CN102322838A - 啮合线大规格齿轮测量中心 - Google Patents

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周广才
马超伦
孙岩
史海娟
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Abstract

本发明克服采用基圆展成法测量大型齿轮齿廓偏差时齿轮测量中心切向行程过大的不足之处，从而提供一种啮合线大规格齿轮测量中心，具有布局优化、测量精度高的优点。它包括用于固定待测齿轮的C轴，所述C轴为旋转轴，还包括对待测齿轮齿廓进行采集数据的传感测头，所述传感测头由控制系统控制沿待测齿轮的啮合线方向运动。本发明显著缩短了测量仪器切向导轨尺寸，有效减小了齿轮测量中心的阿贝误差，不存在测头对正误差，且齿廓偏差测量时切向行程减小，仪器切向及径向均布局在垂直坐标轴上，最大限度地减小了阿贝误差的影响，有效实现了仪器结构的最优化布局，提高了测量精度，量仪结构简单，安装定位及操作方便。

Description

啮合线大规格齿轮测量中心
技术领域：
本发明应用于大型齿轮测量技术领域，特别涉及一种啮合线大规格齿轮测量仪。 
背景技术：
齿轮齿廓测量通常采用基圆展成法。基圆展成法系根据渐开线形成原理，渐开线上某一点的曲率半径等于基圆上形成渐开线的起点到曲率半径与基圆切点间的弧长。基于该方法的齿廓测量仪器在进行齿廓测量时，采用两轴联动，测头沿着被测齿轮的切线朝着离开X轴中心的方向上运动，在进行左右齿面齿廓测量时，测量仪器的X轴很长，这就增加了测量仪器的尺寸。 
发明内容：
本发明的目的就是要克服采用基圆展成法测量大型齿轮齿廓偏差时齿轮测量中心切向行程过大的不足之处，从而提供一种啮合线大规格齿轮测量中心，具有布局优化、测量精度高的优点。 
所述目的是通过如下方案实现的： 
一种啮合线大规格齿轮测量中心，包括用于固定待测齿轮的C轴，所述C轴为旋转轴，还包括对待测齿轮齿廓进行采集数据的传感测头，所述传感测头由控制系统控制沿待测齿轮的啮合线方向运动。 
还包括置于C轴一测的X轴和Y轴，X轴上安装X轴滑块，Y轴上安装Y轴滑块，工作时X轴与Y轴滑块的相对位置固定并且所述X轴置于Y轴滑块的正上方；所述X轴滑块实现沿待测齿轮的切向运动，所述Y轴滑块实现沿待测齿轮的径向运动；所述传感器测头固定安装在X轴滑块上并通过X轴滑块与Y轴滑块配合运动实现其沿待测齿轮的啮合线方向运动。 
还包括Z轴，所述X轴固定在Z轴滑块上并可随Z轴滑块沿Z轴上下运动；所述Z轴置于Y轴滑块上并可随Y轴滑块实现沿待测齿轮的径向运动。 
前面所述的X轴、Y轴、Z轴，在结构上即为导轨，X轴即为X方向(沿待测齿轮的切向)设置的导轨，Y轴即为Y向(沿待测齿轮的径向)设置的导轨，Z轴即为Z向(竖直方向)设置的导轨。有所述滑块设置在相应导轨上并可沿导轨滑动。 
本发明显著缩短了测量仪器切向导轨尺寸，有效减小了齿轮测量中心的阿贝误差，不存在测头对正误差，且齿廓偏差测量时切向行程减小，仪器切向及径向均布局在垂直坐标轴上，最大限度地减小了阿贝误差的影响，有效实现了仪器结构的最优化布局，提高了测量精度，量仪结构简单，安装定位及操作方便。 
附图说明：
图1是现有技术使用基圆展成齿廓测量方法的测量仪与本发明所述测量仪进行齿廓测量时显示切向展开长度的对比示意图。 
图2是本发明测量仪的结构示意图。 
图3是本发明测量仪的左视图。 
图4是本发明测量仪的俯视图。 
其中，1-C轴；2-Y轴滑块；3-Z轴滑块；4-X轴滑块；5-Y轴；6-Z轴；7-X轴；8-传感测头。 
具体实施方式：
下面结合附图详细阐述本发明优选的实施方式。 
现以齿轮左齿面齿廓偏差测量时的工作过程为例说明本发明的工作过程：首先确定测量时Z轴的位置，保证其整个测量过程中不动；然后根据啮合原理，C轴顺时针旋转一个压力角(即20度)的同时X轴滑块负向、Y轴滑块负向三轴联动运动到起测位置；由起测位置，C轴逆时针旋转一个由已知参数计算出的起测位置到终测位置 的转角，同时与X轴正向、Y轴正向三轴联动到终测位置，接触点的轨迹即为一条齿廓曲线，在运动过程中实时采集切向、径向、传感器测头，以及为获取齿廓面上不同位置的坐标所需的微小转角数据，此时测头的数据即可反映齿轮齿廓偏差的大小。 
其中：旋转轴(C轴)的作用：保证待测齿轮的旋转角度。 
径向运动轴(Y轴)的作用：齿廓偏差测量时确定基圆位置，完成齿廓偏差测量、决定测头沿被测工件径向位移运动精度的测量轴，实现Y轴滑块的精确定位 
垂直运动轴(Z轴)的作用：齿向偏差测量时Z轴滑块的精确定位。 
切向运动轴(X轴)的作用：完成齿廓偏差测量、决定测头沿齿廓端截面啮合线展成位移运动精度的测量轴，实现齿廓偏差测量时X轴滑块的精确定位。 
本发明采用C轴、X轴、Y轴三轴联动控制，使传感器测头由起测位置沿着啮合线方向运动到终测位置。 
图1是现有技术采用基圆展成齿廓测量法的测量仪与本发明啮合线大规格齿轮测量仪进行齿廓测量时显示切向展开长度的对比示意图。由图可知本发明所述测量仪的切向展开长度明显小于现有技术的测量仪。 
图1中：A左、A右——现有测量仪测量时左右齿面起测位置 
B左、B右——现有测量仪测量时左右齿面终测位置 
A左f、A右f——本发明测量仪测量时左右齿面起测位置 
B左a、B右a——本发明测量仪测量时左右齿面终测位置 
Ll、Lr——现有测量仪测量时左右齿面切向展开长度 
Lla、Lra——本发明测量仪测量时左右齿面切向展开长度 
球形测头首先运动到啮合线与分度圆交点A，采用X轴、Y轴、C轴三轴联动运动到左右齿面起测位置A左f、A右f处，然后，球形测头沿 着啮合线方向三轴联动运动到左右齿面终测位置B左a、B右a。此时，球形测头的轨迹是一条渐开线。 
控制系统控制X轴滑块与Y轴滑块按目标轨迹运动的方法是公知的，通过X轴滑块与Y轴滑块配合使传感器测头实现沿待测齿轮啮合线运动的方法也是公知的，在此不再赘述。 
传感器测头实现啮合线运动过程中实时切向、径向、传感器测头，以及为获取齿廓面上不同位置的坐标所需的微小转角数据的采集、传输、计算及由此得到齿轮齿廓偏差大小的最终数据，这一方法是公知的。 
也就是说，只要提示控制测头实现啮合线方向运动，本领域人员自然可以根据现有技术实现测头的啮合线方向运动，同时根据现有技术得到目标测量结果。 
本实施方式只是对本专利的示例性说明而并不限定它的保护范围，本领域人员还可以对其进行局部改变，只要没有超出本专利的精神实质，都视为对本专利的等同替换，都在本专利的保护范围之内。 

Claims (3)

1.一种啮合线大规格齿轮测量中心，包括用于固定待测齿轮的C轴，所述C轴为旋转轴，还包括对待测齿轮齿廓进行采集数据的传感测头，其特征在于：所述传感测头由控制系统控制沿待测齿轮的啮合线方向运动。
2.根据权利要求1所述的啮合线大规格齿轮测量中心，其特征在于还包括置于C轴一测的X轴和Y轴，X轴上安装X轴滑块，Y轴上安装Y轴滑块，工作时X轴与Y轴滑块的相对位置固定并且所述X轴置于Y轴滑块的正上方；所述X轴滑块实现沿待测齿轮的切向运动，所述Y轴滑块实现沿待测齿轮的径向运动；所述传感器测头固定安装在X轴滑块上并通过X轴滑块与Y轴滑块配合运动实现其沿待测齿轮的啮合线方向运动。
3.根据权利要求2所述的啮合线大规格齿轮测量中心，其特征在于还包括Z轴，所述X轴固定在Z轴滑块上并可随Z轴滑块沿Z轴上下运动；所述Z轴置于Y轴滑块上并可随Y轴滑块实现沿待测齿轮的径向运动。
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