CN103292673B - 渐开线直齿大型齿轮齿面磨损检测方法及其装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种渐开线直齿大型齿轮齿面磨损检测方法及其装置，高效检测大型齿轮的磨损程度。本发明首先将被检测齿轮固定，将三爪卡盘放入被检测齿轮的轴孔中，定位滑块在定位尺上的位置，分别从两级定位尺上读出，两读数之和记为Y，测量爪的伸缩距离可从测量爪上直接读出，将该值记为X，测量爪爪尖到所测轮齿中心线距离，由测量尺和游标尺同时读得，将该值记为Z，Z就是所测得的磨损量。测量装置包括：三爪卡盘、一级定位尺、二级定位尺、定位滑块、测量尺、游标尺和测量爪。本发明应用于大型齿轮的检测，解决了许多精密齿轮检测仪不能检测大型齿轮的难题。

Description

渐开线直齿大型齿轮齿面磨损检测方法及其装置

技术领域

本发明涉及机械零件磨损检测方法及其装置，特别是一种渐开线直齿大型齿轮齿面磨损检测方法及其装置。

背景技术

齿轮机构通常用来传递两个轴之间的力。由于其传动功率大、传动效率高，以及使用寿命长等一系列优点，被广泛应用。但齿轮磨损是一直困扰机械行业的严重问题。所以检测齿轮磨损程度对于齿轮的修复，机器的正常运转尤为重要。

目前应用比较多的齿轮检测设备有：CNC齿轮检测、齿轮双面啮合仪、齿轮在线测量分选机、激光齿轮测量仪和超精密三坐标测量机等。这些设备造价普遍偏高，操作较复杂。对于应用在机械、冶金、矿山、水利水电等大型设备上的齿轮，急需一种操作方便，结构简单的磨损测量方法及装置，保证生产顺利安全进行。

发明内容

本发明提供了一种渐开线直齿大型齿轮齿面磨损检测方法及其装置，高效检测大型齿轮的磨损程度。

本发明提供的渐开线直齿大型齿轮齿面磨损检测方法包括以下内容：

首先将被检测齿轮固定，将三爪卡盘放入被检测齿轮的轴孔中，调整三爪卡盘的小锥齿轮，使其卡爪顶住轴孔内侧，完成定心，调整定位滑块，使其定位在被检测齿轮的节圆半径处，锁紧，调整被检测齿轮未磨损一侧的游标尺，使其定位后的示值等于轮齿齿厚的一半，锁紧，再调整三爪卡盘的小锥齿轮，将卡爪完全锁紧，自此后定位尺位置不变，直至该齿测量完毕，然后移动定位滑块，调节测量爪的伸缩距离和轮齿磨损一侧的游标尺，每次将定位滑块移动到一个位置，调整测量爪自然的顶到磨损处，读出数据，依此不断更换位置，待测量完整个磨损区，便可得到一系列的该轮齿磨损后的数据，以后更换到另一磨损轮齿，依照上面的步骤，测得另一齿的磨损数据，如此反复，将齿轮轮齿的磨损量全部测得，定位滑块在定位尺上的位置，分别从两级定位尺上读出，两读数之和记为Y，测量爪的伸缩距离可从测量爪上直接读出，将该值记为X，测量爪爪尖到所测轮齿中心线距离，由测量尺和游标尺同时读得，将该值记为Z，Z就是所测得的磨损量，其值可精确到十微米，而X和Y相当于位置坐标，确定磨损的位置，测量精度精确到毫米。

所述的渐开线直齿大型齿轮齿面磨损检测方法，读取数据方法为：当两测量爪并拢时，测量尺和游标尺零刻度线对齐，它们的第一条刻度线相差0.1毫米，第二条刻度线相差0.2毫米，……，第10条刻度线相差1毫米，即游标尺的第10条刻度线与测量尺的第9条刻度线对齐，当一测量爪在零点不动，移动另一测量爪，当两测量爪之间物体的线度是0.1毫米时，游标尺应向右移动0.1毫米，这时它的第一条刻度线恰好与测量尺的1毫米刻度线对齐，得到所测磨损量Z的读数。

所述的渐开线直齿大型齿轮齿面磨损检测方法，读取数据方法为：在测量值大于1毫米时，整的毫米数要从游标尺“零”线与测量尺相对的刻度线读出，读数时，首先以游标尺零刻线为准，在尺身上读取毫米整数，即以毫米为单位的整数部分，然后看游标尺上第几条刻度线与测量尺刻度线对齐，读数结果为整数部分加上小数部分，此结果精确到0.1毫米，

所述的渐开线直齿大型齿轮齿面磨损检测方法，所说的游标尺选为10分度，其结果精确到0.01毫米，定位尺的读数是两级的读数之和；测量爪的读数直接读出。

所述的渐开线直齿大型齿轮齿面磨损检测方法采用的装置，该装置包括：三爪卡盘、一级定位尺、二级定位尺、定位滑块、测量尺、游标尺和测量爪，其中三爪卡盘由一个大锥齿轮、三个小锥齿轮和三个卡爪组成，三个小锥齿轮和大锥齿轮啮合，大锥齿轮的背面有平面矩形螺纹结构，三个卡爪的一侧也有平面矩形螺纹结构，将三个卡爪分别装配在卡盘体上，使螺纹相互配合，实现啮合运动，三爪卡盘与一级定位尺通过法兰盘，销轴和螺钉连接，二级定位尺下端在一级定位尺的滑槽内，通过锁紧螺母定位，二级定位尺的上端在定位滑块的滑槽内，通过锁紧螺母定位，测量爪的一端在测量尺的滑槽内，通过上端的锁紧螺母固定，测量爪的另一端连接游标尺，游标尺有一光滑孔道，便于测量爪前后伸缩，游标尺上端有固定测量爪的锁紧螺母。

所述的渐开线直齿大型齿轮齿面磨损检测方法采用的装置，其中的测量尺和游标尺上面有刻度，测量尺的最小分度是1毫米，游标尺上有10个等分刻度，总长9毫米，每一分度0.9毫米，比测量尺最小分度差0.1毫米；一级定位尺和二级定位尺上均有刻度，其最小分度为1毫米；测量爪上有刻度，其刻度的零刻度线是测量爪爪尖在其尺身垂直投影的位置，最小分度是1毫米。

本发明与现有同类装置相比，其显著的有益效果体现在：

1.渐开线直齿大型齿轮齿面磨损检测方法采用的装置结构简单，易操作，检测成本低。

2.装置定位简单，用扳手调节三爪卡盘的小锥齿轮，便能使三个卡爪同时沿径向移动，实现自动定心和夹紧。

3.本发明采用的测量尺与游标尺的结构类似于游标卡尺的测量原理，其精度可精确到微米，测量精度高。

4.本发明应用于大型齿轮的检测，解决了许多精密齿轮检测仪不能检测大型齿轮的难题。

附图说明

图1是渐开线直齿大型齿轮齿面磨损检测装置结构示意图。

图2是渐开线直齿大型齿轮齿面磨损检测装置侧视图示意图。

图3是渐开线直齿大型齿轮齿面磨损检测装置中测量爪示意图。

图4是渐开线直齿大型齿轮齿面磨损检测装置中三爪卡盘结构示意图。

图5是渐开线直齿大型齿轮齿面磨损情况示意图。

具体实施方式

如图1、图2、图3和图4所示，渐开线直齿大型齿轮齿面磨损检测方法采用的装置，该装置由三爪卡盘2、一级定位尺3、二级定位尺4、测量爪滑道5、游标尺6、游标尺锁紧螺母7、测量爪8、测量爪锁紧螺母9、测量尺10、定位滑块11、定位滑块锁紧螺母12和定位尺锁紧螺母13构成，其中三爪卡盘2由小锥齿轮14、平面矩形螺纹15、卡爪16和卡盘体17组成，还有扳手插入方孔和大锥齿轮。三爪卡盘采用机床上常用的夹紧工件卡盘，由一个大锥齿轮、三个小锥齿轮和三个卡爪组成，三个小锥齿轮和大锥齿轮啮合，大锥齿轮的背面有平面矩形螺纹结构，三个卡爪的一侧也有平面矩形螺纹结构，将三个卡爪分别装配在卡盘体上，使螺纹相互配合，实现啮合运动。

渐开线直齿大型齿轮齿面磨损检测方法：

首先将被检测齿轮1固定，将渐开线直齿大型齿轮齿面磨损检测装置上的三爪卡盘2，放入被检测齿轮1的轴孔中，调整三爪卡盘的小锥齿轮14，使其卡爪顶住轴孔内侧，但不完全锁紧，完成定心。调整本装置的定位滑块11，使其定位在被检测齿轮1的节圆半径处，然后调整齿轮未磨损一侧的游标尺6，使其定位后的示值等于轮齿齿厚的一半，节圆半径和齿厚由图纸查出，此时定位尺中心线已经与所测轮齿中心线重合，再调整三爪卡盘2的小锥齿轮，将卡爪完全锁紧。自此后定位尺位置不变，直至该齿测量完毕。之后的测量是根据磨损面的大小，将磨损区域想象为长短不等啮合线，再把啮合线分为等距离的点，如图5所示，从想象的啮合线a开始测量，首先移动定位滑块12，同时调整测量爪8，待测量爪8的爪尖对准啮合线a的一端点，锁紧定位滑块锁紧螺母12和测量爪锁紧螺母9，读出定位尺3和4的示数和测量爪8的示数，3和4的示数和即为Y，测量爪8的示数即为X，然后调节游标尺6，待测量爪爪尖自然顶到磨损处，锁紧游标尺锁紧螺母7，然后读数，该读数定义为Z，至此，完成了第一点的测量，下面进行啮合线a上其他点的测量，测量啮合线a上其他点时，定位滑块11不动，只需调节测量爪8和游标尺6，便可完成测量，测量完啮合线a上的点后，调节定位滑块11，使测量爪爪尖对准其他啮合线，依照测量啮合线a操作，完成b、c、d、e和f啮合线的测量。以10分度游标尺为例，所测部分数据如下表所示：

                                                   单位：毫米

Claims (6)

1.一种渐开线直齿大型齿轮齿面磨损检测方法，其特征在于该方法包括以下内容：

首先将被检测齿轮固定，将三爪卡盘放入被检测齿轮的轴孔中，调整三爪卡盘的小锥齿轮，使其卡爪顶住轴孔内侧，完成定心，调整定位滑块，使其定位在被检测齿轮的节圆半径处，锁紧，调整被检测齿轮未磨损一侧的游标尺，使其定位后的示值等于轮齿齿厚的一半，锁紧，再调整三爪卡盘的小锥齿轮，将卡爪完全锁紧，自此后定位尺位置不变，直至该齿测量完毕，然后移动定位滑块，调节测量爪的伸缩距离和轮齿磨损一侧的游标尺，每次将定位滑块移动到一个位置，调整测量爪自然的顶到磨损处，读出数据，依此不断更换位置，待测量完整个磨损区，便可得到一系列的该轮齿磨损后的数据，以后更换到另一磨损轮齿，依照上面的步骤，测得另一齿的磨损数据，如此反复，将齿轮轮齿的磨损量全部测得，定位滑块在定位尺上的位置，分别从两级定位尺上读出，两读数之和记为Y，测量爪的伸缩距离可从测量爪上直接读出，将该值记为X，测量爪爪尖到所测轮齿中心线距离，由测量尺和游标尺同时读得，将该值记为Z，Z就是所测得的磨损量，其值可精确到十微米，而X和Y相当于位置坐标，确定磨损的位置，测量精度精确到毫米。

2.根据权利要求1所述的渐开线直齿大型齿轮齿面磨损检测方法，其特征在于读取数据方法为：当两测量爪并拢时，测量尺和游标尺零刻度线对齐，它们的第一条刻度线相差0.1毫米，第二条刻度线相差0.2毫米，……，第10条刻度线相差1毫米，即游标尺的第10条刻度线与测量尺的第9条刻度线对齐，当一测量爪在零点不动，移动另一测量爪，当两测量爪之间物体的线度是0.1毫米时，游标尺应向右移动0.1毫米，这时它的第一条刻度线恰好与测量尺的1毫米刻度线对齐，得到所测磨损量Z的读数。

3.根据权利要求2所述的渐开线直齿大型齿轮齿面磨损检测方法，其特征在于读取数据方法为：在测量值大于1毫米时，整的毫米数要从游标尺零刻度线与测量尺相对的刻度线读出，读数时，首先以游标尺零度刻线为准，在尺身上读取毫米整数，即以毫米为单位的整数部分，然后看游标尺上第几条刻度线与测量尺刻度线对齐，读数结果为整数部分加上小数部分，此结果精确到0.1毫米。

4.根据权利要求2所述的渐开线直齿大型齿轮齿面磨损检测方法，其特征在于所说的游标尺选为10分度，其结果精确到0.1毫米，定位尺的读数是两级的读数之和；测量爪的读数直接读出。

5.权利要求1所述的渐开线直齿大型齿轮齿面磨损检测方法采用的装置，其特征在于该装置包括：三爪卡盘、一级定位尺、二级定位尺、定位滑块、测量尺、游标尺和测量爪，其中三爪卡盘由一个大锥齿轮、三个小锥齿轮和三个卡爪组成，三个小锥齿轮和大锥齿轮啮合，大锥齿轮的背面有平面矩形螺纹结构，三个卡爪的一侧也有平面矩形螺纹结构，将三个卡爪分别装配在卡盘体上，使螺纹相互配合，实现啮合运动，三爪卡盘与一级定位尺通过法兰盘，销轴和螺钉连接，二级定位尺下端在一级定位尺的滑槽内，通过锁紧螺母定位，二级定位尺的上端在定位滑块的滑槽内，通过锁紧螺母定位，测量爪的一端在测量尺的滑槽内，通过上端的锁紧螺母固定，测量爪的另一端连接游标尺，游标尺有一光滑孔道，便于测量爪前后伸缩，游标尺上端有固定测量爪的锁紧螺母。

6.根据权利要求5所述的渐开线直齿大型齿轮齿面磨损检测方法采用的装置，其特征在于其中的测量尺和游标尺上面有刻度，测量尺的最小分度是1毫米，游标尺上有10个等分刻度，总长9毫米，每一分度0.9毫米，比测量尺最小分度差0.1毫米；一级定位尺和二级定位尺上均有刻度，其最小分度为1毫米；测量爪上有刻度，其刻度的零刻度线是测量爪爪尖在其尺身垂直投影的位置，最小分度是1毫米。