CN109099876B - 蜗轮的检查方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种蜗轮的检查方法，包括以下步骤：识别待检查的蜗轮(1)的实际齿廓(PR)；扫描实际齿廓(PR)以获得测量的齿廓(PM)，使用低通滤波器(4)对测量的齿廓(PM)进行过滤，以得到主要齿廓(PP)，使用高通滤波器(5)过滤主要齿廓(PP)，以此获得表面分析齿廓(SA)，从所述表面分析齿廓(SA)计算三个参数(SAa；SAq；SAp)，并用预设的阈值(TSa；TSq；TSp)与三个参数(SAa；SAq；SAp)进行比较，以此当至少有一个参数超过了相应的阈值时，不采用该蜗轮。

Description

蜗轮的检查方法
技术领域
用于工业发明的本专利申请涉及一种蜗轮的检查方法。
背景技术
已知几种方法来检查蜗轮以评估待不采用的啮合。现有技术的这些方法提供了将螺丝安装在套件中并使用传统仪器来分析该套件的性能和噪音级别。
很明显，因为需要在装配线上安装螺丝并观察该螺丝是否通过了测试，所以现有技术的这些检查方法很长、麻烦且复杂。然后，将该螺丝从装配线上取下并送到生产部门或根据测试结果而不采用。
而且，这些类型的检查不是非常可靠，也不能保证螺丝的良好质量。
发明内容
本发明的目的在于通过公开一种实用、高效、多功能、可靠、价格低廉以及使用简单的蜗轮的检查方法来消除现有技术的缺陷。
本发明的这些目的通过独立权利要求1的特征来实现。
本发明的有利实施例通过本发明的从属权利要求来体现。
本发明的方法允许分析齿轮的表面特征，检查是否符合用户预先设定的公差极限值，以最大限度地提高性能并将齿轮产生的噪音降至最低。
本发明的方法允许在螺钉被插入组装线之前进行选择，从而优化生产循环和保证更好的质量。
用于螺钉表面分析的数据可以使用电子测量系统，其用探针与渐开线齿廓和测试螺钉的螺旋齿廓接触来进行扫描，以笛卡尔形式提供齿廓表面的一系列点被适当地过滤和处理以获得测量结果准确和高保真度的蜗轮的真实齿廓。
附图说明
本发明的附加特征将通过下面的附图的详细描述而清楚，其仅用于说明而非限制性。其中：
图1表示用高斯低通滤波器获得的渐开线的主要齿廓，
图1A表示根据图1的渐开线的主要齿廓计算的中线，
图2表示用高斯低通滤波器获得的螺旋的主要齿廓，
图2A表示根据图2的螺旋线的主要齿廓计算的中线，
图3表示用高斯高通滤波器获得的渐开线的表面分析齿廓，
图4表示用高斯高通滤波器获得的螺旋的表面分析齿廓，
图5为用7组蜗杆螺丝实验测量得到的表，
图6为概略示出根据本发明的方法的框图。
具体实施方式
参照图6，本发明的方法提供了分析四种不同蜗杆1的齿廓。该待分析的齿廓为：
实际齿廓(PR)，
测量的齿廓(PM)
主要齿廓(PP)
表面分析齿廓(SA)
实际齿廓
实际齿廓(PR)通过测量机2来识别，考虑包含齿轮轴1的平面。实际齿廓(PR)由齿轮的外侧面与包含齿轮轴线的平面的交点给出。
测量的齿廓
在识别实际齿廓(PR)后，控针3扫描实际齿廓(PR)以获得测量的齿廓(PM)。因此根据探针的半径对实际齿廓(PR)进行机械过滤。测量的齿廓(PM)表示与理论齿廓的偏差。
为了说明这些目的，测量的齿廓(PM)通过具有MDM渐开线的蜗轮1、使用带0.5毫米直径的切割工具的探头、收集在螺丝的渐开线和螺旋部分上最多3000点的测量软件来获得。
根据本发明的方法的输入数据，即，测量的齿廓(PM)不是完美的虚拟几何形状(在这种具体的情况下，圆和螺旋的渐开线)，而是沿着基于蜗轮结构数据的运动轨迹、通过探针的传感器获得的偏离完美的虚拟用几何形状。
主要齿廓
主要齿廓(PP)是通过使用具有截止频率(fs)的低通滤波器4过滤测量的齿廓(PM)而获得的，该截止频率(fs)与下限波长(λS)成反比。因此，低通滤波器允许截止频率(Fs)以下的频率通过并去除低于下限波长(λS)的波长，因为它们不相关。
主要齿廓是针对扫描测量的齿廓(PM)长度的全部时间计算的。
低通滤波器4可以是高斯滤波器。在高斯滤波器中，权重在空间域(x)中的定义由以下方程式得出：
Figure BDA0001701008120000031
其中，
Figure BDA0001701008120000041
λ为与滤波器的截止频率成反比的波长。
为了说明的目的，下限波长λ＝λS＝7被选择用于低通滤波器。
图1表示用具有下限波长λ＝λS＝7的高斯低通滤波器获得的渐开线的主要齿廓。图1A表示根据图1的渐开线的主要齿廓计算的中线。
图2表示用高斯低通滤波器获得的螺旋的主要齿廓。图2A表示在图2螺旋的主要齿廓计算的中线。
表面分析齿廓
表面分析齿廓(SA)通过使用具有与上限波长(λC)成反比的截止频率(fc)的高通滤波器5过滤主要齿廓(PP)而获得。
因此高通滤波器可以使高于截止频率(fc)的频率通过并消除高于上限波长λC的波长，因为它们不相关。
表面分析齿廓(SA)计算的长度等于约80％的测量的齿廓的扫描长度。
高通滤波器5可以是像低通滤波器那样的高斯滤波器。
在高通滤波器5的情况下，上限波长λC可以由用户设置。
有利地，上限波长λC可以由探针扫描的点数除以10而得出，即，
Figure BDA0001701008120000042
有利地，扫描的点数可以高于2000；在这个具体的例子中，如果扫描的点数为3000，那么上限波长λC＝300。
图3和图4分别表示通过具有上限波长λ＝λC＝300的高斯高通滤波器而获得的渐开线和螺旋的表面分析齿廓(SA)，其中示出了以已知的方式用计算器6计算的中线(LM)。
表面分析齿廓(SA)用于计算：
-第一误差二次平均参数(SAa)；
-第二二次误差参数(SAq)和
-第三峰值平均参数(SAp)。
误差二次均值(SAa)从以下方程式中获得：
Figure BDA0001701008120000051
其中，
xi为(SA)齿廓的点与SA齿廓的中线的绝对偏差；以及
np为评估分析中所考虑的点数。通常，在(SA)齿廓中，所考虑的点数等于扫描的点数的约80％。因此，在这个具体的情况下，如果扫描的点数是3000，np＝2400
二次误差(SAq)从以下方程式中获得：
Figure BDA0001701008120000052
峰值平均值(SAp)从以下方程式中获得：
Figure BDA0001701008120000053
其中，
pi是最高点，其与SA齿廓的中线的距离高于至少四个相邻点的距离。
这三个参数(SAa；SAq；SAp)用计算器6算出。在计算出这些参数(SAa；SAq；SAp)后，所述参数的每一个与由用户预设的相应的阈值(TSa；TSq；TSp)进行比较。这样的比较是由比较器7执行的。
如果所述参数(SAa；SAq；SAp)之一高于其阈值(TSa；TSq；TSp)，则必须不采用蜗轮1。
阈值(TSa；TSq；TSp)由用户根据待分析的蜗轮的类型进行实验测试而计算出。
图5表示七组蜗轮(A、B、C、F、D、E、G)的测试结果。
使用传统仪器测量安装在套件上的螺钉的标记。而且，计算出在螺纹的每一侧的以下参数：误差算术平均值(SAa)，二次误差(SAq)和峰值平均值(SAp)。
如图5所示，C组和F组的螺钉都有不可接受的标记值，B组的螺钉具有边界标记值；而A、D、E和G组的螺钉具有完全可以接受的非常低的标记值。这些结果完全反映在用本发明的方法计算的参数值(SAa；SAq；SAp)。
因此，根据所述的实验结果，可以发现三个参数(SAa；SAq；SAp)的阈值(TSa；TSq；TSp)。
仅仅为了说明的目的，给出下面的表格，附有基于图5的螺钉组进行的测试实验而计算的阈值(TSa；TSq；TSp)。
TSa 0.4
TSq 0.5
TSp 0.6
对于本发明的实施方式可以进行各种变化和改变，在本领域技术人员所能达到的水平内，任何落入本发明范围的情况都将落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (5)

1.检查蜗轮的方法，包括以下步骤：
-识别待检查的齿轮(1)的实际齿廓(PR)，考虑包含齿轮轴线的平面，其中实际齿廓(PR)由齿轮的外侧面与包含齿轮轴线的平面的交点给出，
-通过探针(3)扫描实际齿廓(PR)，如此获得测量的齿廓(PM)，
-使用具有预设截止频率(Fs)的低通滤波器(4)过滤测量的齿廓(PM)，以获得主要齿廓(PP)，
-使用具有预设截止频率(Fc)的高通滤波器(5)过滤主要齿廓(PP)，以获得表面分析齿廓(SA)，
-计算表面分析齿廓(SA)的中线，
-用以下方程式计算第一误差二次平均参数SAa：
Figure FDA0003295199090000011
其中，
xi为表面分析齿廓的点与表面分析齿廓的中线的绝对偏差；以及
np为评估分析中所考虑的点数，
-用以下方程式计算第二二次误差参数SAq：
Figure FDA0003295199090000012
-用以下方程式计算第三峰值平均参数SAp：
Figure FDA0003295199090000013
其中
pi是最高点，其与表面分析齿廓的中线的距离高于至少四个相邻点的距离；
-使用相应的预设阈值TSa、TSq、TSp，比较所述第一误差二次平均参数SAa、所述第二二次误差参数SAq、所述第三峰值平均参数SAp，以此当所述参数中的至少一个超过相应的预设阈值时不采用该齿轮。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，评估分析中考虑的点数等于用探针扫描的点数的80％。
3.根据权利要求2所述的方法，其中所述探针扫描的点数高于2000。
4.根据权利要求3所述的方法，其中所述探针扫描的点数等于3000。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述相应的预设阈值TSa、TSq、TSp具有如下取值：TSa为0.4，TSq为0.5，TSp为0.6。
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