CN104976939A - 一种锯齿形主轴螺母中径测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种锯齿形主轴螺母中径测量方法，第一步通过公式推导获得用测长机测量锯齿形主轴螺母中径计算公式；第二步通过具体操作测量，测得Mk值；第三步，计算得到主轴螺母中径：提供了一种使用有效的锯齿形主轴螺母中径测量方法，成功解决了某型机主轴螺母中径的检测。

Description

一种锯齿形主轴螺母中径测量方法

技术领域

本发明属于零件测量技术领域，涉及一种锯齿形主轴螺母中径测量方法。

背景技术

在通常情况下测量内螺纹中径除了用螺纹量规外还可采用测长机测量，其数据处理方法是按标准螺纹中径计算公式计算，标准螺纹的牙形角左半角和右半角牙型相等，而锯齿形螺纹，其左半角和右半角牙型不相等，且牙型角的角分线与螺纹轴线不垂直与垂线有一θ角，因此在测长机上测量锯齿形螺纹中径的测量方法和数据处理与常规的普通螺纹检测有所不同。

发明内容

本发明要解决的技术问题：提供一种测量锯齿形主轴螺母中径的方法。本发明的技术方案：一种测量锯齿形主轴螺母中径的方法，包括以下步骤，第一步，通过公式推导获得用测长机测量锯齿形主轴螺母中径计算公式：

$D_{c2}=\mathrm{Mk}-\left[\frac{1}{2}{p}_c\cos \mathrm{\θ}(1-{\mathrm{tg}}^2\mathrm{\α}/2*\mathrm{tg}\sin \mathrm{\θ})(\mathrm{ctg\α}/2)\right]+d_0*\left(\frac{\cos \mathrm{\θ}}{\sin \mathrm{\α}/2}\right)----\left(a\right)$

式中：D_c2------------锯齿螺纹中经

p_c-------------锯齿螺纹螺距

α---------锯齿螺纹牙型角

第二步，通过具体操作测量，测得Mk值：

将LABC70附件（3）安装在测量体（7）上并固定好，根据公式选择T型测头（6）的球径并将其固定在LABC70附件（3）上，检查测量平台（5）是否水平，将测量平台（5）定位在测量位置，并将工作平台锁紧，在检测螺纹中径前，需要先确定T形测头（6）的测头常数即Tk值，操作如下：松开测头传感器（2）的浮动件，平衡T形测头（6），将标准环规（8）放在测量平台上（5），并用夹具（4）固定，调整测量平台高度，左移测量体（7），使T形测头（4）靠近标准环规（8）左侧锁定测量体（7），调整微调旋钮使球形宝石测头接触标准环规，模拟显示要在零位附近旋转旋钮横向调节万能测量平台，找最大点，调整微调使模拟显示为零，将标准环规真值直径输入作为预设值，测量体（7）向右移，使T形测头（6）接触标准环规（8）右侧，锁定测量体（7）调整微调使模拟显示为零，此时显示值为即测头常数Tk，在以后的测量中，要把测头常数设为预设值，卸下标准环规，装上标准环规（8），用夹具（4）夹紧，调整测量台高度，使T形测头接触到主轴螺母内螺纹的左侧，转动旋钮横向调节万能测量平台在显示器上找到最大值，对中压线将显示器数字清零后输入测头常数Tk，同时将数显千分表的数字清零，将测头移出螺纹牙槽，调整测量平台的升降手轮使万能测量平台上升1/2螺距，升降高度通过数显千分表显示的数值来确定，将测头移动到内螺纹的右侧螺纹牙槽内，对中压线读数，此数值即为Mk；

第三步，计算得到主轴螺母中径：

锯齿螺纹螺距p_c与锯齿螺纹牙型角α为主轴螺母的参数值，结合步骤二中测得的Mk值，再通过步骤一中推导的公式（a）进行计算求得中径值D₂，完成测量步骤。

本发明的有益效果：该发明提供了一种使用有效的锯齿形主轴螺母中径测量方法，成功解决了某型机主轴螺母中径的检测。

附图说明

图1为Mk值测量示意图，其中，1为数显千分表；2为测头传感器；3为LABC70附件；4为夹具；5为测量平台；6为T型测头；7为测量体；8为标准环规。

图2为T型测头Tk值的测量示意图，其中，9为T型测头在环规内的测量位置；10为环规。

图3为Mk值换算示意图。

图4公式推导示意图，其中，α₁,α₂分别为锯齿螺纹左右半角，p_c为锯齿螺纹螺距，p_c＝p_c1+p_c2。

具体实施方式

下面结合具体实施例，对本发明的步骤进行详细描述。

第一步，简单介绍普通内螺纹的测量，普通螺纹的左半角和右半角牙型相等且牙型角的角分线与螺纹轴线垂直，用测长机检测时用LABC70附件用T测头进行检测检测，T型测头由2两个直径相同红宝石球和测杆构成，红宝石球的直径相当于三针的直径，它的直径尺寸基本符合最佳三针直径值，测量时球形宝石测头放在内螺纹牙槽上，测长机的LABC70附件可使T型测头可上下浮动，浮动装置帮助红宝石测球与内螺纹的牙槽的两侧相接触，以便对不同位置的中径尺寸及螺距测量，由于测量时测头需要分别在左侧和右侧牙槽相接触，左侧和右侧牙槽在高度上相差1/2螺距，因此需要调整测量工作台高度，调整测量平台高度是通过数显千分表来显示高度值，数显千分表1的测量范围为0～50mm，这样可准确的调整二分之一螺距值，又可减少测头与螺纹牙型的摩擦。仪器的测量工作台可以进行水平的前后移动以及绕水平轴旋转等的调整，保证实现测头相对被测螺母在直径位置以及轴截面测量的准确性。

计算公式：

$D_2=\mathrm{Mk}-[p*\frac{1}{2}(\mathrm{ctg\α}/2)]+d_0*\left(\frac{1}{\sin \mathrm{\α}/2}\right)$

式中：D₂为---------螺纹中径

p为----------螺纹节距

d₀为----------T型测头的球径

α为----------螺纹牙型角

Mk为---------T型测头的测球分别在左右牙型接触后的中心距离（见图3）

Mk＝Mb+Tk

式中：Mb为--------测量体位移值

Tk为--------测头常数值

由于计算公式中的和是与牙型角有关的常数，设

$k_1\frac{1}{2}(\mathrm{ctg\α}/2);$ $k_2=\left(\frac{1}{\sin \mathrm{\α}/2}\right)$

则计算公式可简化为

D₂＝Mk-(pk₁)+(d₀k₂)

公式中

$d_0=\frac{p}{2\cos \mathrm{\α}/2}$

但是由于标准环规采用的是锯齿形螺纹，其左半角和右半角牙型不相等，且牙型角的角分线与螺纹轴线不垂直与垂线有一θ角如图4，因此中经测量后的数据处理与普通螺纹有所区别。其数据处理方法是先按角分线方向计算，此时左半角和右半角牙型相等，然后在进行转换计算，方法如下：

设D_c2＝D₂×cosθ

α＝α₁+α₂

$\mathrm{\θ}=\frac{{\mathrm{\α}}_2-{\mathrm{\α}}_1}{2}$ （注α₂＞α₁）

p_c＝p_c1+p_c2

第二步，公式推导，根据图4的几何关系可以得到

上2式可简化成

$\begin{array}{c}{p}_{c1}=\frac{p/2\cos \mathrm{\α}/2}{\cos (\mathrm{\α}/2-\mathrm{\θ})}\\ =\frac{p}{2}\cos \mathrm{\α}/2\×\frac{1}{(\cos \mathrm{\α}/2\cos \mathrm{\θ}+\sin \mathrm{\α}/2\sin \mathrm{\θ})}\end{array}$

$\begin{array}{c}{p}_{c2}=\frac{p/2\cos \mathrm{\α}/2}{\cos (\mathrm{\α}/2+\mathrm{\θ})}\\ =\frac{p}{2}\cos \mathrm{\α}/2\×\frac{1}{(\cos \mathrm{\α}/2\cos \mathrm{\θ}-\sin \mathrm{\α}/2\sin \mathrm{\θ})}\end{array}$

则p_c＝p_c1+p_c2

$p_c=\frac{p*\cos \mathrm{\α}/2}{2}(\frac{1}{\cos \mathrm{\α}/2\cos \mathrm{\θ}+\sin \mathrm{\α}/2\sin \mathrm{\θ}}+\frac{1}{\cos \mathrm{\α}/2\cos \mathrm{\θ}-\sin \mathrm{\α}/2\sin \mathrm{\θ}})$

将其代入螺纹计算公式，得到最终的锯齿螺纹中径计算公式

$D_{c2}=\mathrm{Mk}-\left[\frac{1}{2}{p}_c\cos \mathrm{\θ}(1-{\mathrm{tg}}^2\mathrm{\α}/2*\mathrm{tg}\sin \mathrm{\θ})(\mathrm{ctg\α}/2)\right]+d_0*\left(\frac{\cos \mathrm{\θ}}{\sin \mathrm{\α}/2}\right)----\left(a\right)$

式中：D_c2------------锯齿螺纹中径

p_c-------------锯齿螺纹螺距

α₁,α₂---------锯齿螺纹左右半角

第三步，通过具体操作测量，测得Mk值：

将LABC70附件（3）安装在测量体（7）上并固定好，根据公式选择T型测头（6）的球径并将其固定在LABC70附件（3）上，检查测量平台（5）是否水平，将测量平台（5）定位在测量位置，并将工作平台锁紧，在检测螺纹中径前，需要先确定T形测头（6）的测头常数即Tk值，操作如下：松开测头传感器（2）的浮动件，平衡T形测头（6），将标准环规（8）放在测量平台上（5），并用夹具（4）固定，调整测量平台高度，左移测量体（7），使T形测头（4）靠近标准环规（8）左侧锁定测量体（7），调整微调旋钮使球形宝石测头接触标准环规，模拟显示要在零位附近旋转旋钮横向调节万能测量平台，找最大点，调整微调使模拟显示为零，将标准环规真值直径输入作为预设值，测量体（7）向右移，使T形测头（6）接触标准环规（8）右侧，锁定测量体（7）调整微调使模拟显示为零，此时显示值为即测头常数Tk，在以后的测量中，要把测头常数设为预设值，卸下标准环规，装上标准环规（8），用夹具（4）夹紧，调整测量台高度，使T形测头接触到主轴螺母内螺纹的左侧，转动旋钮横向调节万能测量平台在显示器上找到最大值，对中压线将显示器数字清零后输入测头常数Tk，同时将数显千分表的数字清零，将测头移出螺纹牙槽，调整测量平台的升降手轮使万能测量平台上升1/2螺距，升降高度通过数显千分表显示的数值来确定，将测头移动到内螺纹的右侧螺纹牙槽内，对中压线读数，此数值即为Mk；

第四步，计算得到主轴螺母中径：

锯齿螺纹螺距pc与锯齿螺纹牙型角α为主轴螺母的参数值，结合步骤二中测得的Mk值，再通过步骤二中推导的公式（a）进行计算求得中径值D₂，完成测量步骤。

Claims (1)

1.一种锯齿形主轴螺母中径测量方法，包括以下步骤：

第一步，通过公式推导获得用测长机测量锯齿形主轴螺母中径计算公式：

$D_{c2}=\mathrm{Mk}-\left[\frac{1}{2}{p}_c\cos \mathrm{\θ}(1-{\mathrm{tg}}^2\mathrm{\α}/2*\mathrm{tg}\sin \mathrm{\θ})(\mathrm{ctg\α}/2)\right]+d_0*\left(\frac{\cos \mathrm{\θ}}{\sin \mathrm{\α}/2}\right)----\left(a\right)$

式中：D_c2------------锯齿螺纹中经

p_c-------------锯齿螺纹螺距

α---------锯齿螺纹牙型角

第二步，通过具体操作测量，测得Mk值：

将LABC70附件（3）安装在测量体（7）上并固定好，根据公式选择T型测头（6）的球径并将其固定在LABC70附件（3）上，检查测量平台（5）是否水平，将测量平台（5）定位在测量位置，并将工作平台锁紧，在检测螺纹中径前，需要先确定T形测头（6）的测头常数即Tk值，操作如下：松开测头传感器（2）的浮动件，平衡T形测头（6），将标准环规（8）放在测量平台上（5），并用夹具（4）固定，调整测量平台高度，左移测量体（7），使T形测头（4）靠近标准环规（8）左侧锁定测量体（7），调整微调旋钮使球形宝石测头接触标准环规，模拟显示要在零位附近旋转旋钮横向调节万能测量平台，找最大点，调整微调使模拟显示为零，将标准环规真值直径输入作为预设值，测量体（7）向右移，使T形测头（6）接触标准环规（8）右侧，锁定测量体（7）调整微调使模拟显示为零，此时显示值为即测头常数Tk，在以后的测量中，要把测头常数设为预设值，卸下标准环规，装上标准环规（8），用夹具（4）夹紧，调整测量台高度，使T形测头接触到主轴螺母内螺纹的左侧，转动旋钮横向调节万能测量平台在显示器上找到最大值，对中压线将显示器数字清零后输入测头常数Tk，同时将数显千分表的数字清零，将测头移出螺纹牙槽，调整测量平台的升降手轮使万能测量平台上升1/2螺距，升降高度通过数显千分表显示的数值来确定，将测头移动到内螺纹的右侧螺纹牙槽内，对中压线读数，此数值即为Mk；

第三步，计算得到主轴螺母中径：

锯齿螺纹螺距p_c与锯齿螺纹牙型角α为主轴螺母的参数值，结合步骤二中测得的Mk值，再通过步骤一中推导的公式（a）进行计算求得中径值D₂，完成测量步骤。