CN106546502B - 一种用于齿轮硬度计的光学测量系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于齿轮硬度计的光学测量系统，包括物镜、物镜座、辅助透镜、反射镜、目镜、目镜座、照明系统，所述物镜竖直固定在物镜座的底端，辅助透镜水平设置在物镜的上端，所述目镜倾斜固定在目镜座上，目镜座固定硬度计的底板上，照明系统倾斜设置在物镜和目镜之间且其光线出口端侧固定在底板上。本发明使用简单、安装方便，能够使物镜的下端面与试样表面之间的距离精确定位到30mm，能够直接对齿轮啮合面的硬度进行测量，不用从齿轮上截取被测试样，且放大后的压痕图像清晰，图像稳定，测量结果精确。

Description

一种用于齿轮硬度计的光学测量系统
技术领域
本发明涉及齿轮硬度检测技术领域，特别是涉及一种用于齿轮硬度计的光学测量系统。
背景技术
齿轮是机器中传递扭矩、调整速度及改变运动方向的重要零件，在装备制造、交通运输等领域应用十分广泛。许多齿轮的服役条件都很恶劣。齿轮工作时，齿根要受到交变弯曲应力，齿面要受到磨擦力、交变接触压应力及冲击载荷。如果制造不当，就会造成齿轮断齿、齿面磨损或齿面接触疲劳破坏，造成齿轮这一重要零件的早期失效。
大多数齿轮都要求心部具有高的强度和韧性，齿面要具有高的硬度、耐磨性和抗疲劳强度。为实现这一目的，通常要对齿轮毛坏做调质处理，对齿面做表面淬火或渗碳、渗氮处理。困此齿面硬度和硬化层成为代表齿轮质量的两项重要指标。
齿轮啮合面的硬度检测在很长一段时间内无法直接测量，而必须从齿轮上截取一部分作为被检试样，然后采用传统的硬度计对被检试样进行硬度检测。然而，齿轮检测样本的制作时间较长，且截取被检试样会对齿轮造成破坏，齿轮无法使用，造成一定的资源浪费。如何实现在生产现场对齿轮啮合面进行快速、方便、无损、精确的硬度检测，一直以来都是业内的一个难题。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，设计出一种用于齿轮硬度计的光学测量系统，解决了无法直接检测齿轮啮合面硬度的技术问题。
为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：
一种用于齿轮硬度计的光学测量系统，包括物镜、物镜座、辅助透镜、反射镜、目镜、目镜座、照明系统，所述物镜竖直固定在物镜座的底端，辅助透镜水平固定在物镜座的腔体内且设置在物镜的上端，反射镜倾斜固定在辅助透镜的上端，所述物镜座固定在自动转塔机构的转盘上，自动转塔机构固定在齿轮硬度计壳体内的水平设置的底板上；所述目镜倾斜固定在目镜座上，目镜座设置在物镜的右侧且固定在底板上，照明系统倾斜设置在物镜和目镜之间且其光线出口端侧固定在底板上；所述辅助透镜的主光轴与物镜的主光轴在同一直线上。
进一步地，所述照明系统包括光源和照明镜筒，所述光源与照明镜筒固定连接，照明镜筒固定在底板上的端部腔体内设置有分光镜，目镜的主光轴与分光镜的主光轴在同一直线上。
进一步地，所述物镜的下端面与试样表面之间的距离为30mm，物镜的上端面与辅助透镜之间的距离为11mm-15mm，反射镜的光线反射点到辅助透镜的距离为13mm-17mm。
进一步地，所述反射镜的倾斜角度为45°，目镜的倾斜角度为10°-20°。
进一步地，所述物镜为两个，分别为10X物镜和20X物镜。
本发明的积极有益效果：本发明使用简单、安装方便，能够使物镜的下端面与试样表面之间的距离精确定位到30mm，通过分别设置10X物镜和20X物镜，在物镜座的腔体内设置辅助透镜和倾斜45°的反射镜，能够将被测齿轮上的压痕进行放大，放大后的压痕图像清晰，且图像稳定，能够直接对齿轮啮合面的硬度进行直接测量，不用从齿轮上截取被测试样。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为图1的俯视图。
图3为本发明的光路图。
图4为本发明的安装位置示意图。
图中标号的具体含义为：1为物镜、2为物镜座、3为辅助透镜、4为反射镜、5为目镜、6为目镜座、7为照明系统、7-1为光源、7-2为照明镜筒、7-3为分光镜、8为试样表面、9为自动转塔机构、10为转盘、11为底板、12为齿轮硬度计壳体。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面通过附图中示出的具体实施例来描述本发明。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
结合图1、图2、图3、图4说明本实施方式，本发明的用于齿轮硬度计的光学测量系统，包括物镜1、物镜座2、辅助透镜3、反射镜4、目镜5、目镜座6、照明系统7。所述物镜1竖直固定在物镜座2的底端，辅助透镜3水平固定在物镜座2的腔体内且设置在物镜1的上端，物镜1的上端面与辅助透镜3之间的距离为11mm-15mm。所述物镜1为两个，分别为10X物镜和20X物镜，所述物镜1的下端面与试样表面8之间的距离为30mm。
反射镜4倾斜固定在辅助透镜3的上端，反射镜4的倾斜角度为45°，反射镜4的光线反射点到辅助透镜3的距离为13mm-17mm。所述物镜座2固定在自动转塔机构9的转盘10上，齿轮硬度计的壳体内水平设置有一个底板11，自动转塔机构9固定在底板11上，所述辅助透镜3的主光轴与物镜1的主光轴在同一直线上。所述目镜5倾斜固定在目镜座6上，目镜5的倾斜角度为10°-20°，目镜座6设置在物镜1的右侧且固定在底板11上。
所述照明系统7倾斜设置在物镜1和目镜5之间，照明系统7包括光源7-1和照明镜筒7-2，所述光源7-1与照明镜筒7-2的一端固定连接，照明镜筒7-2的另一端固定在底板11上，照明镜筒7-2的端部腔体内设置有分光镜7-3，目镜5的主光轴与分光镜7-3的主光轴在同一直线上。
在使用的过程中，将试样齿轮放置在齿轮硬度计的载物平台上，齿轮硬度计的压头向下运动，在试样齿轮的表面上产生压痕。照明系统的光源7-1发出光线，光经照明镜筒内的分光镜7-3入射到反射镜4上，然后经过反射镜4的反射，通过辅助透镜3和物镜1射到试样表面8。入射的光线在试样表面8的压痕处进行反射，反射光经物镜1和辅助透镜3射到反射镜4上，经反射镜4反射，进入分光镜7-3，然后经分光镜7-3进入目镜5，工作人员便可观看到压痕图像。
本发明使用简单、安装方便，能够使物镜1的下端面与试样表面8之间的距离精确定位到30mm，通过分别设置10X物镜和20X物镜，在物镜座2的腔体内设置辅助透镜3和倾斜45°的反射镜4，能够将试样齿轮上的压痕进行放大，放大后的压痕图像清晰，且图像稳定，能够直接对齿轮啮合面的硬度进行直接测量，不用从齿轮上截取被测试样。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解；依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims (2)

1.一种用于齿轮硬度计的光学测量系统,其特征在于，包括物镜(1)、物镜座(2)、辅助透镜(3)、反射镜(4)、目镜(5)、目镜座(6)、照明系统(7)，所述物镜(1)竖直固定在物镜座(2)的底端，辅助透镜(3)固定在物镜座(2)的腔体内且设置在物镜(1)的上端，反射镜(4)倾斜固定在辅助透镜(3)的上端，所述物镜座(2)固定在自动转塔机构(9)的转盘(10)上，自动转塔机构(9)固定在齿轮硬度计壳体(12)内的水平设置的底板(11)上；所述目镜(5)倾斜固定在目镜座(6)上，目镜座(6)设置在物镜(1)的右侧且固定在底板(11)上，照明系统(7)设置在物镜(1)和目镜(5)之间且其光线出口端侧固定在底板(11)上；所述辅助透镜(3)的主光轴与物镜(1)的主光轴在同一直线上；
所述照明系统(7)包括光源(7-1)和照明镜筒(7-2)，所述光源(7-1)与照明镜筒(7-2)固定连接，照明镜筒(7-2)固定在底板(11)上的光线出口端侧的腔体内设置有分光镜(7-3)，目镜(5)的主光轴与分光镜(7-3)的主光轴在同一直线上；
所述物镜(1)的下端面与试样表面(8)之间的距离为30mm，物镜(1)的上端面与辅助透镜(3)之间的距离为11mm-15mm，反射镜(4)的光线反射点到辅助透镜(3)的距离为13mm-17mm；
所述反射镜(4)的倾斜角度为45°，目镜(5)的倾斜角度为10°-20°。
2.根据权利要求1所述的用于齿轮硬度计的光学测量系统，其特征在于，所述物镜(1)为两个，分别为10X物镜和20X物镜。
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