CN111623743A - 一种内齿圈跨棒距的在线测量工具及其测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种内齿圈跨棒距的在线测量工具及其测量方法，该测量工具包括用于检测齿轮，夹角呈90度的检测齿轮的四个轮齿上，轮齿上开设一沿径向分布的安装槽；4个安装槽用于安装一对第一测量单元和一对第二测量单元；第一测量单元和第二测量单元靠近检测齿轮中心的一端面固定设置；第一测量单元和第二测量单元均包括量棒、测量座、永磁铁、弹簧和电磁铁。本发明中，电磁铁失电以释放永磁铁，弹簧推动测量座沿径向移动，当量棒顶紧内齿槽的齿面后，记录所有位移传感器获取的固定位移值，最后计算固定位移值之和的平均值，平均值即为内齿圈的跨棒距。由此，本发明实现了跨距棒的快速在线测量。

Description

一种内齿圈跨棒距的在线测量工具及其测量方法

技术领域

本发明属于齿轮检测技术领域，尤其涉及一种内齿圈跨棒距的在线测量工具及其测量方法。

背景技术

为确保传动精度，在生产过程中需要对内齿圈的跨棒距进行检测，以确保每个内齿圈的跨棒距均处于设计公差内；现有技术中内齿圈的跨棒距一般采用游标卡尺进行检测，其检测步骤如下：首先将两个量棒根据待测齿轮齿数的奇偶性，分别放置于内齿圈的两个齿槽内，然后操作游标卡齿同时抵紧两个圆棒；最后读取游标卡齿指示数值，并对比标注数值。

因此，现有技术中的检测方式不仅需要操作游标卡齿、放置圆棒，而且人为影响因素比较多，测量结果的方差比较大，更不利于流水线上使用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种内齿圈跨棒距的在线测量工具及其测量方法，可实现跨棒距的快速检测。为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种内齿圈跨棒距的在线测量工具，包括：

一检测齿轮，用于与待检测齿轮的内齿槽啮合；所述检测齿轮与待检测齿轮同圆心设置；所述检测齿轮的四个轮齿上，分别开设一沿径向分布的安装槽；相邻所述轮齿之间呈90度夹角；所述安装槽延伸至所述检测齿轮的轮体上；所述安装槽为一通槽；

一对第一测量单元和一对第二测量单元，夹角呈180度的一对所述安装槽内分别安装一第一测量单元；夹角呈180度的另一对所述安装槽分别安装一第二测量单元；第二测量单元和所述第一测量单元的结构相同；所述第一测量单元包括：

一量棒，所述量棒位于一所述安装槽内；

一测量座，用于安装所述量棒，所述测量座位于所述安装槽内；所述测量座远离所述检测齿轮中心的一端面连接所述量棒；所述测量座上设置一位移传感器；

一永磁铁，用于带动所述测量座沿径向移动，所述永磁铁的一侧面固定于所述测量座靠近所述检测齿轮中心的一端面；

一弹簧，用于推动所述永磁铁，所述弹簧的一端固定在所述永磁铁靠近所述检测齿轮中心的一端面；

一电磁铁，用于驱动所述永磁铁沿径向移动，所述电磁铁的线圈与一线圈驱动电路相连；所述电磁铁远离所述检测齿轮中心的一端面与所述弹簧的另一端连接；所述电磁铁卡设在所述检测齿轮的内侧面。

优选地，所述线圈驱动电路包括一电源和一控制开关；所述电源与所述线圈串联；所述控制开关设置在所述电源和线圈之间。

优选地，所述量棒转动安装在所述测量座上。

优选地，所述测量座包括一座本体，所述座本体上开设一U形槽；所述量棒通过一转轴安装在所述U形槽的内侧面。

优选地，所述量棒的测量直径与所述内齿槽的模数相适配。

本发明还提出了一种内齿圈跨棒距的在线测量工具的测量方法，基于所述的内齿圈跨棒距的在线测量工具，包括以下步骤：

（1）闭合所述控制开关以接通所述电源，通过所述电源供电至所述线圈，所述电磁铁得电以吸附所述永磁铁，所述量棒朝所述检测齿轮的中心方向回缩，所述弹簧处于压缩状态；

（2）将所述检测齿轮、第一测量单元和第二单元的组合体插入所述待测齿轮中，当插入深度达到设定值时，切断所述电源，所述电磁铁失电以释放所述永磁铁，所述弹簧弹出以驱动所述量棒沿远离所述检测齿轮的方向移动，所述位移传感器实时获取所述量棒的位移值；

（3）当所述量棒与所述待测齿轮的齿面接触时，所述量棒停止移动，此时，所述位移传感器获取所述量棒的固定位移值；

（4）记录所述第一测量单元和第二单元中所有所述位移传感器获取的固定位移值；

（5）闭合所述控制开关以接通所述电源，通过所述电源供电至所述线圈，所述电磁铁得电以吸附所述永磁铁，所述量棒朝所述检测齿轮的中心方向回缩，所述弹簧处于压缩状态；

（6）将所述检测齿轮、第一测量单元和第二单元的组合体移出所述待测齿轮中；

（7）获取步骤（4）中所有固定位移值之和的平均值，即为所述内齿圈的跨棒距。

与现有技术相比，本发明的优点为：

（1）检测速度快：断开电源，电磁铁失电以释放永磁铁，在弹簧推动测量座沿径向且远离检测齿轮方向移动，当量棒顶紧内齿槽的两齿面后，位移传感器获取的位移值保持不变，此时记录第一测量单元和第二单元中所有位移传感器获取的固定位移值，最后计算固定位移值之和的平均值，平均值和检测齿轮的齿根圆直径之和，即为内齿圈的跨棒距。

（2）测量结果稳定可靠：通过永磁铁断电，由位移传感器读取量棒的位移值，读数精准，避免了人为误差。

（3）对检测环境要求较低，在车间环境下也可使用，尤其适合于流水线作业。

（4）由于本发明测量速度快，平均用时为秒级，因此节省了企业用工成本，提高了劳动生产力。

附图说明

图1（a）为本发明一实施例的测量内跨棒距的辅助工具的测量状态图；

图1（b）为图1（a）中安装内齿圈跨棒距的在线测量工具处的局部放大图；

图2（a）为本发明一实施例的测量内跨棒距的辅助工具的俯视图；

图2（b）为图2（a）沿A向的剖视图；

图3（a）为图1（a）中检测齿轮的前视图；

图3（b）为图3（a）沿A向的俯视图；

图4为图1（a）中待检测齿轮的立体图。

其中，1-检测齿轮，11-轮齿，12-安装槽，2-待检测齿轮，21-内齿槽， 3-第一测量单元，31-量棒，32-测量座，33-永磁铁，34-弹簧，35-电磁铁，4-测量座，5-第二测量单元,6-位移传感器。

具体实施方式

下面将结合示意图对本发明进行更详细的描述，其中表示了本发明的优选实施例，应该理解本领域技术人员可以修改在此描述的本发明，而仍然实现本发明的有利效果。因此，下列描述应当被理解为对于本领域技术人员的广泛知道，而并不作为对本发明的限制。

如图1~4所示，一种内齿圈跨棒距的在线测量工具，包括：检测齿轮1、一对第一测量单元3和一对第二测量单元5；其中，检测齿轮1的与待检测齿轮2的内齿槽21啮合。

如图1（a）~图1（b）、图3（a）~图3（b）、图4所示，检测齿轮1，用于与待检测齿轮2的内齿槽21啮合；检测齿轮1与待检测齿轮2同圆心设置；检测齿轮1的四个轮齿上，分别开设一沿径向分布的安装槽12，相邻轮齿之间夹角呈90度；安装槽12延伸至检测齿轮1的轮体上，安装槽12为一通槽。

如图1（a）~图1（b）、图2（a）~图2（b）所示，第一测量单元3和第二测量单元5的结构相同；夹角呈180度的一对安装槽12内分别安装一第一测量单元3；夹角呈180度的另一对所述安装槽12分别安装一第二测量单元5。其中，基于第一测量单元3，获取Y向平均值；基于第二测量单元5获取X向平均值。第一测量单元3与第二测量单元5交错分布；第一测量单元3和第二测量单元5之间呈90度夹角。具体的，第一测量单元3位于安装槽12内；第一测量单元3靠近检测齿轮1中心的一端卡设在检测齿轮1的内侧面。

如图1（b）、图2（b）所示，第一测量单元3包括：依次连接的量棒31、测量座32、永磁铁33、弹簧34、电磁铁35和线圈驱动电路。

量棒31位于安装槽12内，量棒31的直径与内齿槽21相适配，也即量棒的测量直径与所述内齿槽的模数相适配。在本实施例中，针对待检测齿轮2的模数，量棒31的测量直径采用国家规定的标准直径，即量棒31端部圆柱半径与国家标准量棒31的半径相等。同时，量棒31可沿内齿槽21齿面的切线方向浮动，量棒31自身可围绕转轴在一定范围内摆动，保证量棒31用于测量的两圆弧面与待测齿轮两个内齿面分别对应接触。

测量座32用于安装量棒31，测量座32位于安装槽12内；测量座32的远离检测齿轮1中心的一端面连接量棒31；测量座32上设置一位移传感器6。具体的，测量座包括一座本体，座本体上开设一U形槽；量棒31通过一转轴安装在U形槽的内侧面。

永磁铁33用于带动测量座32沿径向移动，永磁铁33的一侧面固定于测量座32靠近检测齿轮1中心的一端面。

弹簧34用于支撑并推动永磁铁33，弹簧34的一端固定在测量座32靠近检测齿轮1中心的一端面。

电磁铁35用于驱动永磁铁33沿径向移动，电磁铁35的线圈与一线圈驱动电路相连；电磁铁35远离检测齿轮1中心的一端面与弹簧34的另一端连接；电磁铁35靠近检测齿轮1中心的一端面卡设在检测齿轮1的内侧面。在本实施例中，线圈驱动电路包括一电源和一控制开关；电源与线圈串联；控制开关设置在电源和线圈之间。

在本实施例中，还提出了一种内齿圈跨棒距测量工具的测量方法，具体如下：

（1）根据待测齿轮的特征（模数、齿数、齿厚）预先制造检测齿轮1。

（2）闭合控制开关以接通电源，通过电源供电至线圈，电磁铁35得电以吸附永磁铁33，量棒31朝检测齿轮1的中心方向回缩，弹簧34处于压缩状态。

（3）将检测齿轮1、第一测量单元3和第二单元5的组合体插入待测齿轮2中，当插入深度达到设定值时，切断电源，电磁铁35失电以释放永磁铁33，弹簧34弹出以驱动量棒31沿远离检测齿轮1的方向移动，位移传感器66实时获取量棒31的位移值。

（4）当量棒31与待测齿轮2的齿面接触时，量棒31停止移动，此时，位移传感器66获取量棒的固定位移值。

（5）记录第一测量单元3和第二单元5中所有位移传感器6获取的固定位移值。

（6）闭合控制开关以接通电源，通过电源供电至线圈，电磁铁35得电以吸附永磁铁33，量棒31朝检测齿轮1的中心方向回缩，弹簧34处于压缩状态。

（7）将检测齿轮1、第一测量单元3和第二单元5的组合体移出待测齿轮中2。

（8）获取步骤（5）中所有固定位移值之和的平均值，平均值即为内齿圈的跨棒距。

上述仅为本发明的优选实施例而已，并不对本发明起到任何限制作用。任何所属技术领域的技术人员，在不脱离本发明的技术方案的范围内，对本发明揭露的技术方案和技术内容做任何形式的等同替换或修改等变动，均属未脱离本发明的技术方案的内容，仍属于本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种内齿圈跨棒距的在线测量工具，其特征在于，包括：

一检测齿轮，用于与待检测齿轮的内齿槽啮合；所述检测齿轮与待检测齿轮同圆心设置；所述检测齿轮的四个轮齿上，分别开设一沿径向分布的安装槽；相邻所述轮齿之间呈90度夹角；所述安装槽延伸至所述检测齿轮的轮体上；所述安装槽为一通槽；

一对第一测量单元和一对第二测量单元，夹角呈180度的一对所述安装槽内分别安装一第一测量单元；夹角呈180度的另一对所述安装槽分别安装一第二测量单元；第二测量单元和所述第一测量单元的结构相同；所述第一测量单元包括：

一量棒，所述量棒位于一所述安装槽内；

一测量座，用于安装所述量棒，所述测量座位于所述安装槽内；所述测量座远离所述检测齿轮中心的一端面连接所述量棒；所述测量座上设置一位移传感器；

一永磁铁，用于带动所述测量座沿径向移动，所述永磁铁的一侧面固定于所述测量座靠近所述检测齿轮中心的一端面；

一弹簧，用于推动所述永磁铁，所述弹簧的一端固定在所述永磁铁靠近所述检测齿轮中心的一端面；

一电磁铁，用于驱动所述永磁铁沿径向移动，所述电磁铁的线圈与一线圈驱动电路相连；所述电磁铁远离所述检测齿轮中心的一端面与所述弹簧的另一端连接；所述电磁铁卡设在所述检测齿轮的内侧面。

2.根据权利要求1所述的内齿圈跨棒距的在线测量工具，其特征在于，所述线圈驱动电路包括一电源和一控制开关；所述电源与所述线圈串联；所述控制开关设置在所述电源和线圈之间。

3.根据权利要求2所述的内齿圈跨棒距的在线测量工具，其特征在于，所述量棒转动安装在所述测量座上。

4.根据权利要求3所述的内齿圈跨棒距的在线测量工具，其特征在于，所述测量座包括一座本体，所述座本体上开设一U形槽；所述量棒通过一转轴安装在所述U形槽的内侧面。

5.根据权利要求1所述的内齿圈跨棒距的在线测量工具，其特征在于，所述量棒的测量直径与所述内齿槽的模数相适配。

6.一种内齿圈跨棒距的在线测量工具的测量方法，基于权利要求2~5之任一项所述的内齿圈跨棒距的在线测量工具，其特征在于，包括以下步骤：

（1）闭合所述控制开关以接通所述电源，通过所述电源供电至所述线圈，所述电磁铁得电以吸附所述永磁铁，所述量棒朝所述检测齿轮的中心方向回缩，所述弹簧处于压缩状态；

（2）将所述检测齿轮、第一测量单元和第二单元的组合体插入所述待测齿轮中，当插入深度达到设定值时，切断所述电源，所述电磁铁失电以释放所述永磁铁，所述弹簧弹出以驱动所述量棒沿远离所述检测齿轮的方向移动，所述位移传感器实时获取所述量棒的位移值；

（3）当所述量棒与所述待测齿轮的齿面接触时，所述量棒停止移动，此时，所述位移传感器获取所述量棒的固定位移值；

（4）记录所述第一测量单元和第二单元中所有所述位移传感器获取的固定位移值；

（5）闭合所述控制开关以接通所述电源，通过所述电源供电至所述线圈，所述电磁铁得电以吸附所述永磁铁，所述量棒朝所述检测齿轮的中心方向回缩，所述弹簧处于压缩状态；

（6）将所述检测齿轮、第一测量单元和第二单元的组合体移出所述待测齿轮中；

（7）获取步骤（4）中所有固定位移值之和的平均值，即为所求的内齿圈跨棒距。

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