【技术实现步骤摘要】
双轴式圆弧型大尺寸渐开线样板测量不确定度分析方法
本专利技术涉及一种双轴式圆弧型大尺寸渐开线样板测量不确定度分析的方法，特别是利用ANSYS软件求解出部分不确定度分量，进而提高双轴式圆弧型大尺寸渐开线样板不确定度分析结果的可信度。属于大齿轮样板不确定度分析领域。
技术介绍
齿轮作为我国基础零部件的代表，它是我国装备制造业的基础产业，同时也是国民经济建设各个领域的重要基础，其具有结构紧凑、传动比准确、传动效率高等特点。作为整体机械结构中基础零部件的齿轮，它质量和性能决定着整体机械的性能与可靠性。因此，齿轮的重要性不言而喻。大齿轮被广泛应用于造船业、煤矿业、风力发电和石油输送系统等制造业中，为了保证大齿轮精度标准的正确执行，需要建立大尺寸渐开线量值传递体系。大齿轮渐开线样板尺寸大、形状复杂，不仅加工困难，也缺乏检测大尺寸样板的高精度仪器。因此，关于大齿轮样板的相关技术研究迫在眉睫。测量不确定度是定量说明测量结果的一个参数，反映样板评定齿轮测量仪器结果的科学性。有必要提出一种双轴式圆弧型大尺寸渐开线样板的测量不确定度分析方法。
技术实现思路
2019年7月26日已由北京工业大学提出申请，发布了题为“双轴式圆弧型大尺寸渐开线样板(申请号：201910633322.2)”的专利技术专利，在该专利中已经确定了双轴式圆弧型大尺寸渐开线样板的机械结构以及三维模型，此样板的设计具有可行性和正确性。本专利技术采用的技术方案为针对双轴式圆弧型大尺寸渐开线样板提出其测量不确定度的分析方法。为了分析...
【技术保护点】
1.双轴式圆弧型大尺寸渐开线样板测量不确定度分析方法，建立双轴式圆弧型大尺寸渐开线样板的误差测量模型；双轴式圆弧型渐开线样板的原理误差模型，即圆弧与理想渐开线之间的偏差值为：/n
【技术特征摘要】
1.双轴式圆弧型大尺寸渐开线样板测量不确定度分析方法，建立双轴式圆弧型大尺寸渐开线样板的误差测量模型；双轴式圆弧型渐开线样板的原理误差模型，即圆弧与理想渐开线之间的偏差值为：
其中，rc为检测圆弧半径；rp为齿轮测量仪器的测头半径；C为定心轴和测量中心轴的距离；ε为样板的旋转角度；rb为样板模拟齿轮的基圆半径；其特征在于：该方法包括如下步骤，
步骤一：测量中心轴上下顶尖孔同轴度引入的不确定度分析；
测量中心轴上下顶尖孔不同轴，将会使样板整体倾斜，当测量中心轴上下顶尖孔同轴度引起的误差为Δ1，则检测圆弧半径误差大小为
Δrc1＝Δ1(2)
基于公式(1)，得到测量中心轴上下顶尖同轴度误差对测量结果的影响最大值：
δ1＝|δp-δ'p1|max(3)
其中，δ'p1表示带有测量中心轴上下顶尖孔同轴度误差的样板原理误差，δp表示公式(1)的理想情况下的样板原理误差；
由此得到测量中心轴上下顶尖孔同轴度引入的不确定度分量为：
其中k1表示包含因子；
步骤二：基准块中心孔的圆心轴与检测圆弧的圆心轴的同轴度引入的不确定度分析；
基准块中心孔的圆心轴与检测圆弧的圆心轴的同轴度引入误差，将会引起检测圆弧半径的大小变化；当基准块内孔圆心轴与检测圆弧的圆心轴之间的同轴度误差为Δ2时，检测圆弧半径误差大小为：
Δrc2＝Δ2(5)
基于公式(1)，得到基准块中心孔的圆心轴与检测圆弧的圆心轴的同轴度对测量结果的影响最大值：
δ2＝|δp-δ'p2|max(6)
其中，δ'p2表示带有基准块中心孔的圆心轴与检测圆弧的圆心轴的同轴度的样板原理误差，δp表示公式(1)的理想情况下的样板原理误差；
由此得到基准块中心孔的圆心轴与检测圆弧的圆心轴的同轴度引入的不确定度分量为：
其中k2表示包含因子；
步骤三：样板自身重力负载引入的不确定度分量
样板自身重力负载将会引起检测圆弧半径的大小变化；将建立好的三维模型导入ANSYS软件中，在软件中设置样板的基本物理参数，划分网格，设置载荷和约束，求解检测圆弧半径这一路径上的变形量，累计得到变形量为Δ3，则检测圆弧半径误差大小为：
Δrc3＝Δ3(8)
基于公式(1)，得到样板自身重力负载对测量结果的影响最大值：
δ3＝|δp-δ'p3|max(9)
其中，δ'p3表示带有样板自身重力负载的样板原理误差，δp表示公式(1)的理想情况下的样板原理误差；
由此得到样板自身重力负载引入的不确定度分量为：
其中k3表示包含因子；
步骤四：环境温度变化引入的不确定度分量
环境温度变化将会引起检测圆弧半径的大小变化；将建立好的三维模型导入ANSYS软件中，在软件中设置样板的基本物理参数，划分网格，设置载荷和约束，设置温度变化量Δt，求解检测圆弧半径这一路径上的变形量，累计得到变形量为Δ4，检测圆弧半径误差大小为：
Δrc4＝Δ4(11)
基于公式(1)，得到环境温度变化对测量结果的影响最大值：
δ4＝|δp-δ'p4|max(12)
其中，δ'p4表示带有环境温度变化的样板原理误差，δp表示公式(1)的理想情况下的样板原理误差；
由此得到环境温度变化引入的不确定度分量为：
其中k4表示包含因子；
步骤五：计算检测圆弧半径误差引入的标准不确定度分量；
根据式(4)、式(7)、式(10)和式(13)，计算检测圆弧半径误差引入的标准不确定度分量为：
步骤六：定心轴与测量中心轴的平行度引入的不确定度分析；
定心轴与测量中心轴的平行度会导致样板中心距C的变化；将建立好的三维模型导入ANSYS软件中，在软件中设置样板的基本物理参数，划分网格，设置载荷和约束，定心轴与测量中心轴的平行度误差的求解路径，在ANSYS中求解可得该路径上的变形量，累计得到变形量为Δ5，即中心距的误差大小为：
ΔC1＝Δ5(15)
基于公式(1)，得到定心轴与测量中心轴的平行度对测量结果的影响最大值：
δ5＝|δp-δ'p5|max(16)
其中，δ'p5表示带有定心轴与测量中心轴的平行度的样板原理误差，δp表示公式(1)的理想情况下的样板原理误差；
由此得到定心轴与测量中心轴的平行度引入的不确定度分量为：
其中k5表示包含因子；
步骤七：测量中心轴阶梯轴的同轴度引入的不确...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈洪芳，梁超伟，李宝山，石照耀，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：北京;11
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