Ich denke da ans Skalarprodukt. Und z ist dabei genau so wichtig!
Egal wie schief der Sensor in Deiner Box liegt. Hauptsache er ist darin irgendwie fixiert. Der Accelerometer Vektor (x,y,z) zeigt immer zum Erdmittelpunkt.
  1. Kleb die Box irgendwo auf's gerade Brett, ließ den Sensor aus und nenne den Vektor A.
  2. Dann neige das Brett um die y-Achse und der Sensor liefert Vektor B.
  3. Mit Hilfe des Skalarproduktes A*B kannst Du den Neigungswinkel ausrechnen.

Das Skalarprodukt liefert Dir den Winkel zwischen den Brettebenen in 1 und 2. D.h. mit dem Skalarprodukt kannst Du nicht zwischen einer Neigung um y-Achse und/oder x-Achse unterscheiden.

Wahrscheinlich habe ich bis hierhin Dein Problem nicht gelöst aber hoffentlich ein wenig mit der Mathematik geholfen.