【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及齿轮测量，尤其是涉及一种非对称齿形齿轮的测量方法、系统、设备及存储介质。
技术介绍
1、非对称齿轮两侧齿面不对称，工作侧压力角大于非工作侧。与对称渐开线齿轮相比，非对称齿轮弯曲强度和接触强度增大，且齿轮的体积小、质量轻，在航空航天领域有着广泛的应用前景。齿轮的加工质量是齿轮传动系统综合性能的重要保证，实际生产过程中严重依赖精密测量技术。
2、但是目前针对各式齿轮齿形偏差的测量方法繁多，检测方法不具备通用性，而传统的齿轮测量方法对非对称齿轮的测量不够准确，采用齿轮测量中心检测成本又过高。
技术实现思路
1、本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术提出一种非对称齿形齿轮的测量方法、系统、设备及存储介质，能够通过适应非对称齿轮的测量，使齿轮测量具有通用性，同时能够迭代优化建立测量坐标系，使得齿轮测量操作更加简单并且具有更高的精度。
2、第一方面，本专利技术的实施例提供了一种非对称齿形齿轮的测量方法，包括：
3、获取齿轮的齿面方程；
4、根据所述齿面方程规划所述齿轮对应的待测点坐标和待测网格法向量；
5、通过所述齿轮的结构确定竖轴方向、原点坐标和横轴方向；
6、通过所述竖轴方向、所述原点坐标和所述横轴方向建立第一测量坐标系；
7、根据所述第一测量坐标系沿所述齿轮的左右两齿面中心点的第一法矢触测齿面，得到所述左右两齿面对应的第一触测结果，并通过所述第一触测结果修改所述
8、将所述第n+1测量坐标系根据所述待测点坐标和所述待测网格法向量进行所述齿轮的齿面测量，得到所述齿轮的实测数据。
9、根据本专利技术实施例的方法，至少具有如下有益效果：
10、本方法首先通过齿面方程规划了待测点坐标和待测网格法向量，能够通过待测点坐标和待测网格法向量确定测量的理论路径，合理规划单侧齿面，提高测量效率；然后通过齿轮的结构确定竖轴方向、原点坐标和横轴方向，使测量坐标系能够更好契合不同形状的齿轮，提高齿轮测量的通用性和准确性；其次通过竖轴方向、原点坐标和横轴方向建立第一测量坐标系，能够通过触测调整纵轴来实现第一测量坐标系的精确度优化，提高齿轮测量的鲁棒性；最后将第一测量坐标系通过左右两齿面对应的第一触测结果迭代修改，得到第n+1测量坐标系，能够不断优化测量坐标系使得测量精度不断提高，同时通过评判参数保障高测量精度。
11、根据本专利技术的一些实施例，所述根据所述齿面方程规划所述齿轮对应的待测点坐标和待测网格法向量，包括：
12、获取所述齿轮的单侧齿面部分；
13、将所述单侧齿面部分在预设的投影平面上进行投影，得到待测区域网格；
14、在所述待测区域网格上任取一旋转点，并将所述旋转点绕所述齿轮的轴线旋转，得到所述旋转点与所述单侧齿面部分相交的待测点；
15、根据所述旋转点与所述单侧齿面部分相交的关系，计算得到所述待测点坐标和待测网格法向量；所述旋转点与所述单侧齿面部分相交的关系通过如下公式表示：
16、
17、其中，rf表示待测点的齿面方程表示，zj表示旋转点的数轴坐标，xi表示旋转点的横轴坐标，表示待测网格法向量。
18、根据本专利技术的一些实施例，所述通过所述齿轮的结构确定竖轴方向、原点坐标和横轴方向，包括：
19、获取三坐标测量机的初始坐标系；
20、通过所述初始坐标系触测所述齿轮的底面，得到多个底面触测点；
21、将所述多个底面触测点拟合得到第一平面，并将所述第一平面的平面法矢作为所述竖轴方向；
22、测量所述齿轮在所述竖轴方向同一高度的多个圆点；
23、通过所述多个圆点拟合得到拟合圆，并计算所述拟合圆的圆心；
24、通过所述齿轮的高度或安装距将所述圆心从所述初始坐标系转换得到所述原点坐标；
25、通过测针在所述齿轮中间顶部触测得到近似坐标点，并将所述近似坐标点投影到第二平面，得到初始坐标点；所述第二平面为所述第一平面沿所述平面法矢平移所述高度或所述安装距得到；
26、通过所述初始坐标点和所述原点坐标确定所述横轴方向。
27、根据本专利技术的一些实施例，通过第n触测结果修改第n测量坐标系，得到所述第n+1测量坐标系，包括：
28、将所述第n触测结果投影到所述第二平面，得到第n触测投影结果；
29、通过所述原点坐标和所述第n触测投影结果构造得到第n向量；
30、将所述第n测量坐标系的第n横轴绕第n竖轴旋转到所述第n向量的共线位置，得到第n+1测量坐标系。
31、根据本专利技术的一些实施例，所述将所述第n+1测量坐标系根据所述待测点坐标和所述待测网格法向量进行所述齿轮的齿面测量，得到所述齿轮的实测数据，包括：
32、通过所述待测点坐标和所述待测网格法向量规划得到测量路径；
33、将测头沿着所述测量路径靠近所述齿轮的齿面，并通过所述第n+1测量坐标系计算得到所述齿轮的实测数据。
34、根据本专利技术的一些实施例，所述将所述单侧齿面部分在预设的投影平面上进行投影，得到待测区域网格，包括：
35、将所述单侧齿面部分在所述投影平面进行投影，得到待测区域；
36、将所述待测区域根据预设比例收缩，并通过测量网格绘制得到所述待测区域网格。
37、根据本专利技术的一些实施例，所述第n评判参数为第n+1向量的第n+1向量终点至所述第n向量的第n向量终点的直线距离。
38、第二方面，本专利技术的实施例提供了一种非对称齿形齿轮的测量系统，包括：
39、齿面方程获取模块，用于获取齿轮的齿面方程；
40、测量路径规划模块，用于根据所述齿面方程规划所述齿轮对应的待测点坐标和待测网格法向量；
41、坐标系方向确定模块，用于通过所述齿轮的结构确定竖轴方向、原点坐标和横轴方向；
42、第一坐标系建立模块，用于通过所述竖轴方向、所述原点坐标和所述横轴方向建立第一测量坐标系；
43、坐标系优化模块，用于根据所述第一测量坐标系沿所述齿轮的左右两齿面中心点的第一法矢触测齿面，得到所述左右两齿面对应的第一触测结果，并通过所述第一触测结果修改所述第一测量坐标系，得到第二测量坐标系；计算所述第二测量坐标系的第一评判参数，若所述第一评判参数大于精度阈值，则计算所述第二测量坐标系沿所述齿轮的所述左右两齿面中心点的第二法本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种非对称齿形齿轮的测量方法，其特征在于，所述非对称齿形齿轮的测量方法包括：
2.根据权利要求1所述的非对称齿形齿轮的测量方法，其特征在于，所述根据所述齿面方程规划所述齿轮对应的待测点坐标和待测网格法向量，包括：
3.根据权利要求1所述的非对称齿形齿轮的测量方法，其特征在于，所述通过所述齿轮的结构确定竖轴方向、原点坐标和横轴方向，包括：
4.根据权利要求3所述的非对称齿形齿轮的测量方法，其特征在于，通过第N触测结果修改第N测量坐标系，得到所述第N+1测量坐标系，包括：
5.根据权利要求1所述的非对称齿形齿轮的测量方法，其特征在于，所述将所述第N+1测量坐标系根据所述待测点坐标和所述待测网格法向量进行所述齿轮的齿面测量，得到所述齿轮的实测数据，包括：
6.根据权利要求2所述的非对称齿形齿轮的测量方法，其特征在于，所述将所述单侧齿面部分在预设的投影平面上进行投影，得到待测区域网格，包括：
7.根据权利要求4所述的非对称齿形齿轮的测量方法，其特征在于，所述第N评判参数为第N+1向量的第N+1向量终点至所述第N向
8.一种非对称齿形齿轮的测量系统，其特征在于，所述非对称齿形齿轮的测量系统包括：
9.一种电子设备，其特征在于：包括至少一个控制处理器和用于与所述至少一个控制处理器通信连接的存储器；所述存储器存储有可被所述至少一个控制处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个控制处理器执行，以使所述至少一个控制处理器能够执行如权利要求1至7任一项所述的非对称齿形齿轮的测量方法。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于：所述计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用于使计算机执行如权利要求1至7任一项所述的非对称齿形齿轮的测量方法。
...【技术特征摘要】
1.一种非对称齿形齿轮的测量方法，其特征在于，所述非对称齿形齿轮的测量方法包括：
2.根据权利要求1所述的非对称齿形齿轮的测量方法，其特征在于，所述根据所述齿面方程规划所述齿轮对应的待测点坐标和待测网格法向量，包括：
3.根据权利要求1所述的非对称齿形齿轮的测量方法，其特征在于，所述通过所述齿轮的结构确定竖轴方向、原点坐标和横轴方向，包括：
4.根据权利要求3所述的非对称齿形齿轮的测量方法，其特征在于，通过第n触测结果修改第n测量坐标系，得到所述第n+1测量坐标系，包括：
5.根据权利要求1所述的非对称齿形齿轮的测量方法，其特征在于，所述将所述第n+1测量坐标系根据所述待测点坐标和所述待测网格法向量进行所述齿轮的齿面测量，得到所述齿轮的实测数据，包括：
6.根据权利要求2所述的非对称齿形齿轮的测量方法，其特征在于，所述将所述单侧齿面...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵兴，张泽良，周元生，卢信鑫，唐进元，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：
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