CN109249254B - 一种齿圈找正方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种齿圈找正方法，包括齿圈载体回转中心为原点和过起始检测点为X轴建立平面坐标系，并在圆周设定方向选取大于4的偶数个检测点，各检测点按180度或接近180度两两成对；顺序对各个检测点进行外齿和紧邻内齿的跳动检测；以假定位移向量

为变量和工艺要求的跳动差限值为条件，分别计算位移向量

作用后的内外齿跳动值和跳动差值，以获一组满足工艺要求的位移向量

计算各成对检测点受对应移向量

作用后的一组跳动差，将成对检测点的内外齿跳动差值中最大值数据组中的最小值对应的

作为齿圈找正的位移向量进行齿圈找正。本发明的有益效果是，能判断零件经过调整后是否能满足工艺要求；能给出最优调整方案；且调整次数少，调整精确高、效率高。

Description

一种齿圈找正方法

技术领域

本发明涉及一种密封结构，特别涉及一种齿圈找正方法。

背景技术

由于产品性能的需要，有些产品的齿圈内、外都有齿部。此类零件在热后、精加工前，需要同时找正内外齿部后，加工一工艺基准带，防止后续齿部形位偏差过大，造成磨齿齿面余量不均匀。如果齿圈内外齿面余量较多且内、外齿圈变化不大的情况下，操作者通过借助量棒和千分表类量表检测内外齿节圆跳动，并根据跳动检测结果，凭借经验反复调整齿圈与机床工作台中心的相对位置，以确保最终达到相对比较理想的效果。但是，当齿圈齿面内外余量少，内、外齿圈变形复杂时，单凭经验调整是远远不够的。且单凭经验操作存在以下不足之处：不能有效判断是否存在一种调整方案满足工艺要求；需要多次调整，找正时间很长；遇到变形比较复杂的零件，只能凭借经验试着调整，存在很大盲目性和不确定性，有时很难达到满意的效果，甚至误判；找正的结果不一定是最优的，有时是勉强达到工艺要求，这将对后续工序加工精度达标埋下隐患。为了提高加工效率，需要一种更科学、高效的找正方法来指导生产。

发明内容

本发明的目的就是针对现有技术中的齿圈热后加工找正效率低和准确性差的不足，提供一种齿圈找正方法，该方法通过对齿圈圆周均布的至少4个偶数检测点，每两个按180度或接近180度分布的检测点构成一对，并通过假定位移向量作用于齿圈和满足工艺要求的齿圈成对检测点跳动差限值，获得一组成对检测点跳动差值的备选数据，再通过择优原则选取备选数据中的最小值作为齿圈调整目标参数，最后根据该目标参数进行齿圈找正，实现齿圈调整目的。

为了上述目的，本发明采用如下技术方案。

一种齿圈找正方法，包括以下步骤：

第一步，将待找正齿圈固定在回转工作台上，以确保能够通过工作台回转，并借助量棒和量表检测齿圈的内、外齿跳动；

第二步，回转工作台的回转中心为原点，以过外齿的任一齿槽中心为X轴，建立平面坐标系XOY，并以该齿槽为起点，按设定方向在圆周方向选取m个检测点，且m为大于等于4的偶数；并在齿数为偶数时，各个检测点圆周均匀分布，从而形成具有相位差180度的多个成对检测点；或者，在齿数为奇数时，各个检测点按最接近圆周均匀分布选取，从而形成具有接近180度相位差的多个成对检测点；

第三步，借助量棒和量表，对各个检测点的外齿齿槽和紧邻该外齿齿槽的内齿齿槽进行跳动检测，以分别获得各检测点的内外齿跳动值r_i和r_j；

第四步，依据各检测点的跳动检测值r_i和r_j，并以假定的位移向量

为变量，以工艺要求的跳动差限值为限制条件，分别模拟计算在位移向量

作用后，内齿和外齿的跳动值r_i′和r_j′，以及对应的内外齿跳动差值，以获一组满足工艺要求的位移向量

第五步，以已获得的一组位移向量

为已知量，分别计算各成对检测点的受对应移向量

作用后的一组跳动差，并计算成对检测点的内外齿跳动差值中最大值，从而获得一组备选数据；

第六步，将所述的一组备选数据中最小值对应的

作为齿圈找正的位移向量进行齿圈找正。

采用前述技术方案的本发明，旋转构件的密封段与骨架油封的唇口配合形成密封配合结构，在密封段具有长度余量，骨架油封通过增减调整垫，使其相对旋转构件轴向位置形成可调整的结构，从而在增减调整垫后，与旋转构件的密封段形成位置不同的密封配合段；以在原有密封配合段失效后，利用新的密封配合段实现密封目的。其中，密封配合段失效包括产品加工失误导致的失效、使用过程中的磨损导致的失效等。另外，调整垫的数量可以是一个或者多个，设置多个的目的是确保能够实现骨架油封的多次位置调整。考虑常规使用的绝大部分骨架油封宽度尺寸，通常设置两件相同的调整垫，调整垫厚度尺寸取2mm～5mm较为合适通过对至少4个以上的偶数个检测点内外齿圈跳动，在齿数为偶数时按180度分布，齿数为奇数时按最接近180度分布的两个检测点构成一对，再通过假定位移向量作用于齿圈后，计算个检测点的内外齿对应的跳动值变化以及两两检测点的跳动差，从而获得内外齿圈跳动差的最大值；再根据跳动差值最大允许值的工艺要求，筛选出一组备选数据；然后，利用备选数据对应的位移向量，对成对检测点跳动差值进行计算，最后，从而获得成对检测点跳动差最小值对应的位移向量，按照该位移向量进行齿圈找正即可获得最佳找正效果。理论上，本方案中的检测点个数越多，获得的理想位移向量值越准确。本方案主要通过假定位移向量作用原理，消除内外齿圈产品热后变形和在回转工作台上偏心的综合误差，并依据现有工艺条件下，能够经济实现产品加工精度要求的跳动差限值条件，因此，按此调整后的齿圈能够方便实现加工，并能够确保加工质量。采用本方法，能根据一组测量跳动值，判断零件经过调整后是否能满足工艺要求；且调整次数少，调整精确高、效率高；能给出满足工艺要求的调整值与调整方向，从而获得最优调整方案。

优选的，在第四步的所述内齿和外齿的跳动值r_i′和r_j′计算中，依据第一数学模型进行计算；在所述的第五步的计算中，采用第二数学模型进行计算。通过建立数学模型，并依据模型进行计算，为编程和计算的计算机化提供基础，以提高计算速度和确保计算结果的准确性，提高齿圈调整效率。

进一步优选的，所述第一数学模型，以起始点内外齿跳动检测结果为常数，以所述XOY平面坐标系定义的位移向量

为变量建立，并通过对位移向量幅值的取值范围限定，采用迭代运算法则计算。从而获得与假定条件相吻合的精准数学模型，确保计算结果准确。

更进一步优选的，所述第一数学模型为：

外齿圈检测点：

内齿圈检测点：

式中，r_i′：第i个外齿检测点受位移向量作用后的跳动值；

r_i：第i个外齿检测点打表测量的跳动值；

r_j′：第j个内齿检测点受位移向量作用后的跳动值；

r_j：第j个内齿检测点打表测量值；

k(0≤k≤max(max(r_i)-min(r_i)，max(r_j)-min(r_j))：向量

幅值；

γ(0≤γ≤2π)：向量

与X轴正向的夹角；

δ：与外齿槽相邻的内齿槽偏离X轴正向的角度；

z₁：外齿齿数；

z₂：内齿齿数；

m：跳动检测点数，并按逆时针排序，并将起点定义为第1点；

i(i＝1，2，3……m).

j(j＝1，2，3……m)；

[]：取整符号。

通过位移向量幅值和方向的假定，以及检测顺序的确定，从而获得精准的数学模型，其中的运算符合与假定条件相关；当假定条件不同时，其运算符合也会发生相应的变化；本模型建立的核心点是，考虑位移向量对检查点径向跳动值的影响，并结合量棒为圆柱体结构特点，仅需考虑位移向量在影响最直接的一个方即可，从而获得更加实用和简洁的模型结构。

再进一步优选的，在所述第四步中，所述跳动差限值定义为s_d，并按以下条件获得一组对应的位移向量

max(r_i′)-min(r_i′)≯s_d，且max(r_j′)-min(r_j′)≯s_d。

从而筛选出一组满足工艺要求，具有实用价值的数据，以便进一步选择。

在所述第五步中，将获得的所述一组位移向量

按照第一数学模型，并用u和v分别替代i和j，依次分别计算r_u′和r_v′；且获得一组备选数据的所述第二数学模型为：

其中，Δr_s：

中第s个位移向量对应的对称点跳动差；

r_u′：按用u和v分别替代i和j后的第一数学模型，计算得到的第u个外齿检测点受位移向量

作用后的跳动值；

r_v′：按用u和v分别替代i和j后的第一数学模型，计算得到的第v个内齿检测点受位移向量

作用后的跳动值；

s＝1，2，3……q，q是

向量的个数；

外齿第u个外齿检测点；

内齿第v个内齿检测点；

[]：取整符号；

以便进行再次筛选，确保有价值的数据不漏网，进一步确保找张准确、可靠。

再进一步优选的，选取Δr_s中的最小值即min(Δr_s)，并将min(Δr_s)对应的

确定为齿圈找正目标值。跳动差越小表明工件对中结果越好，能确保齿圈圆周方向上加工余量分布均匀

还进一步优选的，所述第一数学模型和第二数学模型均通过计算机编程建立，并由计算机进行迭代运算。以通过计算机编程和计算，提高计算速度、确保计算结果准确，提高齿圈调整效率。

本发明具有以下有益效果：能根据一组测量跳动值，判断零件经过调整后是否能满足工艺要求；且调整次数少，调整精确高、效率高；能给出满足工艺要求的调整值与调整方向，从而获得最优调整方案。

附图说明

图1是实施本发明方法时，齿圈跳动检测示意图。

图2是本发明构件数学模型用的解析示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的说明，实施例是示例性的，仅用于揭示和解释本发明，以便充分理解本发明，但并不因此将本发明限值在所述的实施例范围之内。

参见图1、图2，一种齿圈找正方法，包括以下步骤：

第一步，将待找正齿圈3通过环形垫铁5垫高，并按工艺要求通过打表检查齿圈端面跳动进行水平找平后固定在回转工作台6上，以确保能够通过工作台6回转，并借助量棒4和固定在机架1上的千分表2类量表，准确检测齿圈3的内、外齿跳动；

第二步，回转工作台的回转中心为原点，以过外齿的任一齿槽中心为X轴，建立平面坐标系XOY，并以该齿槽为起点，按设定方向在圆周方向选取m个检测点，且m为大于等于4的偶数；并在齿数为偶数时，各个检测点圆周均匀分布，从而形成具有相位差180度的多个成对检测点；或者，在齿数为奇数时，各个检测点按最接近圆周均匀分布选取，从而形成具有接近180度相位差的多个成对检测点；

第三步，借助量棒和量表，对各个检测点的外齿齿槽和紧邻该外齿齿槽的内齿齿槽进行跳动检测，以分别获得各检测点的内外齿跳动值r_i和r_j；

第四步，依据各检测点的跳动检测值r_i和r_j，并以假定的位移向量

为变量，以工艺要求的跳动差限值为限制条件，分别模拟计算在位移向量

作用后，内齿和外齿的跳动值r_i′和r_j′，以及对应的内外齿跳动差值，以获得一组满足工艺要求的位移向量

第五步，以已获得的一组位移向量

为已知量，分别计算各成对检测点的受对应移向量

作用后的一组跳动差，并计算成对检测点的内外齿跳动差值中最大值，从而获得一组备选数据；

第六步，将所述的一组备选数据中最小值对应的

作为齿圈找正的位移向量进行齿圈找正。

其中，第一数学模型和第二数学模型均通过计算机编程建立，并由计算机进行迭代运算。

在第四步的所述内齿和外齿的跳动值r_i′和r_j′计算中，依据第一数学模型进行计算；在所述的第五步的计算中，采用第二数学模型进行计算。

所述第一数学模型，以起始点内外齿跳动检测结果为常数，以所述XOY平面坐标系定义的位移向量

为变量建立，并通过对位移向量幅值的取值范围限定，采用迭代运算法则计算。

所述第一数学模型为：

外齿圈检测点：

内齿圈检测点：

式中，r_i′：第i个外齿检测点受位移向量作用后的跳动值；

r_i：第i个外齿检测点打表测量的跳动值；

r_j′：第j个内齿检测点受位移向量作用后的跳动值；

r_j：第j个内齿检测点打表测量值；

k(0≤k≤max(max(r_i)-min(r_i)，max(r_j)-min(r_j))：向量

幅值；

γ(0≤γ≤2π)：向量

与X轴正向的夹角；

δ：与外齿槽相邻的内齿槽偏离X轴正向的角度；

z₁：外齿齿数；

z₂：内齿齿数；

m：跳动检测点数，并按逆时针排序，并将起点定义为第1点；

i(i＝1，2，3……m).

j(j＝1，2，3……m)；

[]：取整符号。

在所述第四步中，所述跳动差限值定义为s_d，并按以下条件获得一组对应的位移向量

max(r_i′)-min(r_i′)≯s_d，且max(r_j′)-min(r_j′)≯s_d。

将获得的所述一组位移向量

按照第一数学模型，并用u和v分别替代i和j，依次分别计算r_u和r_v；且获得一组备选数据的所述第二数学模型为：

其中，Δr_s：

中第s个位移向量对应的对称点跳动差；

r_u′：按用u和v分别替代i和j后的第一数学模型，计算得到的第u个外齿检测点受位移向量

作用后的跳动值；

r_v′：按用u和v分别替代i和j后的第一数学模型，计算得到的第v个内齿检测点受位移向量

作用后的跳动值；

s＝1，2，3……q，q是

向量的个数；

外齿第u个外齿检测点；

内齿第v个内齿检测点；

[]：取整符号；

最后，选取Δr_s中的最小值即min(Δr_s)，并将min(Δr_s)对应的

确定为齿圈找正目标值。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (7)

1.一种齿圈找正方法，其特征在于，包括以下步骤：

第一步，将待找正齿圈固定在回转工作台上，以确保能够通过工作台回转，并借助量棒和量表检测齿圈的内、外齿跳动；

第二步，以回转工作台的回转中心为原点，以过外齿的任一齿槽中心为X轴，建立平面坐标系XOY，并以该齿槽为起点，按设定方向在圆周方向选取m个检测点，且m为大于等于4的偶数；并在齿数为偶数时，各个检测点圆周均匀分布，从而形成具有相位差180度的多个成对检测点；或者，在齿数为奇数时，各个检测点按最接近圆周均匀分布选取，从而形成具有接近180度相位差的多个成对检测点；

第三步，借助量棒和量表，对各个检测点的外齿齿槽和紧邻该外齿齿槽的内齿齿槽进行跳动检测，以分别获得各检测点的内外齿跳动值r_i和r_j；

第四步，依据各检测点的跳动检测值r_i和r_j，并以假定的位移向量

为变量，以工艺要求的跳动差限值为限制条件，分别模拟计算在位移向量

作用下，内齿和外齿的跳动值r_i′和r_j′，以及对应的内外齿跳动差值，以获一组满足要求的位移向量

第五步，以已获得的一组位移向量

为已知量，分别计算各成对检测点的受对应移向量

作用后的一组跳动差，并计算成对检测点的内外齿跳动差值中最大值，从而获得一组备选数据；

第六步，将所述的一组备选数据中最小值对应的

作为齿圈找正的位移向量进行齿圈找正。

2.根据权利要求1所述的齿圈找正方法，其特征在于，在第四步的所述内齿和外齿的跳动值r_i′和r_j′计算中，依据第一数学模型进行计算；在所述的第五步的计算中，采用第二数学模型进行计算。

3.根据权利要求2所述的齿圈找正方法，其特征在于，所述第一数学模型，以起始点内外齿跳动检测结果为常数，以所述XOY平面坐标系定义的位移向量

为变量建立，并通过对位移向量幅值的取值范围限定，采用迭代运算法则计算。

4.根据权利要求3所述的齿圈找正方法，其特征在于，所述第一数学模型为：

外齿圈检测点：

内齿圈检测点：

式中，r_i′：第i个外齿检测点受位移向量作用后的跳动值；

r_i：第i个外齿检测点打表测量的跳动值；

r_j′：第j个内齿检测点受位移向量作用后的跳动值；

r_j：第j个内齿检测点打表测量值；

k(0≤k≤max(max(r_i)-min(r_i)，max(r_j)-min(r_j))：向量

幅值；

γ(0≤γ≤2π)：向量

与X轴正向的夹角；

δ：与外齿槽相邻的内齿槽偏离X轴正向的角度；

z₁：外齿齿数；

z₂：内齿齿数；

m：跳动检测点数，并按逆时针排序，并将起点定义为第1点；

i(i＝1，2，3……m)；

j(j＝1，2，3……m)；

[]：取整符号。

5.根据权利要求4所述的齿圈找正方法，其特征在于，在所述第四步中，所述跳动差限值定义为S_d，并按以下条件获得一组对应的位移向量

且

6.根据权利要求4所述的齿圈找正方法，其特征在于，在所述第五步中，将获得的所述一组位移向量

按照第一数学模型，并用u和v分别替代i和j，依次分别计算r_u′和r_v′；且获得一组备选数据的所述第二数学模型为：

其中，Δr_s：

中第s个位移向量对应的对称点跳动差；

r_u′：按用u和v分别替代i和j后的第一数学模型，计算得到的第u个外齿检测点受位移向量

作用后的跳动值；

r_v′：按用u和v分别替代i和j后的第一数学模型计算得到的第v个内齿检测点受位移向量

作用后的跳动值；

s＝1，2，3……q，q是

向量的个数；

外齿第u个外齿检测点；

内齿第v个内齿检测点；

[]：取整符号；

在所述第六步中，选取Δr_s中的最小值即min(Δr_s)，并将min(Δr_s)对应的

确定为齿圈找正目标值。

7.根据权利要求6所述的齿圈找正方法，其特征在于，所述第一数学模型和第二数学模型均通过计算机编程建立，并由计算机进行迭代运算。

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