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【发明授权】一种检测锥齿轮根锥参数的方法_中国航发哈尔滨东安发动机有限公司_201811066363.X 

申请/专利权人:中国航发哈尔滨东安发动机有限公司

申请日:2018-09-12

公开(公告)日:2021-04-27

公开(公告)号:CN109238200B

主分类号:G01B21/04(20060101)

分类号:G01B21/04(20060101)

优先权:

专利状态码:有效-授权

法律状态:2021.04.27#授权;2020.01.03#实质审查的生效;2019.01.18#公开

摘要:本发明涉及一种检测锥齿轮齿根锥参数的方法,利用三坐标测量机检测锥齿轮根锥曲面上点的方法,实现了根锥参数的检测,相对比老的测量方法检测速度快,触测面积小,能够实现在工序间时只加工一对齿就可以检测,解决了必须检测成品工件以及需破坏工件才能测量的缺陷。

主权项:1.一种检测锥齿轮齿根锥参数的方法,其特征在于,所述的方法包括以下步骤:1加工:准备待测锥齿轮,并将齿轮加工到至少存在一个完整齿根;2建立坐标系:依据设计图纸要求,以所需三坐标测量机测头旋转角度次数最小为原则摆放,并使用三坐标测量机采集被测齿轮基准,建立测量坐标系;3采集样例点:应用三坐标测量机采集曲面点的功能,选择任一加工过的齿根,并在图纸指定的高度的圆锥截面圆,采集3个样例点,每个样例点距圆锥截面圆最小距离不大于5mm,若采点时测头干涉,则每个样例点距圆锥截面圆最小距离不大于3mm,以确定在锥齿轮齿根所测量处的矢量方向;4采集曲面点:通过自动曲面点功能,机器根据手动采集的三个样例点,自动采集经三个样例点拟合矢量方向后余弦误差最小的曲面点x0,y0,z0;5重新采点:依据图纸要求,选择测量点x0,y0,Z,使用测量机重新自动采点,采点后理论值为x1,y1,z1,实际值为x2,y2,z2,所述的Z为固定指定截面高度;6比较:通过将采集到的曲面点实际坐标x2,y2,z2与图纸要求的理论点坐标的Z轴坐标值比较,若Z轴坐标值相差在0.005mm以内,则进行第7步骤;否则,则在三坐标测量机上将曲面点的理论坐标值x1,y1,z1进行更改,更改原则为:x1=x0,y1=y0,Z=Z-z2×2+z1,然后重复第5步骤,再进行对比,直至Z轴坐标值相差在0.005mm以内;7曲面点坐标值:记录最终的曲面点实际坐标x2,y2,z2,并将其节换为极坐标R2,α2,Z2;8采点:在齿根锥面上与曲面点实际坐标x2,y2,z2相差5mm以上的高度,直接采集一点,并将直角坐标系切换为极坐标系,记录该点坐标值为R1,α1,Z1;9得出最终的结果:根据最终的曲面点坐标,得出被测产品的指定截面圆直径和指定截面高度;根据两点的极坐标,计算得出最终的锥角。

全文数据:一种检测锥齿轮根锥参数的方法技术领域本发明涉及一种测量方法,一种检测锥齿轮齿根锥参数的方法。背景技术锥齿轮是传动系统中重要部件,而其根锥齿根圆锥参数是一项重要的齿形技术参数,影响着齿轮齿底渗碳层分布的均匀性,进而影响整个锥齿轮的整体性能指标。锥齿轮根锥参数的检测准确性对其锥齿轮加工影响很大:锥齿轮粗加工时,如测量不准,会导致磨精加工齿阶段的余量不足;锥齿轮精加工时,如测量不准,会导致齿轮渗碳层被破坏,两种情况都会造成锥齿轮成批报废。所以锥齿轮根锥参数的检测至关重要。根锥参数通常包括:锥角、指定截面圆直径,指定截面高度。目前,锥齿轮根锥参数的检测是利用三坐标测量机,采集锥齿轮根部特征,按照圆锥的方法检测评价。缺点只能检测工件成品,不利于配合工序间进行参数调整的检测,尤其对于因模数小或齿根面积小导致根锥可触测部分不足够采集10~30mm直线的锥齿轮,为避开探针干涉,还需要破坏地磨掉1~2个齿,才能实现检测目的。发明内容本发明的目的是研究一种快速、准确的锥齿轮根锥参数检测方法,即可避免对齿轮的破坏,还能满足工序间参数调整的检测需要。本发明的技术方案是,所述的检测锥齿轮齿根锥参数的方法包括以下步骤:1加工:准备待测锥齿轮,并将齿轮加工到至少存在一个完整齿根;2建立坐标系:依据设计图纸要求,以所需三坐标测量机测头旋转角度次数最小为原则摆放,并使用三坐标测量机采集被测齿轮基准,建立测量坐标系;3采集样例点:应用三坐标测量机采集曲面点的功能,选择任一加工过的齿根,并在图纸指定的高度的圆锥截面圆,采集3个样例点,每个样例点距圆锥截面圆最小距离不大于5mm,若采点时测头干涉,则每个样例点距圆锥截面圆最小距离不大于3mm,以确定在锥齿轮齿根所测量处的矢量方向;4采集曲面点:通过自动曲面点功能,机器根据手动采集的三个样例点,自动采集经三个样例点拟合矢量方向后余弦误差最小的曲面点x0,y0,z0;5重新采点:依据图纸要求,选择测量点x0,y0,Z,使用测量机重新自动采点,采点后理论值为x1,y1,z1,实际值为x2,y2,z2,所述的Z为固定指定截面高度;6比较:通过将采集到的曲面点实际坐标x2,y2,z2与图纸要求的理论点坐标的Z轴坐标值比较,若Z轴坐标值相差在0.005mm以内,则进行第7步骤;否则,则在三坐标测量机上将曲面点的理论坐标值x1,y1,z1进行更改,更改原则为:x1=x0,y1=y0,Z=Z-z2×2+z1,然后重复第5步骤,再进行对比,直至Z轴坐标值相差在0.005mm以内;7曲面点坐标值:记录最终的曲面点实际坐标x2,y2,z2,并将其节换为极坐标R2,α2,Z;8采点:在齿根锥面上与曲面点实际坐标x2,y2,z2相差5mm以上的高度,直接采集一点,并将直角坐标系切换为极坐标系,记录该点坐标值为R1,α1,Z1;9得出最终的结果:根据最终的曲面点坐标,得出被测产品的指定截面圆直径和指定截面高度;根据两点的极坐标,计算得出最终的锥角。本发明利用的是三坐标测量机检测锥齿轮根锥曲面上点的方法,实现了根锥参数的检测,因为本发明进行单点特征评价,所以相对比老的测量方法检测速度快,触测面积小无探头干涉影响,能够实现在工序间时只加工一对齿就可以检测,解决了必须检测成品工件以及需破坏工件才能测量的缺陷。而样例点的应用,又保证沿着表面法线方向触测,有效地消除了探头半径误差影响,使测量结果更精准。具体实施方式一种检测锥齿轮齿根锥参数的方法,所述的方法包括以下步骤:1加工:准备待测锥齿轮,并将齿轮加工到至少存在一个完整齿根;2建立坐标系:依据设计图纸要求,以所需三坐标测量机测头旋转角度次数最小为原则摆放,并使用三坐标测量机采集被测齿轮基准,建立测量坐标系;3采集样例点:应用三坐标测量机采集曲面点的功能,选择任一加工过的齿根,并在图纸指定的高度的圆锥截面圆,采集3个样例点,每个样例点距圆锥截面圆最小距离不大于5mm,若采点时测头干涉,则每个样例点距圆锥截面圆最小距离不大于3mm,以确定在锥齿轮齿根所测量处的矢量方向;4采集曲面点:通过自动曲面点功能,机器根据手动采集的三个样例点,自动采集经三个样例点拟合矢量方向后余弦误差最小的曲面点x0,y0,z0;5重新采点:依据图纸要求,选择测量点x0,y0,Z,使用测量机重新自动采点,采点后理论值为x1,y1,z1,实际值为x2,y2,z2,所述的Z为固定指定截面高度;6比较:通过将采集到的曲面点实际坐标x2,y2,z2与图纸要求的理论点坐标的Z轴坐标值比较,若Z轴坐标值相差在0.005mm以内,则进行第7步骤;否则,则在三坐标测量机上将曲面点的理论坐标值x1,y1,z1进行更改,更改原则为:x1=x0,y1=y0,Z=Z-z2×2+z1,然后重复第5步骤,再进行对比,直至Z轴坐标值相差在0.005mm以内;7曲面点坐标值:记录最终的曲面点实际坐标x2,y2,z2,并将其节换为极坐标R2,α2,Z;8采点:在齿根锥面上与曲面点实际坐标x2,y2,z2相差5mm以上的高度,直接采集一点,并将直角坐标系切换为极坐标系,记录该点坐标值为R1,α1,Z1;9得出最终的结果:根据最终的曲面点坐标,得出被测产品的指定截面圆直径和指定截面高度;根据两点的极坐标,计算得出最终的锥角。实施例一种航空产品用圆锥齿轮,零件为毛坯状态。其图纸上标明指定高度为10mm,锥角69°4′16″,在测量在高度为10mm时,根椎截面圆的直径φ225.677mm。要求对该齿轮进行测量,得出最终的锥角、指定截面圆直径,指定截面高度值。其具体的操作步骤如下:1加工:准备待测锥齿轮,并将齿轮加工到至少存在一个完整齿根;2建立坐标系:依据设计图纸要求,以所需三坐标测量机测头旋转角度次数最小为原则摆放,并使用三坐标测量机采集被测齿轮基准,建立测量坐标系;3采集样例点:应用三坐标测量机采集曲面点的功能,选择任一加工过的齿根,并在图纸指定的高度的圆锥截面圆,采集3个样例点,3个样例点距圆锥截面圆最小距离的最大值为3mm,以确定在锥齿轮齿根所测量处的矢量方向;4采集曲面点:通过自动曲面点功能,机器根据手动采集的三个样例点,自动采集经三个样例点拟合矢量方向后余弦误差最小的曲面点-113.1584,-6.8282,9.8295;5重新采点:依据图纸要求,选择在-113.1584,-6.8282,10测量机重新自动采点,采点后理论值为-113.1584,-6.8282,10,实际值为-113.0777,-6.822,9.826。6比较:通过将采集到的曲面点实际坐标-113.0777,-6.822,9.826与图纸要求的理论点坐标X,Y,Z的Z轴坐标值比较,Z轴相差不大于0.005mm,然后重复第5步骤,再进行对比,经过多次重复,直至最终采集的曲面点实际坐标为-112.6375,-6.7881,9.997,与图纸要求的理论点坐标X,Y,Z的Z轴坐标值比较,Z轴相差为0.003mm,小于0.005mm;7曲面点坐标值:记录最终的曲面点实际坐标-112.6375,-6.7881,9.997,并将其切换为极坐标112.8384,183.4487,9.997;8采点:在齿根锥面上与曲面点实际坐标-112.6375,-6.7881,9.997相差8mm的高度,直接采集一点,并将直角坐标系切换为极坐标系,记录该点坐标值为105.5917,181.3441,20.527;9得出最终的结果:根据最终的曲面点坐标,得出被测产品的指定截面圆直径225.6768mm和指定截面高度9.997mm;根据两点的极坐标,计算得出最终的锥角69°4′16.17″,测量结束。

权利要求:1.一种检测锥齿轮齿根锥参数的方法,其特征在于,所述的方法包括以下步骤:1加工:准备待测锥齿轮,并将齿轮加工到至少存在一个完整齿根;2建立坐标系:依据设计图纸要求,以所需三坐标测量机测头旋转角度次数最小为原则摆放,并使用三坐标测量机采集被测齿轮基准,建立测量坐标系;3采集样例点:应用三坐标测量机采集曲面点的功能,选择任一加工过的齿根,并在图纸指定的高度的圆锥截面圆,采集3个样例点,每个样例点距圆锥截面圆最小距离不大于5mm,若采点时测头干涉,则每个样例点距圆锥截面圆最小距离不大于3mm,以确定在锥齿轮齿根所测量处的矢量方向;4采集曲面点:通过自动曲面点功能,机器根据手动采集的三个样例点,自动采集经三个样例点拟合矢量方向后余弦误差最小的曲面点x0,y0,z0;5重新采点:依据图纸要求,选择测量点x0,y0,Z,使用测量机重新自动采点,采点后理论值为x1,y1,z1,实际值为x2,y2,z2,所述的Z为固定指定截面高度;6比较:通过将采集到的曲面点实际坐标x2,y2,z2与图纸要求的理论点坐标的Z轴坐标值比较,若Z轴坐标值相差在0.005mm以内,则进行第7步骤;否则,则在三坐标测量机上将曲面点的理论坐标值x1,y1,z1进行更改,更改原则为:x1=x0,y1=y0,Z=Z-z2×2+z1,然后重复第5步骤,再进行对比,直至Z轴坐标值相差在0.005mm以内;7曲面点坐标值:记录最终的曲面点实际坐标x2,y2,z2,并将其节换为极坐标R2,α2,Z;8采点:在齿根锥面上与曲面点实际坐标x2,y2,z2相差5mm以上的高度,直接采集一点,并将直角坐标系切换为极坐标系,记录该点坐标值为R1,α1,Z1;9得出最终的结果:根据最终的曲面点坐标,得出被测产品的指定截面圆直径和指定截面高度;根据两点的极坐标,计算得出最终的锥角。

百度查询: 中国航发哈尔滨东安发动机有限公司 一种检测锥齿轮根锥参数的方法

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