(19)国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202211111243.3 (22)申请日 2022.09.13 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 115221655 A (43)申请公布日 2022.10.21 (73)专利权人 南通市中吕齿轮有限公司 地址 226200 江苏省南 通市启东市吕四港 镇开发区88号 (72)发明人 潘志进　 (74)专利代理 机构 北京和信华成知识产权代理 事务所(普通 合伙) 11390 专利代理师 李莹 (51)Int.Cl. G06F 30/17(2020.01) G06F 30/20(2020.01)G01B 21/00(2006.01) G01M 13/021(2019.01) 审查员 曾鹏飞 (54)发明名称 一种斜齿非圆齿轮的传动精度评价方法 (57)摘要 本发明公开了一种斜齿非圆齿轮的传动精 度评价方法， 包括以下步骤： 步骤S1、 依据非圆齿 轮副平面相对运动关系获取非圆齿轮节曲线方 程， 通过齿轮的基圆以及所述节曲线方程建立非 圆 齿 轮 的 齿 廓 模 型 ；步 骤 S 2 、采 用 CreaformM etraScan扫描仪来获取齿轮的测量点 云数据， 将所述非圆齿轮的齿廓模 型与处理好的 测量点云数据进行3D数字化检测； 步骤S3、 依据 所述测量数据建立非圆齿轮的节曲线误差模型， 建立非圆齿轮齿面误差评定数学模型； 步骤S4、 依据所述齿面误差评定数学模型的分析数据， 建 立非圆齿轮的精度等级评价， 利用3D数字化技术 实现了斜齿非圆齿轮的三维建模， 能够实时反映 非圆齿轮的齿面误差， 通过齿形误差来评定斜齿 非圆齿轮的精度等级。 权利要求书2页 说明书7页 附图1页 CN 115221655 B 2022.12.13 CN 115221655 B 1.一种斜齿非圆齿轮的传动精度评价方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： 步骤S1、 依据非圆齿轮副平面相对运动关系获取非圆齿轮的节曲线方程， 通过齿轮的 基圆以及所述节曲线方程建立非圆齿轮的齿廓模型； 步骤S2、 采用CreaformMetraScan扫描仪来获取齿轮的测量点云数据， 对采集到的测量 点云数据进 行处理， 并将所述 非圆齿轮的齿廓模型与处理好的测量点云数据进 行3D数字化 检测， 获取测量数据； 步骤S3、 依据所述测量数据建立非圆齿轮的节曲线误差模型， 并对非圆齿轮的齿廓误 差进行检测， 建立非圆齿轮齿面 误差评定数学模型； 步骤S4、 依据所述齿面 误差评定数学模型的分析 数据， 建立非圆齿轮的精度等级评价； 其中： 所述步骤S1中， 将所述非圆齿轮的副平面设置在垂直于轴线的一个截面内， 以两个非 圆齿轮之 间的相对运动关系作为 非圆齿轮副平面的相对运动关系， 设置两个非圆齿轮的瞬 时角速度分别为 、 ， 转角分别为 、 ， 向心距分别为 、 ， 所述节曲线方程表 达式为：  其中， a表示两个非圆齿轮之间的中心 距； 依据所述节曲线方程的中心距获取所述非圆齿轮的渐屈线方程， 通过所述非圆齿轮的 基圆求解齿廓模型， 具体为： 通过所述非圆齿轮的节曲线方程计算出其齿形， 假设极坐标原点与直角坐标原点重 合， 直角坐标的x轴与极坐标的极轴重合， 即非圆齿轮齿廓线上的点可根据矢量方程求解， 其表示式为：   其中， 表示齿形上任 一点n的向径， r表示齿形上n点的法线与节曲线交点处的节曲线 向径， 表示从齿廓法线与节曲线交点 起， 沿齿形 方向到齿廓的距； 根据非圆齿轮的齿廓位置获取齿廓方程， 其表示式为： 其中， t表示两非圆齿轮之 间的相对偏移 量， 表示刀具齿 形角， 表示两非圆齿轮之 间的相对夹角； 所述步骤S2中， 对所述测量点云数据采用自适应滤波算法进行去噪处理， 将所述去噪 处理后的测 量点云数据与所述齿廓模型的参考数据通过坐标变换的模式求解参考坐标系权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115221655 B 2和测试坐标系中各点 坐标的对应关系， 所述 参考坐标系与测试坐标系的关系如下： 其中， l、 m、 n分别为 参考坐标系原点在测试坐标系中沿x、 y、 z轴的坐标值； 依据所述 参考坐标系与测试坐标之间的数据误差构建节曲线误差模型， 具体为： 首先， 利用3D软件建立非圆齿轮模型作为非圆齿轮齿面 误差检测的评 定数据； 其次， 用CreaformMet raScan扫描仪对实际齿面进行扫描测量， 获取测量数据； 最后， 利用理论齿面评定数据与实 际齿面之间的偏差拟合出差曲面， 所述差曲面为每 个测量数据点的理论齿面与实际齿面在理论齿面法方向的差值形成的曲面， 依据所述差曲 面拟合节曲线误差模型。 2.根据权利要求1所述的一种斜齿非圆齿轮的传动精度评价方法， 其特征在于， 在所述 步骤S3中， 将所述节曲线误差模型中的理论模型与实际模型进行对齐， 分别找到理论与实 际模型与节曲线的交点， 求取齿距累积误差， 并对不同齿数的齿距累积误差作对比。 3.根据权利要求2所述的一种斜齿非圆齿轮的传动精度评价方法， 其特征在于， 依据 所 述齿距累积误差测量非圆齿轮的齿形误差， 具体地： 首先， 在所述非圆齿轮的不同截面上分别测量齿距后， 求取平均值； 然后， 在不同截面上分别确定理论模型截面与节曲线的交点， 用微元法计算出理论的 累计齿距； 最后， 确定实 际模型与节曲线的交点， 计算出实 际累积齿距并根据所述齿形误差建立 评定标准。 4.根据权利要求3所述的一种斜齿非圆齿轮的传动精度评价方法， 其特征在于， 所述微 元法主要将节曲线分割为若干线段， 以所述非圆齿轮的弦长的长度去代替弧长， 表达式为： 其中， 函数 表示在光滑节曲线上面的单调函数， n表示光滑节曲线分为n段， 表示每段长度， 表示在光滑节曲线上任意一段长度上的任意一点， 表示其中一小段的弧长 。 5.根据权利要求4所述的一种斜齿非圆齿轮的传动精度评价方法， 其特征在于， 所述评 定标准主要为将圆柱齿轮的精度等级对应的齿形误差作为参考误差精度等级， 将齿形误差 所属的圆柱齿轮的精度等级设定为非圆齿轮精度等级。 6.根据权利要求5所述的一种斜齿非圆齿轮的传动精度评价方法， 其特征在于， 所述齿 形误差主 要指齿轮工作部分中， 容纳实际齿形的两个理论齿形之间的法向距离 。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115221655 B 3