一种齿面自基准大型直齿圆柱齿轮齿距偏差测量装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种齿面自基准大型直齿圆柱齿轮齿距偏差测量装置，核心部分为一个前定位元件、一个中定位元件、一个后定位元件、一个中心距测量表头和一个径向测量表头，其中，中心距测量表头用于测量前定位元件和后定位元件的中心距改变量，径向测量表头用于测量反映中定位元件移动的一种特定位移量；测量时将前定位元件、中定位元件和后定位元件分别卡入被测齿轮的相邻三个齿间，读出中心距测量表头和径向测量表头的读数。以此类推，围绕被测齿轮一周，根据得到的所有读数即可以算出被测齿轮的齿距偏差。本装置的实质是以被测齿轮基圆作为齿距偏差测量的分度基准，因此可以实现非常高的测量精度。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种大型直齿圆柱齿轮齿距偏差的测量器具，属于长度计量技术。
技术介绍
齿距偏差关系到齿轮工作的传动精度和平稳性，是重要的齿轮精度参数。中国专利申请CN201210421101.7公开了一种大型直齿圆柱齿轮齿距偏差测量装置，该装置采用一个测头测出两个切于相邻一齿或二齿齿间的柱体或球体的中心距改变量，同时采用另一个测头测出对应齿顶或齿根的径向移动，围绕整个齿轮一周如此操作，根据得到的所有测量数据就能够计算出被测齿轮的齿距偏差。这种方法的实质是将齿顶圆或齿根圆作为齿距偏差测量的分度基准，但由齿轮的加工方法可知，齿轮的齿顶圆或齿根圆与理论上应作为分度基准的齿轮基圆并不一定同心。如在滚齿和插齿加工工艺中，齿顶圆和齿面是分别加工的，不同机床上的两次安装几乎必然导致齿顶圆与基圆的不同心，即使在这两种情况下齿根圆和齿面同时加工因而与基圆同心，但如果进一步磨齿，则齿根圆与基圆又可能不再同心。齿顶圆或齿根圆与基圆的不同心必然导致齿距偏差测量的误差，这尤其在高精度测量中是不允许的。因此，最好的解决方法是直接以被测齿轮基圆作为齿距偏差测量的分度基准，但这是齿距偏差测量中长期难以很好解决的问题。
技术实现思路
专利技术目的：为了克服现有技术中存在的不足，本技术提供一种齿面自基准大型直齿圆柱齿轮齿距偏差测量装置，采用被测齿轮齿面自身也即基圆作为齿距偏差测量的分度基准，消除由于采用与基圆不同心的齿顶圆或齿根圆作为分度基准所带来的测量误>差，实现高精度齿距偏差测量。技术方案：为实现上述目的，本技术采用的技术方案为：一种齿面自基准大型直齿圆柱齿轮齿距偏差测量装置，包括前定位元件、中定位元件、后定位元件、中心距测量表头、径向测量表头、杠杆机构、后定位滑座、中定位滑座、中定位浮动连接机构和作为装配基准的本体；定义一个三维直角坐标轴系，包括x轴、y轴和z轴，则：所述前定位元件和后定位元件为直径相同的圆柱体或球体，且前定位元件和后定位元件不同时为球体，此外，圆柱体结构的前定位元件和/或后定位元件的轴线平行于z轴；所述杠杆机构包括杠杆，所述杠杆通过转动副安装在本体上，所述转动副的轴线平行于z轴；所述杠杆的杠杆一端与前定位元件固定；当后定位元件位置确定，前定位元件随着杠杆围绕转动副的轴线转动从而改变前定位元件和后定位元件的中心距离时，存在这样一个位置，即前定位元件的轴线或球心的瞬时运动方向与此时前定位元件和后定位元件的中心连线在x-y面的投影线方向相同，定义此时前定位元件和后定位元件的中心距离为零位中心距，且此时前定位元件和后定位元件的中心连线在x-y面的投影线平行于x轴；所述中心距测量表头为直线位移测量装置，中心距测量表头固定在本体上，中心距测量表头的中心距测量表头测头与杠杆的杠杆另一端接触；中心距测量表头的测量轴线方向平行于x轴；所述中心距测量表头用于测量前定位元件和后定位元件在零位中心距附近的中心距离改变量；所述中定位元件为与前定位元件和后定位元件直径相同的圆柱体或球体，且圆柱体结构的中定位元件轴线平行于z轴；沿x轴向，所述中定位元件位于前定位元件和后定位元件之间，相对于过转动副轴线且平行于x轴的直线，所述中定位元件与前定位元件和后定位元件位于同侧；所述径向测量表头为直线位移测量装置，径向测量表头固定在中定位滑座上，径向测量表头的测量轴线方向平行于y轴；所述后定位元件固定在后定位滑座上；所述中定位滑座和后定位滑座均安装在本体上，且可相对本体沿x轴方向进行直线移动和相对本体锁紧；所述中定位浮动连接机构包括连接杆，所述连接杆通过转动-移动副以可拆卸的方式安装在中定位滑座上，其中，转动-移动副使得连接杆一方面可以绕转动-移动副转动轴线作转动运动，另一方面可以随转动-移动副转动轴线沿y轴方向作平移运动，其中，转动-移动副转动轴线平行于z轴且与径向测量表头测量轴线相交；所述转动-移动副与径向测量表头的径向测量表头测头接触；所述径向测量表头用于测量转动-移动副转动轴线在y轴方向上的平移量；所述中定位元件固定在连接杆上，中定位元件的轴线或球心与转动-移动副转动轴线不重合；中定位元件随连接杆运动时，存在这样一个位置，即中定位元件的轴线或球心在x-y面上的投影点和径向测量表头的测量轴线在x-y面上的投影线相交，且中定位元件和径向测量表头分布在转动-移动副转动轴线的两侧，定义该位置为中定位元件的零偏移位置。优选的，当前定位元件和后定位元件均为圆柱体时，前定位元件和后定位元件的圆柱体长度不相同，其中一个很短。因为装置制造总不免造成前定位元件和后定位元件不平行，这样做可以减小由此造成的齿距偏差测量的误差。本技术的测量装置的测量方法属于间接测量，需要根据具体所采用的测量方法和基于测量方法所形成的测量装置与被测齿轮的几何关系，由测量装置的参数、被测齿轮的类型和参数、以及测量读数建立起相应的数学方程式解出被测齿轮的齿距偏差。有益效果：本技术提供的齿面自基准大型直齿圆柱齿轮齿距偏差测量装置，实质采用了被测齿轮齿面自身也即基圆作为齿距偏差测量的分度基准，消除了由于采用与基圆不同心的齿顶圆或齿根圆作为分度基准所带来的测量误差，是实现高精度齿距偏差测量的一项关键措施。附图说明图1是本技术实施例测量内齿轮时正视图；图2是图1A-A截面2倍旋转剖视图；图3是图1B-B截面2倍剖视图；图4是图1C-C截面2倍剖视图；图5是图1D-D截面2倍剖视图；图6是图1E-E截面2倍剖视图；图7是图1I处2倍局部视图；图8是本技术实施例所采用测量方法例示意图；图9是左侧齿面齿距示意图；图10是本技术实施例所采用测量方法例中代号αq、αk和rq的示意图；图11是本技术实施例所采用测量方法例测量偶数齿轮时补充测量方法示意图。附图标号说明：11-前定位元件；12-后定位元件；13-中心距测量表头；131-中心距测量表头安装轴；132-中心距测量表头测头；14-径向测量表头；141-径向测量表头安装轴；142-径向测量表头测头；15-本体；151-本体方孔；152-本体转动副孔；153-本体轴；1531-本体键槽；1532-本体轴长孔；16-杠杆机构；161-杠杆；1611-杠杆一端；1612-杠杆另一端；1613-杠杆转动副孔；162-杠杆转动副；1621-杠杆转动副轴；16211-杠杆转动副轴1621的中间部位轴；16212-杠杆转动副轴1621的两侧部位轴；本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种齿面自基准大型直齿圆柱齿轮齿距偏差测量装置，其特征在于：包括前定位元件（11）、中定位元件（20）、后定位元件（12）、中心距测量表头（13）、径向测量表头（14）、杠杆机构（16）、后定位滑座（17）、中定位滑座（18）、中定位浮动连接机构（21）和作为装配基准的本体（15）；定义一个三维直角坐标轴系，包括x轴、y轴和z轴，则：所述前定位元件（11）和后定位元件（12）为直径相同的圆柱体或球体，且前定位元件（11）和后定位元件（12）不同时为球体，此外，圆柱体结构的前定位元件（11）和/或后定位元件（12）的轴线平行于z轴；所述杠杆机构（16）包括杠杆（161），所述杠杆（161）通过转动副（162）安装在本体（15）上，所述转动副（162）的轴线平行于z轴；所述杠杆（161）的杠杆一端（1611）与前定位元件（11）固定；当后定位元件（12）位置确定，前定位元件（11）随着杠杆（161）围绕转动副（162）的轴线转动从而改变前定位元件（11）和后定位元件（12）的中心距离时，存在这样一个位置，即前定位元件（11）的轴线或球心的瞬时运动方向与此时前定位元件（11）和后定位元件（12）的中心连线在x?y面的投影线方向相同，定义此时前定位元件（11）和后定位元件（12）的中心距离为零位中心距，且此时前定位元件（11）和后定位元件（12）的中心连线在x?y面的投影线平行于x轴；所述中心距测量表头（13）为直线位移测量装置，中心距测量表头（13）固定在本体（15）上，中心距测量表头（13）的中心距测量表头测头（132）与杠杆（161）的杠杆另一端（1612）接触；中心距测量表头（13）的测量轴线方向平行于x轴；所述中心距测量表头（13）用于测量前定位元件（11）和后定位元件（12）在零位中心距附近的中心距离改变量；所述中定位元件（20）为与前定位元件（11）和后定位元件（12）直径相同的圆柱体或球体，且圆柱体结构的中定位元件（20）轴线平行于z轴；沿x轴向，所述中定位元件（20）位于前定位元件（11）和后定位元件（12）之间，相对于过转动副（162）轴线且平行于x轴的直线，所述中定位元件（20）与前定位元件（11）和后定位元件（12）位于同侧；所述径向测量表头（14）为直线位移测量装置，径向测量表头（14）固定在中定位滑座（18）上，径向测量表头（14）的测量轴线方向平行于y轴；所述后定位元件（12）固定在后定位滑座（17）上；所述中定位滑座（18）和后定位滑座（17）均安装在本体（15）上，且可相对本体（15）沿x轴方向进行直线移动和相对本体（15）锁紧；所述中定位浮动连接机构（21）包括连接杆（211），所述连接杆（211）通过转动? 移动副（212）以可拆卸的方式安装在中定位滑座（18）上，其中，转动?移动副（212）使得连接杆（211）一方面可以绕转动?移动副转动轴线（2120）作转动运动，另一方面可以随转动?移动副转动轴线（2120）沿y轴方向作平移运动，其中，转动?移动副转动轴线（2120）平行于z轴且与径向测量表头（14）测量轴线相交；所述转动?移动副（212）与径向测量表头（14）的径向测量表头测头（142）接触；所述径向测量表头（14）用于测量转动?移动副转动轴线（2120）在y轴方向上的平移量；所述中定位元件（20）固定在连接杆（211）上，中定位元件（20）的轴线或球心与转动?移动副转动轴线（2120）不重合；中定位元件（20）随连接杆（212）运动时，存在这样一个位置，即中定位元件（20）的轴线或球心在x?y面上的投影点和径向测量表头（14）的测量轴线在x?y面上的投影线相交，且中定位元件（20）和径向测量表头（14）分布在转动?移动副转动轴线（2120）的两侧，定义该位置为中定位元件（20）的零偏移位置。...

【技术特征摘要】
1.一种齿面自基准大型直齿圆柱齿轮齿距偏差测量装置，其特征在于：包括前定
位元件（11）、中定位元件（20）、后定位元件（12）、中心距测量表头（13）、径向测量
表头（14）、杠杆机构（16）、后定位滑座（17）、中定位滑座（18）、中定位浮动连接机
构（21）和作为装配基准的本体（15）；定义一个三维直角坐标轴系，包括x轴、y轴和
z轴，则：
所述前定位元件（11）和后定位元件（12）为直径相同的圆柱体或球体，且前定位
元件（11）和后定位元件（12）不同时为球体，此外，圆柱体结构的前定位元件（11）
和/或后定位元件（12）的轴线平行于z轴；
所述杠杆机构（16）包括杠杆（161），所述杠杆（161）通过转动副（162）安装在
本体（15）上，所述转动副（162）的轴线平行于z轴；所述杠杆（161）的杠杆一端（1611）
与前定位元件（11）固定；当后定位元件（12）位置确定，前定位元件（11）随着杠杆
（161）围绕转动副（162）的轴线转动从而改变前定位元件（11）和后定位元件（12）
的中心距离时，存在这样一个位置，即前定位元件（11）的轴线或球心的瞬时运动方向
与此时前定位元件（11）和后定位元件（12）的中心连线在x-y面的投影线方向相同，
定义此时前定位元件（11）和后定位元件（12）的中心距离为零位中心距，且此时前定
位元件（11）和后定位元件（12）的中心连线在x-y面的投影线平行于x轴；
所述中心距测量表头（13）为直线位移测量装置，中心距测量表头（13）固定在本
体（15）上，中心距测量表头（13）的中心距测量表头测头（132）与杠杆（161）的杠
杆另一端（1612）接触；中心距测量表头（13）的测量轴线方向平行于x轴；所述中心
距测量表头（13）用于测量前定位元件（11）和后定位元件（12）在零位中心距附近的
中心距离改变量；
所述中定位元件（20）为与前定位元件（11）和后定位元件（12）直径相同的圆柱
体或球体，且圆柱体结构的中定位元件（20）轴线平行于z轴；沿x轴向，所述中定位
...

【专利技术属性】
技术研发人员：李彬，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：实用新型
国别省市：