CN106959066B - 一种变齿厚外齿轮的齿厚测量工具 - Google Patents

一种变齿厚外齿轮的齿厚测量工具 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种变齿厚外齿轮的齿厚测量工具，它包括底座（5）、立柱旋转机构（2）、被测齿轮的轮毂（9）和千分尺（6），立柱旋转机构（2）和被测齿轮的轮毂（9）分别装在底座（5）的两边，被测齿轮的轮毂（9）上有芯轴（7），立柱旋转机构（2）上标有刻度，千分尺（6）固定在千分尺卡槽内（17），千分尺卡槽（17）通过连杆（16）与立柱旋转机构（2）的升降部件铰接，千分尺（6）与被测齿轮的轮毂上的被测齿轮（19）齿面接触。本发明的优点是：提高了变齿厚外齿轮的齿厚测量精度、扩展了被测齿轮的测量尺寸范围，且操作简单，便于携带。

Description

一种变齿厚外齿轮的齿厚测量工具
技术领域
本发明涉及齿轮测量技术，具体涉及一种变齿厚外齿轮的齿厚测量工具。
背景技术
渐开线变齿厚齿轮，简称变齿厚齿轮。本专利申请中的变齿厚齿轮基圆大小不变，变位系数沿轴向线性变化，属于一种渐开线齿轮。
要测得变齿厚齿轮在轴向不同尺寸的分度圆齿厚，就是要测出垂直于轴线的各个横截面中的轮齿齿厚，即该截面上变位齿轮的齿厚。对于变齿厚外齿轮的齿厚测量，目前采用的分度圆弦齿厚和固定弦齿厚测量方法依赖于齿顶圆精度，不能精确测量齿厚。采用量柱、量球测量距方法对大型齿轮测量不方便，多用于内齿圈的测量。采用公法线长度测量，但要解决在齿轮轴线方向的尺寸测量精度问题。
中国专利文献CN102353312A公开的一种小角度变齿厚齿轮的齿厚测量工具尺，它包括主尺，主尺的左端部固定有固定卡爪，固定卡爪的下端内则设有固定测头，主尺的另一端设有滑动卡爪，主尺滑动卡爪的下端内侧设有移动测头，高度尺滑动架与主尺相滑动卡合，延伸杆的一端与高度尺滑动架相固定，延伸杆的另一端套有高度尺滑块，高度尺滑块上设有高度尺。该专利不足之处在于：
1.采用量球测量，更换测头不便，计算繁琐；
2.轴向尺寸测量部分刚度小，间隙大，测量轴向方向精度不高；
3.测头贴附齿面定位并不准确，测量平面与被测齿轮平面误差大，导致齿厚测量误差；
4.被测齿轮直径，轴向尺寸受制于卡槽尺寸结构，局限性大。
发明内容
针对变齿厚外齿轮的齿厚测量问题，本发明所要解决的技术问题就是提供一种变齿厚外齿轮的齿厚测量工具，它能够提高变齿厚外齿轮齿厚的测量精度，且采用折叠构造，携带方便，操作简单。
本发明所要解决的技术问题是通过这样的技术方案实现的，它包括底座、立柱旋转机构、被测齿轮的轮毂和千分尺，立柱旋转机构和被测齿轮的轮毂分别装在底座的两边，被测齿轮的轮毂上有芯轴，立柱旋转机构上标有刻度，千分尺固定在千分尺卡槽内，千分尺卡槽通过连杆与立柱旋转机构的升降部件铰接，千分尺与被测齿轮的轮毂上的被测齿轮齿面接触。
本发明的使用方法是：被测齿轮安装在被测齿轮的轮毂上，由芯轴用锁紧螺母固定；将千分尺卡槽贴于齿轮端面，刻度盘调零；转动立柱旋转机构的旋钮，改变齿轮轴向尺寸进行测量，获得齿轮的轴向高度值，计算跨齿数，用千分尺测得对应轴向尺寸b的公法线长度，即可测得不同截面上的公法线长度：
由公法线公式（p b 为基圆齿距，k跨齿数，对于外齿轮为跨测的轮齿数，对于内齿轮应为跨测的齿槽数），得到基圆齿厚，再由基圆齿厚与分度圆齿厚的几何关系，可得分度圆齿厚s
x1——大端面变位系数；
x2——小端面变位系数；
B——齿宽；
m、z和α分别是模数、齿数和压力角。
由于本发明采用千分尺测量公法线长度，旋钮旋转一周为一个导程，测量精度高；另外，被测齿轮在轴向有精确定位调零，能够准确获得齿轮的轴向数值，提高了测量精度。本发明能将立柱旋转机构和芯轴收折于底座内部，千分尺能收放在底座内内，节省空间，携带方便。所以本发明的优点是：提高了变齿厚外齿轮的齿厚测量精度、扩展了被测齿轮的测量尺寸范围，且操作简单，便于携带。
附图说明
本发明的附图说明如下：
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明收折时的结构示意图；
图3为立柱旋转机构的结构示意图；
图4为立柱旋转机构和被测齿轮的轮毂在底座上的安装图；
图5为立柱底部的局部图；
图6为防尘盖的结构图。
图中：1.轴承座；2.立柱旋转机构；3.刻度盘；4.旋钮；5.底座；6.千分尺；7.芯轴；8.支撑海绵；9.被测齿轮的轮毂；10.万向节；11.锁紧螺母；12.立柱；13.固定螺钉；14.立柱端盖；15.螺母；16.连杆；17.千分尺卡槽；18.紧定螺钉；19.被测齿轮；20.旋钮轴；21.轴承端盖；22.齿轮轴；23.螺杆；24.齿轮箱；25.立柱底部槽沟；26.防尘盖。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：
如图1所示，本发明包括底座5、立柱旋转机构2、被测齿轮的轮毂9和千分尺6，立柱旋转机构2和被测齿轮的轮毂9分别装在底座5的两边，被测齿轮的轮毂9上有芯轴7，立柱旋转机构2上标有刻度，千分尺6固定在千分尺卡槽内17，千分尺卡槽17通过连杆16与立柱旋转机构2的升降部件铰接，千分尺6与被测齿轮的轮毂上的被测齿轮19齿面接触。
如图2所示，立柱旋转机构2和用于被测齿轮定位的芯轴7都处于收折状态，千分尺6和锁紧螺母11被拆卸，放置于底座5内，由支撑海绵8定位。
如图2和图3所示，立柱旋转机构2包括标有刻度的立柱12，立柱12壁上开有槽，槽的上下两端装有轴承，轴承之间装有带螺母15的螺杆23，使用两个角接触轴承反装固定螺杆23，两端用螺母锁紧固定，螺杆23带动螺母15上下运动；螺母15与连杆16铰接，螺母15与连杆16、连杆16与千分尺卡槽17之间的铰链连接采用绞制孔螺栓；立柱12有立柱端盖14，立柱端盖14用于防尘；立柱12下端与齿轮箱24的孔贯接，齿轮箱24中，与螺杆23底部锥齿啮合的锥齿轮用平键与齿轮轴22连接，齿轮轴22一端由角接触轴承固定，另一端用平键与旋钮轴20连接；旋钮轴20由于要承受旋钮4转动时的附加弯矩，所以采用两个角接触轴承反装将旋钮轴及旋钮上的作用力传递到齿轮箱24上，由箱体受力，提高传动精度。旋钮轴20采用轴肩定位，旋钮轴20外端用旋钮4的螺纹紧固，旋钮4与轴承间采用轴承端盖21密封，轴承端盖21采用螺纹紧固于齿轮箱24上，轴承端盖21外侧配置有刻度盘3。刻度盘3与轴承和轴承端盖21配合关系严格，刻度盘3可以旋转，用于调零。
旋钮4的旋转运动转换成螺母15的上下运动，测量竖直方向的尺寸。立柱12上的刻度为毫米，刻度盘3上的精度为导程的百分之一，由此结构可以得到小数点后三位的精度值。
如图4所示，齿轮箱24的轴安装在轴承座1上，齿轮箱24在轴承座1上能翻转；轴承座1固定在底座5上，轴承座1上有与齿轮箱24的定位配合面，当立柱12竖立时，配合面接触，齿轮箱24上的固定螺钉13卡入轴承座1的卡槽，锁紧固定。被测齿轮的轮毂9安装固定在底座5的另一边，芯轴7与被测齿轮的轮毂9之间采用万向节10连接，使得芯轴7也具有折叠功能。再填入支撑海绵8，放入千分尺6以及螺母15，如图1所示。
如图5所示，立柱12底部设有立柱底部槽沟25，图6所示，防尘盖26为塑性材料部件。螺母15从立柱12底部装进去，然后用防尘盖卡住立柱底部槽沟，防尘盖26用于密封防尘。
底座5的下底面采用肋筋设计，增加底座的刚度，保证了整个工作台的测量精度。
本发明的使用过程是：从图1所示的收折状态，取出螺母15和千分尺6，竖起立柱12，使齿轮箱24与轴承座1接触配合，并将固定螺钉13锁紧固定立柱12位置。再将芯轴7穿过被测齿轮19轴孔，用锁紧螺母11锁紧。将千分尺6插入卡槽17，锁紧紧定螺钉18。将千分尺6靠近被测齿轮19端面，调节旋钮4，是千分尺卡槽17贴在齿轮端面，然后转动刻度盘3调零，将零点位置对准旋钮上的刻度线处。接下来转动旋钮4，由立柱12以及刻度盘3上的度数确定齿轮轴向尺寸。再根据跨齿数运用千分尺6测量公法线长度值。测量完毕，松开固定螺钉13、紧定螺钉18和锁紧螺母11，收折立柱12和芯轴7即可恢复折叠状态。
所以本发明的优点是：
1、既能测量变齿厚外齿轮的齿厚，也能测量普通的直齿轮外齿轮、斜齿轮外齿轮的齿厚。
2、采用工作台的形式，结构刚度大，测量精度高，测量尺寸范围大。体积小，便于携带，能快速变形安装，测量方便。
3、仅有个关键自由度与测量精度有关，即千分尺的上下移动，大大提高了测量精度。

Claims (2)

1.一种变齿厚外齿轮的齿厚测量工具，其特征是：包括底座(5)、立柱旋转机构(2)、被测齿轮的轮毂(9)和千分尺(6)，立柱旋转机构(2)和被测齿轮的轮毂(9)分别装在底座(5)的两边，被测齿轮的轮毂(9)上有芯轴(7)，立柱旋转机构(2)上标有刻度，千分尺(6)固定在千分尺卡槽内(17)，连杆(16)与立柱旋转机构(2)的升降部件铰接，连杆(16)与千分尺卡槽(17)之间铰链连接；千分尺(6)与被测齿轮的轮毂上的被测齿轮(19)齿面接触；
所述立柱旋转机构(2)包括标有刻度的立柱(12)和齿轮箱(24)，立柱(12)壁上开有槽，槽的上下两端装有轴承，轴承之间装有带螺母(15)的螺杆(23)，螺母(15)与连杆(16)铰接，立柱(12)有立柱端盖(14)，立柱(12)下端与齿轮箱(24)的孔贯接，在齿轮箱(24)中，与螺杆(23)底部锥齿啮合的锥齿轮用平键与齿轮轴(22)连接，齿轮轴(22)一端由角接触轴承固定，另一端用平键与旋钮轴(20)连接；旋钮轴(20)外端用旋钮(4)的螺纹紧固，旋钮(4)与轴承间采用轴承端盖(21)密封，轴承端盖(21)采用螺纹紧固于齿轮箱(24)上，轴承端盖(21)外侧配置有刻度盘(3)。
2.根据权利1所述的变齿厚外齿轮的齿厚测量工具，其特征是：所述齿轮箱(24)通过轴安装在轴承座(1)上，轴承座(1)固定在底座(5)上，轴承座(1)上有与齿轮箱(24)的定位配合面，在立柱(12)竖立时，配合面接触，齿轮箱(24)上的固定螺钉(13)卡入轴承座(1)的卡槽；被测齿轮的轮毂(9)安装固定在底座(5)的另一边，芯轴(7)与被测齿轮的轮毂(9)之间采用万向节(10)连接。
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