專利名稱：一種直齒圓錐齒輪節(jié)圓錐角的測量裝置及其測量方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及直齒圓錐齒輪測量技術(shù)，具體涉及一種直齒圓錐齒輪節(jié)圓錐角的測量裝置及其測量方法。
背景技術(shù)：
錐齒輪廣泛應(yīng)用在機(jī)床、汽車、礦山、建筑等機(jī)械設(shè)備上。直齒圓錐齒輪是磨床上的重要零件，其節(jié)圓錐角的準(zhǔn)確與否直接影響齒輪嚙合時(shí)的噪音、強(qiáng)度、齒面接觸面積的大小和齒輪傳動(dòng)的平穩(wěn)性，是一個(gè)影響齒輪質(zhì)量的重要參數(shù)。因此，直齒圓錐齒輪節(jié)圓錐角測 量準(zhǔn)確與否直接影響齒輪的加工質(zhì)量。但是，直齒圓錐齒輪節(jié)圓錐角是一個(gè)錐齒輪與另一錐齒輪嚙合時(shí)只有純滾動(dòng)而無滑動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的接觸圓錐角，是一個(gè)空間角度，其角度的直接測量與檢測一直困擾著工程技術(shù)人員。目前，工廠仍采用近似的辦法對直齒圓錐齒輪節(jié)圓錐角進(jìn)行測量，具體使用齒輪對滾機(jī)或雙嚙儀，將配對錐齒輪進(jìn)行嚙合對滾，若無配對齒輪，還需要制造校準(zhǔn)齒輪才能對滾，通過觀察接觸斑點(diǎn)來判斷節(jié)圓錐的接觸情況，這種方法很難準(zhǔn)確測量直齒圓錐齒輪節(jié)圓錐角的實(shí)際角度，將直接影響齒輪的互換性。因此，在生產(chǎn)中人們迫切需要知道直齒圓錐齒輪節(jié)圓錐角的大小或?qū)λ臋z測，從而指導(dǎo)錐齒輪加工時(shí)機(jī)床的調(diào)整、齒輪的質(zhì)量檢驗(yàn)和外協(xié)驗(yàn)收。

發(fā)明內(nèi)容
為彌補(bǔ)上述缺陷，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提出一種直齒圓錐齒輪節(jié)圓錐角的測量裝置及其測量方法，能夠通過測量計(jì)算直齒圓錐齒輪節(jié)圓錐角，檢測直齒圓錐齒輪節(jié)圓錐角的加工質(zhì)量，并且能夠有效校驗(yàn)直齒圓錐齒輪的加工精度。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)。技術(shù)方案一—種直齒圓錐齒輪節(jié)圓錐角的測量裝置，包括與待測直齒圓錐齒輪的標(biāo)準(zhǔn)齒槽配對的檢驗(yàn)棒、測量平臺、置于測量平臺上的杠桿千分表、正弦規(guī)以及與正弦規(guī)配合測量角度的可調(diào)式等高塊，所述正弦規(guī)的上平面設(shè)置有用于夾持待測直齒圓錐齒輪的頂尖架，所述頂尖架的左、右頂尖的連線平行于正弦規(guī)的上平面，所述檢驗(yàn)棒的中間為接觸錐體，所述接觸錐體的兩端設(shè)置有直徑相同的第一、第二測量圓柱體，所述第一、第二測量圓柱體的軸線與所述接觸錐體的中心線延伸重合。上述技術(shù)方案的特點(diǎn)和進(jìn)一步改進(jìn)在于
4 sin (ky 艱衫(I)所述檢驗(yàn)棒的接觸錐體的錐角《大端直徑#=^^’長度
\，其中包含待測直齒圓錐齒輪的設(shè)計(jì)參數(shù)，0為分度圓錐角，CIf為齒輪分度圓 2 sm
壓力角，Z為齒數(shù),m為模數(shù)。
(2)所述接觸錐體的大端設(shè)置有軸向定位軸肩。(3)所述接觸錐體的小端與大端之間設(shè)有環(huán)狀凹槽。(4)所述接觸錐體長度大于待測直齒圓錐齒輪的齒面的寬度。(5)所述頂尖架上至少一個(gè)頂尖為半頂尖。(6)所述可調(diào)式等高塊可采用量塊組合替換。技術(shù)方案二一種直齒圓錐齒輪節(jié)圓錐角的測量方法，基于上述直齒圓錐齒輪節(jié)圓錐角的測量裝置，其特征在于，包括以下步驟首先，將杠桿千分表、正弦規(guī)置于測量平臺上；其次，將待測直齒圓錐齒固定在頂尖架上，通過工業(yè)橡皮泥將檢驗(yàn)棒固定在待測直齒圓錐齒的齒槽內(nèi)，利用可調(diào)式等高塊支起正弦規(guī)一邊的所需高度，組成圖紙給定的理論節(jié)圓錐角值；然 后，利用杠桿千分尺分別測量第一、第二測量圓柱體高度，若高度差為零，則說明被測直齒圓錐齒輪的節(jié)圓錐角與正弦規(guī)和等高塊組成的測量平臺夾角相等，證明被測齒輪的節(jié)圓錐角與理論節(jié)圓錐角相等。若高度差不為零，則通過三角函數(shù)計(jì)算求得實(shí)際節(jié)圓錐角與理論節(jié)圓錐角的偏差。技術(shù)方案二的等同方法是基于上述的直齒圓錐齒輪節(jié)圓錐角的測量裝置，其特征在于，包括以下步驟首先，將杠桿千分表、正弦規(guī)置于測量平臺上；其次，將待測直齒圓錐齒固定在頂尖架上，通過橡皮泥將檢驗(yàn)棒固定在待測直齒圓錐齒的齒槽內(nèi)，利用可調(diào)式等高塊支起正弦規(guī)的一邊使檢驗(yàn)棒的第一、第二測量圓柱體基本水平；然后，微調(diào)可調(diào)式等高塊并利用杠桿千分表測量使第一、第二測量圓柱體等高度；此時(shí)，正弦規(guī)與測量平臺的夾角為待測直齒圓錐齒輪對應(yīng)齒槽的實(shí)際節(jié)圓錐角。本發(fā)明直齒圓錐齒輪的測量裝置中，在正弦規(guī)上設(shè)有頂尖架，待測直齒圓錐齒輪用左右兩頂尖固定在頂尖架上，檢驗(yàn)棒用工業(yè)橡皮泥固定在待測直齒圓錐齒輪的齒槽中，檢驗(yàn)棒大端設(shè)置的軸向定位軸肩作為定位面緊靠直齒圓錐齒輪大端外的輔助圓錐的錐面上；然后，利用可調(diào)式等高塊支起正弦規(guī)一邊構(gòu)成理論節(jié)圓錐角；最后，利用杠桿千分尺分別測量第一、第二測量圓柱體高度，若高度差為零，則說明被測直齒圓錐齒輪的節(jié)圓錐角與正弦規(guī)和等高塊組成的測量平臺夾角相等，證明被測齒輪的節(jié)圓錐角與理論節(jié)圓錐角相等；若高度差不為零，則通過三角函數(shù)計(jì)算求得實(shí)際節(jié)圓錐角與理論節(jié)圓錐角的偏差。本發(fā)明的測量裝置體積小，制造成本低，使用方便；測量方法操作簡單，測量精度高、效率高，可以實(shí)現(xiàn)在生產(chǎn)現(xiàn)場的測量。本發(fā)明的重要意義在于，通過測量計(jì)算直齒圓錐齒輪節(jié)圓錐角，能夠檢測直齒圓錐齒輪節(jié)圓錐角的加工質(zhì)量，有效校驗(yàn)直齒圓錐齒輪的加工精度，提高直齒圓錐齒輪的加工水平。


下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步詳細(xì)說明。圖I為本發(fā)明實(shí)施例中直齒圓錐齒輪節(jié)圓錐角的測量裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為直齒圓錐齒輪剖視示意圖；圖3為本發(fā)明實(shí)施例中檢驗(yàn)棒與待測直齒圓錐齒輪的大端剖視圖；圖4為本發(fā)明實(shí)施例中圖3沿I-I方向的投影示意圖；圖5為本發(fā)明實(shí)施例中檢驗(yàn)棒的結(jié)構(gòu)示意其中，I-頂尖架；2_杠桿千分表；3_檢驗(yàn)棒；4_直齒圓錐齒輪；5_正弦規(guī)；6-可調(diào)式等高塊；7_半頂尖；8_緊固螺釘；9_測量平臺；Od-齒頂圓錐角分度圓錐角；Og-齒根圓錐角；①「齒頂角A2-齒根角山-齒面寬；H_外輔圓錐；Sn-弧齒厚；S_軸向定位軸肩；B-接觸錐體；P「第一測量圓柱體；P2-第二測量圓柱體。
具體實(shí)施例方式參照圖I并結(jié)合圖5，說明本發(fā)明直齒圓錐齒輪的測量裝置具體結(jié)構(gòu)。本實(shí)施例的直齒圓錐齒輪節(jié)圓錐角的測量裝置，主要包括與待測直齒圓錐齒輪的標(biāo)準(zhǔn)齒槽配對的檢驗(yàn)棒3，測量平臺9，置于測量平臺9上的杠桿千分表2、正弦規(guī)5以及與正弦規(guī)5配合測量角度的可調(diào)式等高塊6，正弦規(guī)5的上平面設(shè)置有用于夾持待測直齒圓錐齒輪的頂尖架1，要求頂尖架的左、右頂尖的連線平行于正弦規(guī)的上平面。在正弦規(guī)5上設(shè)置的頂尖架1，將待測直齒圓錐齒輪4用左、右頂尖7固定在頂尖架I上，此處的左頂尖設(shè)置為半頂尖，緊固螺釘8將用于頂尖的鎖緊。檢驗(yàn)棒3用工業(yè)橡皮泥固定在待測直齒圓錐齒輪4的齒槽中,檢驗(yàn)棒3大端軸向定位軸肩的定位面要緊靠在圓 錐齒輪大端外輔圓錐的錐面上；正弦規(guī)5的一端用可調(diào)式等高塊6支起，該可調(diào)式等高塊6可用標(biāo)準(zhǔn)量塊組合代替。檢驗(yàn)棒3的中間為接觸錐體B，接觸錐體B的兩端設(shè)置有相同的第一、第二測量圓柱體Pp P2，第一、第二測量圓柱體Pp P2的軸線與接觸錐體B的中心線延伸重合。接觸錐體B的大端設(shè)置有環(huán)形的軸向定位軸肩，軸向定位軸肩的內(nèi)側(cè)面作為定位面緊靠直齒直齒圓錐齒輪4大端外輔圓錐H的錐面；其中，接觸錐體B長度大于待測直齒圓錐齒輪4的齒面寬，接觸錐體B的小端與大端之間設(shè)有環(huán)狀凹槽，該環(huán)狀凹槽長度定為總長的1/4，且該環(huán)狀凹槽的高度為S:。測量時(shí)，首先將杠桿千分表2、正弦規(guī)5置于測量平臺9上；其次，將待測直齒圓錐齒輪4固定在頂尖架I上，通過工業(yè)橡皮泥將檢驗(yàn)棒3固定在待測直齒圓錐齒輪4的齒槽內(nèi)，利用可調(diào)式等高塊6支起正弦規(guī)5—邊的所需高度，組成圖紙給定的理論節(jié)圓錐角值，然后，利用杠桿千分尺分別測量第一、第二測量圓柱體高度，若高度差為零，則說明被測直齒圓錐齒輪的節(jié)圓錐角與正弦規(guī)和等高塊組成的測量平臺夾角相等，證明被測齒輪的節(jié)圓錐角與理論節(jié)圓錐角相等。若高度差不為零，則通過三角函數(shù)計(jì)算求得實(shí)際節(jié)圓錐角與理論節(jié)圓錐角的偏差。參照圖2并結(jié)合圖3、圖4、圖5，說明檢驗(yàn)棒的設(shè)計(jì)以及測量原理。圖中Od為齒頂圓錐角，①為分度圓錐角，Og為齒根圓錐角，O1為齒頂角，O2為齒根角，b為齒面寬，H為外輔圓錐，Sn為弧齒厚，pe為齒頂線、fg為齒根線、eg為大端齒高，pf為小端齒高，O1O2是分度圓錐錐角線，對非變位的正常圓錐齒輪來說，節(jié)圓錐與分度圓錐是重合在一起的，因此，O1O2也是節(jié)圓錐錐角線，b則是齒面寬。本發(fā)明技術(shù)方案首要問題是設(shè)計(jì)制作出與待測直齒圓錐齒輪的標(biāo)準(zhǔn)齒槽配對的檢驗(yàn)棒3，其設(shè)計(jì)原則是當(dāng)檢驗(yàn)棒3放入直齒圓錐齒輪的齒槽中，檢驗(yàn)棒3上兩條接觸母線與齒輪的切點(diǎn)A、C應(yīng)落在齒面的分度圓錐線上。由此可見，檢驗(yàn)棒3各參數(shù)尺寸的設(shè)計(jì)與確定尤為重要，下面由附圖3結(jié)合附圖5具體介紹下如各參數(shù)的設(shè)計(jì)接觸錐體的大端直徑d;接觸錐體的長度t;錐體的錐角a ；檢驗(yàn)棒的測量圓柱體的直徑Cl1與軸向定位軸肩的直徑d2 ;檢驗(yàn)棒3全長及其它參數(shù)的確定。(I)接觸錐體的大端直徑d的設(shè)計(jì)接觸錐體的大端直徑d與齒輪分度圓上兩切點(diǎn)A、C的距離
權(quán)利要求
1.一種直齒圓錐齒輪節(jié)圓錐角的測量裝置，包括與待測直齒圓錐齒輪的標(biāo)準(zhǔn)齒槽配對的檢驗(yàn)棒、測量平臺、置于測量平臺上的杠桿千分表、正弦規(guī)以及與正弦規(guī)配合測量角度的可調(diào)式等高塊，所述正弦規(guī)的上平面設(shè)置有用于夾持待測直齒圓錐齒輪的頂尖架，所述頂尖架的左、右頂尖的連線平行于正弦規(guī)的上平面，所述檢驗(yàn)棒的中間為接觸錐體，所述接觸錐體的兩端設(shè)置有直徑相同的第一、第二測量圓柱體，所述第一、第二測量圓柱體的軸線與所述接觸錐體的中心線延伸重合。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的直齒圓錐齒輪節(jié)圓錐角的測量裝置，其特征在于，所述檢驗(yàn) 4sip (hj0一’5" 二棒的接觸錐體的錐角《，大端直徑，長度9,，其中包含待測直 zzcosa;2 sm f齒圓錐齒輪的設(shè)計(jì)參數(shù)，0為分度圓錐角，a ,為齒輪分度圓壓力角，z為齒數(shù)，m為模數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的直齒圓錐齒輪節(jié)圓錐角的測量裝置，其特征在于，所述接觸錐體的大端設(shè)置有軸向定位軸肩。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的直齒圓錐齒輪節(jié)圓錐角的測量裝置，其特征在于，所述接觸錐體的小端與大端之間設(shè)有環(huán)狀凹槽。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的直齒圓錐齒輪節(jié)圓錐角的測量裝置，其特征在于，所述接觸錐體長度大于待測直齒圓錐齒輪的齒面的寬度。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的直齒圓錐齒輪節(jié)圓錐角的測量裝置，其特征在于，所述頂尖架上至少Iv頂尖為半頂尖。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的直齒圓錐齒輪節(jié)圓錐角的測量裝置，其特征在于，所述可調(diào)式等高塊可采用量塊組合替換。
8.一種直齒圓錐齒輪節(jié)圓錐角的測量方法，基于權(quán)利要求I所述的直齒圓錐齒輪節(jié)圓錐角的測量裝置，其特征在于，包括以下步驟首先，將杠桿千分表、正弦規(guī)置于測量平臺上；其次，將待測直齒圓錐齒固定在頂尖架上，通過工業(yè)橡皮泥將檢驗(yàn)棒固定在待測直齒圓錐齒的齒槽內(nèi)，利用可調(diào)式等高塊支起正弦規(guī)一邊構(gòu)成理論節(jié)圓錐角；然后，利用杠桿千分尺分別測量第一、第二測量圓柱體高度，若高度差為零，則說明被測直齒圓錐齒輪的節(jié)圓錐角與正弦規(guī)和可調(diào)式等高塊組成的測量平臺夾角相等，證明被測齒輪的節(jié)圓錐角與理論節(jié)圓錐角相等；若高度差不為零，則通過三角函數(shù)計(jì)算求得實(shí)際節(jié)圓錐角以及與理論節(jié)圓錐角的偏差。
全文摘要
本發(fā)明涉及直齒圓錐齒輪測量技術(shù)，公開了一種直齒圓錐齒輪節(jié)圓錐角的測量裝置及其測量方法。其裝置包括與待測直齒圓錐齒輪的標(biāo)準(zhǔn)齒槽配對的檢驗(yàn)棒、測量平臺、置于測量平臺上的杠桿千分表、正弦規(guī)以及與正弦規(guī)配合測量角度的可調(diào)式等高塊，所述正弦規(guī)的上平面設(shè)置有用于夾持待測直齒圓錐齒輪的頂尖架，所述頂尖架的左、右頂尖的連線平行于正弦規(guī)的上平面，所述檢驗(yàn)棒的中間為接觸錐體，所述接觸錐體的兩端設(shè)置有直徑相同的第一、第二測量圓柱體，所述第一、第二測量圓柱體的軸線與所述接觸錐體的中心線延伸重合。本發(fā)明的測量裝置體積小，制造成本低，使用方便；測量方法操作簡單，測量精度高、效率高，可以實(shí)現(xiàn)在生產(chǎn)現(xiàn)場的測量。
文檔編號G01B5/24GK102735147SQ20121022735
公開日2012年10月17日 申請日期2012年7月3日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月3日
發(fā)明者田俊成, 郭新玲 申請人:陜西工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院