CN111059985B - 一种盘齿轮花键齿顶圆直径的测量检具及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种盘齿轮花键齿顶圆直径的测量检具及方法，解决现有对奇数花键齿顶圆直径尺寸测量精度无法满足高精度公差要求的问题。该检具包括架体、定位单元及千分表；架体上表面倾斜设置，架体上安装有定位平台；千分表和定位单元分别设在定位平台上下两侧；定位单元包括V型定位块、弹簧、堵头及定位量球；V型定位块安装架体上，且V型定位块的V型定位槽靠近定位平台，V型定位块内设有台阶通孔，定位量球的定位本体设置大孔内，且定位量球的测量头伸出小孔用于与被测件的齿槽相接触；堵头设置在第一通大孔的底端；弹簧设置在第一通孔内，且位于堵头和定位本体之间；千分表通过锁紧件安装在架体上；千分表的中心线与定位量球的中心线共线。

Description

一种盘齿轮花键齿顶圆直径的测量检具及方法

技术领域

本发明属于齿轮齿顶圆直径测量技术，具体涉及一种盘齿轮花键齿顶圆直径的测量检具及方法。

背景技术

如图1所示，一种盘齿轮，沿圆周均布设有奇数个花键齿01，加工工艺中要求热后对花键齿顶圆进行精车加工，其顶圆直径D₀精度要求高，尺寸公差要求≤0.026mm，由于该外花键为奇数齿(通常齿数为45个)，目前对于奇数齿花键齿顶圆直径尺寸的测量主要有三点定位测量法，但该测量精度无法满足花键轴零件的高精度公差要求。

发明内容

为了解决现有对奇数花键齿顶圆直径尺寸测量精度无法满足高精度公差要求的技术问题，本发明提供了一种盘齿轮花键齿顶圆直径的测量检具及方法。

为实现上述目的，本发明提供的技术方案是：

一种盘齿轮花键齿顶圆直径的测量检具，其特殊之处在于：包括架体、定位单元及千分表；所述架体的上表面倾斜设置，所述架体上安装有定位平台；所述定位单元设在定位平台的下侧，千分表设在定位平台的上侧；所述定位单元包括V型定位块、弹簧、堵头及定位量球；所述V型定位块安装在架体上，且V型定位块的V型定位槽靠近定位平台设置，所述V型定位槽的两定位面之间夹角为α，α＝180°-(360°/Z)*Z1；

其中，Z为被测件的齿数，Z1为V型定位块测量时被测件所跨的齿距数；

所述V型定位块内开设有台阶通孔，台阶通孔的中心线与V型定位槽的平分线共线；所述台阶通孔包括第一通孔和第二通孔，第二通孔的孔径小于第一通孔的孔径且靠近定位平台设置；所述定位量球的定位本体设置第一通孔内，且定位量球的测量头伸出第二通孔，用于与被测件的齿槽相接触；所述堵头设置在第一通孔的底端；所述弹簧设置在第一通孔内，且位于堵头和定位本体之间；所述千分表通过锁紧件安装在架体上；所述千分表的中心线与定位量球的中心线共线。

进一步地，所述架体上端面设有安装槽；所述锁紧件下端面设有与所述安装槽相配合的凸块，所述凸块可在安装槽内移动，用于调整千分表与V型定位块之间的距离。

进一步地，所述锁紧件固定设置在架体上，锁紧件上端设有安装板；所述安装板上设有用于安装千分表的第三通孔，安装板上还设有与第三通孔贯通的胀紧槽；通过螺栓将胀紧槽两侧的安装板压紧，从而实现千分表的夹紧。

进一步地，还包括校对块，所述校对块的外径与被测件的齿顶圆直径相同。

进一步地，所述架体包括底板、与底板垂直的侧板、连接底板和侧板的斜板，所述斜板上安装有定位平台；

所述定位单元、定位平台、千分表从下自上依次设置在斜板上。

进一步地，所述千分表为数显千分表或指针式千分表。

进一步地，所述定位平台为台阶轴，其大端沿周向设有多个沉孔；

所述斜板设有与所述定位平台小端相适配的通孔，以及与沉孔配合的螺纹孔；

所述定位平台的小端设置在通孔内，通过螺栓穿过沉孔和螺纹孔，将定位平台固定在斜板上。

进一步地，所述定位平台位于斜板的中部；所述底板和斜板之间的夹角为20°～35°。

进一步地，所述斜板上安装V型定位块、定位平台、锁紧件的位置均设有用于定位的凸平面。

同时，本发明提供了一种利用上述盘齿轮花键齿顶圆直径的测量检具进行盘齿轮花键齿顶圆直径的测量方法，其特殊之处在于，包括以下步骤：

1)安装校对块

1.1)将校对块放置在定位平台上；

1.2)校对块沿定位平台向下滑动，直至校对块外圆表面与V型定位块的V型定位槽两定位面相接触，且定位量球的测量头与校对块外表面相接触；

1.3)调整千分表的位置，保证千分表在按压状态下，定位量球的测量头和千分表的测头均与校对块外表面充分接触，读取千分表的示数X1；

1.4)移动千分表，取出校对块；

2)安装被测件

2.1)将被测件放置在定位平台上，使得被测件的下端面与定位平台的上端面贴合；

2.2)被测件沿定位平台向下滑动，直至被测件的齿顶与V型定位块的V型定位槽两定位面相切，且定位量球的测头与被测件花键齿的齿槽相接触；

2.3)移动千分表的位置，保证千分表在按压状态下，千分表的测头与被测件花键齿顶外圆相接触，读取千分表的示数X2；

3)计算被测件花键齿顶圆直径

被测件花键齿顶圆直径D通过以下公式计算：

D＝D1+2*ΔX*SIN(α/2)

式中，D1为校对块直径；

ΔX为千分表的相对移动量，ΔX＝X2-X1。

与现有技术相比，本发明的优点是：

1、本发明测量检具以倾斜设置的架体为定位面，测量时将被测件放在定位平台上，依靠被测件自身的重力实现被测件齿顶圆与V型定位块可靠接触，可避免被测件齿顶圆与V型定位块未接触或接触力时大时小的缺陷影响测量结果；

在V型定位块上设有定位量球，放置被测件时，定位量球卡入被测件花键的齿槽、被测件两齿面与V型定位槽一起共同实现了被测零件在检具中定位，通过千分表的测头与被测件齿顶外圆接触，从千分表上读取量表相对移动量，通过计算得到花键齿顶外圆直径尺寸，能准确地实现测量定位，结构简单，测量效率高。

2、本发明锁紧件上设有与千分表间隙配合的第三通孔，通过螺栓将胀紧槽两侧的安装板压紧，从而实现千分表的夹紧，固定方式简单，且可方便调千分表的位置。

3、本发明架体上设有安装槽，锁紧件上设有凸块，通过凸块与安装槽的配合，实现千分表与V型定位块之间距离的调节，以适用不同齿顶圆直径的测量。

4、本发明千分表可为数显千分表或指针式千分表，提高测量的精度。

5、本发明测量方法通过千分表对校对块和被测件进行测量，获得千分表的相对移动量，通过计算得到花键齿顶外圆直径尺寸，测量方式简单且精度高。

附图说明

图1为现有一种盘齿轮的结构示意图；

图1，附图标记如下：

01-花键齿，D₀-顶圆直径；

图2为本发明盘齿轮花键齿顶圆直径的测量检具结构示意图；

图3为图2的P向示意图；

图4为本发明盘齿轮花键齿顶圆直径的测量检具中斜板结构示意图；

图5为本发明盘齿轮花键齿顶圆直径的测量检具中锁紧件结构示意图；

图6为图5的右视图；

图2至图6中，附图标记如下：

1-架体，11-底板，12-侧板，13-斜板，131-凸平面，2-校对块，3-定位单元，31-V型定位块，311-台阶通孔，32-弹簧，33-定位量球，331-测量头，34-堵头，4-千分表，41-表杆，42-测头，5-锁紧件，51-凸块，52-安装板，521-第三通孔，522-胀紧槽，6-定位平台，61-沉孔。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明的内容作进一步详细描述。

如图2至图6所示，一种盘齿轮花键齿顶圆直径的测量检具，包括校对块2、架体1、定位单元3及千分表4；校对块2为台阶轴，其小端的外径与被测件的齿顶圆直径相同；架体1包括底板11、与底板11垂直的侧板12、连接底板11和侧板12的斜板13，底板11和斜板13之间的夹角为20°～35°为宜，斜板13上安装有定位平台6，定位平台6的上端面与斜板13的上表面平行，定位平台6位于斜板13的中部，具体为，定位平台6为台阶轴，其大端沿周向设有多个沉孔61；斜板13设有与定位平台6小端相适配的通孔，以及与沉孔61配合的螺纹孔；定位平台6的小端设置在通孔内，通过螺栓穿过沉孔61和螺纹孔，将定位平台6固定在斜板13上。

千分表4和定位单元3设置在斜板13上，且定位单元3位于定位平台6的下侧，千分表4位于定位平台6的上侧；定位单元3包括V型定位块31、弹簧32、堵头34及定位量球33；V型定位块31安装在斜板13上，V型定位块31上端面到定位平台6上端面之间的距离小于校对块2小端的轴向距离，且V型定位块31的V型定位槽靠近定位平台6设置，V型定位块31的V型定位槽两定位面之间夹角为α，α＝180°-(360°/Z)*Z1；

其中，Z为被测件的齿数，Z1为V型定位块31测量时被测件所跨的齿距数。

V型定位块31开设有台阶通孔311，台阶通孔311的中心线与V型定位槽的平分线共线；台阶通孔311包括第一通孔和第二通孔，第二通孔的孔径小于第一通孔的孔径且靠近定位平台6设置；定位量球33的定位本体设置第一通孔内，且定位量球33的测量头331伸出第二通孔，用于与被测件的齿槽相接触；堵头34设置在第一通孔的底端；弹簧32为压缩弹簧32并设置在第一通孔内，且位于堵头34和定位本体之间。

千分表4通过锁紧件5安装在斜板13上，具体为斜板13上设有安装槽；锁紧件5下端设有与安装槽配合的凸块51，凸块51可在安装槽内移动，用于调整千分表与V型定位块31之间的距离，锁紧件5上端设有安装板52；锁紧件5上设有安装孔，斜板13上设有与安装孔配合的螺纹安装孔，锁紧件5下端的凸块51设置在安装槽内，通过螺栓依次穿过安装孔和螺纹安装孔将锁紧件5固定设置在斜板13上；安装板52上设有用于安装千分表4的第三通孔521，千分表4与第三通孔521为间隙配合，安装板52上端面沿第三通孔521轴线方向设有与第三通孔521贯通的胀紧槽522；胀紧槽522一侧的安装板上设有第四通孔，胀紧槽522另一侧的安装板上设有与第四通孔配合的第一螺纹孔，螺栓依次穿过第四通孔、第一螺纹孔，通过螺栓将胀紧槽522两侧的安装板52压紧，从而实现千分表4的夹紧。

千分表4的中心线与定位量球33的中心线共线，用于与被测件花键齿的齿槽和被测件花键齿顶外圆相接触，应位于定位平台6的上方。

本实施例测量检具采用V型相切测量法，并在其基础上采用了倾斜台面和定位量球结构，实现高的测量精度。采用倾斜台面结构，测量时将被测零件放置在定位平台6上，依靠被测零件自身的重力实现被测零件齿顶圆与V型定位块31可靠接触，这样可避免被测零件齿顶圆与V型定位块31未接触或接触力时大时小的问题；其次，在V型定位块31上设置了定位量球结构，放置被测零件时，定位量球33卡入被测零件花键的齿槽两齿面，与V型定位槽一起共同实现了被测零件在检具中定位。能方便准确地实现测量定位，结构简单，测量效率高。为保证测量精度，该检具使用高精度的数显千分表或指针式千分表。测量前，先用校对块2对检具进行校准。斜板13上安装V型定位块31、定位平台6、锁紧件5的位置均设有用于定位的凸平面131，安装V型定位块31的凸平面131、安装锁紧件5的凸平面131对应位置均开设有安装槽，安装槽起到安装定位的作用，保证千分表4中心与V型的对称面同面，同时可对V型定位块31和锁紧件5的位置进行调整。

本实施例提供了一种利用上述盘齿轮花键齿顶圆直径的测量检具进行盘齿轮花键齿顶圆直径的测量方法，包括以下步骤：

1)安装校对块2

1.1)将校对块2放置在定位平台6上，使得校对块2的下端面与定位平台6的上端面贴合；

1.2)校对块2沿定位平台6向下滑动，直至与V型定位块31的两定位面相接触，且定位量球33的测量头331与校对块2外表面相接触；

1.3)调整千分表4的位置，保证千分表4在按压状态下，定位量球33的测量头331和千分表4的测头42均与校对块2外表面充分接触，读取千分表4的示数X1；

1.4)移动千分表4，取出校对块2；

2)安装被测件

2.1)将被测件放置在定位平台6上，使得被测件的下端面与定位平台6的上端面贴合；

2.2)被测件沿定位平台6向下滑动，定位量球33的测头42与被测件花键齿的齿槽相接触，被测件沿定位平台6向下滑动，直至被测件的齿顶与V型定位块31的两定位面相切(V型两定位面的夹角大小应保证其可与被测件的花键齿顶圆相接触)，此时，压缩弹簧32处于压缩状态；

2.3)移动千分表4的位置，保证千分表4在按压状态下，千分表4的测头42与被测件花键齿顶外圆相接触，读取千分表4的示数X2；

3)计算被测件花键齿顶圆直径

被测件花键齿顶圆直径D通过以下公式计算：

D＝D1+2*ΔX*SIN(α/2)

式中，D1为校对块2直径；

ΔX为千分表4的相对移动量，ΔX＝X2-X1。

4)取下被测件，定位量球33在压缩弹簧32的作用下将返回到初始位置。

以上仅是对本发明的优选实施方式进行了描述，并不将本发明的技术方案限制于此，本领域技术人员在本发明主要技术构思的基础上所作的任何公知变形都属于本发明所要保护的技术范畴。

Claims (8)

1.一种盘齿轮花键齿顶圆直径的测量检具，其特征在于：包括架体(1)、定位单元(3)及千分表(4)；

所述架体(1)的上表面倾斜设置，所述架体(1)上表面安装有定位平台(6)；

所述定位单元(3)设在定位平台(6)的下侧，千分表(4)设在定位平台(6)的上侧；

所述定位单元(3)包括V型定位块(31)、弹簧(32)、堵头(34)及定位量球(33)；

所述V型定位块(31)安装在架体(1)上，且V型定位块(31)的V型定位槽靠近定位平台(6)设置，所述V型定位槽的两定位面之间夹角为α，α＝180°-(360°/Z)*Z1；

其中，Z为被测件的齿数，Z1为V型定位块(31)测量时被测件所跨的齿距数；

所述V型定位块(31)内开设有台阶通孔(311)，台阶通孔(311)的中心线与V型定位槽的平分线共线；所述台阶通孔(311)包括第一通孔和第二通孔，第二通孔的孔径小于第一通孔的孔径且靠近定位平台(6)设置；所述定位量球(33)的定位本体设置第一通孔内，且定位量球(33)的测量头(331)伸出第二通孔，用于与被测件的齿槽相接触；所述堵头(34)设置在第一通孔的底端；

所述弹簧(32)设置在第一通孔内，且位于堵头(34)和定位本体之间；

所述千分表(4)通过锁紧件(5)安装在架体(1)上；

所述千分表(4)的中心线与定位量球(33)的中心线共线；

所述架体(1)包括底板(11)、与底板(11)垂直的侧板(12)、连接底板(11)和侧板(12)的斜板(13)，所述底板(11)和斜板(13)之间的夹角为20°～35°；

所述斜板(13)上安装V型定位块(31)、定位平台(6)、锁紧件(5)的位置均设有用于定位的凸平面(131)；

所述锁紧件(5)固定设置在架体(1)上，锁紧件(5)上端设有安装板(52)；所述安装板(52)上设有用于安装千分表(4)的第三通孔(521)，安装板(52)上还设有与第三通孔(521)贯通的胀紧槽(522)；通过螺栓将胀紧槽(522)两侧的安装板(52)压紧，从而实现千分表(4)的夹紧。

2.根据权利要求1所述盘齿轮花键齿顶圆直径的测量检具，其特征在于：

所述架体(1)上端面设有安装槽；

所述锁紧件(5)下端面设有与所述安装槽相配合的凸块(51)，所述凸块(51)可在安装槽内移动，用于调整千分表与V型定位块(31)之间的距离。

3.根据权利要求1或2所述盘齿轮花键齿顶圆直径的测量检具，其特征在于：还包括校对块(2)；

所述校对块(2)的外径与被测件的齿顶圆直径相同。

4.根据权利要求3所述盘齿轮花键齿顶圆直径的测量检具，其特征在于：所述定位单元(3)、定位平台(6)、千分表(4)从下自上依次设置在斜板(13)上。

5.根据权利要求4所述盘齿轮花键齿顶圆直径的测量检具，其特征在于：所述千分表(4)为数显千分表或指针式千分表。

6.根据权利要求5所述盘齿轮花键齿顶圆直径的测量检具，其特征在于：所述定位平台(6)为台阶轴，其大端沿周向设有多个沉孔(61)；

所述斜板(13)设有与所述定位平台(6)小端相适配的通孔，以及与沉孔(61)配合的螺纹孔；

所述定位平台(6)的小端设置在通孔内，通过螺栓穿过沉孔(61)和螺纹孔，将定位平台(6)固定在斜板(13)上。

7.根据权利要求6所述盘齿轮花键齿顶圆直径的测量检具，其特征在于：所述定位平台(6)位于斜板(13)的中部。

8.利用权利要求1至7任一所述盘齿轮花键齿顶圆直径的测量检具进行盘齿轮花键齿顶圆直径的测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)安装校对块(2)

1.1)将校对块(2)放置在定位平台(6)上；

1.2)校对块(2)沿定位平台(6)向下滑动，直至校对块(2)外圆表面与V型定位块(31)的V型定位槽两定位面相接触，且定位量球(33)的测量头(331)与校对块(2)外表面相接触；

1.3)调整千分表(4)的位置，保证千分表(4)在按压状态下，定位量球(33)的测量头(331)和千分表(4)的测头(42)均与校对块(2)外表面充分接触，读取千分表(4)的示数X1；

1.4)移动千分表(4)，取出校对块(2)；

2)安装被测件

2.1)将被测件放置在定位平台(6)上，使得被测件的下端面与定位平台(6)的上端面贴合；

2.2)被测件沿定位平台(6)向下滑动，直至被测件的齿顶与V型定位块(31)的V型定位槽两定位面相切，且定位量球(33)的测头(42)与被测件花键齿的齿槽相接触；

2.3)移动千分表(4)的位置，保证千分表(4)在按压状态下，千分表(4)的测头(42)与被测件花键齿顶外圆相接触，读取千分表(4)的示数X2；

3)计算被测件花键齿顶圆直径

被测件花键齿顶圆直径D通过以下公式计算：

D＝D1+2*ΔX*SIN(α/2)

式中，D1为校对块(2)直径；

ΔX为千分表(4)的相对移动量，ΔX＝X2-X1。

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