)輪的齒頂壓力角YL2為從動(dòng)輪齒數(shù)。 在齒輪嚙合過程中，對于主動(dòng)輪齒面的任意一個(gè)接觸點(diǎn)，從動(dòng)輪對應(yīng)的共軛齒廓 上有僅只有一點(diǎn)與之對應(yīng)。主動(dòng)輪上的輪齒是從齒根域附近的實(shí)際工作部分起點(diǎn)(R1)開
12始接觸，最后從齒頂(T1)脫離接觸；從動(dòng)輪則相反，從齒頂(T2)開始接觸，最后從齒根域 附近的有效工作部分起點(diǎn)(R2)脫離接觸。當(dāng)主動(dòng)輪轉(zhuǎn)過△ Q1時(shí)，從動(dòng)輪將會(huì)轉(zhuǎn)過相應(yīng)的 δ θ2(δ O1/δ e2 = i12，i12為傳動(dòng)比)，這時(shí)主動(dòng)輪和從動(dòng)輪上的接觸點(diǎn)又組成共軛對，它 們彼此的齒輪整體誤差又共同構(gòu)成該時(shí)刻的等效齒輪副整體誤差。在圖4中，設(shè)矹ζ為齒輪副第0對嚙合齒對的齒輪副整體誤差曲線，^ζ為第
1對嚙合齒對的齒輪副整體誤差曲線，:ζ^ζ為第2對嚙合齒對的齒輪副整體誤差曲線，它 們就是根據(jù)式(2)和(3)計(jì)算得到的。在齒輪傳動(dòng)過程中，這些單位齒輪副整體誤差曲線 從右向左平移，與接觸面坐標(biāo)系中對應(yīng)的接觸線同步穿過嚙合域，它們分別描述了各自嚙 合齒對在整個(gè)嚙合過程中的全部誤差信息，以及各對嚙合齒對間誤差的關(guān)系。4.齒輪副完整嚙合周期的算法在完整嚙合周期中，主、從動(dòng)輪的轉(zhuǎn)數(shù)分別為
N1=Z2/<Z1,Z2>(10)
N2=Z1/<Z1,Z2> 其中，Z1, Z2分別為主動(dòng)輪的齒數(shù)；<Zl，z2>為Zl，Z2的最大共因數(shù)。例如對于主從動(dòng)輪齒數(shù)分別為Z1 = 25, Z2 = 20的齒輪副，在完整嚙合周期中，主、 從動(dòng)輪的轉(zhuǎn)數(shù)分別為
N1=Z2/<Z1,Z2>=20/5,N2=Z1/<Z1,Z2>=25/5=5
5.實(shí)測得到的齒輪副整體誤差曲線圖例圖8為實(shí)際測量得到的齒輪副整體誤差曲線，對應(yīng)的齒輪副基本參數(shù)為模數(shù)m = 2. 25cm，壓力角α =20°，主從動(dòng)齒為Z1 = Z2 = 25，中心距L = 56. 25cm。測量中，每個(gè) 齒面上的數(shù)據(jù)采集點(diǎn)數(shù)為105。在圖8中，相鄰兩輪齒對的齒輪副整體誤差曲線是相互搭接的同一橫坐標(biāo)上有兩 條齒輪副整體誤差曲線，代表可能有兩對輪齒同時(shí)參與嚙合，對應(yīng)于齒輪副的雙嚙區(qū)，而一 條齒輪副整體誤差曲線代表只有一對輪齒參與嚙合，對應(yīng)于齒輪副的單嚙區(qū)。由圖8可知，齒輪副整體誤差反映了齒輪副上每對共軛點(diǎn)的嚙合誤差，齒輪副整 體誤差曲線上的點(diǎn)和齒輪副的共軛點(diǎn)對一一對應(yīng)。通常，傳動(dòng)誤差曲線僅僅是齒輪副整體 誤差曲線的外包絡(luò)線，如圖5所示。齒輪副整體誤差比傳動(dòng)誤差反映的誤差信息更加全面 和具體，提供了全部共軛齒面上完整的誤差信息，尤其揭示了嚙合齒對的交替過程，這對齒 輪嚙合過程的了解，傳動(dòng)質(zhì)量的評價(jià)和分析提供了更完整的數(shù)據(jù)，克服了傳動(dòng)誤差在研究 這些問題中的局限性。與齒輪副傳動(dòng)誤差相比，齒輪副整體誤差不僅可以評定齒輪副的傳動(dòng)質(zhì)量和運(yùn)動(dòng) 精度的大小，而且可以知道傳動(dòng)誤差來源于那一對或幾對齒面，從而為更好的控制齒輪的傳動(dòng)質(zhì)量，為調(diào)整齒輪工藝和改進(jìn)齒輪設(shè)計(jì)提供了科學(xué)的依據(jù)。 最后應(yīng)說明的是以上實(shí)施例應(yīng)用以說明本發(fā)明而并非限制本發(fā)明所描述的技術(shù) 方案；因此，盡管本說明書參照上述的各實(shí)施例對本發(fā)明已進(jìn)行了詳細(xì)的說明，但是本領(lǐng)域 的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，仍然可以對本發(fā)明了進(jìn)行修改或者等同替換；而一切不脫離發(fā) 明的精神和范圍的技術(shù)方案及其改進(jìn)，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求
一種新的齒輪副誤差理論齒輪副整體誤差，其特征在于齒輪副整體誤差是把主從動(dòng)輪各共軛齒面上全部共軛點(diǎn)對的誤差按實(shí)際嚙合順序全部統(tǒng)一在嚙合線(或嚙合線族)上而形成的一種齒輪副誤差集合，它反映了嚙合過程中主從輪誤差相互作用的形式、作用的具體過程和作用的結(jié)果，克服了傳動(dòng)誤差在研究問題中的局限性，既可用于齒輪嚙合過程的研究和傳動(dòng)質(zhì)量的評定，又可以用于誤差溯源，進(jìn)行齒輪工藝誤差的分析；單對齒輪副的整體誤差曲線由三部分組成，依據(jù)嚙合順序依次是和包含了從齒根到齒頂全部齒面上的誤差信息，描述了一對輪齒的完整嚙合過程。其中段和段分別是從動(dòng)輪和主動(dòng)輪的頂刃嚙合段的誤差曲線，段是正常漸開線嚙合過程的誤差曲線。FSA00000206278000011.tif,FSA00000206278000012.tif,FSA00000206278000013.tif,FSA00000206278000014.tif,FSA00000206278000015.tif
2.齒輪副整體誤差的測量方法，其特征在于以齒輪整體誤差測量技術(shù)為基礎(chǔ)，首先 測量主從動(dòng)輪的齒輪整體誤差，然后根據(jù)誤差等效作用原理，合成得到完整嚙合周期上的 單截面齒輪副整體誤差和全齒寬齒輪副整體誤差。其中，對于正常漸開線嚙合過程的齒輪 副整體誤差曲線,任意接觸點(diǎn)(X，y)處的齒輪副整體誤差Fs (x, y)可以表示為Fe (x, y) = F1 (χ, y)+F2(x, y) (1)其中，(x，y)為接觸點(diǎn)在接觸面坐標(biāo)系中對應(yīng)的坐標(biāo)值；F1(Xjy)^F2(Xjy)分別為主從動(dòng)輪在接觸點(diǎn)(x，y)處的齒輪整體誤差值。在齒輪頂刃 嚙合段(@和B2G2段)的齒輪副整體誤差可由下式計(jì)算-Α^φ' + Β,φ,(Ο^φ^θ,)(2)廠 (爐)=. ^-Ai^ + β2φ,(―ε)rblzIzI其中，八‘+ 1 丄.tan.,Π，2;rb2 rb2 ι 2 42 頂q， K 式中，rbl*、rb/為主、從動(dòng)輪的實(shí)際基圓半徑；rbl、rb2為主、從動(dòng)輪的理、ri2‘論基圓 半徑；α Wl、α W2為主、從動(dòng)輪的齒頂壓力角；z2為從動(dòng)輪齒數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的齒輪副整體誤差的測量方法進(jìn)行測量時(shí)，其特征在于，該方 法是按以下步驟實(shí)現(xiàn)的1)根據(jù)主從動(dòng)輪的基本參數(shù)(齒輪，模數(shù)，壓力角，變位系數(shù))和用戶提供的安裝要求 確定齒輪副基本參數(shù)(安裝中心距，齒輪副節(jié)圓直徑)；2)根據(jù)用戶要求，選擇齒輪的測量截面，一般選擇沿齒寬方向的對稱中心面為測量截3)分別測量主、從動(dòng)輪的齒輪整體誤差，并存儲(chǔ)測量數(shù)據(jù)于指定的數(shù)據(jù)庫；4)計(jì)算主從動(dòng)輪上輪齒的實(shí)際工作部分，具體為首先根據(jù)齒輪副基本參數(shù)分別計(jì)算 主從輪的輪齒齒根附近的嚙合起始點(diǎn)的具體位置，然后計(jì)算輪齒的實(shí)際工作部分；5)建立齒輪副的接觸面坐標(biāo)系，具體為在接觸面內(nèi)建立直角坐標(biāo)系Χ()0(^，其中，Xtl軸 為接觸線的對稱線，橫坐標(biāo)Xtl用來表示接觸點(diǎn)距原點(diǎn)的橫向位置，縱坐標(biāo)I0用來表示接觸 點(diǎn)的軸向位置，該坐標(biāo)系稱為齒輪副的接觸面坐標(biāo)系，在接觸面坐標(biāo)系xc^y。中，坐標(biāo)點(diǎn)與主從動(dòng)輪上的共軛點(diǎn)對一一對應(yīng)；6)在齒輪副完整嚙合周期內(nèi)，確定主從動(dòng)輪上一一對應(yīng)的共軛點(diǎn)對，具體為主動(dòng)輪 齒根域附近的實(shí)際工作部分起點(diǎn)R1與從動(dòng)輪的嚙合起始點(diǎn)T2,組成了開始嚙合時(shí)刻的共軛 點(diǎn)對，當(dāng)主動(dòng)輪轉(zhuǎn)過Δ θ工時(shí)，從動(dòng)輪將會(huì)轉(zhuǎn)過Δ θ 2 ( Δ θ / Δ θ 2 = i12)，這時(shí)主動(dòng)輪和從 動(dòng)輪上的接觸點(diǎn)又組成共軛點(diǎn)對。7)在齒輪整體誤差數(shù)據(jù)庫中，搜尋、計(jì)算各共軛點(diǎn)對的齒輪整體誤差值，具體為首先 搜尋主從動(dòng)輪對應(yīng)的共軛點(diǎn)對應(yīng)的齒輪整體誤差的值，如果前面測量得到的齒輪整體誤差 數(shù)據(jù)中沒有對應(yīng)共軛點(diǎn)的誤差值，則需要根據(jù)前后相鄰兩點(diǎn)的誤差值來插值計(jì)算。8)計(jì)算一對輪齒的齒輪副整體誤差曲線，具體為首先，在接觸面坐標(biāo)系中，依 據(jù)式(1)獲得全部共軛點(diǎn)對處的齒輪副整體誤差值，然后利用式(2)計(jì)算兩端頂刃嚙合段 的齒輪副整體誤差值，組合得到該對輪齒的齒輪副整體誤差曲線，并存儲(chǔ)于對應(yīng)的數(shù)據(jù)庫 中；9)重復(fù)步驟7) 8)，直至齒輪副完整嚙合周期內(nèi)的全部齒對的齒輪副整體誤差值都 計(jì)算和存儲(chǔ)完畢；10)獲得單截面齒輪副整體誤差曲線，具體為依據(jù)齒輪嚙合原理和重合度的大小，把 該截面上的全部齒對的齒輪副誤差曲線根據(jù)實(shí)際嚙合順序在接觸面坐標(biāo)系中統(tǒng)一在一起， 就得到該截面上的單截面齒輪副整體誤差曲線；11)重復(fù)2) 10)，獲得不同截面上的齒輪副整體誤差曲線，得到全齒寬齒輪副整體誤 差曲線。
全文摘要
本發(fā)明開創(chuàng)性地提出了可以替代傳動(dòng)誤差的新誤差指標(biāo)(齒輪副整體誤差)及其測量方法。其測量方法是以齒輪整體誤差測量技術(shù)為基礎(chǔ)，采用間接測量法，得到齒輪副每個(gè)共軛齒對上的全部誤差信息和完整嚙合周期上的誤差數(shù)據(jù)，既解決了傳動(dòng)誤差測量中存在的問題，又使由我國首創(chuàng)的齒輪整體誤差理論得到進(jìn)一步推廣和應(yīng)用。測量得到的齒輪副整體誤差曲線的外包絡(luò)線就是傳動(dòng)誤差曲線，相對于傳動(dòng)誤差，齒輪副整體誤差包含的誤差信息更全面、更完整，不僅反映了主從輪誤差相互作用的大小，而且反映了誤差作用的形式和具體過程。它既可用于齒輪嚙合過程的研究和傳動(dòng)質(zhì)量的評定，又可用于誤差溯源和工藝分析，也可以研究在雙嚙區(qū)同時(shí)參與嚙合的兩個(gè)輪齒的誤差是如何相互影響傳動(dòng)質(zhì)量。
文檔編號G01M13/02GK101915667SQ201010237779
公開日2010年12月15日 申請日期2010年7月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月23日
發(fā)明者康焱, 石照耀 申請人:北京工業(yè)大學(xué)