CN109751943A - 内环面齿轮的接触式测量工具及使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种内环面齿轮的接触式测量工具及使用方法，包括三抓卡盘、测臂、测臂支撑筒、挡板，三抓卡盘上安装有与其同轴心的刻度盘，测臂支撑筒外周由上至下间隔设置三个测臂，三个测臂分别位于待测量的内环面齿轮的同一个轮齿螺旋线的上部、中部、下部，刻度盘上表面中部设置有与其中轴心的凸柱，凸柱上端设置有与其同轴心细轴部，细轴部外周设置有外螺纹，挡板中部设置有通孔，挡板经通孔套设在细轴部上，待测量的内环面齿轮经三抓卡盘固定后，挡板压住内环面齿轮上端面并经螺母与细轴部锁固，本工具可实现对内环面齿轮的螺旋滚道形状误差的测量、齿距偏差的测量和齿轮径向跳动的测量。

Description

内环面齿轮的接触式测量工具及使用方法

技术领域

本发明涉及一种内环面齿轮的接触式测量工具及使用方法。

背景技术

内环面齿轮的轮齿是一种复杂的空间非线性螺旋滚道，轮齿的齿形线随内齿轮的横截面和轴截面的位置变化而变化，这给测量带来很大的不确定性。这种内齿轮的轮齿是在内环面中加工出来的，而且是非规格螺旋空间曲面。目前市面用于内环面齿轮的测量工具。

发明内容

本发明提出一种内环面齿轮的接触式测量工具及使用方法。

本发明解决技术问题所采用的方案是，一种内环面齿轮的接触式测量工具，包括三抓卡盘、测臂、测臂支撑筒、挡板，所述三抓卡盘上安装有与其同轴心的刻度盘，刻度盘外周环设有刻度线，测臂支撑筒套在刻度盘上，且刻度盘上的刻度线位于测臂支撑筒外侧，测臂支撑筒外周由上至下间隔设置三个测臂，三个测臂分别位于待测量的内环面齿轮的同一个轮齿螺旋线的上部、中部、下部，刻度盘上表面中部设置有与其中轴心的凸柱，凸柱上端设置有与其同轴心细轴部，细轴部外周设置有外螺纹，挡板中部设置有通孔，挡板经通孔套设在细轴部上，待测量的内环面齿轮经三抓卡盘固定后，挡板压住内环面齿轮上端面并经螺母与细轴部锁固。

进一步的，测臂内端连接测臂支撑筒，测臂外端设置有与其同轴心的安装孔，内测臂外端周侧沿径向设置有连通安装孔的刻度槽，刻度槽旁侧设置有刻度线，安装孔内设置有弹簧，弹簧外端与测头相连接，内端与安装孔相连接，测头内端设置有测针，测针位于刻度槽内。

进一步的，所述测臂包括内测臂、外测臂，外测臂内端套设在内测臂外端，内测臂内端与测臂支撑筒相连接，外测臂内端周侧设置有定位孔，内测臂外端周侧设置有与定位孔相配合的球头弹簧柱塞，安装孔设置在外测臂外端。

进一步的，内测臂外端周侧沿轴向设置有凸键部，外测臂内端的套孔内壁设置有与凸键部相配合的键槽，球头弹簧柱塞安装在凸键部，定位孔设置在键槽上。

进一步的，测头包括依次连接的半球头部、柱部，半球头部的直径与待测量的内环面齿轮的齿面设计直径相等，弹簧套设在柱部上并抵靠半球头部。

进一步的，探针套装在半球头部与柱部的连接面上。

一种内环面齿轮的接触式测量工具的使用方法：

（1）分别准备直径与待测量的内环面齿轮的齿面直径上限值及下限值相等的测头；将待测量的内环面齿轮经三抓卡盘固定后，将挡板套在细轴部上，挡板压住内环面齿轮上端面并经螺母与细轴部锁固，安装后三个测臂的测头置于齿轮齿面的法截面上，三个测臂的测头分别测量螺旋轮齿的上、中、下齿形；

（2）齿形形状误差的测量：螺旋滚道形状误差通过三点测量法确定,如果上限测头不能置于滚道内，则更换下限测头，若下限测头可以置于滚道内，则说明螺旋滚道的法截面形状是符合要求；若上中下三个测头同时满足上限测头不能置于滚道内，下限测头可以置于滚道内，则表明螺旋线形状误差符合要求；

（3）齿距偏差的测量：刻度盘圆周根据内齿轮的齿数分成Z等份，Z为齿数，当测量完内齿轮某个齿的齿形形状后，旋转测臂支撑筒至下一等分记号处，如此时内齿轮齿形满足要求，则表明齿距偏差符合要求；如此时内齿轮齿形不满足要求，则左右微调测臂支撑筒，直至测头符合步骤2中的要求，调整的幅度可从刻度盘中的刻度读取，此幅度即为齿距偏差值；

（4）齿轮径向跳动的测量：测头满足步骤2中要求后，观察测针在下侧臂的刻度槽内的滑动量，滑动量由刻度槽上的刻度读出，如测针在0刻度，表明径向跳动正处于最大极限值；如滑动量在0到最小极限值之间，则表明齿轮径向跳动满足要求；否则不满足径向跳动要求，径向跳动的值由测针的滑动量读出。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：结构简单，设计合理，使用方便, 可实现对内环面齿轮的螺旋滚道形状误差的测量、齿距偏差的测量和齿轮径向跳动的测量，使用该测量工具时，工件只需经过一次装夹便可完成测量工作，避免二次装夹造成的定位误差，可降低测量成本，提高生产效率和加工精度。

附图说明

下面结合附图对本发明专利进一步说明。

图1是本工具的结构示意图；

图2是刻度盘的结构示意图；

图3是侧壁的结构示意图；

图4是侧壁的结构爆炸图。

图中：

1-三抓卡盘；2-待测量的内环面齿轮；3-刻度盘；4-测臂；401-内测臂；402-外测臂；403-定位孔；404-刻度槽；405-测针；406-测头；407-弹簧；408-球头弹簧柱塞；409-凸键部；5-测臂支撑筒；6-凸柱；7-细轴部；8-挡板；9-螺母；10-柱状凸部。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。

如图1-4所示，一种内环面齿轮的接触式测量工具，包括三抓卡盘、测臂、测臂支撑筒、挡板，所述三抓卡盘上安装有与其同轴心的刻度盘，刻度盘外周环设有刻度线，刻度盘用于测量内环面齿轮的齿距偏差，齿轮的齿距可以直接从刻度中读出，测臂支撑筒套在刻度盘上，用于支撑安装测臂，可以转动，且刻度盘上的刻度线位于测臂支撑筒外侧，测臂支撑筒外周由上至下间隔设置三个测臂，三个测臂分别位于待测量的内环面齿轮的同一个轮齿螺旋线的上部、中部、下部，在设计时，由于内环面齿轮的轮齿是复杂的非线性螺旋滚道，测臂在测臂支撑筒的位置是根据测量轮齿的上、中、下三个测量点位置并结合测臂的长度，通过三维建模软件，得到测臂在测臂支撑筒上所对应的上、中、下三个安装位置，刻度盘上表面中部设置有与其中轴心的凸柱，凸柱上端设置有与其同轴心细轴部，细轴部外周设置有外螺纹，挡板中部设置有通孔，挡板经通孔套设在细轴部上，待测量的内环面齿轮经三抓卡盘固定后，挡板压住内环面齿轮上端面并经螺母与细轴部锁固，挡板用于对内环面齿轮的轴向定位。

在本实施例中，刻度盘上中部设置柱状凸部，凸柱设置在柱状凸部上，测臂支撑筒套设在柱状凸部上。

在本实施例中，测臂内端连接测臂支撑筒，测臂外端设置有与其同轴心的安装孔，内测臂外端周侧沿径向设置有连通安装孔的刻度槽，刻度槽旁侧设置有刻度线，安装孔内设置有弹簧，弹簧外端与测头相连接，内端与安装孔相连接，测头内端设置有测针，测针位于刻度槽内，测针可以沿着下测臂的刻度槽滑动，用于指示径向跳动偏差值。

在本实施例中，所述测臂包括内测臂、外测臂，外测臂内端套设在内测臂外端，内测臂内端与测臂支撑筒相连接，为便于更换测头，外测臂内端周侧设置有定位孔，内测臂外端周侧设置有与定位孔相配合的球头弹簧柱塞，安装孔设置在外测臂外端。

在本实施例中，外测臂与测臂支撑筒上的安装孔插接，两者之间过盈配合，当然外测臂也可设计成与测臂支撑筒支撑一体或焊接。

在本实施例中，内测臂外端周侧沿轴向设置有凸键部，外测臂内端的套孔内壁设置有与凸键部相配合的键槽，球头弹簧柱塞安装在凸键部，定位孔设置在键槽上。

在本实施例中，测头包括依次连接的半球头部、柱部，半球头部的直径与待测量的内环面齿轮的齿面设计直径相等，弹簧套设在柱部上并抵靠半球头部，测量时，测头置于齿轮齿面的法截面上，测头可以更换，分别用直径与齿面直径上限值及下限值相等的测头来测量齿面形状。如果三个测头能同时置于齿轮螺旋齿面中则表示齿面的螺旋线形状符合要求。否则齿面形状不符合要求。

在本实施例中，探针套装在半球头部与柱部的连接面上。

一种内环面齿轮的接触式测量工具的使用方法：

（1）分别准备直径与待测量的内环面齿轮的齿面直径上限值及下限值相等的测头；将待测量的内环面齿轮经三抓卡盘固定后，将挡板套在细轴部上，挡板压住内环面齿轮上端面并经螺母与细轴部锁固，安装后三个测臂的测头置于齿轮齿面的法截面上，三个测臂的测头分别测量螺旋轮齿的上、中、下齿形；

（2）齿形形状误差的测量：螺旋滚道形状误差通过三点测量法确定,如果上限测头不能置于滚道内，则更换下限测头，若下限测头可以置于滚道内，则说明螺旋滚道的法截面形状是符合要求；若上中下三个测头同时满足上限测头不能置于滚道内，下限测头可以置于滚道内，则表明螺旋线形状误差符合要求；

（3）齿距偏差的测量：刻度盘圆周根据内齿轮的齿数分成Z等份，Z为齿数，当测量完内齿轮某个齿的齿形形状后，旋转测臂支撑筒至下一等分记号处，如此时内齿轮齿形满足要求，则表明齿距偏差符合要求；如此时内齿轮齿形不满足要求，则左右微调测臂支撑筒，直至测头符合步骤2中的要求，调整的幅度可从刻度盘中的刻度读取，此幅度即为齿距偏差值；

（4）齿轮径向跳动的测量：测头满足步骤2中要求后，观察测针在下侧臂的刻度槽内的滑动量，滑动量由刻度槽上的刻度读出，如测针在0刻度，表明径向跳动正处于最大极限值；如滑动量在0到最小极限值之间，则表明齿轮径向跳动满足要求；否则不满足径向跳动要求，径向跳动的值由测针的滑动量读出。

上列较佳实施例，对本发明的目的、技术方案和优点进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种内环面齿轮的接触式测量工具，其特征在于：包括三抓卡盘、测臂、测臂支撑筒、挡板，所述三抓卡盘上安装有与其同轴心的刻度盘，刻度盘外周环设有刻度线，测臂支撑筒套在刻度盘上，且刻度盘上的刻度线位于测臂支撑筒外侧，测臂支撑筒外周由上至下间隔设置三个测臂，三个测臂分别位于待测量的内环面齿轮的同一个轮齿螺旋线的上部、中部、下部，刻度盘上表面中部设置有与其中轴心的凸柱，凸柱上端设置有与其同轴心细轴部，细轴部外周设置有外螺纹，挡板中部设置有通孔，挡板经通孔套设在细轴部上，待测量的内环面齿轮经三抓卡盘固定后，挡板压住内环面齿轮上端面并经螺母与细轴部锁固。

2.根据权利要求1所述的内环面齿轮的接触式测量工具，其特征在于：测臂内端连接测臂支撑筒，测臂外端设置有与其同轴心的安装孔，内测臂外端周侧沿径向设置有连通安装孔的刻度槽，刻度槽旁侧设置有刻度线，安装孔内设置有弹簧，弹簧外端与测头相连接，内端与安装孔相连接，测头内端设置有测针，测针位于刻度槽内。

3.根据权利要求2所述的内环面齿轮的接触式测量工具，其特征在于：所述测臂包括内测臂、外测臂，外测臂内端套设在内测臂外端，内测臂内端与测臂支撑筒相连接，外测臂内端周侧设置有定位孔，内测臂外端周侧设置有与定位孔相配合的球头弹簧柱塞，安装孔设置在外测臂外端。

4.根据权利要求3所述的内环面齿轮的接触式测量工具，其特征在于：内测臂外端周侧沿轴向设置有凸键部，外测臂内端的套孔内壁设置有与凸键部相配合的键槽，球头弹簧柱塞安装在凸键部，定位孔设置在键槽上。

5.根据权利要求3所述的内环面齿轮的接触式测量工具,其特征在于：测头包括依次连接的半球头部、柱部，半球头部的直径与待测量的内环面齿轮的齿面设计直径相等，弹簧套设在柱部上并抵靠半球头部。

6.根据权利要求5所述的内环面齿轮的接触式测量工具，其特征在于：探针套装在半球头部与柱部的连接面上。

7.一种内环面齿轮的接触式测量工具的使用方法，采用如权利要求5任意一项所述的内环面齿轮的接触式测量工具，其特征在于，包括以下步骤：

（1）分别准备直径与待测量的内环面齿轮的齿面直径上限值及下限值相等的测头；将待测量的内环面齿轮经三抓卡盘固定后，将挡板套在细轴部上，挡板压住内环面齿轮上端面并经螺母与细轴部锁固，安装后三个测臂的测头置于齿轮齿面的法截面上，三个测臂的测头分别测量螺旋轮齿的上、中、下齿形；

（2）齿形形状误差的测量：螺旋滚道形状误差通过三点测量法确定,如果上限测头不能置于滚道内，则更换下限测头，若下限测头可以置于滚道内，则说明螺旋滚道的法截面形状是符合要求；若上中下三个测头同时满足上限测头不能置于滚道内，下限测头可以置于滚道内，则表明螺旋线形状误差符合要求；

（3）齿距偏差的测量：刻度盘圆周根据内齿轮的齿数分成Z等份，Z为齿数，当测量完内齿轮某个齿的齿形形状后，旋转测臂支撑筒至下一等分记号处，如此时内齿轮齿形满足要求，则表明齿距偏差符合要求；如此时内齿轮齿形不满足要求，则左右微调测臂支撑筒，直至测头符合步骤2中的要求，调整的幅度可从刻度盘中的刻度读取，此幅度即为齿距偏差值；

（4）齿轮径向跳动的测量：测头满足步骤2中要求后，观察测针在下侧臂的刻度槽内的滑动量，滑动量由刻度槽上的刻度读出，如测针在0刻度，表明径向跳动正处于最大极限值；如滑动量在0到最小极限值之间，则表明齿轮径向跳动满足要求；否则不满足径向跳动要求，径向跳动的值由测针的滑动量读出。