CN103644877A - 一种齿轮双面啮合精密检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种齿轮双面啮合精密检测装置。普通双啮仪为了使被测齿轮与标准齿轮啮合和分离，摇动手轮转动丝杠带动滑块在机座上的直线导轨纵向移动，结构复杂，成本较高。一种齿轮双面啮合精密检测装置，包括机座,在机座上设置有测量组件、被测组件、位置调节装置和测量组件,其特征在于：被测组件由摆动轴、水平架设于摆动轴上的摆动架组成；位置调节装置包括压紧弹簧、带柄凸轮和移动板，移动板可活动地设置于机座上，压紧弹簧和带柄凸轮安装在移动板上的安装孔中；测量组件包括移动板上设置的位移传感器，位移传感器轴线与摆动架垂直。本发明结构简单，操作简便,适用于齿轮生产现场和检测中心的批量检测和质量控制。

Description

一种齿轮双面啮合精密检测装置

技术领域

本发明涉及齿轮检测装置领域，特别是一种齿轮双面啮合精密检测装置。

背景技术

齿轮质量是影响整机性能的关键因素之一。齿轮传动过程主要有三方面要求：传递运动的准确性、传动的平稳性（噪声及振动）、载荷分布的均匀性（寿命）。由于制造与安装等方面的原因,实际齿轮总是存在着各种各样的误差，这些误差直接影响传动系统的精度与动态特性(特别是振动与噪声)，因此，如何测量、分析和控制齿轮误差非常具有现实意义。

齿轮测量主要分为三类：以齿廓测量、螺旋线测量和齿距测量为基础的分析式测量，以综合测量（双啮、单啮测量）为基础的功能式测量，以及将单项和综合集成于一体的齿轮整体误差测量。

齿轮的各单项误差在传动中可能互相抵消，也可能彼此加强，单纯根据测出的单项误差很难评定齿轮传动质量。所以以综合测量（双啮、单啮测量）为基础的功能式测量应用较普遍，能适应大批量生产的需要。

齿轮双面啮合检测装置是齿轮综合测量中综合反映齿轮质量的重要手段，是对齿轮加工误差诊断，以及齿轮生产过程进行质量控制和质量分析的重要手段。经过多年的研究发展,齿轮双啮仪的测量精度有了很大提高,其自动化和智能化也已经发展到了一个较高水平,但普通双啮仪的缺点也随之暴露。

目前市场上出现的齿轮双面啮合测量装置包括机座,在机座上设置有测量组件、被测组件、位置调节装置和测量组件, 测量组件包括主动轴，主动轴为固定轴；被测组件包括从动轴，从动轴安装在有导轨的滑块上；位置调节装置包括滑块、导轨、手轮和丝杠；测量组件包括弹簧．其工作原理是：通过摇动手轮转动丝杠可带动滑块沿固定在机座上的直线导轨纵向移动，测量时以弹簧产生的拉力作为测量力,约束导轨上的滑动台来保证两齿轮做无侧隙啮合。由于仪器的滑台与导轨之间始终有摩擦, 而且由于滑台重量较大,其在导轨上滑动时产生的摩擦阻力大,所以测量灵敏度不高,测量精度较低。

同时普通双啮仪为了使被测齿轮与标准齿轮实现啮合和分离，通过摇动手轮转动丝杠带动滑块沿固定在机座上的直线导轨纵向移动，整机结构复杂，成本较高。特别是拆装工件时，操作不便、效率低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种齿轮双面啮合精密检测装置，该装置能实现待测齿轮的快速装卸和准确测量，方便、快捷地实现大批量齿轮的综合误差测量。

为此本发明采用以下技术方案：一种齿轮双面啮合精密检测装置，包括机座,在机座上设置有测量组件、被测组件、位置调节装置和测量组件,所述测量组件上包括主动轴,主动轴与电机连接, 其动作端安装有标准齿轮, 所述被测组件上包括从动轴,其特别之处在于：所述被测组件由摆动轴、水平架设于摆动轴上的摆动架组成，所述摆动架的一端安装有从动轴，另一端安装有平衡块，所述主动轴、从动轴与摆动轴平行设置；所述位置调节装置包括压紧弹簧、带柄凸轮和移动板，移动板可活动地设置于机座上，压紧弹簧和带柄凸轮安装在移动板上的安装孔中，并位于摆动架上平衡块一端的两侧；所述测量组件包括移动板上设置的位移传感器，位移传感器轴线与摆动架垂直，位移传感器到摆动轴距离与从动轴到摆动轴距离相等。

与现有技术相比，本发明的优点是： 

（１）该装置通过检测齿轮在转动过程中由于待测齿轮的综合误差而引起的齿轮径向跳动、齿侧间隙及传动平稳性，来确定齿轮的加工精度，从而快速确定被测齿轮是否合格，操作简便。

（２）测量精度高：本发明设计出的摆动架取代了滑台滑动机构,摆动架和摆动轴相连，摆动轴固定于双啮仪的底座上,将被测量齿轮安装于摆动架一端的从动轴,滑台在导轨上的滑动变为摆动架绕摆动轴的摆动,解决了齿轮双啮仪阻尼大、灵敏度低的问题。

（３）本发明采用摆动架代替了普通双啮仪中的传动部分，整机结构大大的简化，通过使带柄凸轮松开或压紧完成拆装，其结构简单，操作简便，能够实现快速装夹和快速测量，效率提高。

（４）本发明突破了传统综合检测仪的局限，原理新颖，结构简单，操作简便,适用于齿轮生产现场和检测中心的批量检测和质量控制。

附图说明

图1是本发明一种齿轮双面啮合精密检测装置的俯视图。

图2是图1的B-B剖视图。

图3是图1的A-A局部视图

图4是图1的C-C局部视图。

图5是齿轮分离状态俯视图。

图中1—机座，2—电机，3—电机安装螺钉，4—联轴器，5—第一轴承，6—主动轴，7—第一压板，8—第一螺钉，9—标准齿轮，10—锥柄，11—第一垫片，12—第一压紧螺母，13—被测齿轮，14—第二垫片，15—第二压紧螺母，16—锥柄，17—从动轴，18—第二轴承，19—第二螺钉，20—第二压板，21—第三压紧螺母，22—摆动轴，23—平衡块，24—紧固螺钉，25—摆动架，26—第三螺钉，27—第三压板，28—第三轴承，29—带柄凸轮，30—压紧螺帽，31—第四轴承，32—手柄支撑轴，33—第一紧定螺钉，34—位移传感器，35—传感器支架，36—固定螺钉，37—控制器，38—压紧弹簧，39—弹簧座，40—第二紧定螺钉，41—弹簧座支架，42—移动板，43—测球，44—内六角螺钉，45—长槽。

具体实施方式

   为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的详细说明。

请参考图1、图2，一种齿轮双面啮合精密检测装置，包括机座1,在机座1上设置有测量组件、被测组件、位置调节装置和测量组件,所述测量组件上包括主动轴6,主动轴6与电机2连接, 其动作端安装有标准齿轮9, 所述被测组件上包括从动轴17，所述被测组件由摆动轴22、水平架设于摆动轴22上的摆动架25组成，所述摆动架25的一端安装有从动轴17，另一端安装有平衡块23，所述主动轴6、从动轴17与摆动轴55平行设置；所述位置调节装置包括压紧弹簧38、带柄凸轮29和移动板42，移动板42可活动地设置于机座1上，压紧弹簧38和带柄凸轮29安装在移动板42上的安装孔中，并位于摆动架25上平衡块23一端的两侧；所述测量组件包括移动板42上设置的位移传感器34，位移传感器34轴线与摆动架25垂直，位移传感器34到摆动轴22距离与从动轴17到摆动轴22距离相等。

摆动架25可在压紧弹簧38向外弹力的作用下绕摆动轴22摆动，保证待测齿轮与标准齿轮9紧密啮合；所述带柄凸轮29可逆时针或顺时针扳动，旋转带柄凸轮29，使其和摆动架25松开，摆动架25在压紧弹簧38作用下使被测齿轮向标准齿轮9靠近并无侧隙啮合，反向旋转带柄凸轮29，使其和摆动架25顶紧，摆动架25绕摆动轴22反方向旋转，带动待测齿轮与标准齿轮9分离；所述移动板42两边安装有压紧弹簧38、位移传感器34、带柄凸轮29，并在两边对称的开两个长槽45，通过安装在其中的螺钉与机座1相连，使移动板42可在一定范围内调整位置，以适应不同直径大小的待测齿轮；所述位移传感器34轴线与摆动架25垂直，位移传感器34到摆动轴22距离与从动轴17到摆动轴22距离相等，测量时位移传感器34与摆动架25紧密接触，用于完成对待测齿轮参数的精确测量，当标准齿轮9带动被测齿轮作无侧隙运转时，位移传感器34的误差变化反映了齿轮径向误差。

下面再对本装置进行更详细的描述，本装置包括机座1，机座1上设置有测量组件、被测组件、位置调节装置和测量组件。

测量组件包括主动轴6，标准齿轮9安装在锥柄10上，由第一压紧螺母12和第一垫片11紧固，锥柄10插入主动轴6的内孔，依靠锥面摩擦传递动力，主动轴6通过第一轴承5与机座相连，并由第一螺钉8和第一压板7压紧。电机2由电机安装螺钉固定在机座1上，电机轴通过联轴器4与主动轴6连接。当电机2转动时，通过联轴器4、主动轴6、锥柄10带动主动齿轮9转动。

被测齿轮13安装在锥柄16上，并由第二压紧螺母15和第二垫片14固定，锥柄16插入从动轴17内孔中，从动轴通过第二轴承18与摆动架25相连，并由第二螺钉19和第二压板20紧固。被测齿轮13可以绕着锥柄16的轴线转动。

被测组件中，摆动轴22与摆动架25紧密配合并由第三压紧螺母21固定，摆动轴22通过第三轴承28与机座相连，并由第三螺钉26和第三压板27压紧，摆动架25以摆动轴22为中心可绕摆动轴22转动；摆动架25的一端安装有从动轴17，测试时，在从动轴17上安装被测齿轮13，摆动架25的另一端相对位置通过紧固螺钉24连接平衡块23，为了保证检测精度，主动轴6、摆动轴22、从动轴17相互平行。

    位置调节装置中的移动板42位于摆动架有平衡块一端的下方，移动板42上对称方向开两个长槽45，移动板42通过装在长槽中的内六角螺钉44与机座1相连，松开内六角螺钉44，移动板42的位置可在一定范围调节，从而改变摆动架25在水平面的角度，以适应不同尺寸的被测齿轮13。移动板42上固定有弹簧座支架41，用于安装压紧弹簧38，摆动架25位于弹簧38和位移传感器34之间，带柄凸轮29位于压紧弹簧38的对面，带柄凸轮29可逆时针或顺时针扳动，在弹簧38的配合下实现被测齿轮13和标准齿轮9无侧隙啮合和分离。压紧弹簧38的一端插入弹簧座39内，另一端与摆动架25的侧面接触，弹簧座39与弹簧座支架41相连并由第二紧定螺钉40固定。弹簧座支架41与移动板42相连。压紧弹簧38始终处于压缩状态，测量时能够为啮合的齿轮提供预紧力。参考附图4，带柄凸轮29通过第四轴承31与手柄支撑轴32相连，并由压紧螺帽30紧固。手柄支承轴32另一端以螺纹形式与移动版42相连。带柄凸轮29可以绕着手柄支承轴32自由转动。

参考附图3，所说测量组件中的位移传感器34安装在传感器支架35上，由第一紧定螺钉33固定。传感器支架35通过固定螺钉36连接到移动板42上。参考附图1，位移传感器34的端部安装有测球43，测量时，测球与摆动架25侧面接触，当摆动架25发生摆动时，测球43将摆动量传递给位移传感器34，并由控制器37进行数据处理。

本发明在使用时，首先根据被测齿轮13和标准齿轮9的直径将移动板42调整到合适的位置，安装好标准齿轮9，将带手柄凸轮选装至如附图5的位置，然后安装被测齿轮13，此时两个齿轮处于分离位置。将带柄凸轮29旋转至如附图1所示位置，凸轮与摆动架25分离，在弹簧38的作用下，标准齿轮9与被测齿轮13相啮合。此时电机2启动，带动标准齿轮9和被测齿轮13转动。由于齿轮存在加工误差，啮合转动时两个齿轮旋转轴的距离会发生变化，这种变化通过摆动板25传递给测球43，由位移传感器34测得位移的变化量并传递给控制器37进行处理，完成一次齿轮啮合测量。旋转带柄凸轮29，在带柄凸轮29的推动下，摆动架25绕摆动轴22顺时针旋转，使安装在另一侧的待测齿轮13和标准齿轮9分离（参考附图5），此时可以更换被测齿轮13进入下一轮测量。

本发明通过摆动架25，安装在摆动架25一端的从动轴17及另一端等距离处安装在移动板42上与摆动架25可紧密接触的位移传感器34，压紧弹簧38、带柄凸轮29及移动板42，保证了松开带柄凸轮29被测齿轮和标准齿轮9的无侧隙啮合。测量中因为齿轮误差摆动架25能绕摆动轴22产生微量移动，可通过安装在摆动架25另一侧的位移传感器34检测位移实时变化，检测完毕通过旋转带柄凸轮29，使被测齿轮和标准齿轮9快速分离，从而完成齿轮快速测量。本发明结构简单，可靠，实用，装夹拆卸方便，能大大提高齿轮检测效率。

Claims (1)

1.一种齿轮双面啮合精密检测装置，包括机座（1）,在机座（1）上设置有测量组件、被测组件、位置调节装置和测量组件,所述测量组件上包括主动轴（6）,主动轴（6）与电机（2）连接, 其动作端安装有标准齿轮（9）, 所述被测组件上包括从动轴（17）,其特征在于：所述被测组件由摆动轴（22）、水平架设于摆动轴（22）上的摆动架（25）组成，所述摆动架（25）的一端安装有从动轴（17），另一端安装有平衡块（23），所述主动轴（6）、从动轴（17）与摆动轴（22）平行设置；所述位置调节装置包括压紧弹簧（38）、带柄凸轮（29）和移动板（42），移动板（42）可活动地设置于机座（1）上，压紧弹簧（38）和带柄凸轮（29）安装在移动板（42）上的安装孔中，并位于摆动架（25）上平衡块（23）一端的两侧；所述测量组件包括移动板（42）上设置的位移传感器（34），位移传感器（34）轴线与摆动架（25）垂直，位移传感器（34）到摆动轴（22）距离与从动轴（17）到摆动轴（22）距离相等。

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