CN110108193A - 一种锥孔量具及应用其测量齿轮锥孔大端面直径的方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于齿轮加工辅助设备技术领域，尤其是涉及一种锥孔量具及应用其测量齿轮锥孔大端面直径的方法，锥孔量具包括底托、定位板、锥度测量元件、百分表和复位构件；底托和定位板平行且两者之间设有复位构件，百分表固定安装在定位板上且百分表的测量头抵接在底托的外侧面；一种测量齿轮锥孔大端面直径的方法，包括以下步骤：步骤A、采用标准齿轮对该量具进行校准；步骤B、使用该量具对待测齿轮进行测量，根据百分表读数得出底托的相对位移数值；步骤C、根据换算关系得出待测齿轮的锥孔大端面直径；本发明可以解决现有技术中采用传统锥孔测量工具对深凹面锥孔齿轮测量精度低或者采用三坐标测量方法测量效率低的问题。

Description

一种锥孔量具及应用其测量齿轮锥孔大端面直径的方法

技术领域

本发明属于齿轮加工辅助设备技术领域，尤其是涉及一种锥孔量具及应用其测量齿轮锥孔大端面直径的方法。

背景技术

在机械加工领域中，齿轮锥孔加工有严格的工艺要求，通常需要检测齿轮锥孔大端面直径，以判断其是否满足加工要求，通常采用直接测量或者间接测量的方法，直接测量采用三坐标测量法，效率低；间接测量法一般通用锥度塞规+数显游标卡尺，测量锥孔的锥度和塞规大端面与齿轮端面之间距离，再将其换算为齿轮锥孔大端面直径，但是遇到深凹面锥孔齿轮时，数显游标卡尺无法测量塞规大端面与齿轮端面的凹面之间的距离，一般的直线测量工具精度又比较低，故提高加工效率及检测精度势在必行。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种锥孔量具及应用其测量齿轮锥孔大端面直径的方法，可以解决现有技术中采用传统锥孔测量工具对深凹面锥孔齿轮测量精度低或者采用三坐标测量方法测量效率低的问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种锥孔量具，包括底托、定位板、锥度测量元件、百分表和复位构件；

底托为一块厚度已知的板状结构，锥度测量元件为锥度已知的圆台状结构，锥度测量元件的小直径端塞紧在齿轮的锥孔内，定位板紧贴锥度测量元件大端面且两者固接在一起，底托中设有一个中心孔，锥度测量元件穿过底托中设置的中心孔，且底托的内侧面紧贴齿轮的锥孔大端面，底托和定位板平行且两者之间设有复位构件，复位构件可以推动底托使得底托的内侧面贴紧锥孔大端面，百分表固定安装在定位板上且百分表的测量头抵接在底托的外侧面。

进一步地，复位构件包括多根复位弹簧，复位弹簧受挤压在底托和定位板之间。

进一步地，复位构件还包括多根导向柱，每根导向柱上套有一根复位弹簧，导向柱的一端垂直固接在底托的外侧面，导向柱的另一端可拆卸安装在定位板上。

进一步地，导向柱的另一端穿过定位板，且导向柱的末端拧接有螺母，螺母压紧在定位板的外侧面。

进一步地，锥度测量元件采用锥度塞规。

进一步地，百分表的测量杆垂直贯穿通过定位板，且百分表的测量杆和定位板固接在一起。

进一步地，百分表采用数显百分表。

一种测量齿轮锥孔大端面直径的方法，包括以下步骤：

步骤A、采用标准齿轮对该量具进行校准；将锥度测量元件的小直径端塞紧在标准齿轮的锥孔内，在复位构件的作用下，底托的内侧面贴紧锥孔大端面，同时，百分表的测量头抵接在底托的外侧面，此时，将百分表调零；另外，采用直接测量法测出底托外侧面与锥度测量元件大端面之间的距离L0、以及标准齿轮的锥孔大端面直径d作为标准值；

步骤B、使用该量具对待测齿轮进行测量，根据百分表读数得出底托的相对位移数值；将锥度测量元件的小直径端塞紧在待测齿轮的锥孔内，在复位构件的作用下，底托的内侧面贴紧锥孔大端面，同时，百分表的测量头抵接在底托的外侧面，此时，记录百分表读数；

步骤C、根据换算关系得出待测齿轮的锥孔大端面直径d1，并与标准齿轮的锥孔大端面直径d进行比较，检测其是否符合加工标准；换算方法为：

d1＝d2-N*(L1+L0+百分表读数)

其中，d-标准齿轮的锥孔大端面直径；

d1-待测齿轮的锥孔大端面直径；

d2-锥度测量元件大端面直径；

N-锥度测量元件锥度；

L1-底托厚度；

L0-测量标准齿轮时，底托外侧面与锥度测量元件大端面之间的距离。

进一步地，测量底托外侧面与锥度测量元件大端面之间的距离L0、以及标准齿轮的锥孔大端面直径d时采用三坐标法。

相对于现有技术，本发明具有以下优势：

现有技术中检测齿轮锥孔大端面直径采用三坐标测量法时，测量步骤较为繁琐，效率低；采用锥度塞规+数显游标卡尺间接测量方法时，遇到深凹面锥孔齿轮时，数显游标卡尺无法测量塞规大端面与锥孔大端面之间的距离，一般的直线测量工具精度又比较低。

本发明解决了上述问题，采用间接测量的原理，通过测量锥孔的锥度、塞规大端面与锥孔大端面之间距离，再将其换算为齿轮锥孔大端面直径，通过设置底托加百分表来解决数显游标卡尺无法测量横向间隙的问题，同时通过设置复位弹簧来保证量具与被测锥孔大端面紧密贴合，减小人为误差，提高测量精度，同时采用数显百分表可以直接读数，方便快捷检测。完美解决了现有技术中采用传统锥孔测量工具对深凹面锥孔齿轮测量精度低或者采用三坐标测量方法测量效率低的问题。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明的结构示意图。

附图标记说明：

11-底托；12-导向柱；13-定位板；14-复位弹簧；2-锥度测量元件；21-锥度测量元件大端面；3-百分表；41-锥孔大端面。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

如图1所示，一种锥孔量具，包括底托11、定位板13、锥度测量元件2、百分表3和复位构件。

底托11为一块厚度已知的板状结构，锥度测量元件2可采用锥度已知的圆台状结构，本实施例中，锥度测量元件2采用锥度塞规，采用标准量具，测量更加精确，读数也更加快捷。

锥度塞规的小直径端塞紧在齿轮的锥孔内，定位板13紧贴塞规大端面且两者固接在一起，底托11中设有一个中心孔，锥度塞规穿过底托11中设置的中心孔，且底托11的内侧面紧贴齿轮的锥孔大端面41，底托11和定位板13平行且两者之间设有复位构件，百分表3的测量杆垂直贯穿通过定位板13，且百分表3的测量杆和定位板13固接在一起，百分表3的测量头抵接在底托11的外侧面。优选地，百分表3采用数显百分表，方便直接读数。

进一步地，复位构件包括多根复位弹簧14和多根导向柱12，每根导向柱12上套有一根复位弹簧14，导向柱12的一端垂直固接在底托11的外侧面，导向柱12的另一端可拆卸安装在定位板13上，具体地，导向柱12的另一端穿过定位板13，且导向柱12的末端拧接有螺母，螺母压紧在定位板13的外侧面，复位弹簧14受挤压在底托11和定位板13之间，起到复位作用。通过设置复位弹簧14来保证量具与被测锥孔大端面41紧密贴合，减小人为误差，提高了测量精度。已知厚度的底托11和复位构件相互配合，可以避免百分表3的测量头直接接触齿轮锥孔大端面41带来的误差，提高测量精度。

一种测量齿轮锥孔大端面直径的方法，应用上述的锥孔量具，包括如下步骤：

在此，为了便于说明测量的原理，对一些参数进行标注命名：

L1-底托11厚度(已知)；

L0-测量标准齿轮时，底托11外侧面与锥度测量元件2大端面之间的距离；

L2-测量待测齿轮时，底托11外侧面与锥度测量元件2大端面之间的距离；

L-锥度测量元件2大端面与锥孔大端面41之间的距离；

d-标准齿轮的锥孔大端面41直径；

d1-待测齿轮的锥孔大端面41直径；

d2-锥度测量元件2大端面直径(即锥度塞规大端面直径，为已知量)；

N-锥度测量元件2锥度(已知)；

步骤A、采用标准齿轮对该量具进行校准；将锥度塞规的小直径端塞紧在标准齿轮的锥孔内，此时，受复位弹簧14的弹力作用，底托11的内侧面贴紧锥孔大端面41，同时，百分表3的测量头抵接在底托11的外侧面，此时，将百分表3调零；另外，采用三坐标法测出底托11外侧面与锥度测量元件2大端面之间的距离L0，以及标准齿轮的锥孔大端面41直径d。

步骤B、使用该量具对待测齿轮进行测量，根据百分表3读数得出底托11的相对位移数值。

同上述步骤，将锥度塞规的小直径端塞紧在待测齿轮的锥孔内，此时，受复位弹簧14的弹力作用，底托11的内侧面贴紧锥孔大端面41，同时，百分表3的测量头抵接在底托11的外侧面，此时，记录百分表3读数。

步骤C、根据换算关系得出待测齿轮的锥孔大端面41直径d1，并与标准齿轮的锥孔大端面41直径d进行比较，检测其是否符合加工标准。

因百分表3用于测量相对距离，因此根据百分表3读数可以得出底托11的相对位移数值，进而计算得出L2＝L0+百分表读数；

因为，L＝L1+L2；(d2-d1)/L＝N；

因此可以得出d1＝d2-N*(L1+L0+百分表读数)。

可见，本发明采用间接测量的原理，通过测量锥孔的锥度、塞规大端面与锥孔大端面41之间距离，再将其换算为待测齿轮的锥孔大端面41直径，通过设置底托11加百分表3来解决数显游标卡尺无法测量横向间隙的问题，同时通过设置复位弹簧14来保证量具与被测锥孔大端面41紧密贴合，减小人为误差，提高测量精度，同时采用数显百分表3可以直接读数，方便快捷检测。完美解决了现有技术中采用传统锥孔测量工具对深凹面锥孔齿轮测量精度低或者采用三坐标测量方法测量效率低的问题。

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 (9)

1.一种锥孔量具，其特征在于：包括底托(11)、定位板(13)、锥度测量元件(2)、百分表(3)和复位构件；

底托(11)为一块厚度已知的板状结构，锥度测量元件(2)为锥度已知的圆台状结构，锥度测量元件(2)的小直径端塞紧在齿轮的锥孔内，定位板(13)紧贴锥度测量元件大端面(21)且两者固接在一起，底托(11)中设有一个中心孔，锥度测量元件(2)穿过底托(11)中设置的中心孔，且底托(11)的内侧面紧贴齿轮的锥孔大端面(41)，底托(11)和定位板(13)平行且两者之间设有复位构件，复位构件可以推动底托(11)使得底托(11)的内侧面贴紧锥孔大端面(41)，百分表(3)固定安装在定位板(13)上且百分表(3)的测量头抵接在底托(11)的外侧面。

2.根据权利要求1所述的锥孔量具，其特征在于：复位构件包括多根复位弹簧(14)，复位弹簧(14)受挤压在底托(11)和定位板(13)之间。

3.根据权利要求2所述的锥孔量具，其特征在于：复位构件还包括多根导向柱(12)，每根导向柱(12)上套有一根复位弹簧(14)，导向柱(12)的一端垂直固接在底托(11)的外侧面，导向柱(12)的另一端可拆卸安装在定位板(13)上。

4.根据权利要求3所述的锥孔量具，其特征在于：导向柱(12)的另一端穿过定位板(13)，且导向柱(12)的末端拧接有螺母，螺母压紧在定位板(13)的外侧面。

5.根据权利要求1所述的锥孔量具，其特征在于：锥度测量元件(2)采用锥度塞规。

6.根据权利要求1所述的锥孔量具，其特征在于：百分表(3)的测量杆垂直贯穿通过定位板(13)，且百分表(3)的测量杆和定位板(13)固接在一起。

7.根据权利要求6所述的锥孔量具，其特征在于：百分表(3)采用数显百分表。

8.一种测量齿轮锥孔大端面直径的方法，其特征在于：应用权利要求1-7任一项所述的锥孔量具，包括以下步骤：

步骤A、采用标准齿轮对该量具进行校准；将锥度测量元件(2)的小直径端塞紧在标准齿轮的锥孔内，在复位构件的作用下，底托(11)的内侧面贴紧锥孔大端面(41)，同时，百分表(3)的测量头抵接在底托(11)的外侧面，此时，将百分表(3)调零；另外，采用直接测量法测出底托(11)外侧面与锥度测量元件(2)大端面之间的距离L0、以及标准齿轮的锥孔大端面(41)直径d作为标准值；

步骤B、使用该量具对待测齿轮进行测量，根据百分表(3)读数得出底托(11)的相对位移数值；将锥度测量元件(2)的小直径端塞紧在待测齿轮的锥孔内，在复位构件的作用下，底托(11)的内侧面贴紧锥孔大端面(41)，同时，百分表(3)的测量头抵接在底托(11)的外侧面，此时，记录百分表(3)读数；

步骤C、根据换算关系得出待测齿轮的锥孔大端面(41)直径d1，并与标准齿轮的锥孔大端面(41)直径d进行比较，检测其是否符合加工标准；换算方法为：d1＝d2-N*(L1+L0+百分表读数)

其中，d-标准齿轮的锥孔大端面(41)直径；

d1-待测齿轮的锥孔大端面(41)直径；

d2-锥度测量元件(2)大端面直径；

N-锥度测量元件(2)锥度；

L1-底托(11)厚度；

L0-测量标准齿轮时，底托(11)外侧面与锥度测量元件(2)大端面之间的距离。

9.根据权利要求8所述的测量齿轮锥孔大端面直径的方法，其特征在于：测量底托(11)外侧面与锥度测量元件(2)大端面之间的距离L0、以及标准齿轮的锥孔大端面(41)直径d时采用三坐标法。