CN105180752B - 一种螺旋锥齿轮齿面三坐标测量的辅助量具 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种螺旋锥齿轮齿面三坐标测量的辅助量具，包括一磁力吸盘、一铰接机构以及一测量臂；所述磁力吸盘将辅助量具固定在工作台上，所述铰接机构一端与磁力吸盘固定，另一端与测量臂通过第一铰链连接，所述测量臂上开设有一槽体，所述槽体内可滑动地设置有一滑块，所述滑块的一端装有一杠杆表，滑块的另一端设置有一刻度尺指针，且杠杆表的位置与刻度尺指针在同一水平面上；滑块能带动杠杆表沿测量臂滑动，杠杆表能相对滑块上下移动；所述测量臂的侧壁安装有一刻度尺，所述刻度尺指针位于刻度尺上空；所述滑块上设置有一锁紧螺栓。本发明利用该量具在齿面上绘制测量点，可以保证测量点沿齿长和齿高均匀分布。
Description
技术领域
本发明涉及齿轮加工技术领域，尤其涉及面向格里森齿制的大型螺旋锥齿轮的齿面三坐标测量。
背景技术
大型螺旋锥齿轮副由于具有重合度大、传动平稳、承载能力高等优点，广泛应用于各种设备的相交和相错轴传动，是冶金机械、矿山机械、能源开采机械、发电机组、盾构掘进机械等核心传动系统。目前常用的有格里森齿制和奥利康齿制两种，其中格里森齿制应用更为广泛。为保证齿轮工作时的正常啮合，需要科学合理地设计齿面形状，在齿轮加工制造时，也应保证加工齿面与设计齿面一致。由于螺旋锥齿轮的齿面是自由曲面(如图1)，加工制造难度较大，精度不易控制，因此对加工齿面进行准确测量是保证加工精度的关键。图1中，1’表示齿高，2’表示齿长。
随着测量技术和工具的发展，利用三坐标技术测量螺旋锥齿轮是较准确的，尤其是随着便携式三坐标测量仪器的出现，使自由齿面测量更加便捷、准确。该方法的原理是在齿面上采集多个点坐标数据，再根据最小二乘法原理拟合出曲线，该曲线即为被测齿面上的某条线，通过与设计齿面比对，可以算出加工齿面与设计齿面的偏差。
三坐标技术测量齿面点时，为保证后期曲线拟合的准确性，要求被测点沿齿面的齿高和齿长方向均匀分布。因此，需要在齿面上划分网格线(如图1)，但手工绘制网格线难以保证网格线沿齿高和齿长均匀分布。
发明内容
本发明要解决的技术问题，在于提供一种螺旋锥齿轮齿面三坐标测量的辅助量具，利用该量具在齿面上绘制测量点，可以保证测量点沿齿长和齿高均匀分布。
本发明是这样实现的：一种螺旋锥齿轮齿面三坐标测量的辅助量具，包括一磁力吸盘、一铰接机构以及一测量臂；所述磁力吸盘将辅助量具固定在工作台上，所述铰接机构一端与磁力吸盘固定，另一端与测量臂通过第一铰链连接，所述测量臂上开设有一槽体，所述槽体内可滑动地设置有一滑块，所述滑块的一端装有一杠杆表，滑块的另一端设置有一刻度尺指针，且杠杆表的位置与刻度尺指针在同一水平面上；滑块能带动杠杆表沿测量臂滑动，杠杆表能相对滑块上下移动；所述测量臂的侧壁安装有一刻度尺，所述刻度尺指针位于刻度尺上空；所述滑块上设置有一锁紧螺栓。
进一步地，所述铰接机构包括：一立柱和一横梁，所述立柱的一端设置有螺纹，该立柱的一端螺旋设置于磁力吸盘上，立柱的另一端与通过第二铰链与横梁连接，横梁与立柱之间能通过第二铰链进行调整角度，所述横梁与立柱之间连接有一第一气动杆，该第一气动杆能将横梁和立柱固定在任意一夹角；所述横梁与测量臂通过所述第一铰链连接，横梁与测量臂之间能通过第一铰链进行调整角度，所述横梁与测量臂之间连接有一第二气动杆，该第二气动杆能将横梁和测量臂固定在任意一夹角。
进一步地，所述槽体为T形槽体。
进一步地，所述滑块上还设置一螺栓，该螺栓用于将滑块与杠杆表进行固定。
进一步地，所述杠杆表采用锥形触头。
本发明具有如下优点：本发明设计的辅助量具，可以在螺旋锥齿轮的齿面上绘出一系列沿齿长和齿高的网格点，即为三坐标的测量点。确保点坐标数据沿齿长和齿高均匀分布，提高曲线拟合的精度。
附图说明
图1是螺旋锥齿轮的齿面示意图。
图2是本发明的结构示意图。
图3是本发明的滑块与杠杆表局部放大图。
具体实施方式
请参阅图1至图3所示，本发明的主要原理是节锥圆与齿面相交形成的螺旋线在齿轮转动过程中，会经过节锥母线，因此，只要在节锥母线上放置一个测量点，通过旋转齿轮，即可捕捉到相应的螺旋线上的点。沿节锥母线按一定距离移动测量点，即可捕捉到相应螺旋线上一系列的点。根据此原理，本发明设计了专用的定位测量点的辅助量具。
本发明的一种螺旋锥齿轮齿面三坐标测量的辅助量具，包括一磁力吸盘1、一铰接机构2以及一测量臂3；所述磁力吸盘1将辅助量具固定在工作台上，所述铰接机构2一端与磁力吸盘1固定，另一端与测量臂3通过第一铰链4连接，所述测量臂3上开设有一槽体31，所述槽体31内可滑动地设置有一滑块5，所述滑块5的一端装有一杠杆表6，滑块5的另一端设置有一刻度尺指针7，且杠杆表6的位置与刻度尺指针7在同一水平面上；滑块5能带动杠杆表6沿测量臂3滑动，杠杆表6能相对滑块5上下移动；以调整测量点的高度，杠杆表6采用锥形触头。所述测量臂3的侧壁安装有一刻度尺32，所述刻度尺指针7位于刻度尺32上空；所述滑块5上设置有一锁紧螺栓52。
其中，所述铰接机构2包括：一立柱21和一横梁22，所述立柱21的一端设置有螺纹，该立柱21的一端螺旋设置于磁力吸盘1上，立柱21的另一端与通过第二铰链8与横梁22连接，横梁22与立柱21之间能通过第二铰链8进行调整角度，所述横梁22与立柱21之间连接有一第一气动杆9，该第一气动杆9能将横梁22和立柱21固定在任意一夹角；所述横梁22与测量臂3通过所述第一铰链4连接，横梁22与测量臂3之间能通过第一铰链4进行调整角度，所述横梁22与测量臂3之间连接有一第二气动杆10，该第二气动杆10能将横梁22和测量臂3固定在任意一夹角。
另外，在本发明中，所述槽体31为T形槽体。所述滑块5上还设置一螺栓51，该螺栓51用于将滑块5与杠杆表6进行固定。
本发明的具体工作原理为：
被测齿轮11固定在齿轮检查机上，辅助量具通过磁力吸盘1固定在齿轮背后的检查机平面工作台上，调整立柱21与横梁22的角度，横梁22与齿轮11轴线夹角等于齿轮的背锥角101，并通过第一气动杆9将立柱21与横梁22的夹角固定。调整横梁22与测量臂3的角度等于90度，通过第二气动杆10固定。调整磁力吸盘1的位置，以保证测量臂3与节维母线、齿轮轴线处在同一平面上，最后固定磁力吸盘1。图2中102是齿轮的大端，103是齿轮的小端，104是节锥母线，105是齿轮轴线，106是节锥角。
将杠杆表6移至齿轮11的大端，通过螺栓51将滑块5固定。调整杠杆表6的高度，使杠杆表6触头与大端齿顶面接触，此时杠杆表6的指针对着表盘“0”位置，继续下调杠杆表6的高度，直至杠杆表6的表盘读数的高度值等于大端齿顶面与节锥圆母线的距离，通过锁紧螺栓52，将杠杆表6固定在滑块5上。转动齿轮11，使杠杆表6的触头离开齿顶面，与轮齿的凸齿面接触，表盘指针指向“0”，此时杠杆表6的触头指向的点即为螺旋线上的一个测量点。
移动滑块5，带动杠杆表6沿测量臂的小端方向移动，在刻度尺32上定位移动距离，通过螺栓51将滑块5和杠杆表6固定。转动齿轮11，直至杠杆表6的触头与齿面再次接触，杠杆表6表盘指针指向“0”，该接触点即为螺旋线上的另一个测量点。以此类推，依次移动滑块5和杠杆表6，即可测出螺旋线上的一系列点。此外，通过调整杠杆表6的高度，可测量其它齿高方向上的螺旋线的点。
总之，本发明设计的辅助量具，可以在螺旋锥齿轮的齿面上绘出一系列沿齿长和齿高的网格点，即为三坐标的测量点。确保点坐标数据沿齿长和齿高均匀分布，提高曲线拟合的精度。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。
Claims (5)
1.一种螺旋锥齿轮齿面三坐标测量的辅助量具，其特征在于：包括一磁力吸盘、一铰接机构以及一测量臂；所述磁力吸盘将辅助量具固定在工作台上，所述铰接机构一端与磁力吸盘固定，另一端与测量臂通过第一铰链连接，所述测量臂上开设有一槽体，所述槽体内可滑动地设置有一滑块，所述滑块的一端装有一杠杆表，滑块的另一端设置有一刻度尺指针，且杠杆表的位置与刻度尺指针在同一水平面上；滑块能带动杠杆表沿测量臂滑动，杠杆表能相对滑块上下移动；所述测量臂的侧壁安装有一刻度尺，所述刻度尺指针位于刻度尺上空；所述滑块上设置有一锁紧螺栓；所述辅助量具能在螺旋锥齿轮的齿面上绘出一系列沿齿长和齿高的网格点，该网格点即为三坐标的测量点；所述绘出一系列沿齿长和齿高的网格点具体为：将杠杆表移至齿轮的大端，通过螺栓将滑块固定，调整杠杆表的高度，使杠杆表触头与齿轮大端的齿顶面接触，此时杠杆表的指针对着表盘“0”位置，继续下调杠杆表的高度，直至杠杆表的表盘读数的高度值等于大端的齿顶面与节锥圆母线的距离，通过锁紧螺栓将杠杆表固定在滑块上，转动齿轮使杠杆表的触头离开所述齿顶面，与齿轮的凸齿面接触，表盘指针指向“0”，此时杠杆表的触头指向的点即为螺旋线上的一个测量点；移动滑块，带动杠杆表沿齿轮的小端方向移动，在刻度尺上定位移动距离，通过螺栓将滑块和杠杆表固定；转动齿轮直至杠杆表的触头与所述齿顶面再次接触，杠杆表表盘指针指向“0”，此时触头指向的点即为螺旋线上的另一个测量点；以此类推，依次移动滑块和杠杆表，即能测出螺旋线上的一系列点。
2.根据权利要求1所述的一种螺旋锥齿轮齿面三坐标测量的辅助量具，其特征在于：所述铰接机构包括：一立柱和一横梁，所述立柱的一端设置有螺纹，该立柱的一端螺旋设置于磁力吸盘上，立柱的另一端与通过第二铰链与横梁连接，横梁与立柱之间能通过第二铰链进行调整角度，所述横梁与立柱之间连接有一第一气动杆，该第一气动杆能将横梁和立柱固定在任意一夹角；所述横梁与测量臂通过所述第一铰链连接，横梁与测量臂之间能通过第一铰链进行调整角度，所述横梁与测量臂之间连接有一第二气动杆，该第二气动杆能将横梁和测量臂固定在任意一夹角。
3.根据权利要求1所述的一种螺旋锥齿轮齿面三坐标测量的辅助量具，其特征在于：所述槽体为T形槽体。
4.根据权利要求1所述的一种螺旋锥齿轮齿面三坐标测量的辅助量具，其特征在于：所述滑块上还设置一螺栓，该螺栓用于将滑块和杠杆表之间进行固定。
5.根据权利要求1所述的一种螺旋锥齿轮齿面三坐标测量的辅助量具，其特征在于：所述杠杆表采用锥形触头。
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