CN105371729A - 齿轮轴奇数齿顶圆检测仪及使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种齿轮轴奇数齿顶圆检测仪及使用方法，校对机构包括校对座和与校对座连接的校对套，所述校对机构包括校对座和与校对座连接的呈柱状的校对套，校对套上设有水平的平衡块，所述校对座上设有校对杆；所述检测机构包括可拆卸连接于平衡块上的支撑座，所述支撑座上设有偶数根与校对套外圆面相抵的校验支撑杆，所述支撑座与齿轮轴相切的端面之间设有端面定位块，所述支撑座上连接有表杆，表杆上安装有百分表；靠拢齿轮轴端面的左、右端面定位块与齿轮轴颈端面相抵，校验支撑杆上的钢球与齿轮轴颈相切并等高，意在解决现有齿轮轴的齿顶圆直径采用K值换算或三座标测量，导致精确度差和测量过程繁琐的问题。

Description

齿轮轴奇数齿顶圆检测仪及使用方法

技术领域

本发明涉及机械方法为特征的计量设备领域，具体涉及一种齿轮轴奇数齿顶圆检测仪及使用方法。

背景技术

在齿轮轴的加工过程中，齿顶圆的直径尺寸是检测过程中的一项重要参数。在实际测量奇数齿顶圆时，需要通过齿顶圆直径校正系数K值换算，因为在测量时，量具直接测量到的尺寸并不是齿顶圆直径da，而是一个齿的齿顶到对面齿间齿顶圆弦的距离H（见附图11、图12所示），但是在齿轮模数越大齿数越小的情况下，测量的实测误差越大，影响实际尺寸的准确性；如果采用数控机床或在三座标上进行测量，不但费用高而且测量过程繁琐，不适合中小企业的生产配用。

发明内容

本发明的目的之一意在提供一种齿轮轴奇数齿顶圆检测仪，以解决现有齿轮轴的齿顶圆直径采用K值换算或三座标测量，导致精确度差和测量过程繁琐的问题。

为达到上述目的，本发明的基础方案如下：齿轮轴奇数齿顶圆检测仪，包括校对机构和检测机构；

所述校对机构包括校对座和与校对座连接的呈柱状的校对套，校对套上设有水平的平衡块，所述校对座上设有校对杆；

所述检测机构包括可拆卸连接于平衡块上的支撑座，所述支撑座上设有偶数根与校对套外圆面相抵的校验支撑杆，且校验支撑杆沿支撑座的竖直中心面对称分布，所述支撑座和平衡块分别与校对套顶部中间的相切线相平行，所述支撑座与齿轮轴相切的端面之间设有端面定位块，所述支撑座上连接有表杆，表杆上安装有百分表。

本基础方案的原理为：在使用时，通过支撑座及其部件放在校对机构上的校对套的外圆上校对百分表，然后移出支撑座，骑在齿轮轴颈测量齿顶圆，校对套的直径在设计时小于齿轮轴颈外圆，支撑座通过平衡块确定平面中心线与校对套相切，当校对套的直径与齿轮轴轴颈直径相等，第一校对杆或第二校对杆伸出校对座上端平面的长度为齿顶圆半径减齿轮轴颈半径加上校对套半径（图1在支撑座前下端面对要求进行了标注）。实测时，支撑座端面定位块限制了校对套或齿轮轴轴向位置，等高的校验支撑杆上的钢球与齿轮轴外圆相切限制了支撑座相对齿轮中心的径向位置，支撑座在校对套上通过百分表对校对杆进行校对，支撑座在齿轮轴颈上对齿顶圆半径进行测量后，百分表所反映的值即为齿顶圆半径的实际误差值；采用本方案的齿顶圆检测仪，在校对后对齿轮轴奇数齿顶圆进行实测，能将齿顶圆半径的实际误差值在百分表上准确反映，无需通过K值换算或三座标测量，测量出来的齿轮轴奇数齿顶圆尺寸精确度高，且测量过程简单、方便。

举例说明：

例1齿顶圆直径485，齿轮轴颈直径195，校对套直径为100

校对杆伸出长度＝（齿顶圆直径-齿轮轴颈直径+校对套直径）/2

＝（485-195+100）/2

＝195

例2齿顶圆直径118，齿轮轴颈直径60，校对套直径为100

校对杆伸出长度＝（齿顶圆直径-齿轮轴颈直径+校对套直径）/2

＝（118－60+100）/2

＝79

优选方案1：作为基础方案的一种改进，所述校验支撑杆上设有与校对套相切的钢球，校验支撑杆的上端平面与支撑座的上表面平行并等高，与校对套相切的钢球，能确定一个平面，利于准确测量，也便于结构的平衡稳定性。

优选方案2：作为基础方案或优选方案1的一种改进，所述校对套的几何中心与校对座平面上的校对杆的回转中心的中心线相重合，为百分表的校对和后续的计算提供结构上的支持。

优选方案3：作为基础方案的一种改进，所述端面定位块与支撑座的正侧端面平行并等高，为准确测量所必须，结构合理。

优选方案4：作为基础方案的一种改进，所述校对座上设有限制校对杆的伸出长度的锁紧螺杆，能固定校对杆的伸出长度，确定齿轮半径的测量的相对值。

优选方案5：作为基础方案的一种改进，在支撑座的下端面中部开设有定位销孔，采用定位销通过平衡块将支撑座定位在校对套上，采用定位销连接，结构简单、合理。

优选方案6：作为优选方案1的一种改进，所述支撑座上开设有能容纳校验支撑杆穿过的螺孔，校验支撑杆在贯穿螺孔后，校验支撑杆上的钢球能与齿轮轴相切。

优选方案7：作为基础方案的一种改进，所述校验支撑杆上安装有紧固螺母，支撑座上安装表杆及百分表，操作者在调整校验支撑杆及钢球时很不方便，所以要先在齿轮轴上，将校验支撑杆的上端面至支撑座上端面调整等高且对称，然后锁紧两端各两个紧固螺母。

本发明的目的之二意在提供一种齿轮轴奇数齿顶圆检测仪的使用方法，包括以下步骤：

A、将支撑座、校验支撑杆以及端面定位块放在被测齿轮的轴颈上；

B、当支撑座放在齿轮轴颈中间位置后，将端面定位块靠紧齿轮轴的端面并固定；

C、校验支撑杆的钢球与齿轮轴相切后，采用深度游标卡尺确保校验支撑杆的上端面至支撑座上端面的高度相等，并锁紧校验支撑杆的左、右两端；

D、将支撑座放在校对套及平衡块上，在支撑座和平衡块之间用定位销连接；

E、将支撑座与校对套连接为一体；

F、在支撑座上装上表杆和百分表，然后将百分表的测头与校对杆的上面端垂直并相切，并将百分表的指针调整为0；

G、在校验合格后，将支撑座从校对套上卸下；

H、将支撑座放在齿轮轴上，当校验支撑杆上的钢球与齿轮轴的外圆相切后，调整支撑座左、右两侧的校验支撑杆与齿轮轴相切后的两端面等高，同时将靠拢齿轮轴端面的端面定位块进行固定；

I、通过百分表测量齿顶圆，即可确定齿轮轴奇数齿顶圆半径的实际大小。

该检测仪原理简单，它能直接测量大小不同齿轮的齿顶圆，不但使用方便，而且检测尺寸准确。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

1、支撑座采用平面定位，适应测量齿轮顶圆及齿轮轴颈直径大小不同的齿轮轴。

2、通过定位销将校对套和平衡块精确定位，确保支撑座下端面中心线与校对套外圆顶部相切。

3、支撑座上的左、右端面定位块限制支撑座在齿轮轴的轴向水平位置。

4、二组紧固螺母、支撑杆及钢球在齿轮轴上限制支撑座径向水平对称位置。

5、M6连接螺钉及垫圈能快速将支撑座与校对套紧固在一起。

6、校对座平面上的第一校对杆和第二校对杆通过二个锁紧螺杆限制伸出长度。因此这种测量仪操作简便，检测结果直观、精度高，效率远远高于设备上的检测。

附图说明

图1和图2是齿轮轴奇数齿顶圆检测仪校对座的示意图。

图3和图4是支撑座在齿轮轴奇数齿顶圆调整支撑杆对称的示意图。

图5是在校对座上校对百分表的示意图。

图6是检测仪在齿轮轴上测量过程的示意图。

图7和图8是在特殊情况下在小于校对套直径的齿轮轴上调整支撑杆的示意图。

图9是在特殊情况下在小于校对套直径的齿轮轴在校对装置上调整支撑杆的示意图。

图10是在特殊情况下在小于校对套直径的齿轮轴测量齿顶圆的示意图。

图11和图12是齿轮轴采用现有K值换算的方法来测量齿顶圆尺寸的示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

说明书附图中的附图标记包括：校对座1、锁紧螺杆2、长校对杆3、短校对杆4、校对套5、M6内六角螺钉6、平衡块7、定位销8、M5内六角螺钉9、支撑座10、表杆11、百分表12、右（左）端面定位块13、钢球14、M4螺杆15、垫圈16、M6连接螺钉17、紧固螺母18、校验支撑杆19、齿轮轴20。

本实施例中公开的一种齿轮轴奇数齿顶圆检测仪，其端面定位块可以设置为一个或两个等，本实施例中分别设置了右（左）端面定位块13来进行说明；校对座1上安装的校对杆可以同时设置一根或两根等，本实施例中分别在校对座1上安装了长校对杆3和短校对杆4来进行说明。具体结构和操作方法如下：

一、验证校对装置可靠性：

校对装置结构如图1、图2所示，它由校对座1、锁紧螺杆2、长校对杆3、短校对杆4、校对套5、M6内六角螺钉6、平衡块7、定位销8、M5内六角螺钉9组成。

当在这个校对装置上放置支撑座10、右（左）端面定位块13、钢球14、M4螺杆15、垫圈16、M6连接螺钉17后，在装入定位销8，右（左）端面定位块13端面抵紧图示校对座端面，M6连接螺钉17配合垫圈16拉紧支撑座10与校对套5，安装表杆11、百分表12，在长校对杆3或短校对杆4上校正百分表。为了验证校对装置的可靠性，即支撑座10下端面中心线与校对套5外圆上端相切，按图1所示，将两件校验支撑杆19放入支撑座10对称螺孔内，钢球固定在校验支撑杆19的底部，校验支撑杆19上的钢球14与校对套5相切后，两校验支撑杆19上端至支撑座10端面高度相等；平衡块7方便支撑支撑座10，平衡块7相对于校对座1的位置确定后，在测量时，能迅速锁定和确定支撑座10的位置，便于测量的快捷性。

首件在校正装置检查合格后，不再使用两校验支撑杆19和钢球14进行验证。

二、检测过程具体方法：

1、在检测过程中，可直接在验证合格的校对装置上按图5所示安装表杆11及百分表12，然后在长校对杆3上校表，再按图6所示将支撑座10上的表杆11，百分表12等件移到齿轮轴上对齿轮顶圆进行测量。该过程需要在图6所示齿轮轴上调整两校验支撑杆19的钢球14相切于齿轮轴颈。

支撑座10上安装表杆11及百分表12，操作者再调整两校验支撑杆19及钢球14很不方便，所以要先按图3图4所示在齿轮轴上，将两校验支撑杆19的上端面至支撑座10上端面调整等高且对称，然后锁紧两端各两个紧固螺母18，两校验支撑杆19的上端面至支撑座10上端面的高度和位置就不会发生变动，利于调节和操作。

2、按图5装上表杆11及百分表12后，再按图6所示直接检测齿轮轴，检测时要求左、右端面定位块13与齿轮轴颈端面相抵，两校验支撑杆19上的钢球14与齿轮轴颈相抵并且两校验支撑杆19的上端面至支撑座10上端面的高度相等。

三、检测过程特殊情况的处理：

在实际生产过程中，小奇数齿顶圆的尺寸很容易测量，所以在设计中要求校对套直径小于或等于被测齿轮轴颈直径。如果齿轮轴颈小于校对套时，在采用该检测仪检测时需注意以下几点：

1、如图7、8所示，在齿轮轴颈上调整两校验支撑杆19相切且对称后，锁紧螺母18，然后拧着校验支撑杆19滚花柄松开，两锁紧螺母18在校验支撑杆19的位置不变。以免校对百分表12时干涉校对套5。

2、按图9所示，在校对套5上校对百分表12，注意不要钢球14干涉校对套5。

3、按图10所示，将校验支撑杆19拧到图7所示位置，当钢球14与齿轮轴颈相切且对称后，检测校验支撑杆19至支撑座10上端面等高且对称，即可批量测量齿轮轴。

误差分析：

图1所示，如果支撑座10偏移校对套5中心线左或右1毫米，齿轮顶圆为118，该检测仪实测齿轮圆半径误差值为0.008475mm。如果齿轮顶圆为485，该检测仪实测半径误差值为0.00206mm。

从以上例可以看出，通过实测和计算，齿顶圆实际误差值极小。

本结构简单造价便宜，检测的部件总重1.45公斤（校对座1部件重量6.4公斤）、首件检测时间不超过10分钟，批量检测不到2分钟，因此操作简便、检测结果直观、误差小效率高。

本实施例还公开了一种齿轮轴奇数齿顶圆检测仪的使用方法，包括以下步骤：

A、将支撑座10、两件校验支撑杆19、四个紧固螺母18、左右各一个端面定位块13及二个M4螺杆15放在被测齿轮轴20颈上；

B、当支撑座10放在齿轮轴20颈中间位置后，将左及右端面定位块靠紧齿轮轴20的端面；

C、二校验支撑杆19上的钢球14与齿轮轴20相切后，采用深度游标卡尺确保两校验支撑杆19的上端面至支撑座10上端面高度相等，左、右两端各采用二个螺母锁紧校验支撑杆19；

D、将支撑座10放在校对套5及平衡块7上；

E、在支撑座10和平衡块7半孔之间放入定位销8；

F、分别拧紧两端面定位块上的M4螺杆15；

G、校对套5上开设有螺孔，拧紧M6连接螺钉17至螺孔中，将支撑座10与校对套5连接为一体；

H、在支撑座10上装上表杆11、百分表12的检测装置，然后将百分表12测头按图示与校对杆外圆同轴且与校对杆的端面相抵，并将百分表12指针调整为0；

I、取出M6连接螺钉17后装入支撑座10前排M6螺孔内；

J、将支撑座10放在齿轮轴20上，当两校验支撑杆19钢球14与齿轮轴20外圆相切后，测量左、右校验支撑杆19与齿轮轴20相切后的两端面等高，同时将靠拢齿轮轴20端面的左、右端面定位块13用M4螺杆15连接；

K、通过百分表12测量齿顶圆，即可确定半径实际大小。

该检测仪原理简单，它能直接测量大小不同齿轮的齿顶圆，不但使用方便，而且检测尺寸准确。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构和/或特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (9)

1.齿轮轴奇数齿顶圆检测仪，其特征在于，包括校对机构和检测机构；

所述校对机构包括校对座和与校对座连接的呈柱状的校对套，校对套上设有水平的平衡块，所述校对座上设有校对杆；

所述检测机构包括可拆卸连接于平衡块上的支撑座，所述支撑座上设有偶数根与校对套外圆面相抵的校验支撑杆，且校验支撑杆沿支撑座的竖直中心面对称分布，所述支撑座和平衡块分别与校对套顶部中间的相切线相平行，所述支撑座与齿轮轴相切的端面之间设有端面定位块，所述支撑座上连接有表杆，表杆上安装有百分表。

2.根据权利要求1所述的齿轮轴奇数齿顶圆检测仪，其特征在于：所述校验支撑杆上设有与校对套相切的钢球，校验支撑杆的上端平面与支撑座的上表面平行并等高。

3.根据权利要求1或2所述的齿轮轴奇数齿顶圆检测仪，其特征在于：所述校对套的几何中心与校对座平面上的校对杆的回转中心的中心线相重合。

4.根据权利要求1所述的齿轮轴奇数齿顶圆检测仪，其特征在于：所述端面定位块与支撑座的正侧端面平行并等高。

5.根据权利要求1所述的齿轮轴奇数齿顶圆检测仪，其特征在于：所述校对座上设有限制校对杆的伸出长度的锁紧螺杆。

6.根据权利要求1所述的齿轮轴奇数齿顶圆检测仪，其特征在于：在支撑座的下端面中部开设有定位销孔，采用定位销通过平衡块将支撑座定位在校对套上。

7.根据权利要求2所述的齿轮轴奇数齿顶圆检测仪，其特征在于：所述支撑座上开设有能容纳校验支撑杆穿过的螺孔。

8.根据权利要求1所述的齿轮轴奇数齿顶圆检测仪，其特征在于：所述校验支撑杆上安装有紧固螺母。

9.一种齿轮轴奇数齿顶圆检测仪的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

A、将支撑座、校验支撑杆以及端面定位块放在被测齿轮的轴颈上；

B、当支撑座放在齿轮轴颈中间位置后，将端面定位块靠紧齿轮轴的端面并固定；

C、校验支撑杆的钢球与齿轮轴相切后，采用深度游标卡尺确保校验支撑杆的上端面至支撑座上端面的高度相等，并锁紧校验支撑杆的左、右两端；

D、将支撑座放在校对套及平衡块上，在支撑座和平衡块之间用定位销连接；

E、将支撑座与校对套连接为一体；

F、在支撑座上装上表杆和百分表，然后将百分表的测头与校对杆的上面端垂直并相切，并将百分表的指针调整为0；

G、在校验合格后，将支撑座从校对套上卸下；

H、将支撑座放在齿轮轴上，当校验支撑杆上的钢球与齿轮轴的外圆相切后，调整支撑座左、右两侧的校验支撑杆与齿轮轴相切后的两端面等高，同时将靠拢齿轮轴端面的端面定位块进行固定；

I、通过百分表测量齿顶圆，即可确定齿轮轴奇数齿顶圆半径的实际大小。