展成法渐开线齿廓测量仪测量点精确定位方法

专利名称：：展成法渐开线齿廓测量仪测量点精确定位方法
技术领域：
：本发明属于测试计量技术中精密齿轮测量领域，涉及渐开线齿廓测量仪的测量点的精确定位方法，用于渐开线齿廓测量仪测量点的精确定位。
背景技术：
：展成法渐开线齿廓测量仪是当前测量渐开线齿廓偏差的主要仪器，可以分为机械展成法与电子展成法量仪。展成法渐开线齿廓测量仪的测量原理是将被测渐开线齿廓与仪器复现的标准渐开线轨迹进行比较，获得齿廓偏差。为保证仪器生成的标准渐开线轨迹准确，须将测量点处于被测渐开线圆柱齿轮的切平面上，否则仪器生成的标准轨迹为延长或縮短渐开线，会对齿形测量的精度产生影响。当前，该类仪器测量点位置的调整可采用专用样板和量块进行，但该方法调整精度受量块精度与人为因素影响较大。另外，在一些特殊的展成法量仪中，如双盘式渐开线测量仪，也可采用显微镜观测测量点相对于导尺的位置，通过微量调整使测量点与导尺边缘重合。此调整方法直观简便，但显微镜的示值误差、导尺端面与测点难以调整到同一焦平面等因素均会对调整精度产生影响，其只能用于测头的粗略调整。因此，寻找一种高精度的测点位置调整方法，用于精密齿轮的测量是必要的。
发明内容为了克服现有渐开线齿廓测量仪中测量点位置调整方法精度较低的问题，本发明提供了一种展成法渐开线齿廓测量仪测量点精确定位方法，该方法采用齿形角比较法与测量点偏差试值补偿法用于展成法量仪中测量点位置的精密调整。本发明为解决技术问题采用的技术方案如下当测量点偏离理论位置时，展成法渐开线测量仪生成的标准轨迹为延长渐开线或縮短渐开线。上述二种情形均会使齿廓测量曲线中的齿形角变小，即倾斜偏差变大，特别对齿根附近影响明显。首先调整测量点低于理论平面，逐次调高测头高度，同时反复测量一高精度渐开线齿轮的齿廓偏差，直至测量点高于理论平面；在测量结果中齿形角最大或齿廓倾斜偏差最小的测量曲线对应的测量点位置即为调整的最佳位置。测量点偏差试值补偿法是对相对高度差已知的两个测量点位置偏差进行逐次试值，对测点处于该两点时测得的渐开线齿廓误差曲线进行补偿，寻找使补偿后误差曲线相同的测量点偏差试值，进而确定测量点的位置偏差。本发明的有益效果是该方法的精度高，可以广泛应用于高精度展成法渐开线测量仪中测量点位置的精确调整。图l为测量点位于初始点(设距导轨面为x)，测得的齿廓误差测量曲线；图2为使用测量支架调高测量点(/\=0.lmm)，测得的齿廓偏差曲线；图3为^0.06mm时，对曲线图l进行补偿的误差曲线；图4为^0.06mm时，对曲线图2进行补偿的误差曲线；图5为将图3曲线与图4曲线重合放置。具体实施例方式以下结合技术方案和附图详细叙述本说明的具体实施方式。以双盘式渐开线测量仪测量点位置的调整为例，说明采用齿形角比较法与测量点偏差试值补偿法精确定位测量点位置。步骤如下(1)齿形角比较法调整测量点位置以测量n^4，z=30，a=20°渐开线圆柱齿轮齿廓偏差为例。首先，通过显微镜观测，调整测量点低于仪器导尺平面，然后对上述齿轮齿廓偏差进行测量，在测量曲线中，取由齿根处开始展长为5.2mm的齿廓进行评价；逐次调高测头高度，反复测量这一轮齿的齿廓偏差，直至测量点高于导尺平面，测量点高度调整间隔为0.010mm;表l为测头位置由低于导尺平面逐渐调高测得的齿廓倾斜偏差的平均值，可知测头处于位置3时测量的平均倾斜偏差最小，其为测量点最佳位置。齿形角比较法调整测量点位置精度偏差为士O.OlOmm。表l测量点位置调整时平均齿廓倾斜偏差(单位ym)<table>tableseeoriginaldocumentpage4</column></row><table>(2)测量点偏差试值补偿法调整测量点位置首先，分析测量点偏差对渐开线齿形测量的影响，并建立数学补偿模型；通过显微镜调整测量点到高于导尺平面的某一位置，设测点与导尺面的距离为x;对齿根处一段渐开线齿廓进行重复测量，记录测量结果；调高测量点位移为A，继续重复测量同一齿廓，记录测量结果；对x取不同的值，分别对两次测量结果进行补偿，使两次补偿结果中齿廓偏差平均值相同的x值即为开始时测量点偏离导尺平面的距离，补偿后的齿廓偏差值即为渐开线齿廓的实际偏差。附图为对n^2，z=60，a=20°渐开线圆柱齿轮齿廓进行单次测量，使用测点偏差试值补偿法计算测点偏移量的过程。图l为测量点位于初始点(设距导轨面为x)，测得的齿廓误差测量曲线，取其中一段齿廓进行评定；图2为使用测量支架调高测量点(△=().lmm)，测得的齿廓偏差曲线，两条测量曲线的评定区间相同；图3、图4分别为FO.06mm时，对曲线图l与图2进行补偿的误差曲线，x值采用逐个试值的方法得到，使得曲线图3、图4的误差值相同；图5为将图3曲线与图4曲线重合放置，验证补偿效果。由此可知，测量点在初始位置时偏离导尺平面的距离为O.06mm。根据测点偏差对齿形测量的影响及双盘式渐开线测量仪重复测量精度，分析得出测点偏差试值补偿法调整测点位置的极限偏差约为士O.OlOmm。权利要求1.一种展成法渐开线齿廓测量仪测量点精确定位方法，包括齿形角比较法与测量点偏差试值补偿法，其特征是当测量点偏离理论位置时，展成法渐开线测量仪生成的标准轨迹为延长渐开线或缩短渐开线；首先调整测量点低于理论平面，逐次调高测头高度，同时反复测量一高精度渐开线齿轮的齿廓偏差，直至测量点高于理论平面；在测量结果中齿形角最大或齿廓倾斜偏差最小的测量曲线对应的测量点位置即为调整的最佳位置；测量点偏差试值补偿法首先，分析测量点偏差对渐开线齿形测量的影响，并建立数学补偿模型；通过显微镜调整测量点到高于导尺平面的某一位置，设测点与导尺面的距离为x；对齿根处一段渐开线齿廓进行重复测量，记录测量结果；调高测量点位移为Δ，继续重复测量同一齿廓，记录测量结果；对x取不同的值，分别对两次测量结果进行补偿，使两次补偿结果中齿廓偏差平均值相同的x值即为开始时测量点偏离导尺平面的距离，补偿后的齿廓偏差值即为渐开线齿廓的实际偏差。全文摘要本发明公开了一种展成法渐开线齿廓测量仪测量点精确定位方法，属于测试计量技术精密齿轮测量领域。齿形角比较法是通过比较测头处于不同位置时测量的齿廓偏差曲线，齿形角最大的测量曲线对应的测量点位置即为最佳位置。测量点偏差试值补偿法是指通过分析测量点偏差对齿廓偏差测量的影响，对测量点位置偏差进行逐个试值，对测量点处于高度差已知的两个位置时测量的渐开线齿廓偏差进行补偿，使补偿后的齿廓偏差值相同的数值即为初始位置时测量点的偏移量。上述测量点精确定位方法的精度高，可以广泛应用于其它高精度展成法渐开线测量仪中测量点位置的精确调整。文档编号G01M13/02GK101614614SQ20091030330公开日2009年12月30日申请日期2009年6月16日优先权日2009年6月16日发明者娄志峰,王晓东,王立鼎,勇马申请人:大连理工大学