圆弧型非渐开线齿廓样板制造技术

本实用新型专利技术为圆弧型非渐开线齿廓样板，解决大齿轮测量仪器无合格的实物基准的问题。基准块（４）与基体（５）连接，基准块圆弧加工中心轴（２）与基体（５）连接，测量中心轴（１）与基体（５）连接，基准块圆弧加工中心轴（２）与测量中心轴平行，两者的轴间距为样板基圆半径Ｒ０，基准块有对称的以基准块圆弧加工中心轴（２）为轴心的圆弧面，渐开线齿廓分度圆交于圆弧中点，圆弧面的半径为渐开线齿廓分圆处的曲率半径，即（Ｒ１２－Ｒ０２）１／２，Ｒ１为渐开线齿廓分度圆半径，测量中心轴和基准块圆弧加工中心轴的一端面或两端面有高精度顶尖孔。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术与齿轮测量仪的精度检测用实物基准有关。技术背景在用已有齿轮渐开线样板标定、鉴定、检验齿轮测量仪器的精度时，齿轮渐开线样 板的尺寸大小应该尽量和仪器的测量范围，尤其是和用户被检测齿轮产品尺寸相接近，因 为经这种样板鉴定过的齿轮测量仪器对这些齿轮产品检测的结果能更为准确。这已达成行 业的共识。目前我国发布的国家标准‘GB/T6467-2001齿轮渐开线样板’中确定的渐开线样板 基圆半径rb尺寸范围25-400mm，实际上我国生产厂目前能够作为正常产品出厂的渐开线样 板，其最大基圆半径rb为300mm。显而易见，这不能覆盖并满足大型齿轮精度检测的需要， 也和目前我国所拥有的2米和3米齿轮检测仪器的测量范围相去甚远进口大型齿轮测量 仪器的检测验收、标定工作，存在同样困难——缺乏大尺寸渐开线样板以用于大齿轮齿廓 测量的基准传递，测量范围达到3米的齿轮测量仪，却只能借助基圆半径rb200mm以下的渐 开线样板来进行仪器精度验收的无奈情况屡见不鲜。开发大尺寸渐开线样板的必要性与紧 迫性不言而喻。但是基圆半径rb1000mm以上、精度在1 μ m以内的高精度大尺寸渐开线样板 的制造、检测乃至标定，是件极其困难的事情，国内外至今还都没有成功研制的相关报道
技术实现思路
本技术的目的是提供一种结构简单，制造容易，使用方便，检测精度高，可检 验大齿轮测量仪器，可以溯源的非渐开线齿廓样板。本技术是这样实现的本技术圆弧型非渐开线齿廓样板，基准块4与基体5连接，基准块圆弧加工中 心轴2与基体5连接，测量中心轴1与基体5连接，基准块圆弧加工中心轴2与测量中心轴 平行，两者的轴间距为样板基圆半径Rtl,基准块有对称的以基准块圆弧加工中心轴2为轴心 的圆弧面，渐开线齿廓分度圆交于圆弧中点，圆弧面的半径为渐开线廓齿分圆处的曲率半 径，即(Ri2-Rtl2)"2,队为渐开线齿廓分度圆半径，测量中心轴和基准块圆弧加工中心轴的一 端面或两端面有高精度顶尖孔。基体5为以基准块中心线对称的两块，两基体各与1个同轴的测量中心轴1连接， 各与一个或两个同轴的基准块圆弧加工中心轴2连接，基准块4与基准块圆弧加工中心轴 同轴或者基准块位于两基准圆弧加工中心轴之间。基体5为1块，基准块与基准块圆弧加工中心轴同轴连接。基准块为圆弧盘或圆弧渐开线。本技术基于国际标准认可的理念，即采用非渐开线样板来替代传统渐开线样 板。针对渐开线大齿轮的情况大齿轮基圆半径大，齿轮齿廓的渐开线形状与和齿廓分度 圆处曲率半径的圆弧曲线之间的理论误差相差不大，而该圆弧的高精度加工制造和测量标定、乃至基准溯源都比较容易，因此本技术采用具有相应齿廓分度圆处曲率半径的圆 弧基准样板来替代大齿轮渐开线样板。本技术提出二种结构形式的圆弧型非渐开线实物基准——曲轴型(圆盘式和 轮齿式)圆弧非渐开线样板和平行轴型(二轴或多轴式)圆弧非渐开线样板，以满足齿轮 测量仪检测大尺寸渐开线时的精度鉴定和基准传递的需求，同时具有加工制造的可行性。本技术有如下优点1.基准块的基准圆弧制造简便，制造精度高，特别适于大尺寸渐开线齿廓样板的 制造；2.基准块的基准圆弧具有良好的精度可溯源性；3.基准块的基准圆弧曲线在大尺寸齿轮测量的情况下，和实际被测渐开线齿廓形 状的理论偏差小，有利于提高测量精度；4.可以同时用于检测左右齿廓精度；5.需要专用测量软件，补偿直线和被测渐开线的理论误差；6，考虑到基准块及其加工轴、基体等偏离测量中心轴带来的不平衡，本技术 中还有相应的可调节平衡力的辅助支撑。本技术和国际标准中的非渐开线样板的比较与优点1.本技术的非渐开线基准面是圆弧面，其半径为齿廓渐开线分圆处的曲率半 径、其圆心轴线与样板测量中心轴的距离为渐开线基圆半径，与标准中的平面、圆柱销及球 样板基准的形状、参数等都不同。2.因为本技术的基准测量轨迹是具有一定半径和一定中心距的圆弧面，与国 际齿轮标准中的平面型、圆柱销型及球型等非渐开线样板的测量轨迹相比，与大尺寸渐开 线齿廓形状更为接近，从而减少了检测探头的测量行程，也减少了理论误差补偿范围，有利 于测量精度的提高；而标准中的各种非渐开线样板更适合小尺寸渐开线齿轮齿廓的测量， 对于大尺寸渐开线的测量，甚至完全可能因为量程太大，超出测量探头传感器的工作范围 而无法进行。3.基准测量轨迹和渐开线之间的理论误差计算公式和相应计算补偿软件是不同 的。4.对于测量探头的位置定位精度，采用非渐开线样板时都比用渐开线样板检测情 况下要求高，更为敏感；但是在大尺寸渐开线测量时，由于本技术的测量轨迹和渐开线 非常接近，对探头位置定位精度要求，相对其他现有非渐开线样板而言，不需太高的要求。5.测量步骤和现有非渐开线样板的一样。1)用测头定位基准件，精确定位测头空 间位置，幻将测头精确调整到理论补偿计算起始点，幻将测量误差置零，同时将软件补偿 函数置于补偿计算参考点，4)移动测头至渐开线齿廓测量起始位置，幻启动仪器测量至终 点位置，6)仪器测量探头传感器得到的测量信息及计算机同步理论补偿信息实时传至计算 机，进行数据处理后得到仪器测量渐开线齿廓的仪器综合精度，从而完成采用本技术 非渐开线样板对齿轮测量仪器的渐开线测量精度的检测或标定。附图说明图1为本技术的结构图之一。图2为图1的左视图。图3为本技术的结构图之二。图4为图3的左视图。图5为图3的俯视图。图6为本技术的结构图之三。图7为图6的左视图。图8为本技术的结构图之四。图9为图8的左视图。具体实施方式实施例1 曲轴型圆弧非渐开线样板(图1、3)主要由测量中心轴1、基准块圆弧加工中心轴 2及3、基准块(圆弧盘或圆弧轮齿)4、基体5组成(可加上安装轴的紧固件)。轴1和轴2 或及轴3 二端有高精度顶尖孔，采用淬硬钢件经冰冷稳定性处理，可以中空；轴1和轴2或 及轴3与基体5的内孔过盈配合，连接稳定可靠，并且相互平行。基准块4 (圆弧盘或圆弧轮 齿，淬硬钢件经冰冷稳定性处理)与基体5固定连接(比如螺纹连接、过盈配合、粘接、焊 接、或为一个整体)。基准圆弧面的轴线(轴2或及轴3)与测量中心轴线(轴1)平行，轴间 距为样板基圆半径R0，基准圆弧面的半径为渐开线齿廓分圆处的曲率半径，即(!^-礼2)"2。 Rl为渐开线齿廓分度圆半径。曲轴型圆弧非渐开线样板也可以用一整块钢件经过淬硬冰冷处理后再精加工制 成。实施例2 平行轴型圆弧非渐开线样板(图6、8)主要由测量中心轴1、基准块圆弧加工中心 轴2及3、基准块(圆弧盘)4、基体5、紧固件6组成。轴1和轴2或及轴3 二端有高精度 顶尖孔，采用淬硬钢件经冰冷稳定性处理，可以中空；轴1和轴2或及轴3与基体5的内孔 过盈配合，连接稳定可靠，并且相互平行。基准块4可以和基准块轴2或及轴3 —体，也可 装配固定连接在一起；基准块4为淬硬钢件经冰冷稳定性处理，与基体5固定连接(比如 螺纹连接、过盈配合、粘接、焊接等)。基准圆弧面的轴线(轴2或及轴幻与测量中心轴线 (轴1)平行，轴间距为样板基圆半径R0，基准圆弧面的半径为渐开线齿廓分圆处的曲率半 径，即(Ri2-Rtl2)1/2。权利要求1.圆弧型非渐开线齿廓样板，其特征在于基准块(本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．圆弧型非渐开线齿廓样板，其特征在于基准块（４）与基体（５）连接，基准块圆弧加工中心轴（２）与基体（５）连接，测量中心轴（１）与基体（５）连接，基准块圆弧加工中心轴（２）与测量中心轴平行，两者的轴间距为样板基圆半径Ｒ０，基准块有对称的以基准块圆弧加工中心轴（２）为轴心的圆弧面，渐开线齿廓分度圆交于圆弧中点，圆弧面的半径为渐开线廓齿分圆处的曲率半径，即（Ｒ１２－Ｒ０２）１／２，Ｒ１为渐开线齿廓分度圆半径，测量中心轴和基准块圆弧加工中心轴的一端面或两端面有高精度顶尖孔。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：谢华锟，巫兴胜，郭曦，
申请(专利权)人：成都工具研究所有限公司，
类型：实用新型
国别省市：90[中国|成都]