CN101315271B - 变速器第一轴锥孔测量仪 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种变速器第一轴锥孔测量仪，其特征在于：放置定位保持架的钢垫固定在底座顶端，底座一端一体连接有一端向上弯曲至底座上方的带有中心孔的支座，杠杆通过销钉与支座铰接，杠杆通过销钉与杠杆的一端铰接，杠杆的另一端通过螺钉固定在保持架的侧面；杠杆的一端连接有手柄球，另一端连接有平衡块；滑轴通过轴套与支座的中心孔滑动配合，滑轴的一端连接有测头架，测头架上安装有至少3个定位销和2个测头，滑轴的另一端连接有保持架，滑动轴穿过保持架一端的孔用带有螺纹的手柄压紧，滑动轴的底端连接有表架。本发明测量精度高，测量快速、结果准确可靠，可以用于生产现场的测量，及时控制生产过程中的产品质量。

Description

变速器第一轴锥孔测量仪

技术领域

本发明涉及一种测量仪，特别涉及一种用于生产现场的变速器第一轴锥孔测量仪。

背景技术

在三轴式重型机械变速器中，为提高变速器的承载能力，多采用圆柱滚子锥轴承结构，因此，变速器的第一轴内孔采用了锥孔结构，作为第二轴圆柱滚子锥轴承的外滚道面，直接与锥轴承的滚柱接触。变速器的第一轴为长轴型，内锥孔在一个端头，要求锥角误差小，若图纸要求为±30″，将此角度误差换算为线值误差，在锥孔全长上仅为±5.5μm。由于用于各种机械设备中的变速器第一轴品种繁多，根据其规格不同，总长度不一，定位轴颈的尺寸规格、轴向位置亦不一致，第一轴锥孔半角角度亦不一致。作为变速器第二轴圆柱滚子锥轴承的外滚道面，锥孔半角精度高，通常要求半角误差为θ±30″、圆度误差5μm、锥孔母线的直线度误差5μm、量规测量距离X-0.10。

目前，测量变速器第一轴内锥孔的方法有：用“锥度塞规涂色法”检验，这种方法测量的精度低、不能直接读数，无法适应满足测量精度的要求；采用一般可读数的量具同样有测量精度低，并且还有测量难度大的缺点；采用精度高、线值误差小的圆度仪，因其对使用环境要求高，测量周期长、耗时多、检测成本高，测量效率低，不适合生产现场使用。

发明内容

本发明的目的是提供一种变速器第一轴锥孔测量仪。它测量精度高，测量结果可靠，测量准确、快速，可以用于生产现场的测量，及时控制生产过程中的产品质量。

本发明的技术方案是：

放置定位保持架的钢垫固定在底座顶端，底座一端一体连接有一端向上弯曲至底座上方的带有中心孔的支座，杠杆通过销钉与支座铰接，杠杆通过销钉与杠杆的一端铰接，杠杆的另一端通过螺钉固定在保持架的侧面；杠杆的一端连接有手柄球，另一端连接有平衡块；滑轴通过轴套与支座的中心孔滑动配合，滑轴的一端连接有测头架，测头架上安装有至少3个定位销和2个测头，滑轴的另一端连接有保持架，滑动轴穿过保持架一端的孔用带有螺纹的手柄压紧，滑动轴的底端连接有表架。

本发明的进一步方案是：所述挡销设置在钢垫上。

采用本发明方法将测头座与滑轴连接，杠杆与滑轴连接，通过抬起或放下滑轴，使连接在测头座上的电感测头与被测锥孔壁接触，得到测头采集的数据，所述数据经计算机处理，同时，目测百分表指针读数是否在设置的公差带内，或读取具体数值，得知其轴向量规尺寸X值的实际极限误差值，即完成1个方位的测量。按照同样的方法测量其它方位的数值，得到锥孔锥角的实测值，即可判断锥角是否合格，因此本发明有检测方法简单，使用方便的优点。由于测头座连接的滑轴具有较高的精度，其直线度和与衬套配合间隙仅有2～3μm，上下移动自如。当被测工件锥孔角度不同时，只需按其校对样件对电感测头的轴向位置作调整(即伸出长度)即可，整个测量仪的机械部分可以通用所有的锥孔零件，不同直径的工件只需更换定位钢垫即可，所以调整方便。工件定位方式只用简单的平面支撑，有定位简单的优点。在测头架内同时安装有定位销和采集数据的电感测头，3个定位销位于测头架中的同横一截面的平面上，以使工件进入测头架后在定位销的作用下自动定心，2个测头测得不同的数值，可以构成角度值。检测时，以校对样件作为参照物，确立电感测头的位置、并以“校对样件的实测值”对电感测头校零位。对不同角度值的锥孔，只需要调整电感测头的位置，使电感测头的移动量处于测头的中间位置(这时电感测头的线性偏差最小)。因此，本测量仪较为灵活，可适应多种不同锥孔角度测量。本发明利用定位销自动定心方式的特点，测量仪工作时，滑轴上下移动，测量精度不会受到影响。

工件垂直的放置，仅以工件端平面支撑，定位结构简单。

本测量仪经申请人试验检测，效果良好(见表1-6)，解决了第一轴锥孔的在生产现场测量难题。本测量仪适应性广，尤其适用于多品种和不同锥角零件的在线检测。本测量仪调整简便，测量的安装误差小，检测过程在锥孔加工的机动时间内即可完成，不需另增加辅助时间，检测效率高，适用于工厂的现场检测使用。本检测仪测量精度较高，测量的示值误差控制在5″以内。

采用本发明测量仪检测变速器第一轴锥孔的试验记录：

1.本测量仪对校对样件(计量角度10°43’42″)的检测结果

表1连续固定测量校对样件的某一方(不转动)的测量结果

结论：实测角度10°43’44″，误差+2″，最大示值误差为2.9″

表2  连续固定测量校对样件180°对方(不转动)的测量结果

结论：实测角度10°43’44″，误差+2″，最大示值误差为2.9″

表3测量校对样件8方(第1方测量一次，其余7方在不转动情况下各反复测量二次，每次均记录)

结论：实测角度10°43’39.3″，误差-2.7″，最大示值误差为4.4″。

注：①样件锥孔的圆度为1.77μm。②样件锥孔的直线度为1.65μm。③每一方二次重复测量的最大测量误差为1.7″。

2.本测量仪对第一轴零件的检测记录

表4  1#零件锥孔测量的结果

数据采样点	测量点	计算角度	测量角度	检测结论
					0.0290	第1点	10.729422°	10°43′45.9″	合格
0.1330	第2点	10.733266°	10°43′59.8″	合格
					0.1730	第3点	10.734745°	10°44′5.1″	合格
0.1980	第4点	10.735669°	10°44′8.4″	合格
					0.1630	第5点	10.734375°	10°44′3.8″	合格
0.0370	第6点	10.729718°	10°43′47″	合格

结论：平均角度值10°44’5.6″，合格

表5  2#零件锥孔测量的结果

数据采样点	测量点	计算角度	测量角度	检测结论
					0.1390	第1点	10.733488°	10°44′0.6″	合格
0.0340	第2点	10.729607°	10°43′46.6″	合格
					0.1310	第3点	10.733192°	10°44′59.5″	合格
0.0840	第4点	10.731455°	10°44′53.2″	合格
					0.2550	第5点	10.737776°	10°44′16″	合格
0.1740	第6点	10.734782°	10°44′5.2″	合格

结论：平均角度值10°44’0.2″，合格。

表6  3#零件锥孔测量的结果

数据采样点	测量点	计算角度	测量角度	检测结论
					0.1530	第1点	10.734006°	10°44′2.4″	合格
0.0900	第2点	10.731677°	10°44′54″	合格
					0.1420	第3点	10.733599°	10°44′1″	合格
0.2110	第4点	10.736150°	10°44′10.1″	合格
					0.2450	第5点	10.737406°	10°44′14.7″	合格
0.2210	第6点	10.726519°	10°44′11.5″	合格

结论：平均角度值10°43’58.3″，合格

附图说明

图1为本发明测量仪的结构简图；

图2为图1中的A向视图；

图3为图1中的K向视图。

图中，1为底座，2为钢垫，3为定位钢球保持架，4为轴套，5为测头架，6为电感侧头，7为挡销，8为定位销，9、9′为销钉，10为滑轴，11、19为螺钉，12为滑动轴，13为保持架，14为螺钉，15、16为杠杆臂，17为平衡块，18为手柄球，20为手柄，21为百分表，22为表架，23为支座。

具体实施方式

参见图1、图2和图3。将定位钢球保持架3放置在钢垫2上，钢垫放在底座的孔中，用螺钉固定在底座1顶端。钢垫2上设置有挡销7，挡销7用于被测零件外圆的粗定位。底座、钢垫上均设置有便于将工件垂直放入的开口槽，保证被测工件垂直的放置。底座1的一端一体连接有一端向上弯曲至底座上方的支座23，支座23设置有中心孔。滑轴10通过轴套4与支座23的中心孔滑动配合，滑轴10的一端连接有测头架5，螺钉19将滑轴的另一端与保持架13连为一体。测头架5上安装有至少定位销8和2个测头6，测头为电感测头，3个或4个定位销位于测头架中的同横一截面的平面上，以使工件进入测头架后在定位销的作用下自动定心，2个或3个测头测得不同的数值，可以构成角度值。本实施例的测头架中安装有3个定位销和2个测头，每个测头由螺钉及弹簧套固定在测头架5上，调节螺钉可以调节测头的伸出长度。测头6的电信号引线(图中未示出)从滑轴10中间孔穿过引至电控箱，测头采集的数据传输至电控箱接收并处理，由电控箱的LCD(或指针)显示测量结果。杠杆16通过销钉9与支座23铰接，杠杆16通过销钉9′与杠杆15的一端铰接，杠杆15的另一端通过螺钉14固定在保持架13的侧面；杠杆16的一端连接有手柄球18，另一端连接有平衡块17。平衡块17在杠杆臂16上可移动调节位置。滑动轴12穿过保持架一端的孔用带有螺纹的手柄20压紧，滑动轴12的底端连接有表架22，用于放置百分表21。螺钉11穿过轴套侧面的孔，滑轴调整后(或空置时)压紧滑轴，使滑轴不会下滑。上述部件构成整个测量仪，整个测量仪用4个螺钉将底座1连接在带有支架的平板(可调节水平)上，组成为一台完整的仪器。

用本测量仪检测变速器第一轴锥孔时，有以下步骤：

1.先将被测零件通过开口槽放在定位钢球保持架和钢垫上，挡销对其初定中心，即当被测工件(轴承)放在定位钢球保持架上时，初步确立其中心在测头架中心位置附近，以便于测头架能自如地对被测零件自动定心。

调节平衡块的最佳位置是：用手移动杠杆臂组件带动滑轴10组件向下移动时，当手柄球18略低于水平位时松手，让其自由而缓慢落下，保证定位销8与内锥孔壁的接触力感觉较小而基本一致，如此反复，通过数次反复调整，获得较为一致的测力。

手动使滑轴和测头架下移至手柄球略低于水平位置时，放开，滑轴和测头架自由下落，使3个定位销同时接触锥孔壁，被测零件有微小的水平移动而自动定心。

2.再次抬起手柄球，滑轴和测头架亦同时上移，至略低于水平位置时，放开，滑轴和测头架自由下落，3个定位销接触锥孔壁，被测零件再次自动定心，以消除第1次定心时被测零件有微小水平移动的影响。

3.停顿3～5秒，使得测头采集的数据得以稳定，按电控箱的START按钮，数据即传输至电控箱的LCD，并传送至计算机。同时，目测百分表指针读数是否在设置的公差带内，或读取具体数值，可得知其轴向量规尺寸X值的实际极限误差值，即完成第1方位的测量。

4.将被测零件转动约90°，再重复第上述1、2、3步骤，执行完第2方位的测量。

5.如此反复，使每个被测零件至少在不同的4个方位测量(或6～8个方位)，即完成整个零件的测量。

6.测量的记录经计算机(含Millimar C 1245测量处理器，购自德国Carl Mahr公司)处理后，显示得出锥角合格与否和锥角的实测值，输出测量结果。上述测量总需1.5分/件，因此测量快速、精确。

采用本测量仪从多个方位的测量中还可间接获得锥孔的圆度误差值。

采用本发明所述测量仪在测量锥孔半角误差的同时，还能测量锥孔的轴向量规尺寸值X_-0.1 ⁰，即锥孔大端直径。

本测量仪可用于大锥角或小锥角、精度要求高的锥孔的测量。当被测零件锥角不同、结构不同时，只需对仪器的少数零件作更换或调整。

对不同锥角和不同直径的锥孔，测量前需配置与被测零件锥孔一致的校对样件(亦可称为标准环规)。校对样件应具有较高的精度并刻上实测数值，以便于校对时修正为理论值。

当锥孔直径相差较大，需从新制作与之适应的测头架。如直径相差不大，可用同一个测头架。

当锥角不同或直径不同时：只需调整测头架中的2个测头(电感测头)的伸出长度，使其与孔壁接触(注：注意测头的压缩量，最好是使测头位于其伸缩行程的中间值，这可从电控箱的LCD上读出数值，此时测头的线性误差为最小)即可。

当被测零件外形结构与外形尺寸不同时，则需更换适用该零件的钢垫和定位钢球保持架。

虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域的技术人员，在不脱离本发明之精神和范围内，当可作些许之更动与改进，因此本发明之保护范围当视权利要求所界定者为准。

Claims (6)

1.一种变速器第一轴锥孔测量仪，其特征在于：放置有定位钢球保持架(3)的钢垫(2)固定在底座(1)顶端，底座一端一体连接有一端向上弯曲至底座上方的带有中心孔的支座(23)，第二杠杆(16)通过第一销钉(9)与支座铰接，第二杠杆(16)通过第二销钉(9′)与第一杠杆(15)的一端铰接，第一杠杆(15)的另一端通过螺钉(14)固定在保持架(13)的侧面；第二杠杆(16)的一端连接有手柄球(18)，另一端连接有平衡块(17)；滑轴(10)通过轴套(4)与支座的中心孔滑动配合，滑轴的一端连接有测头架(5)，测头架上安装有至少3个定位销(8)和至少2个测头(6)，滑轴的另一端连接有保持架(13)，滑动轴(12)穿过保持架一端的孔用带有螺纹的手柄(20)压紧，滑动轴的底端连接有表架(22)。

2.根据权利要求1所述的变速器第一轴锥孔测量仪，其特征在于：所述测头通过螺钉和弹簧套固定在测头架上。

3.根据权利要求1所述的变速器第一轴锥孔测量仪，其特征在于：所述钢垫上设置有挡销(7)。

4.根据权利要求1所述的变速器第一轴锥孔测量仪，其特征在于：所述测头为电感测头。

5.根据权利要求1所述的变速器第一轴锥孔测量仪，其特征在于：在所述底座、钢垫上均设置有便于将工件垂直放入的开口槽。

6.根据权利要求1所述的变速器第一轴锥孔测量仪，其特征在于：所述至少3个定位销在测头架中的同一横截面的平面上。

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