Vision measurement of pitch and profile deviations for small modulus gears with unknown parameters

Jie TANG; Xiao-bing LIU; Rui LI

doi:10.37188/OPE.20212901.0100

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Vision measurement of pitch and profile deviations for small modulus gears with unknown parameters

Micro/Nano Technology and Fine Mechanics | 更新时间：2021-02-04

- Vision measurement of pitch and profile deviations for small modulus gears with unknown parameters
- Optics and Precision Engineering Vol. 29, Issue 1, Pages: 100-109(2021)
- 作者机构：
  
  北京工业大学北京市精密测控技术与仪器工程技术研究中心，北京 100124
- 作者简介：
- 基金信息：
- DOI：10.37188/OPE.20212901.0100
  CLC： TH132.41
- Received：22 June 2020，
  
  Revised：14 August 2020，
  
  Published：15 January 2021
- 稿件说明：
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汤洁,刘小兵,李睿.未知参数小模数齿轮齿距和齿廓偏差视觉测量[J].光学精密工程,2021,29(01):100-109.

TANG Jie,LIU Xiao-bing,LI Rui.Vision measurement of pitch and profile deviations for small modulus gears with unknown parameters[J].Optics and Precision Engineering,2021,29(01):100-109.
汤洁,刘小兵,李睿.未知参数小模数齿轮齿距和齿廓偏差视觉测量[J].光学精密工程,2021,29(01):100-109. DOI： 10.37188/OPE.20212901.0100.

TANG Jie,LIU Xiao-bing,LI Rui.Vision measurement of pitch and profile deviations for small modulus gears with unknown parameters[J].Optics and Precision Engineering,2021,29(01):100-109. DOI： 10.37188/OPE.20212901.0100.

摘要

小模数齿轮齿槽间隙小，接触式测量难度高，且易损坏测头，本文主要研究基于视觉的未知参数小模数齿轮的齿距偏差和齿廓偏差测量。基于亚像素数字图像处理技术定位齿轮测量基准，即齿轮几何中心，并测量得到齿数、模数、齿顶圆直径和齿根圆直径；依据齿轮精度标准ISO1328-1：2013中偏差项目定义，给出了基于视觉测量的齿轮齿距偏差和齿廓偏差评定方法，开发了小模数齿轮视觉测量数据处理软件。对模数为0.5 mm的渐开线圆柱直齿轮进行了齿距和齿廓偏差视觉测量试验，并与齿轮测量中心的测量结果对比，左右齿面测量结果的绝对误差最大为4 μm，最小为1 μm，评定齿轮精度等级均为8级。本文给出的未知参数小模数齿轮视觉测量系统和偏差评定方法可在一定范围内用于小模数齿轮测量。

Abstract

Using contact measurements for small modulus gears is difficult owing to the limited tooth spaces. This work focuses on the vision measurement of small modulus gears with unknown parameters. Based on the sub-pixel technique used in digital image processing， the gear measurement datum， which is the geometric center of the gear， is located. Thereafter， the tooth number， modulus， diameter of the tooth addendum circle， and diameter of the tooth dedendum circle are calculated. According to the definition of gear accuracy in ISO 1328-1：2013， this study introduces an evaluation method and a measurement process for gear pitch deviations and profile deviations based on visual measurements， and an evaluation software is developed. A visual measurement test on the pitch and profile deviations of involute cylindrical spur gears with a modulus of 0.5 mm was carried out， and the results were compared with those from a gear measurement center. The comparison indicated that the absolute error in the left and right tooth surface measurements had a maximum value of 4 μm and a minimum value of 1 μm； the gear accuracy for both cases was judged to be grade 8. This vision measurement system can be used for small modulus gears within a certain range.

关键词

Keywords

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