CN111649655A - 一种三角花键齿槽角度检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种三角花键齿槽角度检测方法，本发明首次引入双跨棒距控制角度，对于48齿三角花键分离拨叉轴，直接将双跨棒距关系转换为线性关系式；对于65齿与93齿三角花键分离拨叉轴，首先需将双跨棒距非线性关系转换为线性关系，然后通过线性原理分析计算双跨棒距等式关系，再通过角度偏差计算两跨棒距不等式关系，最终计算出角度测量关系式；本发明提供的检测方法该检测方法简单、可靠、成本低，其原理新颖，在公称齿距为1的三角花键测量中得到广泛应用。

Description

一种三角花键齿槽角度检测方法

技术领域

本发明涉及齿槽角度检测方法，具体涉及一种三角花键齿槽角度检测方法。

背景技术

由于花键联接传动具有触面积大、承载能力高、定心性能和导向性能好，键槽浅、应力集中小，对轴和毂的强度削弱小，同时结构紧凑等优点，因此，花键常应用于传递较大的转矩和定心精度要求高的静联接和动联接。三角花键的内、外花键齿形为近似三角形，外花键如图1所示，外三角花键的齿槽A处，齿槽角度一般为90°至96°，该结构加工方便，齿细小、且较多，便于机构的调整与装配。

现有三角花键的齿槽角度普遍采用花键环规或花键塞规测量，其用于粗略检测，主要用于通端检测，模拟装配，其测量准确性与装配可靠性差，同时检测工具制作难度大，成本高；一部分三角花键采用影像仪等先进测量设备，其测量方法受人工操作技能、毛刺等外界因素影响巨大，结果精确性差，因此现有技术中的两类检测方法成本较大，检测效率不高且准确性低，特别不适合装配要求高的零件检测。

发明内容

本发明的目的在于提供一种三角花键齿槽角度检测方法，用以解决现有技术中的测量方法存在的成本较大，检测效率不高且准确性低问题。

为了实现上述任务，本发明采用以下技术方案：

一种三角花键齿槽角度检测方法，用于判断待检测的三角花键齿槽的角度是否为标准角度α，单位为°，其特征在于，所述的方法按照以下步骤执行：

步骤1、采用一对第一量棒测量待检测的三角花键齿槽的第一跨棒距L₁，单位为mm，其中所述第一量棒的直径为D₁，单位为mm；

步骤2、采用一对第二量棒测量待检测的三角花键齿槽的第二跨棒距L₂，单位为mm，其中所述第二量棒的直径为D₂，单位为mm，D₂>D₁；

步骤3、若第一跨棒距L₁、第二跨棒距L₂、第一量棒的直径D₁以及第二量棒的直径D₂的关系满足式I，则待检测的三角花键齿槽的角度为标准角度α；否则待检测的三角花键齿槽的角度不是标准角度α；

其中ε为误差值，单位为mm，0≤ε≤0.01。

进一步地，所述的三角花键包括偶数齿三角花键或奇数齿三角花键；

所述的偶数齿三角花键包括48齿三角花键；

所述的奇数齿三角花键包括65齿三角花键或93齿三角花键。

进一步地，D₁>0.4mm，D₂<1mm。

进一步地，D₁＝0.5mm，D₂＝0.89mm。

进一步地，ε＝0.005。

本发明与现有技术相比具有以下技术效果：

1、本发明提供的三角花键齿槽角度检测方法通过设计了双棒跨棒距的角度检测公式，仅需两次测量三角花键齿槽的跨棒距即可判断待检测的三角花键齿槽的角度是否为标准角度，本发明提供的检测方法能够高效、准确地检测三角花键的齿槽角度是否符合加工要求，并且本发明提供的检测方法成本低；

2、本发明提供的三角花键齿槽角度检测方法不仅可以检测偶数齿三角花键齿槽角度还可以测量奇数齿三角花键齿槽角度，提高了检测方法的适用范围以及检测灵活性。

附图说明

图1为现有技术中外65齿三角花键截面结构图以及局部放大图；

图2为本发明的一个实施例中提供的外三角花键48齿检测原理图；

图3为本发明的一个实施例中提供的外三角花键65齿检测原理图；

图4为本发明的一个实施例中提供的外三角花键93齿检测原理图；

图5为本发明的一个实施例中提供的量棒与齿槽测量位置示意图。

具体实施方式

本发明公开了一种三角花键齿槽角度检测方法，用于判断待检测的三角花键齿槽的角度是否为标准角度α，单位为°。

在本发明中提供的检测方法能够快速地检测三角花键齿槽加工符不符合标准，相比于传统的检测方式提高了检测的效率，适合实际生产应用；该测量方法主要应用于公称齿距为1、齿高＜0.5的三角花键检测中，可推广至其他类型三角花键的测量，其具有通用性。该种检测方法简单、可靠、原理新颖。

在本实施例中，每一种类型的三角花键齿槽的标准角度均不相同，例如，48齿三角花键齿槽的标准角度为90°；65齿三角花键齿槽的标准角度为96°；93齿三角花键齿槽的标准角度为94°。

对于本发明来说，采用步骤1至步骤3的方法就可以快速的检测出，例如48齿三角花键齿槽的角度是否为标准角度90°，或者仅存在很小的误差值。

方法按照以下步骤执行：

步骤1、采用一对第一量棒测量待检测的三角花键齿槽的第一跨棒距L₁，单位为mm，其中所述第一量棒的直径为D₁，单位为mm；

在本实施例中，采用一对第一量棒获得第一跨棒距L₁的方式，采用现有技术中常用的测量三角花键齿高的方法，即可获得第一跨棒距；

具体地，如果待测量的三角花键为偶数齿：将两量棒对称放置在外三角花键齿槽中，测量最大值，十字交叉各测量两次，取最大跨棒距数据值。

如果待测量的三角花键为奇数齿，与偶数齿测量不同之处在于，由于跨棒距连线不经过轴心线，量棒无法对称放置，但只要测量到最大值，其最大值有两个，数值原则相同，如图5所示。

步骤2、采用一对第二量棒测量待检测的三角花键齿槽的第二跨棒距L₂，单位为mm，其中所述第二量棒的直径为D₂，单位为mm，D₂>D₁；

在本实施例中，采用步骤1中的跨棒距测量方法获得步骤2中的第二跨棒距L₂。

当采用一对第一量棒测量第一跨棒距L₁时，必须选用第一跨棒距L₁大于三角花键外径的第一量棒；当采用一对第二量棒测量第二跨棒距L₂时，必须让第二量棒处于三角齿槽两边有效接触范围内，接触点不能在齿面延长线上。

第二量棒的直径D₂与第一量棒的直径D₁的差值越大越好。

可选地，D₁>0.4mm，D₂<1mm。

若D₁过小，接触测量无法在量棒采点，影响测量精度，若D₂过大，量棒与三角花键齿尖接触，同样影响测量精度。

优选地，D₁＝0.5mm，D₂＝0.89mm。

步骤3、若第一跨棒距L₁、第二跨棒距L₂、第一量棒的直径D₁以及第二量棒的直径D₂的关系满足式I，则待检测的三角花键齿槽的角度为标准角度α；否则待检测的三角花键齿槽的角度不是标准角度α；

其中ε为误差值，单位为mm，0≤ε≤0.01。

优选地，ε＝0.005。

为了进一步地提高检测的准确率，将误差值设置为0.005mm。

可选地，所述的三角花键包括偶数齿三角花键或奇数齿三角花键；

所述的偶数齿三角花键包括48齿三角花键；

所述的奇数齿三角花键包括65齿三角花键或93齿三角花键。

在本实施例中，提供的检测方法可以测量偶数齿三角花键或者奇数齿三角花键；

当待测量的三角花键为偶数齿三角花键时，尤其是48齿：

对于48齿齿槽角度为90°的三角花键分离拨叉轴，第一量棒的直径D₁＝0.5mm，第二量棒的直径D₂＝0.89mm。如图2所示，L₁为第一量棒Φ0.5的第一跨棒距，L₂为第二量棒Φ0.89的第二跨棒距，L₁₂表示沿着L₂线测量的第一量棒Φ0.5的跨棒距。由于第一量棒的跨棒距连线与第二量棒的跨棒距连线同时经过圆心，所以得到：

计算得到：L₁＝L₂-0.9415

因此48齿齿槽角度为90°的三角花键，偶数齿三角花键跨棒距存在如下等式关系：L₂＝L₁+0.9415。

当48齿齿槽角度为90°±A时，存在如下不等式关系：

||L₂-L₁|-0.9415|≤B

也就是说，根据上述分析，当待检测的三角花键为48齿三角花键时，选用D₁＝0.5mm的第一量棒，D₂＝0.89mm的第二量棒时，测量的到的第二跨棒距L₂等于第一跨棒距L₁+0.9415mm，满足这个条件时，待检测的三角花键的齿槽角度加工为合格；否则就是不合格。

当待测量的三角花键为奇数齿三角花键时，在本实施例中对65齿三角花键以及93齿三角花键进行分析：

对于65齿齿槽角度为96°的三角花键分离拨叉轴，第一量棒的直径D₁＝0.5mm，第二量棒的直径D₂＝0.89mm。如图3所示，L₁为第一量棒Φ0.5的第一跨棒距，L₂为第二量棒Φ0.89的第二跨棒距，L₁₂表示沿着L₂线测量的第一量棒Φ0.5的跨棒距。经计算，对于65齿的分离拨叉轴，L₁＝L₁₂+0.0001，即|L1-L12|＝0.0001mm，故Φ0.5量棒跨棒距L₁与Φ0.89量棒跨棒距L₂呈强线性关系，可通过跨棒距直接线性关系间接测量齿槽角度。

因此可以近似得到：L₁＝L₁₂＝L₂-2X，X＝Y+0.89/2，Y＝[0.89/2-0.5/2]/cos(90°-48°)-0.5/2；

计算得L₁＝L₂-0.9148。

当齿槽角为96°时，L₂与L₁存在如下近似等式关系

L₂＝L₁+0.9148

当齿槽角为96°±A°时，存在如下不等式关系：

||L₂-L₁|-0.9145|≤B

对于93齿齿槽角度为94°的三角花键分离拨叉轴，第一量棒的直径D₁＝0.5mm，第二量棒的直径D₂＝0.89mm。如图4所示，L₁为第一量棒Φ0.5的第一跨棒距，L₂为第二量棒Φ0.89的第二跨棒距，L₁₂表示沿着L₂线测量的第一量棒Φ0.5的跨棒距。

经计算，对于93齿的分离拨叉轴，L₁＝L₁₂-0.0042，|L₁-L₁₂|＝0.0042mm，故Φ0.5量棒跨棒距L₁与Φ0.89量棒跨棒距L₂呈弱线性关系，同样可通过跨棒距直接线性关系间接测量齿槽角度。

所以,近似得，L₁＝L₁₂＝L₂-2X，X＝Y+0.89/2，Y＝[0.89/2-0.5/2]/cos(90°-47°)-0.5/2，计算得L₁＝L₂-0.9233

经分析计算，当齿槽角为94°时，L₂与L₁存在如下近似等式关系：

L₂＝L₁+0.9233

当齿槽角为94°±A°时，存在如下不等式关系：

||L₂-L₁|-0.9233|≤B

采用本发明提供的检测方法，相比于以往的花键环规或花键塞规测量，检测准确率提高到100％，检测时间减少20min。

本发明首次引入双跨棒距控制角度，对于48齿三角花键分离拨叉轴，直接将双跨棒距关系转换为线性关系式；对于65齿与93齿三角花键分离拨叉轴，首先需将双跨棒距非线性关系转换为线性关系，然后通过线性原理分析计算双跨棒距等式关系，再通过角度偏差计算两跨棒距不等式关系，最终计算出角度测量关系式；本发明提供的检测方法简单、可靠、成本低，其原理新颖，在公称齿距为1的三角花键测量中得到广泛应用。

Claims (5)

1.一种三角花键齿槽角度检测方法，用于判断待检测的三角花键齿槽的角度是否为标准角度α，单位为°，其特征在于，所述的方法按照以下步骤执行：

步骤1、采用一对第一量棒测量待检测的三角花键齿槽的第一跨棒距L₁，单位为mm，其中所述第一量棒的直径为D₁，单位为mm；

步骤2、采用一对第二量棒测量待检测的三角花键齿槽的第二跨棒距L₂，单位为mm，其中所述第二量棒的直径为D₂，单位为mm，D₂>D₁；

步骤3、若第一跨棒距L₁、第二跨棒距L₂、第一量棒的直径D₁以及第二量棒的直径D₂的关系满足式I，则待检测的三角花键齿槽的角度为标准角度α；否则待检测的三角花键齿槽的角度不是标准角度α；

其中ε为误差值，单位为mm，0≤ε≤0.01。

2.如权利要求1所述的三角花键齿槽角度检测方法，其特征在于，所述的三角花键包括偶数齿三角花键或奇数齿三角花键；

所述的偶数齿三角花键包括48齿三角花键；

所述的奇数齿三角花键包括65齿三角花键或93齿三角花键。

3.如权利要求1所述的三角花键齿槽角度检测方法，其特征在于，D₁>0.4mm，D₂<1mm。

4.如权利要求3所述的三角花键齿槽角度检测方法，其特征在于，D₁＝0.5mm，D₂＝0.89mm。

5.如权利要求1所述的三角花键齿槽角度检测方法，其特征在于，ε＝0.005。

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