DE112018007664T5

DE112018007664T5 - Verfahren zur Bewertung der Glattheit eines Zahnradzahnprofils und Verfahren zum Modifizieren eines Zahnradzahnprofils

Info

Publication number: DE112018007664T5
Application number: DE112018007664.4T
Authority: DE
Inventors: Guihua Wen
Original assignee: Zhuzhou Gear Co Ltd
Current assignee: Zhuzhou Gear Co Ltd
Priority date: 2018-05-28
Filing date: 2018-05-28
Publication date: 2021-03-11
Also published as: WO2019227293A1

Abstract

Ein Verfahren zur Bewertung der Glattheit eines Zahnradzahnprofils und ein Verfahren zum Modifizieren eines Zahnradzahnprofils. Bei der Bewertung werden zunächst ein erster Referenzpunkt, ein zweiter Referenzpunkt und ein Referenzkreis bestimmt. Da der Schnittpunkt zweier benachbarter Zahnprofilkurven auf dem Referenzkreis liegt, ist der Abstand zwischen dem Mittelpunkt des Referenzkreises und dem Schnittpunkt gleich dem Radium des Referenzkreises. Angenommen, dass es einen Abrollkreis gibt, der gleich wie der Referenzkreis ist und auf der Innenseite der äußere Profilkurve abrollt, wenn der Abstand vom ersten Referenzpunkt bzw. dem zweiten Referenzpunkt zum Mittelpunkt des Referenzkreises größer als der Radius des Referenzkreises ist, bedeutet dies, dass der Abrollkreis tangential zum Schnittpunkt F verlaufen kann. Dies deutet darauf hin, dass der Übergang zwischen der zwei Zahnprofilkurven glatt ist, sodass die Glattheit der Zahnradzähnen genau beurteilt werden kann. Nach mehreren Wiederholungen des Prozesses erhält man schließlich eine modifizierte Zahnprofilkurve, die die Glattheit der Zahnradzahns an die Anforderung anpasst. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung eine Computervorrichtung und ein computerlesbares Speichermedium.

Description

Technisches Gebiet:
Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet der Zerspanungstechnik und insbesondere ein Verfahren zur Bewertung der Glattheit eines Zahnradzahnprofils und Verfahren zum Modifizieren eines Zahnradzahnprofils.
Technischer Hintergrund:
Zahnräder erscheinen in der Übertragung unvermeidlich Belastungsstöße des Zahneingriffs, Last-Mutation, Geschwindigkeitsschwankungen und unterschiedliche Formationen und Frequenzzusammensetzung der Reihenfolge der Schwingungen, wodurch die Übertragungsgenauigkeit reduziert, die Lebensdauer verkürzt, die Tragfähigkeit verringert und die Vibrationen Lärm erhöht wird. Daher muss das Zahnradzahnprofil modifiziert werden, um die Belastungsstöße des Zahneingriffs zu verringern und die Übertragungsstabilität zu verbessern.
Unter Modifizierung eines Zahnradzahnprofil versteht man, die Evolvente in der Nähe der Oberseite der ineinandergreifenden Zahnradzähnen zu modifizieren, um Bearbeitungsfehler und elastische Verformung auszugleichen und die Belastungsstöße während des Eingriffs zu vermeiden oder zu reduzieren. Es gibt eine Vielzahl von Profilmodifizierungskurven, die zur Modifizierung des Zahnprofils verwendet werden können. Es ist jedoch nicht möglich, einen reibungslosen Übergang am Schnittpunkt des ursprünglichen Profils und des modifizierten Profils zu garantieren.
Darüber hinaus gibt es derzeit keine gute Möglichkeit, die Glattheit des Zahnradzahnprofils in der Konstruktionsphase zu kontrollieren. Deshalb ist das Zahnradzahnprofil nach der Änderung des Zahnradzahnprofils anfällig für das Problem der unzureichenden Glattheit, was zu einem lauten Lärm und einer schlechten Übertragungsstabilität führt.
Inhalt der Erfindung:
Die vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren zur Bewertung der Glattheit eines Zahnradzahnprofils und ein Verfahren zum Modifizieren eines Zahnradzahnprofils bereit.
Ein Verfahren zur Bewertung der Glattheit eines Zahnradzahnprofils, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:

- Erhalten einer äußeren Profilkurve des zu messenden Zahnradzahns, wobei die äußere Profilkurve eine obere Kurve und eine Seitenkurve umfasst, wobei die Seitenkurve durch Verbinden einer Vielzahl von Zahnprofilkurven gebildet wird, wobei die Vielzahl von Zahnprofilkurven eine ursprüngliche Zahnprofilkurve und mindestens eine modifizierte Zahnprofilkurve umfasst,
- Bestimmen eines ersten Referenzpunktes und eines zweiten Referenzpunktes, wobei der erste Referenzpunkt und der zweite Referenzpunkt jeweils auf zwei benachbarten Zahnprofilkurven liegen,
- Bestimmen eines Referenzkreis mit einem vordefinierten Radius, wobei der Mittelpunkt des Referenzkreises auf einer Linie liegt, die durch einen Schnittpunkt zweier benachbarter Zahnprofilkurven und senkrecht zur Verbindungslinie des ersten Referenzpunktes und des zweiten Referenzpunktes verläuft, wobei der Schnittpunkt auf dem Referenzkreis liegt, und
- wenn der Abstand von dem ersten Referenzpunkt bzw. dem zweiten Referenzpunkt zum Mittelpunkt des Referenzkreises größer als oder gleich mit dem Radius des Referenzkreises ist, wird die Glattheit des zu messenden Zahnradzahns als den Anforderungen entsprechend beurteilt.

Ein Verfahren zum Modifizieren eines Zahnradzahnprofils, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:

- das oben genannte Verfahren zur Bewertung der Glattheit eines Zahnradzahnprofils,
- Modifizieren der modifizierten Zahnprofilkurve, wenn der Abstand von dem ersten Referenzpunkt bzw. dem zweiten Referenzpunkt zum Mittelpunkt des Kreises kleiner als der Radius des Referenzkreises ist, um den Umfang der Modifikation zu verringern,
- Wiederholen des Verfahrens zur Bewertung Glattheit eines Zahnradzahnprofils so oft, bis die Glattheit des zu messenden Zahnradzahns den Anforderungen entspricht.

Eine Computervorrichtung mit einem Speicher und einem Prozessor, wobei der Speicher ein Computerprogramm speichert, dadurch gekennzeichnet, dass der Prozessor die Schritte eines der oben beschriebenen Verfahren bei der Ausführung des Computerprogramms ausführt.
Ein computerlesbares Speichermedium, auf dem ein Computerprogramm gespeichert ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Computerprogramm, wenn es vom Prozessor ausgeführt wird, die Verfahrensschritte eines der oben beschriebenen Verfahren ausführt.
Die Ausführungsbeispiele sind in den folgenden Abbildungen und Beschreibungen dargestellt. Andere Merkmale, Gegenstände und Vorteile der Erfindung werden aus der Beschreibung, den Abbildungen und den Ansprüchen ersichtlich.
Figurenliste

1 ist ein Ablaufdiagram eines Verfahrens zur Bewertung der Glattheit eines Zahnradzahnprofils nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
2 ist ein Ablaufdiagram eines Verfahrens zum Modifizieren eines Zahnradzahnprofils nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
3 ist ein Szenen-Simulationsdiagram einer Implementierung eines Verfahrens zur Bewertung der Glattheit eines Zahnradzahnprofils gemäß der vorliegenden Erfindung.
4 ist ein Szenen-Simulationsdiagram einer Implementierung eines Verfahrens zum Modifizieren eines Zahnradzahnprofils gemäß der vorliegenden Erfindung.

Ausführungsbeispiele:
Um ein besseres Verständnis der vorliegenden Erfindung zu ermöglichen, wird die vorliegende Erfindung im Folgenden unter Bezugnahme auf die entsprechenden Abbildungen ausführlicher beschrieben. Die Abbildungen zeigen die bevorzugten Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung. Die vorliegende Erfindung kann jedoch in vielen verschiedenen Formen umgesetzt werden und ist nicht auf die hier beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Der Zweck der Bereitstellung dieser Ausführungsbeispielen besteht vielmehr darin, ein gründlicheres und umfassenderes Verständnis der Offenlegung der vorliegenden Erfindung zu ermöglichen.
Es ist zu beachten, dass, wenn von einer Komponente gesagt wird, dass sie „fest mit“ einer anderen Komponente verbunden ist, kann sie direkt auf einer anderen Komponente liegen oder es kann auch Zwischenkomponenten vorhanden sein. Wenn von einem Element gesagt wird, dass es mit einem anderen Element „verbunden“ ist, kann es direkt mit einem anderen Element verbunden sein oder es kann auch Zwischenelementen vorhanden sein. Die Begriffe „vertikal“, „horizontal“, „links“, „rechts“ und ähnliche Ausdrücke werden hier nur zu Illustrationszwecken verwendet.
Sofern nicht anders definiert, haben alle hier verwendeten technischen und wissenschaftlichen Begriffe die gleiche Bedeutung, wie sie üblicherweise vom Fachmann im technischen Gebiet der vorliegenden Erfindung verstanden werden. Die hier in der Beschreibung der Erfindung verwendeten Begriffe werden nur zur Beschreibung bestimmter Ausführungsbeispiele verwendet und sollen die Erfindung nicht einschränken. Der Begriff „und/oder“, wie er hier verwendet wird, schließt alle Kombinationen eines oder mehrerer verwandter aufgelisteter Punkte ein.
Mit Bezug auf die 1 und 3 stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Bewertung der Glattheit eines Zahnradzahnprofils, wobei das Verfahren Schritte S110 bis S140 umfasst:

Schritt S110: Erhalten einer äußeren Profilkurve des zu messenden Zahnradzahns, wobei die äußere Profilkurve eine obere Kurve und eine Seitenkurve umfasst, wobei die Seitenkurve durch Verbinden einer Vielzahl von Zahnprofilkurven gebildet wird, wobei die Vielzahl von Zahnprofilkurven eine ursprüngliche Zahnprofilkurve 10 und mindestens eine modifizierte Zahnprofilkurve 20 umfasst.

Konkret besteht jedes Zahnrad aus mehreren Zahnradzähnen mit dem gleichen Oberflächenprofil. Daher reicht es aus, die Glattheit des Zahnprofils eines beliebigen Zahnradzahns zu beurteilen. Für die Zwecke dieser Beurteilung wird das äußere Profilkurve des Zahnradzahns als eine zweidimensionale Kurve, d.h. das Profil des Endabschnitts, genommen. Die obere Kurve ist im Allgemeinen gekrümmt und die Seitenkurven sind zwei, die mit den Enden der oberen Kurve verbunden sind und symmetrisch verteilt sind.
Die ursprüngliche Zahnprofilkurve 10 bezieht sich auf die Konturlinie des ursprünglichen Zahndesigns, während die modifizierte Zahnprofilkurve 20 die neue Konturlinie ist, die durch die Neugestaltung des Teils des Zahnes nahe der Oberfläche erhalten wurde. Darüber hinaus sind sowohl die ursprüngliche Zahnprofilkurve 10 als auch die modifizierte Zahnprofilkurve 20 bekannte Kurven (die Gleichung der Kurve ist bekannt).
Es kann nur ein oder mehrere modifizierte Zahnprofilkurven 20 geben. Wenn mehr als ein modifizierte Zahnprofilkurve 20 vorhanden ist, wird die Glattheit zwischen der ursprünglichen Zahnprofilkurve 10 und der benachbarten modifizierten Zahnprofilkurve 20 sowie die Glattheit zwischen den beiden benachbarten modifizierten Zahnprofilkurven 20 bewertet. Zu diesem Zeitpunkt muss die oben beschriebene Methode zur Bewertung der Glattheit des Zahnradzahnprofils mehrmals durchgeführt werden, und wenn eine dieser Zeiten zur Bewertung der Glattheit nicht den Anforderungen entspricht, entspricht die Glattheit des Zahnradzahns, die wie oben beschrieben gemessen werden soll, nicht den Anforderungen. Zur besseren Veranschaulichung wird dieses Beispiel nur für den Fall mit einer modifizierten Zahnprofilkurve 20 dargestellt.
Es ist zu beachten, dass die obige Methode entweder durch ein Computerprogramm oder manuell implementiert werden kann. Daher umfasst der Weg zum Erhalt der äußeren Profilkurve zwei Arten: Die eine besteht darin, zunächst die Bildinformationen der äußeren Profilkurve durch das Bilderfassungsmodul zu sammeln, die Bildinformationen zu quantifizieren und schließlich die quantifizierten Dateninformationen der äußeren Profilkurve zur Verarbeitung durch das Computerprogramm zu erhalten. Die andere besteht darin, die äußere Profilkurve durch manuelles Mapping zu erhalten.
Schritt S120: Bestimmen eines ersten Referenzpunktes A und eines zweiten Referenzpunktes B, wobei der erste Referenzpunkt A und der zweite Referenzpunkt B jeweils auf zwei benachbarten Zahnprofilkurven liegen.
Konkret beziehen sich die beiden benachbarten Zahnprofilkurven in diesem Beispiel auf die ursprüngliche Zahnprofilkurve 10 und die modifizierte Zahnprofilkurve 20, sodass der erste Referenzpunkt A und der zweite Referenzpunkt B zwei beliebige Punkte auf der ursprünglichen Zahnprofilkurve 10 und der modifizierten Zahnprofilkurve 20 sind, die gemäß der voreingestellten Regel ausgewählt wurden. Daher liegen der erste Referenzpunkt A und der zweite Referenzpunkt B auf beiden Seiten des Schnittpunktes F der ursprünglichen Zahnprofilkurve 10 und der modifizierten Zahnprofilkurve 20. Die Abstände zwischen dem ersten Referenzpunkt A und dem zweiten Referenzpunkt B und dem Schnittpunkt F können gleich oder ungleich sein.
Der erste Referenzpunkt A und der zweite Referenzpunkt B dienen als Referenzpunkte, um zu bestimmen, ob der Übergang zwischen dem ursprünglichen Zahnprofilkurve 10 und dem modifizierten Zahnprofilkurve 20 glatt ist und somit die Glattheit der zu messenden Zahnradzähne den Anforderungen entspricht.
In diesem Ausführungsbeispiel umfasst die oben beschriebene Schritt S120 die folgenden Schritte: Erhalten eines schneidenden Projektionspunktes des Schnittpunktes F auf einer Symmetrieachse L des zu messenden Zahnradzahns, wobei die Symmetrieachse L durch die obere Kurve verläuft und diese gleichmäßig teilt, Wählen eines Referenzprojektionspunktes auf jeder Seite des schneidenden Projektionspunktes in einem vorbestimmten Abstand L von dem schneidenden Projektionspunkt, und Projizieren der zwei Referenzprojektionspunkten auf der zwei benachbarte Zahnprofilkurven (die ursprüngliche Zahnprofilkurve 10 und die modifizierte Zahnprofilkurve 20 in diesem Ausführungsbeispiel), um den ersten Referenzpunkt A und den zweiten Referenzpunkt B zu erhalten.
Konkret verläuft die Symmetrieachse L durch den Mittelpunkt des Zahnrades, in dem sich die Zähne des zu messenden Zahnradzahns befinden. Die Symmetrieachse L verläuft durch die obere Fläche des zu messenden Zahnradzahns und teilt die obere Kurve gleichmäßig. Zu diesem Zeitpunkt sind die Abstände von dem ersten Referenzpunkt A bzw. dem zweiten Referenzpunkt B zum dem Schnittpunkt F gleich, welches hilfreich ist, die Genauigkeit der Bewertung der Glattheit zu verbessern. Speziell in diesem Beispiel beträgt der obige voreingestellte Abstand 0,1 mm.
Es ist zu beachten, dass in anderen Ausführungsbeispiele die Bestimmung des ersten Referenzpunktes A und des zweiten Referenzpunktes B auch auf andere Weise erfolgen kann. Zum Beispiel kann auch die direkte Angabe von zwei Punkten auf der ursprünglichen Zahnprofilkurve 10 und der modifizierten Zahnprofilkurve 20, die in voreingestellten Längen vom Schnittpunkt F beabstandet sind, als Referenzpunkte dienen.
Schritt S130: Bestimmen eines Referenzkreis 30 mit einem vordefinierten Radius, wobei der Mittelpunkt O des Referenzkreises 30 auf einer Linie liegt, die durch einen Schnittpunkt F zweier benachbarter Zahnprofilkurven und senkrecht zur Verbindungslinie des ersten Referenzpunktes A und des zweiten Referenzpunktes B verläuft, wobei der Schnittpunkt F auf dem Referenzkreis 30 liegt.
Um die Glattheit des zu messenden Zahnes zu beurteilen, wird angenommen, dass es einen Abrollkreis 40 gibt, der auf der Innenseite der äußere Profilkurve abrollt. Wenn der Abrollkreis 40 beim Abrollen immer zur äußeren Profilkurve passt (einschließlich des Schnittpunktes F), weißt der zu messende Zahnradzahn eine höhe Glattheit und der Übergang zwischen den beiden benachbarten Zahnprofilkurven (d.h. in diesem Beispiel die ursprüngliche Zahnprofilkurve 10 und die modifizierte Zahnprofilkurve 20) glatt. Allerdings sind die Zahnradzähne jedoch feste Strukturen, sodass es nicht möglich ist, einen festen Abrollkreis 40 zum Abrollen zu verwenden. Daher ist es notwendig, einen virtuellen Referenzkreis 30 zu entwerfen. Außerdem kann durch Simulation des Zustands dieses Referenzkreises 30, wenn er den Schnittpunkt F tangiert, überprüft werden, ob der Abrollkreis 40 während des Abrollens entlang der Innenseite der äußeren Profilkurve den Schnittpunkt F berühren kann.
Konkret wird zunächst der Mittelpunkts O und die Länge des Radius des Referenzkreis 30 bestimmt, wobei die Länge des Radius ein voreingestellter Wert sein kann und je nach Situation eingestellt werden kann. In diesem Ausführungsbeispiel liegt der Radius des Referenzkreises zwischen 0,3 mm und 1,5 mm. Ferner beträgt der Radius des Referenzkreises 0,8 mm.
Das Verfahren zur Bestimmung des Mittelpunkts O besteht darin: den ersten Referenzpunkt A und den zweiten Referenzpunkt B zu verbinden, um eine Verbindungslinie zu erhalten. Und Führen einer Linie vom Schnittpunkt F, die vertikal zur Verbindungslinie ist. Verlängern der vertikalen Linie zu einem Punkt, sodass der Abstand zwischen dem Punkt und dem Schnittpunkt F gleich dem Abstand der Radiuslänge des Referenzkreises 30 ist. An diesem Punkt kann das Ende der Verlängerung der oben erwähnten vertikalen Linie als Mittelpunkt O des Referenzkreises 30 verwendet werden.
Somit liegt der Schnittpunkt F auf dem Referenzkreis 30, und die Verbindungslinie zwischen dem Mittelpunkt O und dem Schnittpunkt F ist einer der Radien des Referenzkreises 30. Darüber hinaus ist der resultierende Referenzkreis 30 tangential zum Schnittpunkt F. Der Radius dieses Referenzkreises 30 ist gleich dem Radius des Abrollkreises 40, von dem angenommen wird, dass er entlang der Innenseite der äußeren Profilkurve gerollt wird. Das heißt, wenn der Abrollkreis 40 während des Rollens tangential zum Schnittpunkt F verlaufen kann, ist sein Zustand am Schnittpunkt F der gleiche wie der Zustand, in dem der Referenzkreis 30 tangential zum Schnittpunkt F verläuft.
In diesem Ausführungsbei ist der Radius des Referenzkreises 30 größer ist als die Länge der Verbindungslinie zwischen dem ersten Referenzpunkt A und dem zweiten Referenzpunkt B.
Mit dieser Einstellung wird der große Abstand zwischen dem ersten Referenzpunkt A und dem zweiten Referenzpunkt B vermieden, der sich negativ auf die Genauigkeit und Präzision der Bewertungsergebnisse auswirken kann.
Schritt S140: Wenn der Abstand von dem ersten Referenzpunkt A bzw. dem zweiten Referenzpunkt B zu dem Mittelpunkt des Referenzkreises größer als oder gleich mit dem Radius des Referenzkreises ist, wird die Glattheit des zu messenden Zahnradzahns als den Anforderungen entsprechend beurteilt.
Konkret ist der Radius des Referenzkreises 30 der Abstand vom Mittelpunkt O des Kreises zum Schnittpunkt F. Wenn der Abstand von dem ersten Referenzpunkt A bzw. dem zweiten Referenzpunkt B zum Mittelpunkt des Kreises grösser als der Radius des Referenzkreises 30 ist, bedeutet dies, dass der Abrollkreis 40 in einen Zustand gerollt werden kann, der den Referenzkreis 30 überlappt, und der erste Referenzpunkt A und der zweite Referenzpunkt B keine Begrenzung des Abrollkreises 40 verursachen, d.h. der Abrollkreis 40 kann tangential zum Schnittpunkt F verlaufen. Daher kann beurteilt werden, ob die Glattheit des zu messenden Zahnradzahns den Anforderungen entspricht.
Allerdings, wenn der Abstand zwischen mindestens einem der ersten Referenzpunkte A und dem zweiten Referenzpunkt B und dem Mittelpunkt des Referenzkreises kleiner als der Radius des Referenzkreises 30 ist, bedeutet dies, dass der Abrollkreis 40 durch den ersten Referenzpunkt A oder den zweiten Referenzpunkt B begrenzt wird, bevor er zum Schnittpunkt F rollt. Daher kann der Abrollkreis 40 den Schnittpunkt F nicht tangential durchlaufen, und der Abrollkreis 40 kann den Schnittpunkt F während des Rollvorgangs nicht berühren. Zu diesem Zeitpunkt ist der Übergang zwischen den beiden benachbarten Zahnprofilkurven (d.h. die ursprüngliche Zahnprofilkurve 10 und die modifizierte Zahnprofilkurve 20 in diesem Ausführungsbeispiel) nicht glatt, sodass die Glattheit des zu messenden Zahnradzahns den Anforderungen nicht entspricht.
Zunächst wird der erste Referenzpunkt A, der zweite Referenzpunkt B und der Referenzkreis 30 bestimmt werden und ein Zustand erreicht wird, in dem der Referenzkreis 30 tangential zum Schnittpunkt F liegt. Ferner wird unter der Annahme, dass es einen Abrollkreis 40 gibt, der auf der Innenseite der äußeren Profilkurve auf die gleiche Weise wie der Referenzkreis 30 gerollt werden kann. Wenn der Abstand von dem ersten Referenzpunkt A bzw. dem zweiten Referenzpunkt B zum Mittelpunkt des Referenzkreises größer als der Radius des Referenzkreises 30 ist, der Abrollkreis 40 tangential zum Schnittpunkt F liegt, wenn er durch die Position des Schnittpunkts F verläuft. Dies deutet darauf hin, dass der Übergang zwischen der ursprünglichen Zahnprofilkurve 10 und der modifizierten Zahnprofilkurve 20 glatt ist und der Abrollkreis 40 den Schnittpunkt F glatt durchlaufen kann, sodass die Glattheit der Zahnradzähnen genau beurteilt werden kann.
Darüber hinaus kann durch Anpassung der Länge des Radius des Referenzkreises 30 auch die Glattheit zwischen den Zahnradzähnen für verschiedene Formgebungsanforderungen verglichen werden. Genauer gesagt, je größer der Radius des Referenzkreises 30, desto glatter ist der Bogen des Referenzkreises 30, und je kleiner der Radius, desto steiler ist der Bogen des Referenzkreises 30. Wenn der Radius des Referenzkreises 30, der dem ersten Zahnradzahn entspricht, grösser ist als der Radius des Referenzkreises 30, der dem zweiten Zahnradzahn entspricht, bedeutet dass, dass die Glattheit des ersten Zahnradzahns grösser ist.
Ferner, bevor die Abstände zwischen dem ersten Referenzpunkt A, dem zweiten Referenzpunkt B und dem Mittelpunkt des Referenzkreises mit dem Radius des Referenzkreises 30 verglichen werden, müssen außerdem die Abstände zwischen dem ersten Referenzpunkt A, dem zweiten Referenzpunkt B und dem Mittelpunkt des Kreises ermittelt werden.
Vor dem Schritt S140 sind noch die folgenden Schritte vorhanden: Erhalten der Koordinatenwerte des Schnittpunktes F, des ersten Referenzpunktes A, des zweiten Referenzpunktes B und des Mittelpunktes O des Kreises in einem vordefinierten Koordinatensystem, und Erhalten des Abstandes zwischen dem ersten Referenzpunkt A und dem Mittelpunkt des Kreises und des Abstandes zwischen dem zweiten Referenzpunkt B und dem Mittelpunkt des Kreises gemäß der Koordinatenwerte.
Es gibt verschiedene Möglichkeiten, den Abstände von dem ersten Bezugspunkt A bzw. dem zweiten Bezugspunkt B zum Mittelpunkt des Kreises zu erhalten. Der für dieses Beispiel gewählte Weg besteht darin, den Abstand auf der Grundlage der Koordinatenwerte jedes Punktes im Koordinatensystem zu bestimmen. Da die Kurvengleichung der ursprünglichen Zahnprofilkurve 10 und der modifizierten Zahnprofilkurve 20 sowie der Radius des Referenzkreises 30 bekannt sind, können auch die Koordinatenwerte jedes Punktes ermittelt werden.
Das Verfahren zum Erhalten der Abstände zwischen dem ersten Referenzpunkt A, dem zweiten Referenzpunkt B und dem Mittelpunkt des Kreises ist wie folgt:

1. Erhalten der Steigung der Verbindungslinie A-B: KAB= (yb-ya) / (xb-xa) , wobei, (xa, ya) und (xb, yb) jeweils die Koordinatenwerte der Punkte A bzw. B sind.
2. Erhalten der Steigung des Liniensegments, das senkrecht zur Verbindungslinie A-B ist: KOF= (xa-xb) / (yb-ya) , wobei es gibt eine weitere Möglichkeit, die Steigung des Liniensegments OF auszudrucken: KOF= (yo-yf) / (xo-xf) . Somit wird berechnet, dass yo-yf= KOF (xo-xf) , wobei (xf, yf) des Koordinatenwertes des Schnittpunktes F ist.
3. Bezogen auf den Radius des Kreises 30: $R = \sqrt{{(x o - x f)}^{2} + {(y o - y f)}^{2}},$
können die Koordinaten (xo, yo) des Mittelpunktes O des Kreises wie folgt ermittelt werden: $xo = xf - R/ \sqrt{1 + KO F^{2}}, yo = KOF (xo - xf) + yf .$

Ferner werden die Abstände von Punkt A und Punkt B zum Mittelpunkt des Kreises O ermittelt: $\begin{array}{l} OA = \sqrt{{(x o - x a)}^{2} + {(y o - y a)}^{2}} \\ OB = \sqrt{{(x o - x a)}^{2} + {(y o - y a)}^{2}} \end{array}$
Bei dem oben beschriebenen Verfahren zur Bewertung der Glattheit eines Zahnradzahnprofils werden der erste Referenzpunkt A, der zweite Referenzpunkt B und der Referenzkreis 30 bestimmt. Da sich der Schnittpunkt F der ursprünglichen Zahnprofilkurve 10 und der modifizierten Zahnprofilkurve 20 auf dem Referenzkreis 30 befindet, ist der Abstand vom Mittelpunkt O des Referenzkreises 30 zum Schnittpunkt F gleich dem Radius des Referenzkreises 30. Unter der Annahme, dass es einen Abrollkreis 40 gibt, der entlang der Innenseite der äußeren Profilkurve, die mit dem Referenzkreis 30 identisch ist, gerollt werden kann, wenn der Abstand vom ersten Referenzpunkt A bzw. dem zweiten Referenzpunkt B zum Mittelpunkt des Kreises größer als der Radius des Referenzkreises 30 ist, wird der Abrollkreis 40 tangential zum Schnittpunkt F verlaufen, wenn er die Position des Schnittpunkts F durchläuft. Dies deutet darauf hin, dass der Übergang zwischen den beiden benachbarten Zahnprofilkurven glatt ist und der Abrollkreis 40 den Schnittpunkt F erfolgreich durchlaufen kann. Daher kann eine genaue Bewertung der Glattheit des Zahnradzahns mit dem oben beschriebenen Verfahren zur Bewertung der Glattheit des Zahnradzahns vorgenommen werden.
Mit Bezug auf die 2 und 4 betrifft die vorliegende Erfindung noch ein Verfahren zum Modifizieren eines Zahnradzahnprofils, wobei das Verfahren Schritte S210 bis S260 umfasst:

Schritt S210: Erhalten einer äußeren Profilkurve des zu messenden Zahnradzahns, wobei die äußere Profilkurve eine obere Kurve und eine Seitenkurve umfasst, wobei die Seitenkurve durch Verbinden einer Vielzahl von Zahnprofilkurven gebildet wird, wobei die Vielzahl von Zahnprofilkurven eine ursprüngliche Zahnprofilkurve 10 und mindestens eine modifizierte Zahnprofilkurve 20 umfasst.

Schritt S220: Bestimmen eines ersten Referenzpunktes A und eines zweiten Referenzpunktes B, wobei der erste Referenzpunkt A und der zweite Referenzpunkt B jeweils auf zwei benachbarten Zahnprofilkurven liegen.
Schritt S230: Bestimmen eines Referenzkreis 30 mit einem vordefinierten Radius, wobei der Mittelpunkt O des Referenzkreises 30 auf einer Linie liegt, die durch einen Schnittpunkt F zweier benachbarter Zahnprofilkurven und senkrecht zur Verbindungslinie des ersten Referenzpunktes A und des zweiten Referenzpunktes B verläuft, wobei der Schnittpunkt F auf dem Referenzkreis 30 liegt.
Schritt S240: Wenn der Abstand von dem ersten Referenzpunkt A bzw. dem zweiten Referenzpunkt B zu dem Mittelpunkt des Referenzkreises größer als oder gleich mit dem Radius des Referenzkreises ist, wird die Glattheit des zu messenden Zahnradzahns als den Anforderungen entsprechend beurteilt.
Dabei werden die obigen Schritte S210 bis S240 auf die gleiche Weise wie die obigen Verfahren zur Bewertung der Glattheit des Zahnradzahnprofils durchgeführt und daher hier nicht wiederholt.
Schritt S250: Modifizieren der modifizierten Zahnprofilkurve 20, wenn der Abstand von dem ersten Referenzpunkt A bzw. dem zweiten Referenzpunkt B zum Mittelpunkt des Kreises kleiner als der Radius des Referenzkreises 30 ist, um den Umfang der Modifizierung zu verringern.
Wie oben beschrieben, wenn der Abstand zwischen dem ersten Referenzpunkt A oder dem zweiten Referenzpunkt B und dem Mittelpunkt des Kreises kleiner als der Radius des Referenzkreises 30 ist, erfüllt die Glattheit der zu messenden Oberfläche für Zahnradzähne nicht die Anforderungen. Daher ist eine Anpassung der modifizierten Zahnprofilkurve 20 erforderlich. Der Zweck der Anpassung besteht darin, den Umfang der Modifizierung zu reduzieren, sodass der Übergang zwischen der ursprünglichen Kurve 10 und der modifizierten Kurve 50 glatter ist.
Konkret in diesem Ausführungsbeispiel ist der obige Schritt wie folgt: neue modifizierte Zahnprofilkurve 50 wird aus der Datenbank der vordefinierten modifizierten Kurven ausgewählt, um die modifizierte Zahnprofilkurve 20 zu ersetzen.
Die Datenbank der vordefinierten modifizierten Kurven ist mit einer Vielzahl von modifizierten Kurven, die den Anforderungen der Modifizierung des Zahnradzahnprofils entsprechen. Daher ist es bei der Modifizierung einer Zahnprofilkurve 20 effizienter, diese durch eine entsprechende modifizierte Kurve aus der bestehenden Datenbank zu ersetzen, ohne es neu zu rechnen.
Schritt S260: Wiederholen des Verfahrens zur Bewertung Glattheit eines Zahnradzahnprofils so oft, bis die Glattheit des zu messenden Zahnradzahns den Anforderungen entspricht.
Konkret wird nach der Modifizierung der modifizierten Zahnprofilkurve 20 der gleiche Vorgang in Schritt S210 wiederholt, um die neue äußere Profilkurve des Zahnradzahns erneut zu bewerten. Wenn die Glattheit nach dieser Bewertung immer noch nicht den Anforderungen entspricht, muss die neue modifizierte Zahnprofilkurve 50 erneut modifiziert werden. Nach mehreren Wiederholungen erhält man eine neue modifizierte Zahnprofilkurve, die sowohl die Anforderungen an die Modifizierung des Zahnradzahns als auch an die Glattheit erfüllt.
Beim oben beschriebenen Verfahren zum Modifizieren eines Zahnradzahnprofils wird die Glattheit des Zahnradzahnprofils zunächst mit dem Verfahren zur Bewertung der Glattheit eines Zahnradzahnprofils bewertet. Wenn die Glattheit des Zahnradzahnprofils den Anforderungen nicht entspricht, wird die modifizierte Zahnprofilkurve 20 modifiziert, um den Umfang der Modifizierung zu reduzieren. Nachdem der Umfang der Modifikation reduziert wurde, ist der Übergang zwischen der neuen modifizierten Zahnprofilkurve 50 und der benachbarten Zahnprofilkurve glatter. Ferner wird die Glattheit des Zahnradzahnprofils wiederum mit dem Verfahren zur Bewertung der Glattheit eines Zahnradzahnprofils bewertet, um festzustellen, ob die Glattheit des Zahnradzahnes den Anforderungen entspricht. Nach mehreren Wiederholungen des Prozesses erhält man schließlich eine modifizierte Zahnprofilkurve, die die Glattheit der Zahnradzahns an die Anforderung anpasst. Daher kann die Glattheit des Zahnradzahnprofils durch das obige Verfahren zum Modifizieren eines Zahnradzahnprofils effektiv verbessert werden.
Ferner betrifft die vorliegende Erfindung eine Computervorrichtung mit einem Speicher und einem Prozessor, wobei der Speicher ein Computerprogramm speichert. Der Prozessor führt die Schritte des Verfahrens zur Bewertung der Glattheit eines Zahnradzahnprofils oder die Schritte des Verfahrens zum Modifizieren eines Zahnradzahnprofils aus.
Ferner betrifft die vorliegende Erfindung ein computerlesbares Speichermedium, auf dem ein Computerprogramm gespeichert ist. Das Computerprogramm, wenn es vom Prozessor ausgeführt wird, führt die Schritte des Verfahrens zur Bewertung der Glattheit eines Zahnradzahnprofils oder die Schritte des Verfahrens zum Modifizieren eines Zahnradzahnprofils aus.
Alle möglichen Kombinationen der verschiedenen technischen Merkmale der oben genannten Ausführungsbeispiele können in beliebiger Kombination ausgeführt werden, und der Kürze der Beschreibung halber wurden nicht alle möglichen Kombinationen der verschiedenen technischen Merkmale der oben genannten Ausführungsbeispiele beschrieben. Solange es jedoch keine Widersprüche in den Kombinationen dieser technischen Merkmale gibt, sollten sie als in den Anwendungsbereich der vorliegenden Beschreibung fallend betrachtet werden.
Die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele zeigen nur einige wenige Ausführungsformen der Erfindung, die spezifischer und detaillierter beschrieben werden, sind aber nicht als Beschränkung des Umfangs der Erfindung zu verstehen. Es ist darauf hinzuweisen, dass für einen Fachmann, ohne von der Konzeption der Erfindung abzuweichen, eine Reihe von Verformungen und Verbesserungen vorgenommen werden können, die in den Schutzbereich der Erfindung fallen. Daher wird der Schutzbereich des Patents der Erfindung durch die beigefügten Ansprüche geregelt.

Claims

Verfahren zur Bewertung der Glattheit eines Zahnradzahnprofils, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: - Erhalten einer äußeren Profilkurve des zu messenden Zahnradzahns, wobei die äußere Profilkurve eine obere Kurve und eine Seitenkurve umfasst, wobei die Seitenkurve durch Verbinden einer Vielzahl von Zahnprofilkurven gebildet wird, wobei die Vielzahl von Zahnprofilkurven eine ursprüngliche Zahnprofilkurve und mindestens eine modifizierte Zahnprofilkurve umfasst, - Bestimmen eines ersten Referenzpunktes und eines zweiten Referenzpunktes, wobei der erste Referenzpunkt und der zweite Referenzpunkt jeweils auf zwei benachbarten Zahnprofilkurven liegen, - Bestimmen eines Referenzkreis mit einem vordefinierten Radius, wobei der Mittelpunkt des Referenzkreises auf einer Linie liegt, die durch einen Schnittpunkt zweier benachbarter Zahnprofilkurven und senkrecht zur Verbindungslinie des ersten Referenzpunktes und des zweiten Referenzpunktes verläuft, wobei der Schnittpunkt auf dem Referenzkreis liegt, und - wenn der Abstand vom ersten Referenzpunkt bzw. dem zweiten Referenzpunkt zum Mittelpunkt des Referenzkreises größer als oder gleich mit dem Radius des Referenzkreises ist, wird die Glattheit des zu messenden Zahnradzahns als den Anforderungen entsprechend beurteilt.
Verfahren zur Bewertung der Glattheit eines Zahnradzahnprofils nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schritte des Bestimmens des ersten Referenzpunktes und des zweiten Referenzpunktes, wobei der erste Referenzpunkt und der zweite Referenzpunkt jeweils auf zwei benachbarten Zahnprofilkurven liegen, umfassen: - Erhalten eines schneidenden Projektionspunktes des Schnittpunktes auf einer Symmetrieachse des zu messenden Zahnradzahns, wobei die Symmetrieachse durch die obere Kurve verläuft und diese gleichmäßig teilt, - Wählen eines Referenzprojektionspunktes auf jeder Seite des schneidenden Projektionspunktes in einem vorbestimmten Abstand von dem schneidenden Projektionspunkt, und - Projizieren der zwei Referenzprojektionspunkten auf der zwei benachbarte Zahnprofilkurven, um den ersten Referenzpunkt und den zweiten Referenzpunkt zu erhalten.
Verfahren zur Bewertung der Glattheit eines Zahnradzahnprofils nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Radius des Referenzkreises größer ist als die Länge der Verbindungslinie zwischen dem ersten Referenzpunkt und dem zweiten Referenzpunkt.
Verfahren zur Bewertung der Glattheit eines Zahnradzahnprofils nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Radius des Referenzkreises zwischen 0,3 mm und 1,5 mm liegt.
Verfahren zur Bewertung der Glattheit eines Zahnradzahnprofils nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Radius des Referenzkreises 0,8 mm beträgt.
Verfahren zur Bewertung der Glattheit eines Zahnradzahnprofils nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Schritt des Bestimmens, dass die Glattheit des zu messenden Zahnradzahns die Anforderungen erfüllt, wenn der Abstand von dem ersten Referenzpunkt bzw. dem zweiten Referenzpunkt zum Mittelpunkt des Kreises größer als oder gleich mit dem Radius des Referenzkreises ist, die folgenden Schritte vorhanden sind: - Erhalten der Koordinatenwerte des Schnittpunktes, des ersten Referenzpunktes, des zweiten Referenzpunktes und des Mittelpunktes des Kreises in einem vordefinierten Koordinatensystem, und Erhalten des Abstandes zwischen dem ersten Referenzpunkt und dem Mittelpunkt des Kreises und des Abstandes zwischen dem zweiten Referenzpunkt und dem Mittelpunkt des Kreises gemäß der Koordinatenwerte.
Verfahren zum Modifizieren eines Zahnradzahnprofils, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: - Verfahren zur Bewertung der Glattheit eines Zahnradzahnprofils nach einem der Ansprüche 1 bis 6, - Modifizieren der modifizierten Zahnprofilkurve, wenn der Abstand von dem ersten Referenzpunkt bzw. dem zweiten Referenzpunkt zum Mittelpunkt des Kreises kleiner als der Radius des Referenzkreises ist, um den Umfang der Modifizierung zu verringern, - Wiederholen des Verfahrens zur Bewertung Glattheit eines Zahnradzahnprofils so oft, bis die Glattheit des zu messenden Zahnradzahns den Anforderungen entspricht.
Verfahren zum Modifizieren eines Zahnradzahnprofils nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der konkrete Schritt des Modifizieren der modifizierten Zahnprofilkurve, wenn der Abstand von dem ersten Referenzpunkt bzw. dem zweiten Referenzpunkt zum Mittelpunkt des Kreises kleiner als der Radius des Referenzkreises ist, um den Umfang der Modifikation zu verringern, ist, dass eine neue modifizierte Zahnprofilkurve aus der Datenbank der vordefinierten modifizierten Kurven ausgewählt wird, um die modifizierte Zahnprofilkurve zu ersetzen.
Computervorrichtung mit einem Speicher und einem Prozessor, wobei der Speicher ein Computerprogramm speichert, dadurch gekennzeichnet, dass der Prozessor die Schritte des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8 bei der Ausführung des Computerprogramms ausführt.
Computerlesbares Speichermedium, auf dem ein Computerprogramm gespeichert ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Computerprogramm, wenn es vom Prozessor ausgeführt wird, die Verfahrensschritte des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8 ausführt.