CN116429047A - 一种齿轮轮廓度测量、评价方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种齿轮轮廓度测量、评价方法，属于齿轮轮廓度评价技术领域，包括以下步骤：步骤1：对被测齿轮进行扫描，通过扫描的数据建立被测齿轮的实际模型；步骤2：将被测齿轮的实际模型、上限理论3D模型和下限理论3D模型选取截面；步骤3：截面中实际模型形成实际曲线，上限理论3D模型形成上理论曲线，下限理论3D模型形成下理论曲线；步骤4：将实际曲线与上理论曲线或下理论曲线进行对比；步骤5：根据所述步骤4中对比结果判断实际曲线是否超差。本发明的方法减少主观判断误差；更贴合齿轮实际；渐变公差带的理论值更准确，测量评价结果与实际使用状况更一致，有利于分析不良品的原因，及分析对应的模具不良位置。

Description

一种齿轮轮廓度测量、评价方法

技术领域

本发明属于齿轮轮廓度评价技术领域，具体涉及一种齿轮轮廓度测量、评价方法。

背景技术

现有的齿轮轮廓度评价常用三次元测量评价，三次元测量评价通过在齿形加基准三次元扫描全齿来进行最佳拟合评价，这种评价方法公差相对收严，相对追加节距误差管制；按照图纸，将齿顶、齿底与齿侧分开评价，这种评价方法对于齿顶、齿底和齿侧的分界处的点的归类较麻烦，界定靠人判断，主观因素大，界限无法有效确定，同一轮廓度很容易造成不同的判定结果，且由于齿侧公差小而齿顶齿底公差大，造成测量结果在不同公差带交界处无法通过但实际完全符合使用的问题。

发明内容

技术问题：针对现有技术中存在的上述问题，本发明所要解决的技术问题在于提供一种准确度的高的齿轮轮廓度测量、评价方法。

技术方案：为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

一种齿轮轮廓度测量、评价方法，包括以下步骤：

步骤1：对被测齿轮进行扫描，通过扫描的数据建立被测齿轮的实际模型；

步骤2：将被测齿轮的实际模型、上限理论3D模型和下限理论3D模型选取截面；

步骤3：截面中实际模型形成实际曲线，上限理论3D模型形成上理论曲线，下限理论3D模型形成下理论曲线；

步骤4：将实际曲线与上理论曲线或下理论曲线进行对比；

步骤5：根据所述步骤4中对比结果判断实际曲线是否超差。

进一步的，所述步骤4中将实际曲线与上理论曲线进行对比包括以下步骤：

步骤4.1：将实际曲线与上理论曲线进行最佳拟合，得到上最佳拟合曲线；

步骤4.2：按照上理论曲线与下理论曲线之间的距离设置下公差带；

步骤4.3：判断上最佳拟合曲线上的点是否超出下公差带。

进一步的，所述设置下公差带包括：在上理论曲线上设置若干个等距离的点，在下理论曲线上设置相同数量的若干个等距离的点，根据上理论曲线上的点到下理论曲线上对应点的距离设置渐变下公差带。

进一步的，所述步骤4中将实际曲线与下理论曲线进行对比包括以下步骤：

步骤4.1：将实际曲线与下理论曲线进行最佳拟合，得到下最佳拟合曲线；

步骤4.2：按照下理论曲线与上理论曲线之间的距离设置上公差带；

步骤4.3：判断下最佳拟合曲线上的点是否超出上公差带。

进一步的，所述设置上公差带包括：在下理论曲线上设置若干个等距离的点，在上理论曲线上设置相同数量的若干个等距离的点，根据下理论曲线上的点到上理论曲线上对应点的距离设置渐变上公差带。

进一步的，所述步骤4中将实际曲线与上理论曲线或下理论曲线进行对比包括以下步骤：

步骤4.1：将实际曲线的中心与上理论曲线的中心进行重合，判断实际曲线上的点是否向上超出上理论曲线。

步骤4.2：将实际曲线的中心与下理论曲线的中心进行重合，判断实际曲线上的点是否向下超出下理论曲线。

有益效果：与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、无需人工设置分界点，减少主观判断误差；

2、相对于分段式等距的公差带，本方法的齿轮的齿顶与齿侧以及齿侧与齿底两个关键部分为渐变公差带，更贴合齿轮实际；

3、渐变公差带的理论值更准确，测量评价结果与实际使用状况更一致，有利于分析不良品的原因，及分析对应的模具不良位置；

附图说明

图1是齿轮立体结构示意图；

图2是齿轮局部放大图；

图3是现有评价方法示例图；

图4是本发明实施例1方法示例图；

图5是本发明实施例2方法示例图；

图6是本发明实施例3方法示例图；

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐明本发明，实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。

如图1、图2和图3所示，现有的齿轮轮廓度测量、评价方法，通常在齿轮上按照齿顶、齿侧、齿底的位置划分，图2中B和C之间是齿顶，C和D以及A和B之间是齿侧，D和E之间是齿底，根据齿轮上限理论3D模型和齿轮下限理论3D模型，在齿轮标准3D模型的理论曲线1上每一段按照精度的不同建立不同的公差带，(齿轮上限理论3D模型、齿轮下限理论3D模型和齿轮标准3D模型均由设计厂家提供)齿顶公差是0.125，齿侧是0.034，齿底是0.125(如图2所示)，齿顶处精度要求不高，所以它的齿顶公差带4范围较大，齿侧处精度要求很高，所以它的齿侧公差带3范围较小(如图3所示)，将实际模型的实际曲线2与两个公差带进行对比，在公差带内的合格，有超差部分则不合格，图3中实际曲线2有超出齿侧公差带3的凸出部分21，该齿轮被判定为不合格，但是这种齿轮实际使用时却没有任何问题，使用正常，按照现有这种评价方式齿轮被判不合格率很高(这种评价方式的两个公差带之间是突变的，而实际齿轮不存在这种突变情况，都是渐变的)，如果按照这个评价结果去一味的修改提高模具精度，只会浪费时间并增加成本。

实施例1

如图4所示，一种齿轮轮廓度测量、评价方法，包括以下步骤：

步骤1：在Calypso软件中，利用扫描设备对被测齿轮进行扫描，通过扫描的数据导入Calypso软件建立被测齿轮的实际模型。

步骤2：利用Calypso软件，通过CAD-CAD文件-导入模块(一步步选择)将齿轮上限理论3D模型和齿轮下限理论3D模型同时导入同一个程序中(同位置同方向)，选取一个横截面，利用CAD-创建元素-创建功能得到上、下限的理论轮廓，上限的理论轮廓形成上理论曲线5，下限的理论轮廓形成下理论曲线6。

步骤3：利用Calypso软件将对实际齿轮模型沿着扫描路径进行扫描，得到实际曲线2。

步骤4：将实际曲线2与上理论曲线5进行最佳拟合(最小二乘法)，得到上最佳拟合曲线8。

步骤5：在Calypso软件中，利用元素-分段公差-设置-数学函数-创建曲线公差带-选择下限理论曲线6和上理论曲线5准备建立渐变下公差带，在上理论曲线5上设置一千个等距离的点，从扫描的起始位置开始对这些点进行顺序标号，在下理论曲线6上设置相同数量的等距离的点，根据上理论曲线5上的点到下理论曲线6上对应点的距离设置渐变下公差带(上理论曲线5与下理论曲线6之间的区域为渐变下公差带)。

步骤6：对比上最佳拟合曲线8与渐变下公差带。

步骤7：如果上最佳拟合曲线8上的点都在渐变下公差带之内，则判定实际曲线2没有超差，(图4中，上最佳拟合曲线8上的点都在渐变下公差带之内，实际曲线2没有超差)；如果上最佳拟合曲线8上的点有在渐变下公差带之外，则判定实际曲线2超差。

实施例2

如图5所示，一种齿轮轮廓度测量、评价方法(图3中是这种方法评价齿轮时齿轮局部图)，包括以下步骤：

步骤1：在Calypso软件中，利用扫描设备对被测齿轮进行扫描，通过扫描的数据导入Calypso软件建立被测齿轮的实际模型。

步骤2：利用Calypso软件，通过CAD-CAD文件-导入模块将齿轮上限理论3D模型和齿轮下限理论3D模型同时导入同一个程序中(同位置同方向)，选取一个横截面，利用CAD-创建元素-创建功能得到上、下限的理论轮廓，上限的理论轮廓形成上理论曲线5，下限的理论轮廓形成下理论曲线6。

步骤3：利用Calypso软件将对实际齿轮模型沿着扫描路径进行扫描，得到实际曲线2。

步骤4：将实际曲线2与下理论曲线6进行最佳拟合(最小二乘法)，得到下最佳拟合曲线9

步骤5：在Calypso软件中，利用元素-分段公差-设置-数学函数-创建曲线公差带-选择上限理论曲线5和下限理论曲线6准备建立渐变上公差带，在下理论曲线6上设置一千个等距离的点，从扫描的起始位置开始对这些点进行顺序标号，在上理论曲线5上设置相同数量的等距离的点，根据上理论曲线5上的点到下理论曲线6上对应点的距离设置渐变上公差带(上理论曲线5与下理论曲线6之间的区域为渐变上公差带)。

步骤6：对比下最佳拟合曲线9与渐变上公差带。

步骤7：如果下最佳拟合曲线9上的点都在渐变上公差带之内，则判定实际曲线2没有超差(图5中，下最佳拟合曲线9上的点都在渐变上公差带之内，实际曲线2没有超差)；如果下最佳拟合曲线9上的点有在渐变上公差带之外，则判定实际曲线2超差。

实施例1和实施例2适用于公差带没有固定基准点的时候，测量并评价齿轮的形状轮廓度是否符合要求。

实施例3

如图6所示，一种齿轮轮廓度测量、评价方法(图3中是这种方法评价齿轮时齿轮局部图)，包括以下步骤：

步骤1：在Calypso软件中，利用扫描设备对被测齿轮进行扫描，通过扫描的数据导入Calypso软件建立被测齿轮的实际模型。

步骤2：利用Calypso软件，通过CAD-CAD文件-导入模块将齿轮上限理论3D模型和齿轮下限理论3D模型同时导入同一个程序中(同位置同方向)，选取一个横截面，利用CAD-创建元素-创建功能得到上、下限的理论轮廓，上限的理论轮廓形成上理论曲线5，下限的理论轮廓形成下理论曲线6。

步骤3：利用Calypso软件将对实际齿轮模型沿着扫描路径进行扫描，得到实际曲线2。

步骤4：在Calypso软件中，将元素的上下限利用元素-分段公差-设置-数学函数-创建曲线公差带-选择上限理论曲线5和下限理论曲线6，准备建立渐变上公差带和渐变下公差带，在下理论曲线6上设置一千个等距离的点，从扫描的起始位置开始对这些点进行顺序标号，在上理论曲线5上设置相同数量的等距离的点，根据上理论曲线5上的点到下理论曲线6上对应点的距离设置渐变上公差带(上理论曲线5与下理论曲线6之间的区域为渐变上公差带)；在上理论曲线5上设置一千个等距离的点，从扫描的起始位置开始对这些点进行顺序标号，在下理论曲线6上设置相同数量的等距离的点，根据上理论曲线5上的点到下理论曲线6上对应点的距离设置渐变下公差带(上理论曲线5与下理论曲线6之间的区域为渐变下公差带，渐变下公差带与渐变上公差带重合)。

步骤5：对比实际曲线2与渐变上公差带或渐变下公差带。如果实际曲线2上的点都在渐变上、下公差带之内，则判定实际曲线2没有超差(图6中没有超差，而在图3中利用原来的方法判断，同样的实际曲线2却是超差的，该齿轮实际是合格的，所以原有评价方法不准确)；如果实际曲线2上的点有在渐变上、下公差带之外，则判定实际曲线2超差。

实施例3适用于公差带有固定基准点的时候，实际曲线不能旋转或平移，只能在固定的位置去测量和评价其带基准的位置齿轮轮廓度是否符合要求。

除了实施例中的Calypso软件，还有QUNDIS、PC-DMIS等软件也可以使用本测量评价方法，工作人员可根据实际情况选择使用。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种齿轮轮廓度测量、评价方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：对被测齿轮进行扫描，通过扫描的数据建立被测齿轮的实际模型；

步骤2：将被测齿轮的实际模型、上限理论3D模型和下限理论3D模型选取截面；

步骤3：截面中实际模型形成实际曲线，上限理论3D模型形成上理论曲线，下限理论3D模型形成下理论曲线；

步骤4：将实际曲线与上理论曲线或下理论曲线进行对比；

步骤5：根据所述步骤4中对比结果判断实际曲线是否超差。

2.根据权利要求1所述的齿轮轮廓度测量、评价方法，其特征在于，所述步骤4中将实际曲线与上理论曲线进行对比包括以下步骤：

步骤4.1：将实际曲线与上理论曲线进行最佳拟合，得到上最佳拟合曲线；

步骤4.2：按照上理论曲线与下理论曲线之间的距离设置下公差带；

步骤4.3：判断上最佳拟合曲线上的点是否超出下公差带。

3.根据权利要求2所述的齿轮轮廓度测量、评价方法，其特征在于，所述设置下公差带包括：在上理论曲线上设置若干个等距离的点，在下理论曲线上设置相同数量的若干个等距离的点，根据上理论曲线上的点到下理论曲线上对应点的距离设置渐变下公差带。

4.根据权利要求1所述的齿轮轮廓度测量、评价方法，其特征在于，所述步骤4中将实际曲线与下理论曲线进行对比包括以下步骤：

步骤4.1：将实际曲线与下理论曲线进行最佳拟合，得到下最佳拟合曲线；

步骤4.2：按照下理论曲线与上理论曲线之间的距离设置上公差带；

步骤4.3：判断下最佳拟合曲线上的点是否超出上公差带。

5.根据权利要求4所述的齿轮轮廓度测量、评价方法，其特征在于，所述设置上公差带包括：在下理论曲线上设置若干个等距离的点，在上理论曲线上设置相同数量的若干个等距离的点，根据下理论曲线上的点到上理论曲线上对应点的距离设置渐变上公差带。

6.根据权利要求1所述的齿轮轮廓度测量、评价方法，其特征在于，所述步骤4中将实际曲线与上理论曲线或下理论曲线进行对比包括以下步骤：

步骤4.1：将实际曲线的中心与上理论曲线的中心进行重合，判断实际曲线上的点是否向上超出上理论曲线。

步骤4.2：将实际曲线的中心与下理论曲线的中心进行重合，判断实际曲线上的点是否向下超出下理论曲线。

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