CN109238094A - 一种奇数齿轮的外圆直径测量方法 - Google Patents

Abstract

为了解决现有技术中奇数齿轮的圆直径无法直接测量的问题，本发明提供一种奇数齿轮的外圆直径测量方法，得到待测件的大径与外圆直径的关系公式，取不同齿数的标准样件制成标准样件外圆直径、标准样件大径、系数k即可做成对照表，对于待测奇数齿轮，只要测出其大径，即可将大径数值代入公式算得外圆直径采用上述测量方式检测产品的外径，只需要判断测量值相对标准样件差异至，大大减少了以往光学检测时间，通过此种方法满足工艺加工提出的关键尺寸控制要求。

Description

一种奇数齿轮的外圆直径测量方法

技术领域

本发明属于机械加工领域，涉及一种奇数齿轮的外圆直径测量方法，尤其涉及一种需要精确测量此类产品的方法。

背景技术

为了满足检测要求，需要对于外圆带奇数齿的产品测量外圆直径；以广泛应用于污水处理等作业的泵上的硬质合金密封环为例，结构如图3、4所示，为了满足污水泵在作业及工艺生产过程中的使用要求，需要保证外圆直径要求Φ111+(0～0.05)mm，这种密封环的批量性加工需要通过专用检具测量完成，而常规检具如千分尺或游标卡尺无法直接测量，使用影像仪等光学设备在检测精度及检测效率上无法达到重复较好效果，导致工艺加工过程返修量大，制作成本极高。

发明内容

本发明的目的旨在，目前检测硬质合金密封环外圆方法影响了加工效率及制作成本，提供一种快速检测此类产品外径的方法，通过该测量方法更加快速准确，成本低。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种奇数齿轮的外圆直径测量方法，基于以下原理：

设一个角AOB，其夹角为a，角AOB内切一个半径为R的标准圆，切点分别为A、B，角AOB的角分线OC与标准圆的交点分别为C、E点，其中的C点距离O点较远，设OC的长度为H并命名为大径，设角AOB的角度为a度，则H与R、a的符合如下关系：

设定标准圆的直径为D，则

设定

根据公式(1)的原理，测量出一个奇数齿轮的外圆大径H，即可通过公式(2)(3)算出其外圆直径D，其中的a值为180°-360°/Z，Z为被测件齿数，不同的齿数分别对应不同的a与k值。

还可以设定一个直径已知的圆形标准样件，标准样件的外圆直径为D1、大径为H1，设定待测奇数齿轮的外圆直径为D2，则奇数齿轮的外圆直径相对于标准样件的外圆直径的变化量ΔD＝D2-D1，大径的变化量ΔH＝H2-H1，根据式(1)和式(2)可知，ΔD与ΔH存在下列关系：

即可得到待测奇数齿轮的外圆直径D2为：

上式中直径D1已知、大径H1可计算出，如此测量出待测件的大径H2后，即可根据公式(4)、(5)得到待测件外圆半径D2；

经计算，不同齿数的齿轮的k值如下表1所示：

表1齿数与对应的k值表

齿数	3	5	7	9	11
						k值	0.667	0.893	0.952	0.969	0.98

进一步的，采用以下方法测量奇数齿轮的大径：

将v型检具的两个测量条分别与奇数齿轮一端两个相邻齿的齿顶相切，两个测量条的交叉点即为O点，两个测量条与奇数齿轮两个齿顶的切点分别即为A、B点，角AOB的角分线与奇数齿轮外圆的两个交点分别即为C、E点，其中的C点距离O点较远，将直条量具与奇数齿轮另一端与前述两个齿所对的另一齿的齿顶相切，其切点即为C点，v型检具的两个测量条的夹角即角AOB为a度，然后测量v型检具上O与直条量具的垂直距离，即OC的距离，即为待测奇数齿轮的大径。

优化的，所述v型检具两个测量条在交叉点O处活动连接，这样可以采用同一v型检具测量不同齿数的齿轮，所述v型检具两个测量条的交叉点O处与带有长度刻度的刻度条的一端连接，刻度条的另一端连接与直条量具活动连接，使用时，先将v型检具两个测量条与待测齿轮相邻两个齿相切，然后将测量条调至位于两个测量条夹角的二分这一角分线上，刻度条经过待测齿轮另一端与前边相邻两个齿对应的齿，然后调整直条量具与这个齿相切，此时观察直条量具与刻度条的交叉处的刻度值，即为待测齿轮的大径。

附图说明

图1、2为本发明提供的奇数齿外圆直径测量原理图；

图3、4为实施例所测九齿密封环示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步描述：

本实施例以检测硬质合金密封环外圆为例，对本发明提供的带有奇数齿外圆直径检测方法给出详细的解释。

实施例1

本实施例要检测外圆直径的密封环如图3、4所示，密封环的外圆尺寸要求为Φ111+(0～0.05)mm。

其测试基于以下原理：

设一个角AOB，其夹角为a，角AOB内切一个半径为R的标准圆，切点分别为A、B，角AOB的角分线OC与标准圆的交点分别为C、E点，其中的C点距离O点较远，设OC的长度为H并命名为大径，设角AOB的角度为a度，则H与R、a的符合如下关系：

设定标准圆的直径为D，则

设定

基于上述式(1)原理，如图1所示，将v型检具的两个测量条分别与九齿密封环一端两个相邻齿的齿顶相切，两个测量条的交叉点即为O点，两个测量条与九齿密封环两个齿顶的切点分别即为A、B点，角AOB的角分线与九齿密封环外圆的两个交点分别即为C、E点，其中的C点距离O点较远，将直条量具与九齿密封环另一端与前述两个齿所对的另一齿的齿顶相切，其切点即为C点，v型检具的两个测量条的夹角即角AOB为a度，然后测量v型检具上O与直条量具的垂直距离，即OC的距离，即为待测相切接触的大径H。

测量出一个相切接触的外圆大径H为115.01，根据以公式(2)、(3)即可计算出其外圆直径计算时，因实施例产品外圆为9齿，因此，V型检具夹角a为140°，k值为0.969。

实施例2

本实施例要检测外圆直径的密封环与实施例1相同，包括以下步骤：

(1)、制作V型检具，根据a＝180°-360°/Z，实施例产品外圆为9齿，V型检具夹角a为140°、k值为0.969；

(2)、制作标准样件，采用钢件车削、热处理后，按照工艺磨削标准圆柱样件，使用微米千分尺测量准确，并刻字做好尺寸标识，本实例标准样件尺寸为Φ111mm；

(3)、测量标准圆柱样件的直径D1为111mm，根据公式(1)得到其大径H1；

(4)、采用V型检具测量九齿密封环的大径H2，得到大径差ΔH为0.46mm；

(5)、根据大径差ΔH，得出被测件外圆直径为

D2＝D1+k×ΔH＝111+0.969×0.46＝111.45mm

采用上述测量方式检测产品的外径，只需要判断测量值相对标准样件差异至，大大减少了以往光学检测时间，通过此种方法满足工艺加工提出的关键尺寸控制要求。

本实施例虽然以检测硬质合金密封环为例，对上述密封环的外圆测量方法进行说明，但是上述密封环的外圆测量方法并不局限于测量硬质合金密封环，可以适用于加工其他材质的外圆。

本领域的普通技术人员将会意识到，这里所述的实施例是为了帮助读者理解本发明的原理，应被理解为本发明的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。本领域的普通技术人员可以根据本发明公开的这些技术启示做出各种不脱离本发明实质的其它各种具体变形和组合，这些变形和组合仍然在本发明的保护范围内。

Claims (4)

1.一种奇数齿轮的外圆直径测量方法，其特征在于，采用以下方法：

将v型检具的两个测量条分别与奇数齿轮一端两个相邻齿的齿顶相切，两个测量条的交叉点即为O点，两个测量条与奇数齿轮两个齿顶的切点分别即为A、B点，角AOB的角分线与奇数齿轮外圆的两个交点分别即为C、E点，其中的C点距离O点较远，将直条量具设于C点并与奇数齿轮外圆相切，v型检具的两个测量条的夹角即角AOB为a度，然后测量v型检具上O点与直条量具的垂直距离，即OC的距离，即为待测奇数齿轮的大径H，H与D具有以下公式的关系：

设定

不同的齿数分别对应不同的a与k值，a值为180°-360°/Z，Z为被测件齿数，采用v型检具测出奇数齿轮的大径H，根据公式(2)即可算得奇数齿外圆直径D的值。

2.根据权利要求1所述奇数齿轮的外圆直径测量方法，其特征在于，还可以设定一个直径已知的圆形标准样件，标准样件的外圆直径为D1、大径为H1，设定待测奇数齿轮的外圆直径为D2，则奇数齿轮的外圆直径相对于标准样件的外圆直径的变化量ΔD＝D2-D1，大径的变化量ΔH＝H2-H1，根据式(1)、(2)可知，ΔD与ΔH存在下列关系：

即可得到待测奇数齿轮的外圆直径D2为：

上式中直径D1已知、大径H1可计算出，如此测量出待测件的大径H2后，即可根据公式(5)得到待测件外圆半径D2；

制作出齿数与系数k、标准样件直径D1、标准样件大径D2的数值对照表，对于待测奇数齿轮，只要测出其大径H2，即可将H2的数值代入公式(4)、(5)算得外圆直径D2。

3.根据权利要求1所述奇数齿轮的外圆直径测量方法，其特征在于，所述v型检具两个测量条在交叉点O处活动连接。

4.根据权利要求1或3所述奇数齿轮的外圆直径测量方法，其特征在于，所述v型检具两个测量条的交叉点O处与带有长度刻度的刻度条的一端连接，刻度条的另一端连接与直条量具活动连接。