專利名稱：一種在線檢測大齒輪嚙合線誤差的方法
一種在線檢測大齒輪嚙合線誤差的方法技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及機械加工領(lǐng)域，尤其涉及一種對齒輪加工精度的檢測方法，具體涉及一種在線檢測大齒輪嚙合線誤差的方法。背景技術(shù)：
已知的，齒輪作為傳動件被廣泛應(yīng)用在航空航天、艦船、汽車、大中型工業(yè)設(shè)備、精密機床和微型儀器儀表中，而在齒輪傳動中傳動精度的高低主要取決于齒輪本身精度的高低，為了保證齒輪的精度，在加工過程中往往需要對齒輪進行不斷的檢測，以保證加工出的齒輪滿足設(shè)計要求，而針對齒輪加工精度的檢測目前一般采取齒輪檢測儀檢測；或通過磨齒機自帶的檢測系統(tǒng)進行檢測；或通過量具對齒輪進行檢測等方式來實現(xiàn)對齒輪精度檢測，但目前最大的齒輪檢測儀可以檢測直徑在3000_以下的齒輪，最大的磨齒機可以加工并檢測直徑在5000mm以下的齒輪，但對于直徑在5000mm或5000mm以上的大齒輪檢測時，目前的精度檢測方法很有限，只能檢測齒輪的齒距和齒厚項目，對于非常重要的嚙合線誤差卻無法進行測量。
發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種在線檢測大齒輪嚙合線誤差的方法，本發(fā)明利用SpatialAnalyzer軟件配合激光跟蹤儀，就可以實現(xiàn)讓大齒輪在機床的操作平臺上直接對大齒輪輪齒的嚙合線誤差進行檢測，同時根據(jù)檢測的結(jié)果進一步調(diào)整機床的加工參數(shù)，從而加工出高精度的大齒輪，本發(fā)明具有操作簡單，測量效率高等特點，特別適用于對直徑大于5000mm以上的大齒輪嚙合線誤差的在線檢測。為實現(xiàn)如上所述 的發(fā)明目的，本發(fā)明采用如下所述的技術(shù)方案:
一種在線檢測大齒輪嚙合線誤差的方法，所述檢測方法通過計算機中的SpatialAnalyzer軟件配合激光跟蹤儀來實現(xiàn)對大齒輪哨合線誤差的檢測,具體檢測方法包括如下步驟:
第一步，首先將激光跟蹤儀放置在大齒輪的一側(cè)，然后開啟激光跟蹤儀進行預(yù)熱，待預(yù)熱完成后利用激光跟蹤儀發(fā)出的激光采集大齒輪端平面與齒頂圓上的點，進一步通過最小二乘法擬合齒頂圓的圓心與端平面，此時通過擬合圓心的端平面法向就是大齒輪的基準軸線，將激光跟蹤儀的坐標系建立在基準軸線上，然后對大齒輪的嚙合線誤差進行檢測；
第二步，對大齒輪的嚙合線誤差進行檢測，利用計算機中的SpatialAnalyzer軟件建立一個以基準軸線為軸線，以大齒輪基圓直徑為直徑的圓柱形參考面A，同時建立一個與圓柱形參考面A相切的參考面B，進一步讓激光跟蹤儀在大齒輪任意一個輪齒的齒面與參考面B的交線處沿運動軌跡動態(tài)掃描一組點,利用SpatialAnalyzer軟件將通過動態(tài)掃描到的一組點做溫度補償并帶入理論大齒輪的嚙合線方程計算出大齒輪被測量輪齒的嚙合線誤差，然后利用繪圖軟件繪制出大齒輪實際的嚙合線誤差曲線，此時即完成了一次對大齒輪嚙合線誤差的檢測。所述的在線檢測大齒輪嚙合線誤差的方法，所述激光跟蹤儀發(fā)出的激光通過靶球接收，所述靶球在大齒輪的齒面上沿運動軌跡移動。
所述的在線檢測大齒輪嚙合線誤差的方法，所述激光跟蹤儀設(shè)置在支架的上面。所述的在線檢測大齒輪嚙合線誤差的方法，所述激光跟蹤儀通過數(shù)據(jù)線連通計算機。所述的在線檢測大齒輪嚙合線誤差的方法，所述激光跟蹤儀選用美國API公司生產(chǎn)的LT3型。所述的在線檢測大齒輪嚙合線誤差的方法，所述激光跟蹤儀的預(yù)熱時間為15分鐘。所述的在線檢測大齒輪嚙合線誤差的方法，所述SpatialAnalyzer軟件選用美國NRK公司開發(fā)的。所述的在線檢測大齒輪嚙合線誤差的方法，所述繪圖軟件為Auto CAD。采用如上所述的技術(shù)方案，本發(fā)明具有如下所述的優(yōu)越性:
本發(fā)明所述的一種在線檢測大齒輪嚙合線誤差的方法，本發(fā)明利用SpatialAnalyzer軟件配合激光跟蹤儀，就可以實現(xiàn)讓大齒輪在機床的操作平臺上直接對嚙合線誤差進行檢測，同時根據(jù)檢測的結(jié)果進一步調(diào)整機床的加工參數(shù)，從而加工出高精度的大齒輪，有效解決了目前無法對直徑在5000mm以上的大齒輪在線檢測嚙合線誤差的難題，本發(fā)明具有操作簡單，測量效率高等特點，特別適用于對直徑大于5000mm以上的大齒輪嚙合線誤差的在線檢測。

圖1為本發(fā)明的測量過程示意 圖2為本發(fā)明測量大齒輪嚙合線誤差的示意 圖中:1、靶球；2、大齒輪；3、激光；4、激光跟蹤儀；5、支架；6、數(shù)據(jù)線；7、計算機；8、參考面A ;9、參考面B ;10、運動軌跡。具體實施方式

通過下面的實施例可以更詳細的解釋本發(fā)明，本發(fā)明并不局限于下面的實施例；
結(jié)合附圖1 2所述的一種在線檢測大齒輪嚙合線誤差的方法，所述檢測方法通過計算機7中美國NRK公司開發(fā)的SpatialAnalyzer軟件配合美國API公司生產(chǎn)的LT3型激光跟蹤儀4來實現(xiàn)對大齒輪2嚙合線誤差的檢測，所述激光跟蹤儀4通過數(shù)據(jù)線6連通計算機7 ;或激光跟蹤儀4通過無線傳輸連通計算機7，具體檢測方法包括如下步驟:
第一步，首先將激光跟蹤儀4設(shè)置在支架5的上面并將激光跟蹤儀4放置在大齒輪2的一側(cè)，然后開啟激光跟蹤儀4進行預(yù)熱15分鐘，待預(yù)熱完成后利用激光跟蹤儀4發(fā)出的激光3采集大齒輪2端平面與齒頂圓上的點，進一步通過最小二乘法擬合齒頂圓的圓心與端平面，“需要說明的是最小二乘法又稱最小平方法，是一種數(shù)學(xué)優(yōu)化技術(shù)，它通過最小化誤差的平方和尋找數(shù)據(jù)的最佳函數(shù)匹配，利用最小二乘法可以簡便地求得未知的數(shù)據(jù)，并使得這些求得的數(shù)據(jù)與實際數(shù)據(jù)之間誤差的平方和為最小，最小二乘法還可用于曲線擬合，其他一些優(yōu)化問題也可通過最小化能量或最大化熵用最小二乘法來表達；”此時通過擬合圓心的端平面法向就是大齒輪2的基準軸線，將激光跟蹤儀4的坐標系建立在基準軸線上，然后對大齒輪2的嚙合線誤差進行檢測；
第二步，對大齒輪2的嚙合線誤差進行檢測，利用計算機7中的SpatialAnalyzer軟件建立一個以基準軸線為軸線，以大齒輪2基圓直徑為直徑的圓柱形參考面A8，同時建立一個與圓柱形參考面AS相切的參考面B9，進一步讓激光跟蹤儀4在大齒輪2任意一個輪齒的齒面與參考面B9的交線處沿運動軌跡10動態(tài)掃描一組點，或?qū)⒓す飧檭x4發(fā)出的激光3通過靶球I接收，所述靶球I在大齒輪2的齒面上沿運動軌跡10移動并動態(tài)掃描一組點，利用SpatialAnalyzer軟件將通過動態(tài)掃描到的一組點做溫度補償并帶入理論大齒輪2的嚙合線方程計算出大齒輪2被測量輪齒的嚙合線誤差，然后利用Auto CAD繪制出大齒輪2實際的嚙合線誤差曲線，此時即完成了一次對大齒輪2嚙合線誤差的檢測。本發(fā)明所述的在線檢測大齒輪嚙合線誤差的方法，在第一步的基礎(chǔ)上，同樣可以在線完成對大齒輪齒形誤差和齒向誤差的檢測，具體方法為將本發(fā)明所述的在線檢測大齒輪嚙合線誤差的方法中的第二步替換為對大齒輪2的齒形誤差進行檢測，利用計算機7中的SpatialAnalyzer軟件建立一個以基準軸線為軸線，同時建立一個與大齒輪2的端平面平行且過齒寬中心的參考面，進一步讓激光跟蹤儀4在大齒輪2任意一個輪齒的齒面與參考面的交線處沿運動軌跡動態(tài)掃描一組點，利用SpatialAnalyzer軟件將通過動態(tài)掃描到的一組點做溫度補償并帶入理論大齒輪2的齒形方程計算出大齒輪2被測量輪齒的齒形誤差，然后利用繪圖軟件繪制出大齒輪2實際的齒形誤差曲線，此時即完成了一次對大齒輪齒形誤差的檢測；或?qū)⒈景l(fā)明所述的在線檢測大齒輪嚙合線誤差的方法中的第二步替換為對對大齒輪2的齒向誤差進行檢測,利用計算機7中的SpatialAnalyzer軟件建立一個以基準軸線為軸線，以大齒輪2的分度圓直徑為直徑的圓柱形參考面，進一步讓激光跟蹤儀4在大齒輪2任意一個輪齒的齒面與參考面的交線處沿運動軌跡動態(tài)掃描一組點，利用SpatialAnalyzer軟件將通過動態(tài)掃描到的一組點做溫度補償并帶入理論大齒輪2的齒向方程計算出大齒輪2被測量輪齒的齒向誤差，然后利用繪圖軟件繪制出大齒輪2實際的齒向誤差曲線，此時即完成 了一次對大齒輪2齒向誤差的檢測。本發(fā)明中針對在線完成對大齒輪2齒形誤差和齒向誤差的檢測方法的描述，并不是本發(fā)明保護的重點，但是通過在本發(fā)明第一步的基礎(chǔ)上同樣可以完成在線完成對大齒輪2齒形誤差和齒向誤差的檢測，申請人為了使本發(fā)明保護范圍更加具體，針對大齒輪2齒形誤差和齒向誤差的檢測方法做出了另案“分案”申請。本發(fā)明未詳述部分為現(xiàn)有技術(shù)。為了公開本發(fā)明的目的而在本文中選用的實施例，當前認為是適宜的，但是，應(yīng)了解的是，本發(fā)明旨在包括一切屬于本構(gòu)思和發(fā)明范圍內(nèi)的實施例的所有變化和改進。
權(quán)利要求
1.一種在線檢測大齒輪嚙合線誤差的方法，其特征是:所述檢測方法通過計算機(7)中的SpatialAnalyzer軟件配合激光跟蹤儀(4)來實現(xiàn)對大齒輪(2)嚙合線誤差的檢測，具體檢測方法包括如下步驟: 第一步，首先將激光跟蹤儀(4)放置在大齒輪(2)的一側(cè)，然后開啟激光跟蹤儀(4)進行預(yù)熱，待預(yù)熱完成后利用激光跟蹤儀(4)發(fā)出的激光(3)采集大齒輪(2)端平面與齒頂圓上的點，進一步通過最小二乘法擬合齒頂圓的圓心與端平面，此時通過擬合圓心的端平面法向就是大齒輪(2)的基準軸線，將激光跟蹤儀(4)的坐標系建立在基準軸線上，然后對大齒輪(2)的嚙合線誤差進行檢測； 第二步，對大齒輪(2)的卩齒合線誤差進行檢測,利用計算機(7)中的SpatialAnalyzer軟件建立一個以基準軸線為軸線，以大齒輪(2)基圓直徑為直徑的圓柱形參考面A (8)，同時建立一個與圓柱形參考面A (8)相切的參考面B (9)，進一步讓激光跟蹤儀(4)在大齒輪(2)任意一個輪齒的齒面與參考面B (9)的交線處沿運動軌跡(10)動態(tài)掃描一組點，利用SpatialAnalyzer軟件將通過動態(tài)掃描到的一組點做溫度補償并帶入理論大齒輪(2)的嚙合線方程計算出大齒輪(2)被測量輪齒的嚙合線誤差，然后利用繪圖軟件繪制出大齒輪(2)實際的嚙合線誤差曲線，此時即完成了一次對大齒輪(2)嚙合線誤差的檢測。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所 述的在線檢測大齒輪嚙合線誤差的方法，其特征是:所述激光跟蹤儀(4)發(fā)出的激光(3)通過靶球(I)接收，所述靶球(I)在大齒輪(2)的齒面上沿運動軌跡(10)移動。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在線檢測大齒輪嚙合線誤差的方法，其特征是:所述激光跟蹤儀(4)設(shè)置在支架(5)的上面。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在線檢測大齒輪嚙合線誤差的方法，其特征是:所述激光跟蹤儀(4 )通過數(shù)據(jù)線(6 )連通計算機(7 )。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在線檢測大齒輪嚙合線誤差的方法，其特征是:所述激光跟蹤儀(4)選用美國API公司生產(chǎn)的LT3型。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在線檢測大齒輪嚙合線誤差的方法，其特征是:所述激光跟蹤儀(4)的預(yù)熱時間為15分鐘。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在線檢測大齒輪嚙合線誤差的方法，其特征是:所述SpatialAnalyzer軟件選用美國NRK公司開發(fā)的。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在線檢測大齒輪嚙合線誤差的方法，其特征是:所述繪圖軟件為 Auto CAD。
全文摘要
一種在線檢測大齒輪嚙合線誤差的方法，涉及機械加工領(lǐng)域，本發(fā)明利用SpatialAnalyzer軟件配合激光跟蹤儀(4)，就可以實現(xiàn)讓大齒輪(2)在機床的操作平臺上直接對嚙合線誤差進行檢測，同時根據(jù)檢測的結(jié)果進一步調(diào)整機床的加工參數(shù)，從而加工出高精度的大齒輪，有效解決了目前無法對直徑在5000mm以上的大齒輪在線檢測嚙合線誤差的難題，本發(fā)明具有操作簡單，測量效率高等特點，特別適用于對直徑大于5000mm以上的大齒輪嚙合線誤差的在線檢測。
文檔編號B23Q17/20GK103223627SQ20131008668
公開日2013年7月31日 申請日期2013年3月19日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月19日
發(fā)明者姚龍濤, 張農(nóng), 陳彬, 張琳偉, 劉艷麗, 趙斌, 白潔 申請人:中信重工機械股份有限公司