CN112798270A - 一种渐开螺旋圆柱齿轮的法向啮合齿形测量方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种渐开螺旋圆柱齿轮的法向啮合齿形测量方法，该方法测量被测齿轮齿面上的法向啮合齿形，交叉轴渐开螺旋圆柱齿轮是通过法向啮合齿形来传动运动的，测量法向啮合齿形反映齿轮的传动质量和工作平稳性实际运动工况；在滚齿加工、剃齿加工、蜗杆砂轮磨展成法加工中，工具与齿轮的运动基于法向啮合齿形来实现，控制法向啮合齿形对控制齿轮加工质量具有独特的优势；通过齿轮测量中心实现测量，采用四轴联动测量，有效改善其测量精度易受被测齿轮尺寸的影响；分别限制径向和轴向的运动实现法向啮合齿形的简化测量和啮合法测量渐开线；该方法适用于直齿圆柱齿轮的渐开线测量，齿轮齿面上的法向啮合齿形与渐开线重合，因此该方法同样适用。

Description

一种渐开螺旋圆柱齿轮的法向啮合齿形测量方法
技术领域
本发明涉及一种齿轮测量方法，特别涉及一种渐开线螺旋圆柱齿轮的法向啮合齿形测量方法。
背景技术
齿轮作为一种重要的基础传动件，其传动具有承载能力大、传动精度高、传动功率恒定等优点，已成为各类机械设备中用于传递运动和动力的关键部件。因此，保障齿轮质量是促进齿轮加工制造、广泛应用的重要一环。
渐开线圆柱齿轮的齿面是渐开螺旋面，常见特征线共有四条：渐开线、螺旋线、法向啮合齿形和接触线，如图1所示。在现行的国际标准、国家标准中，评价齿轮的齿面质量均是采用测量渐开线和螺旋线来实现的。
交叉轴渐开螺旋圆柱齿轮传动，属于点接触传动，接触点在齿面上留下的轨迹即为法向啮合齿形。因此，交叉轴渐开螺旋圆柱齿轮是通过法向啮合齿形来传动运动的，测量法向啮合齿形可以反映齿轮的实际运动工况。在滚齿加工、剃齿加工、蜗杆砂轮磨等展成法加工中，工具与齿轮的运动是基于法向啮合齿形来实现的。因此，在展成法加工中，控制法向啮合齿形对控制齿轮加工质量具有独特的优势。
但目前，不论是三坐标测量机还是齿轮测量中心，对于齿轮齿面的测量均是采用渐开线和螺旋线测量的方式，该测量方式有时无法有效反映齿轮传动质量和加工质量的真实信息，并且现有的测量仪器没有法向啮合齿形的测量功能。
基于上述齿轮齿面测量的现状和问题，提出了一种渐开螺旋圆柱齿轮的法向啮合齿形测量方法，并可以通过齿轮测量中心来实现测量。
发明内容
本发明的目的在于弥补现有测量仪器没有法向啮合齿形测量功能的不足，有效获取可以反映齿轮传动质量和加工质量的真实信息，提供了一种渐开螺旋圆柱齿轮的法向啮合齿形测量方法。
如图2所示，建立坐标系δ(O-X,Y,Z)，其中δ为坐标系名称，O为被测齿轮的对称中心，X,Y,Z分别为坐标系δ下的三个坐标轴，Z轴与被测齿轮的轴线重合，rb为被测齿轮的基圆柱半径。平面S是被测齿轮基圆柱的切平面，与被测齿轮基圆柱相切于直线EF，并且与被测齿轮渐开螺旋齿面相交于直线MN。直线MN即为被测齿轮渐开螺旋齿面的发生母线。在渐开线齿轮传动过程中，直线ad’0为被测齿轮的啮合线，是一条传递位移和力的作用线；啮合线ad’0位于切平面S内，并且与渐开螺旋齿面的发生母线MN相垂直。啮合线ad’0和被测齿轮渐开螺旋齿面的交点在齿面上的轨迹就是法向啮合齿形ad0。
法向啮合齿形基于啮合原理具有符合作用线原则的优势，是渐开螺旋圆柱齿轮齿面上唯一一条参与啮合的曲线，交叉轴渐开螺旋圆柱齿轮是通过法向啮合齿形来传动运动的，其测量误差反映齿轮的传动质量和工作平稳性等实际运动工况。并且在测量法向啮合齿形时，测量方向与被测齿轮齿面垂直，可以获得较高的测量精度。在滚齿加工、剃齿加工、蜗杆砂轮磨等展成法加工中，工具与齿轮的运动均是采用加工法向啮合齿形的形式来实现；控制法向啮合齿形对控制齿轮加工质量具有独特的优势。法向啮合齿形在渐开螺旋圆柱齿轮传动和加工领域，均表现出不可替代的优越性，但目前的测量仪器都没有法向啮合齿形的测量功能。
因此，本发明涉及一种渐开螺旋圆柱齿轮的法向啮合齿形测量方法，并可以通过齿轮测量中心实现测量。
渐开螺旋圆柱齿轮的齿面都是渐开螺旋面，它是由一根与基圆柱相切，并且与轴线有固定夹角的直线沿着基圆柱滚动而形成的空间曲面，如图3所示。被测齿轮的渐开螺旋面方程为：
Figure BDA0002849866350000021
其中，x,y,z分别为坐标系O-xyz下的三维坐标，rb是基圆柱半径，θ是渐开线展开角与压力角之和，μ＝z tan βb/rb，其中βb是基圆螺旋角。
当被测齿轮的渐开螺旋面连同坐标系S(O-x,y,z)绕z轴旋转时，对应转角为ψ，并且在渐开螺旋面有一个瞬时接触点。渐开螺旋面上接触点在坐标系S(O-x,y,z)内的轨迹就是法向啮合齿形。
在齿轮啮合传动过程中，如下等式成立：
Figure BDA0002849866350000031
其中，ψ是转角，αt＝μ+θ+ψ。
将方程组的解(2)式代入与被测齿轮坐标系S(O-x,y,z)下是渐开螺旋面方程(1)中，得被测齿轮渐开螺旋面上的法向啮合齿形方程为：
Figure BDA0002849866350000032
传统的测量方案是测量被测齿轮渐开螺旋齿面上的渐开线，即两轴控制方法：在被测齿轮匀速旋转时，测量仪器的传感测头在被测齿轮基圆柱的切平面内仅同步沿着切向移动，实现渐开线的信息数据采集。这种传统方法原理简单，便于实现，测量精度易受被测齿轮尺寸的影响；并且测量渐开螺旋圆柱齿轮齿面渐开线时，测量方向与被测齿轮齿面并不垂直，将会带来测量误差，被测渐开螺旋圆柱齿轮的螺旋角越大，测量误差就越大，测量精度也就越差。
而本发明涉及的测量方案是测量被测齿轮渐开螺旋齿面上的法向啮合齿形，即四轴控制策略：在被测齿轮匀速旋转时，测量仪器的传感测头在被测齿轮基圆柱的切平面内不仅同步沿着切向移动，还同步叠加径向和轴向的移动。此时，传感测头在被测齿轮基圆柱的切平面内沿着齿轮啮合线移动，采集到的齿面信息数据即为被测齿轮渐开螺旋齿面上的法向啮合齿形。
齿轮齿面上法向啮合齿形测量的四轴控制策略，还可有如下扩展应用：
(1)法向啮合齿形的简化测量
倘若，令y＝rb，即被测齿轮基圆柱的切平面S与坐标系δ(O-X,Y,Z)的Y轴垂直，如图4所示，则有
sin(αt+ψ0)-(αt-ψ+tan αt tan2βb)cos2βb cos(αt+ψ0)＝1 (4)
被测渐开螺旋圆柱齿轮的啮合线方程为：
z＝x tan βb-rb(1+tan2 βb)tan αt cos βb sin βb (5)
在被测渐开螺旋圆柱齿轮啮合传动过程中，啮合线ad’0为垂直于Y轴的切平面S内的一条直线，与被测齿轮渐开螺旋齿面的交点在齿面上的轨迹就是法向啮合齿形ad0。此时，四轴控制策略可简化为三轴控制：在被测齿轮匀速旋转时，测量仪器的传感测头在被测齿轮基圆柱的切平面S内不仅同步沿着切向(X轴方向)移动，还同步叠加轴向(Z轴方向)的移动即可。
(2)啮合法测量渐开线
倘若，四轴控制策略测量过程中控制轴向(Z轴方向)固定在某一位置，即在被测齿轮匀速旋转时，测量仪器的传感测头在被测齿轮基圆柱的切平面S内同步沿着切向(X轴方向)和径向(Y轴方向)的移动。
此时，测量仪器的传感测头将会在被测齿轮基圆柱的切平面S内，沿直线ad’1移动测量，实现对被测渐开螺旋圆柱齿轮齿面上渐开线ad1的测量，如图2所示。该方法有效避免了因被测齿轮尺寸对测量精度的影响，也降低了对测量仪器导轨精度的要求，是一种高效高精度的渐开线测量方法。
本发明的渐开线螺旋圆柱齿轮的法向啮合齿形测量方法有以下显著特点：
1.该方法测量被测齿轮齿面上的法向啮合齿形，交叉轴渐开螺旋圆柱齿轮是通过法向啮合齿形来传动运动的，测量法向啮合齿形可以反映齿轮的传动质量和工作平稳性等实际运动工况；
2.该方法测量被测齿轮齿面上的法向啮合齿形，在滚齿加工、剃齿加工、蜗杆砂轮磨等展成法加工中，工具与齿轮的运动是基于法向啮合齿形来实现的，控制法向啮合齿形对控制齿轮加工质量具有独特的优势。
3.该方法可以通过齿轮测量中心实现测量，打破了传统两轴联动的测量方式，采用四轴联动测量，弥补现有测量仪器没有法向啮合齿形测量功能的不足，有效改善其测量精度易受被测齿轮尺寸的影响；
4.该方法的测量方向与被测齿轮齿面垂直，可以获得较高的测量精度，有效获取可以反映齿轮传动质量和加工质量的真实信息；
5.该方法控制y＝rb可将法向啮合齿形测量简化三轴联动，可保障测量的高精度和高效率；控制轴向固定可为渐开线测量提供新的测量思路，有效避免了因被测齿轮尺寸对渐开线测量精度的影响；
6.该方法同样适用于直齿圆柱齿轮的测量，此时齿轮齿面上的法向啮合齿形与渐开线重合，因此该方法同样适用。
附图说明
图1为渐开螺旋面上四条特征线示意图。
图2为被测齿轮齿面上的法向啮合齿形示意图。
图3为渐开螺旋面模型示意图。
图4为y＝rb时被测齿轮齿面上的法向啮合齿形示意图。
图5为测量仪器三维高度简化示意图。
图6为测量仪器俯视高度简化示意图。
图7为测量法向啮合齿形时传感测头位置示意图。
附图中，1、基座，2、X直线移动轴组，3、Z直线移动轴组，4、Y直线移动轴组，5、回转轴组，6、被测齿轮调整机构，7、被测齿轮固定顶尖，8、被测齿轮固定芯轴，9、被测齿轮，10、传感测头，21、X轴基座，22、X轴滑块，23、X轴电机，24、X轴光栅24，31、Z轴基座，32、Z轴滑块，33、Z轴电机3，34、Z轴光栅，41、Y轴基座，42、Y轴滑块，43、Y轴电机，44、Y轴光栅，51、回转轴电机，52、回转轴光栅。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施方式，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。
如图2所示，建立坐标系δ(O-X,Y,Z)，其中δ为坐标系名称，O为被测齿轮的对称中心，X,Y,Z分别为坐标系δ下的三个坐标轴，Z轴与被测齿轮的轴线重合，rb为被测齿轮的基圆柱半径。平面S是被测齿轮基圆柱的切平面，与被测齿轮基圆柱相切于直线EF，并且与被测齿轮渐开螺旋齿面相交于直线MN。直线MN即为被测齿轮渐开螺旋齿面的发生母线。在渐开线齿轮传动过程中，直线ad’0为被测齿轮的啮合线，是一条传递位移和力的作用线；啮合线ad’0位于切平面S内，并且与渐开螺旋齿面的发生母线MN相垂直。啮合线ad’0和被测齿轮渐开螺旋齿面的交点在齿面上的轨迹就是法向啮合齿形ad0。
法向啮合齿形基于啮合原理具有符合作用线原则的优势，是渐开螺旋圆柱齿轮齿面上唯一一条参与啮合的曲线，交叉轴渐开螺旋圆柱齿轮是通过法向啮合齿形来传动运动的，其测量误差反映齿轮的传动质量和工作平稳性等实际运动工况。并且在测量法向啮合齿形时，测量方向与被测齿轮齿面垂直，可以获得较高的测量精度。在滚齿加工、剃齿加工、蜗杆砂轮磨等展成法加工中，工具与齿轮的运动均是采用加工法向啮合齿形的形式来实现；控制法向啮合齿形对控制齿轮加工质量具有独特的优势。法向啮合齿形在渐开螺旋圆柱齿轮传动和加工领域，均表现出不可替代的优越性，但目前的测量仪器都没有法向啮合齿形的测量功能。
根据图5和图6所示，测试仪器包括基座1，X直线移动轴组2，Z直线移动轴组3，Y直线移动轴组4，回转轴组5，被测齿轮调整机构6，被测齿轮固定顶尖7，被测齿轮固定芯轴8，被测齿轮9，传感测头10和计算机控制装置CS。
X直线移动轴组2包括X轴基座21，X轴滑块22，X轴电机23和X轴光栅24。Z直线移动轴组3包括Z轴基座31，Z轴滑块32，Z轴电机33和Z轴光栅34。Y直线移动轴组4包括Y轴基座41，Y轴滑块42，Y轴电机43和Y轴光栅44。回转轴组5包括回转轴电机51和回转轴光栅52。
三个直线移动轴组(2,3,4)，回转轴组5和被测齿轮调整机构6安装在基座1上。
被测齿轮9通过被测齿轮调整机构6，被测齿轮固定顶尖7和被测齿轮固定芯轴8安装在回转轴组5上。回转轴电机51与被测齿轮9耦合相连，可带动被测齿轮9实现匀速转动。回转轴电机51由计算机控制装置CS精确控制，实现被测齿轮9的任意角度旋转，其旋转角度可由回转轴光栅52实时监测并反馈给计算机控制装置CS。
传感测头10布置在被测齿轮9的对面位置，可实现三个坐标方向上的移动。
传感测头10安装在Y轴滑块42上，Y轴滑块42与Y轴电机43耦合相连，可实现Y轴滑块42沿着Y轴方向的直线移动；同时其直线移动量可由Y轴光栅44实时监测并反馈。Y轴滑块42通过滑轨安装在Y轴基座41上，Y轴电机43和Y轴光栅44也安装在Y轴基座21上。Y直线移动轴组4安装在Z轴滑块32上，Z轴滑块32与Z轴电机33耦合相连，可实现Z轴滑块32的Z轴方向的垂直移动；同时其直线移动量可由Z轴光栅34实时监测并反馈。Z轴滑块32通过滑轨安装在Z轴基座31上，Z轴电机33和Z轴光栅34也安装在Z轴基座31上。Z直线移动轴组3安装在X轴滑块22上，X轴滑块22与X轴电机23耦合相连，可实现X轴滑块22的X轴方向的直线移动；同时其直线移动量可由X轴光栅24实时监测并反馈。X轴滑块22通过滑轨安装在X轴基座21上，X轴电机23和X轴光栅24也安装在X轴基座21上。X直线移动轴组2安装在测试仪器的基座1上。
计算机控制装置CS可接收X轴光栅24、Z轴光栅34和Y轴光栅44反馈的三路位置信号，进而精确控制X轴电机23，Z轴电机33和Y轴电机43，实现三个坐标轴的精确直线移动。
如图7所示，发明涉及的测量方案为测量被测齿轮渐开螺旋齿面上的法向啮合齿形ad0，即四轴控制策略：在被测齿轮匀速旋转时，测量仪器的传感测头10由被测齿轮渐开螺旋齿面上a点开始，在被测齿轮基圆柱的切平面S内不仅同步沿着X轴方向移动，还同步叠加Y轴方向和Z轴方向的移动，测量仪器的传感测头10移动到d’0点结束。此时，传感测头10采集到的齿面信息数据即为被测齿轮渐开螺旋齿面上的法向啮合齿形ad0。上述过程，需要计算机控制装置CS同时精确控制X轴电机23、Z轴电机33和回转轴电机51同步运动才可以实现整个测量过程。
齿轮齿面上法向啮合齿形测量的四轴控制策略，还可有如下扩展应用：
(1)法向啮合齿形的简化测量
倘若，令y＝rb，即被测齿轮基圆柱的切平面S与坐标系δ(O-X,Y,Z)的Y轴垂直，则在被测渐开螺旋圆柱齿轮啮合传动过程中，啮合线ad’0为垂直于Y轴的切平面S内的一条直线，与被测齿轮渐开螺旋齿面的交点在齿面上的轨迹就是法向啮合齿形ad0。
此时，四轴控制策略可简化为三轴控制：在被测齿轮匀速旋转时，测量仪器的传感测头在被测齿轮基圆柱的切平面S内不仅同步沿着切向(X轴方向)移动，还同步叠加轴向(Z轴方向)的移动即可。
(2)啮合法测量渐开线
倘若，四轴控制策略测量过程中控制轴向(Z轴方向)固定在某一位置，即在被测齿轮匀速旋转时，测量仪器的传感测头在被测齿轮基圆柱的切平面S内同步沿着切向(X轴方向)和径向(Y轴方向)的移动。
此时，测量仪器的传感测头将会在被测齿轮基圆柱的切平面S内，沿直线ad’1移动测量，实现对被测渐开螺旋圆柱齿轮齿面上渐开线ad1的测量，如图2所示。该方法有效避免了因被测齿轮尺寸对测量精度的影响，也降低了对测量仪器导轨精度的要求，是一种高效高精度的渐开线测量方法。
法向啮合齿形作为被测齿轮渐开螺旋齿面一种典型的特征线，具有唯一性。交叉轴渐开螺旋圆柱齿轮是通过法向啮合齿形来传动运动的，测量法向啮合齿形可以反映齿轮的传动质量和工作平稳性等实际运动工况。在滚齿加工、剃齿加工、蜗杆砂轮磨等展成法加工中，工具与齿轮的运动是基于法向啮合齿形来实现的，控制法向啮合齿形对控制齿轮加工质量具有独特的优势。采用齿轮测量中心实现对被测齿轮齿面上法向啮合齿形的测量，弥补了现有测量设备无法测量法向啮合齿形的不足；打破了传统两轴联动的测量方式，采用四轴联动测量，有效改善了其测量精度易受被测齿轮尺寸影响的限制。此外，分别限制径向(Y轴方向)和轴向(Z轴方向)的运动，可以实现法向啮合齿形的简化测量和啮合法测量渐开线。同时，该方法同样适用于直齿圆柱齿轮的渐开线测量。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (4)

1.一种渐开螺旋圆柱齿轮的法向啮合齿形测量方法，其特征在于：建立坐标系δ(O-X,Y,Z)，其中δ为坐标系名称，O为被测齿轮的对称中心，X,Y,Z分别为坐标系δ下的三个坐标轴，Z轴与被测齿轮的轴线重合，rb为被测齿轮的基圆柱半径；平面S是被测齿轮基圆柱的切平面，与被测齿轮基圆柱相切于直线EF，并且与被测齿轮渐开螺旋齿面相交于直线MN；直线MN即为被测齿轮渐开螺旋齿面的发生母线；在渐开线齿轮传动过程中，直线ad’0为被测齿轮的啮合线，是一条传递位移和力的作用线；啮合线ad’0位于切平面S内，并且与渐开螺旋齿面的发生母线MN相垂直；啮合线ad’0和被测齿轮渐开螺旋齿面的交点在齿面上的轨迹就是法向啮合齿形ad0。
2.根据权利要求1所述的一种渐开螺旋圆柱齿轮的法向啮合齿形测量方法，其特征在于：渐开螺旋圆柱齿轮的齿面都是渐开螺旋面，由一根与基圆柱相切，并且与轴线有固定夹角的直线沿着基圆柱滚动而形成的空间曲面；被测齿轮的渐开螺旋面方程为：
Figure FDA0002849866340000011
其中，x,y,z分别为坐标系O-xyz下的三维坐标，rb是基圆柱半径，θ是渐开线展开角与压力角之和，μ＝ztanβb/rb，其中βb是基圆螺旋角；
当被测齿轮的渐开螺旋面连同坐标系S(O-x,y,z)绕z轴旋转时，对应转角为ψ，并且在渐开螺旋面有一个瞬时接触点；渐开螺旋面上接触点在坐标系S(O-x,y,z)内的轨迹就是法向啮合齿形；
在齿轮啮合传动过程中，如下等式成立：
Figure FDA0002849866340000012
其中，ψ是转角，αt＝μ+θ+ψ；
将方程组的解(2)式代入与被测齿轮坐标系S(O-x,y,z)下是渐开螺旋面方程(1)中，得被测齿轮渐开螺旋面上的法向啮合齿形方程为：
Figure FDA0002849866340000021
3.根据权利要求1所述的一种渐开螺旋圆柱齿轮的法向啮合齿形测量方法，其特征在于：测量被测齿轮渐开螺旋齿面上的法向啮合齿形，即四轴控制策略：在被测齿轮匀速旋转时，测量仪器的传感测头在被测齿轮基圆柱的切平面内不仅同步沿着切向移动，还同步叠加径向和轴向的移动；此时，传感测头在被测齿轮基圆柱的切平面内沿着齿轮啮合线移动，采集到的齿面信息数据即为被测齿轮渐开螺旋齿面上的法向啮合齿形。
4.根据权利要求3所述的一种渐开螺旋圆柱齿轮的法向啮合齿形测量方法，其特征在于：齿轮齿面上法向啮合齿形测量的四轴控制策略，还能够有如下扩展应用：
(1)法向啮合齿形的简化测量；
(2)啮合法测量渐开线。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114135483A (zh) * 2021-12-31 2022-03-04 潍柴动力股份有限公司 一种齿轮泵转子组件及齿轮泵
WO2022135612A1 (zh) * 2020-12-21 2022-06-30 北京工业大学 一种渐开螺旋圆柱齿轮的法向啮合齿形测量方法
CN114993230A (zh) * 2022-06-19 2022-09-02 北京工业大学 基于齿轮特征线统一模型的法向啮合齿廓测量与评价方法
CN115164808A (zh) * 2022-06-19 2022-10-11 北京工业大学 基于齿轮特征线统一模型的齿轮接触线测量与评价方法
CN117606381A (zh) * 2023-11-03 2024-02-27 山东交通学院 一种基于点激光旋转测量的齿轮全齿面测量装置及方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101419066A (zh) * 2008-06-24 2009-04-29 中国计量学院 一种两轴随动控制检测齿轮齿廓和螺旋线的方法
CN101476980A (zh) * 2009-01-16 2009-07-08 北京工业大学 非圆齿轮误差单面啮合滚动点扫描测量方法和装置
CN103712795A (zh) * 2013-12-27 2014-04-09 北京工业大学 一种齿轮整体误差的高效测量元件、装置和方法
CN104990707A (zh) * 2015-07-02 2015-10-21 西安交通大学 一种圆柱齿轮参数精确反求方法
CN105241415A (zh) * 2015-11-13 2016-01-13 西安工业大学 一种接触式渐开线蜗杆齿形的测量方法
CN109443238A (zh) * 2018-12-03 2019-03-08 北京工业大学 基于齿面接触线测量的齿轮线结构光快速扫描测量方法
CN111879277A (zh) * 2020-07-21 2020-11-03 西安工业大学 基于cnc齿轮测量中心的双螺旋齿轮对称度测量方法

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3757425A (en) * 1970-12-01 1973-09-11 G Tremblay Apparatus for testing the profile and the pitch of involute gear teeth
US4166323A (en) * 1973-09-14 1979-09-04 Maag Gear-Wheel & Machine Co. Ltd. Gear tester for profile and lead testing
CH649832A5 (de) * 1979-05-14 1985-06-14 Maag Zahnraeder & Maschinen Ag Verfahren und pruefgeraet zum pruefen des zahnflankenprofils von zahnraedern grossen durchmessers.
US5231875A (en) * 1991-04-22 1993-08-03 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Method and apparatus for evaluating gear motion characteristics, based on tooth profile deflection differentiated by rotation angle of the gear
CN2255039Y (zh) * 1994-11-08 1997-05-28 文长明 渐开线齿轮齿厚及公法线测量装置
US5513442A (en) * 1994-11-22 1996-05-07 Illinois Tool Works Inc. Apparatus for inspecting a gear
WO2010122680A1 (ja) * 2009-04-24 2010-10-28 株式会社 東京テクニカル インボリュート歯車の歯形測定方法
DE102014007646A1 (de) * 2014-05-23 2015-11-26 Liebherr-Verzahntechnik Gmbh Verfahren zur Lagebestimmung der Evolventen bei Verzahnungen
CN104697421A (zh) * 2015-02-15 2015-06-10 黄玲 齿轮啮合法向间隙检测工装
DE102016005210A1 (de) * 2016-04-28 2017-11-02 Liebherr-Verzahntechnik Gmbh Verfahren zur Verzahnbearbeitung eines Werkstückes
ES2858073T3 (es) * 2017-05-24 2021-09-29 Ims Gear Se & Co Kgaa Par de ruedas dentadas para un engranaje helicoidal, engranaje helicoidal con un par de ruedas dentadas de este tipo, así como uso de un par de ruedas dentadas de este tipo en engranajes helicoidales
CN111226089A (zh) * 2017-10-23 2020-06-02 格里森计量***股份有限公司 使用非接触式传感器在复合机器测试平台上测量带齿物品
CN107883871A (zh) * 2017-10-25 2018-04-06 扬州大学 一种蜗杆测量方法
CN109751386B (zh) * 2019-02-14 2021-09-21 重庆模源齿轮有限公司 一种反渐开线齿轮传动啮合的设计计算方法
CN110081148B (zh) * 2019-05-15 2021-03-30 重庆大学 一种基于共轭曲线的凸-凸接触的对构齿轮
CN211820632U (zh) * 2020-03-05 2020-10-30 中钢集团衡阳机械有限公司 一种用于滚子链和套筒链链轮滚刀的法向齿形
CN112798270B (zh) * 2020-12-21 2023-05-23 北京工业大学 一种渐开螺旋圆柱齿轮的法向啮合齿形测量方法
DE102021101957B4 (de) * 2021-01-28 2022-10-13 Klingelnberg GmbH. Verfahren und Vorrichtung zum Messen einer Verzahnung
CN113855033A (zh) 2021-11-18 2021-12-31 心仪脑(上海)信息技术有限公司 一种易于装拆可灵活定位与补液的盐水电极脑电帽

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101419066A (zh) * 2008-06-24 2009-04-29 中国计量学院 一种两轴随动控制检测齿轮齿廓和螺旋线的方法
CN101476980A (zh) * 2009-01-16 2009-07-08 北京工业大学 非圆齿轮误差单面啮合滚动点扫描测量方法和装置
CN103712795A (zh) * 2013-12-27 2014-04-09 北京工业大学 一种齿轮整体误差的高效测量元件、装置和方法
CN104990707A (zh) * 2015-07-02 2015-10-21 西安交通大学 一种圆柱齿轮参数精确反求方法
CN105241415A (zh) * 2015-11-13 2016-01-13 西安工业大学 一种接触式渐开线蜗杆齿形的测量方法
CN109443238A (zh) * 2018-12-03 2019-03-08 北京工业大学 基于齿面接触线测量的齿轮线结构光快速扫描测量方法
CN111879277A (zh) * 2020-07-21 2020-11-03 西安工业大学 基于cnc齿轮测量中心的双螺旋齿轮对称度测量方法

Non-Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
于渤等: "外啮合珩齿的间齿啮合过程分析", 《哈尔滨工程大学学报》 *
宋爱平;易红;汤文成;倪中华;李鹭扬;: "渐开线弧齿圆柱齿轮及其啮合特性", 中国机械工程 *
柏永新: "《齿轮精度与综合检验》", 31 January 1986, 上海科学技术出版社 *
柏永新: "斜齿圆柱齿轮测量中的一些计算", 《计量技术》 *
柏永新等: "斜齿圆柱齿轮的接触线误差及法向啮合齿形", 《工具技术》 *
柏永新等: "斜齿圆柱齿轮齿侧面形位误差的研究", 《西安理工大学学报》 *
石照耀: "渐开螺旋面啮合误差的广义圆柱坐标测量原理", 《航空精密制造技术》 *
黄雪梅;: "关于渐开线圆柱齿轮齿形误差的公差带的分析", 科学咨询(科技・管理) *

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022135612A1 (zh) * 2020-12-21 2022-06-30 北京工业大学 一种渐开螺旋圆柱齿轮的法向啮合齿形测量方法
US11971324B2 (en) 2020-12-21 2024-04-30 Beijing University Of Technology Method for checking or testing the profile of the path of contact of involute helical cylindrical gears
CN114135483A (zh) * 2021-12-31 2022-03-04 潍柴动力股份有限公司 一种齿轮泵转子组件及齿轮泵
CN114993230A (zh) * 2022-06-19 2022-09-02 北京工业大学 基于齿轮特征线统一模型的法向啮合齿廓测量与评价方法
CN115164808A (zh) * 2022-06-19 2022-10-11 北京工业大学 基于齿轮特征线统一模型的齿轮接触线测量与评价方法
CN117606381A (zh) * 2023-11-03 2024-02-27 山东交通学院 一种基于点激光旋转测量的齿轮全齿面测量装置及方法

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Publication number Publication date
US11971324B2 (en) 2024-04-30
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