CN112857794B - 一种齿轮误差快速检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种齿轮误差快速检测装置，包括机架，机架上固定有电机组件和支架，电机组件的输出轴上连接有转台，转台上可滑动安装有浮动轴，浮动轴底部一侧连接有弹力装置，另一侧连接有测量装置，浮动轴的顶部抵接有齿轮待测件/齿轮标准件，支架上可拆卸安装有齿轮标准件/齿轮待测件，齿轮待测件与齿轮标准件在电机组件和弹力装置提供的动力下啮合传动。本发明齿轮误差快速检测装置，齿轮待测件的齿廓误差会使得浮动轴产生相对滑动，位移传感器将相对滑动值记录，相对滑动值即测量的齿轮加工误差，通过此装置不仅可以实现齿廓误差、分度误差和齿厚误差等综合误差的检测，而且还可以实现面向大批量齿轮加工的快速检测。

Description

一种齿轮误差快速检测装置

技术领域

本发明涉及测试设备领域，尤其是指一种齿轮误差快速检测装置。

背景技术

在齿轮的传动系统中，多齿啮合的误差均化效应有利于提高传动精度和啮合刚度以及增大承载能力，但多齿啮合传动系统的载荷分布很复杂，所以对装配工艺和加工误差也要求更高，因此在齿轮的生产工艺中，齿轮误差的测试对齿轮的加工精度及啮合质量控制极为重要。传统的测量方法如顶根距、双量棒和外公法线等，这些方法简单易用却难以保证测量精度及产品质量的可靠性。而基于三坐标测量仪齿廓误差检测具有高品质、高精度评定技术手段，但是这些评定技术手段存在检测速度慢的问题，这便难以满足批量化生产中对齿轮加工误差的快速检测。

发明内容

为此，本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术中大批量齿轮误差检测速度慢的问题，不仅可以检测齿廓误差、分度误差和齿厚误差等综合误差，而且还可以有效地提高大批量环境下齿轮加工误差的检测速度。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种齿轮误差快速检测装置，包括机架，所述机架上固定有电机组件和支架，所述电机组件的输出轴上连接有转台，所述转台上可滑动安装有浮动轴，所述浮动轴底部一侧连接有弹力装置，另一侧连接有测量装置，所述弹力装置和所述测量装置均固定在所述转台上，所述浮动轴的顶部可拆卸安装有齿轮待测件/齿轮标准件，所述支架上可拆卸安装有齿轮标准件/齿轮待测件。

在本发明的一个实施例中，所述转台上固定有滑轨，所述浮动轴可滑动安装在所述滑轨上。

在本发明的一个实施例中，所述弹力装置包括弹簧，所述转台上设置有弹簧固定座，所述浮动轴底部设置有滑座，所述滑座上设置有弹簧安装孔，所述弹簧安装孔和弹簧固定座内均安装有弹簧挡板，所述弹簧的一端抵接在所述弹簧安装孔内的弹簧挡板上，另一端抵接在弹簧固定座内的弹簧挡板上。

在本发明的一个实施例中，所述弹簧挡板上设置有定位销，所述定位销插入所述弹簧的内孔中。

在本发明的一个实施例中，所述测量装置包括位移传感器，所述位移传感器上设置有可伸缩的测量弹头，所述测量弹头抵在所述浮动轴上。

在本发明的一个实施例中，所述滑轨与弹簧的轴线平行设置，所述弹簧、测量弹头和弹簧安装孔同轴设置。

在本发明的一个实施例中，所述弹簧始终处于压缩状态，所述浮动轴的顶部固定有轴承，所述弹簧用于使浮动轴与所述转台的回转中心产生偏心，进而使得轴承外圈抵在齿轮待测件/齿轮标准件的内圈上，进一步使得齿轮待测件与齿轮标准件形成少齿差行星传动机构。

在本发明的一个实施例中，所述支架包括支撑杆，所述支撑杆上固定有底板，所述底板上可滑动安装有下平台，所述下平台上可滑动安装有上平台，所述上平台和所述下平台的滑动方向相垂直，所述齿轮待测件/齿轮标准件可拆卸安装在所述上平台上。

在本发明的一个实施例中，所述齿轮标准件/齿轮待测件底部固定有垫圈，齿轮待测件/齿轮标准件放置在所述垫圈上。

在本发明的一个实施例中，所述支架上的齿轮标准件/齿轮待测件与所述电机组件的输出轴同轴设置。

本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：

本发明所述的一种齿轮误差快速检测装置，齿轮标准件与电机组件的输出轴同轴设置，支架上电机组件的输出轴与浮动轴通过转台实现了动力连接，浮动轴上安装有轴承，轴承外圈抵接有齿轮待测件，齿轮待测件与支架上的齿轮标准件在电机组件和弹力装置提供的动力下实现了少齿差行星传动，由于齿轮待测件的加工误差会使得浮动轴产生相对滑动，位移传感器将相对滑动值记录，相对滑动值则反映了齿廓误差、分度误差和齿厚误差等综合误差。通过此装置不仅实现了有效地检测齿廓误差、分度误差和齿厚误差等综合误差，还实现了面向大批量齿轮加工的快速检测。

附图说明

为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中

图1是本发明的齿轮误差快速检测装置一实施例的结构示意图；

图2是本发明的齿轮误差快速检测装置一实施例的主视图；

图3是图2中A-A处一实施例的剖视图；

图4是图3中B处一实施例的放大结构示意图；

图5是图4中C处一实施例的放大结构示意图；

图6是本发明中齿轮误差快速检测装置测量装置和弹力装置一实施例的结构示意图；

图7是本发明中齿轮误差快速检测装置带柱销结构的连接件一实施例的结构示意图；

图8是本发明中齿轮误差快速检测装置外齿盘一实施例的结构示意图；

图9是本发明中齿轮误差快速检测装置可检测的互换齿轮一实施例的结构示意图。

说明书附图标记说明：1、机架；2、电机组件；3、支架；4、转台；5、浮动轴；6、弹力装置；7、测量装置；8、滑轨；9、弹簧；10、弹簧固定座；11、滑座；12、弹簧安装孔；13、弹簧挡板；14、定位销；15、位移传感器；16、测量弹头；17、轴承；18、支撑杆；19、底板；20、下平台；21、上平台；22、垫圈。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。

参照图1～图7所示，本发明的齿轮误差快速检测装置，包括机架1，机架1上固定有电机组件2和支架3，电机组件2的输出轴上连接有转台4，转台4上可滑动安装有浮动轴5，浮动轴5底部一侧连接有弹力装置6，另一侧连接有测量装置7，弹力装置6和测量装置7均固定在转台4上，浮动轴5的顶部安装有齿轮待测件/齿轮标准件，支架3上可拆卸安装有齿轮标准件/齿轮待测件，齿轮待测件与齿轮标准件在电机组件2和弹力装置6提供的动力下啮合传动。如果浮动轴5顶部的轴承17抵接的是齿轮待测件，那么支架3上可拆卸安装的则是齿轮标准件；如果浮动轴5顶部的轴承17抵接的是齿轮标准件，那么支架3上可拆卸安装的是齿轮待测件，齿轮待测件和齿轮标准件可以互换，以便于检测不同的产品。以下实施例均以轴承17外圈上是齿轮待测件，支架3上是齿轮标准件为例。

在其中一个实施方式中，转台4上固定有滑轨8，浮动轴5可滑动安装在滑轨8上。这样可以实现浮动轴5的滑动，在装置运行的过程中，浮动轴5的滑动量反映了齿轮被测件误差的大小。

在其中一个实施方式中，弹力装置6包括弹簧9，转台4上设置有弹簧固定座10，浮动轴5底部设置有滑座11，滑座11上设置有弹簧安装孔12，弹簧安装孔12和弹簧固定座10内均安装有弹簧挡板13，弹簧9的一端抵接在弹簧安装孔12内的弹簧挡板13上，另一端抵接在弹簧固定座10内的弹簧挡板13上。在装置运行的过程中，弹簧9安装在弹簧固定座10内的一端是固定的，安装在浮动轴5一端的是可以随着浮动轴5的滑动而移动的。弹簧9的设置可以给予浮动轴5一个推力，这个推力通过浮动轴5传递到轴承17上，而轴承17的外圈上又安装有齿轮待测件，推力又进一步使齿轮待测件抵在支架3上的齿轮标准件上，这样可以实现齿轮待测件和齿轮标准件之间的少齿差行星传动。

在其中一个实施方式中，弹簧挡板13上设置有定位销14，定位销14插入弹簧9的内孔中。定位销14的设置可以防止弹簧9在受力压缩时产生歪斜。如果弹簧9受力发生歪斜，会使浮动轴5受力不均，那么浮动轴5底部在导轨上滑动会受到更大的阻力。

在其中一个实施方式中，测量装置7包括位移传感器15，位移传感器15上设置有可伸缩的测量弹头16，测量弹头16抵在浮动轴5上，这样浮动轴5产生移动的时候，测量弹头16可以随着浮动轴5的移动而产生伸缩，可以记录下浮动轴5的移动量。

在其中一个实施方式中，滑轨8与弹簧9的轴线平行设置，弹簧9、测量弹头16和弹簧安装孔12同轴设置。滑轨8与弹簧9的轴线平行设置，这样浮动轴5的滑动方向与弹簧9平行，弹簧9可以垂直的抵在浮动轴5底部滑座11的侧面上，弹簧9的弹力进一步有效地施加给浮动轴5。弹簧9、测量弹头16和弹簧安装孔12同轴设置，这样弹簧9在弹簧安装孔12内的伸缩、测量弹头16的伸缩可以在同一条直线上，这样测量弹头16所测得的加工误差更为准确。如果滑轨8与弹簧9的轴线不平行设置，那么弹簧9施加给浮动轴5的弹力会与滑座11上受力的侧面呈一个角度，这样浮动轴5底部在导轨上滑动会受到一个阻力，不利于浮动轴5在滑轨8上的滑动，严重则会影响浮动轴5的正常移动，影响测试精度。如果弹簧9、测量弹头16和弹簧安装孔12不同轴设置，弹簧9以及测量弹头16所产生的弹力对浮动轴5会产生一个旋转力矩，也会不利于浮动轴5在滑轨8上的滑动。

在其中一个实施方式中，弹簧9始终处于压缩状态，浮动轴5的顶部固定有轴承17，弹簧9用于使浮动轴5与转台回转中心产生偏心，进而使得轴承17的外圈抵在齿轮待测件的内圈上，进一步使得齿轮待测件与齿轮标准件形成少齿差行星传动机构。弹簧9在弹簧安装孔12和弹簧固定座10内安装好之后始终处于压缩状态，这样弹簧9才能始终维持在正常工作状态。浮动轴5的顶部固定有轴承17，弹簧9的弹力通过浮动轴5传递到轴承17上，使轴承17的外圈与齿轮待测件的内圈抵紧。因在装置工作的过程中，转台4上的装置都是随着转台4同步转动的，所以在转动时，弹簧9的弹力随着时间的推移会沿着轴承17的外圈传递到齿轮待测件的内圈，这样弹力装置6转一圈，弹簧9传递给轴承17对齿轮待测件的压力便会在齿轮待测件的内圈上传递一圈，而齿轮待测件与支架3上的齿轮标准件相啮合，形成少齿差行星传动，转台4转一圈，齿轮待测件与齿轮标准件会啮合一个齿。由于齿轮待测件的加工是存在各种误差的，例如齿廓误差、分度误差和齿厚误差等，这样在齿轮待测件与齿轮标准件在啮合的过程中，浮动轴5的浮动量反应的则是齿轮待测件的综合误差，综合误差包括了齿廓误差、分度误差和齿厚误差等。进一步地，如果轴承17上连接如图7所示的带柱销结构的连接件，柱销插入对应的如图8所示外齿盘通孔中，外齿盘作为齿轮待测件，与支架3上的齿轮标准件相啮合，那么测量的误差则还包括外齿盘上通孔的加工误差。齿轮标准件以及测试过程中所用到的影响测试误差的零件加工精度要严格要求，已减小测试过程中的测试误差。

在其中一个实施方式中，支架3包括支撑杆18，支撑杆18上固定有底板19，底板19上可滑动安装有下平台20，下平台20上可滑动安装有上平台21，上平台21和下平台20的滑动方向相垂直，齿轮标准件可拆卸地安装在上平台21上。相对于上平台21移动方向的两个侧面安装有调节旋钮，相对于下平台20移动方向的两个侧面也安装有调节旋钮，通过调节旋钮可以调节齿轮标准件的位置，上平台21控制X轴方向的移动，那么下平台20则控制Y方向的移动，这样通过对调节旋钮的控制，可以对齿轮标准件进行移动，借助千分表，使得齿轮标准件与电机轴同轴，这样可以进一步减小测量中的误差。

在其中一个实施方式中，齿轮标准件固定有垫圈22，齿轮待测件放置在垫圈22上。垫圈22用于承载齿轮待测件，使齿轮待测件与齿轮标准件在垫圈22的支撑下进行啮合传动。

在其中一个实施方式中，支架3上的齿轮标准件/齿轮待测件与电机组件2的输出轴同轴设置。如果支架上是齿轮标准件，那么齿轮标准件与电机组件的输出轴同轴，齿轮待测件相对于齿轮标准件和电机组件的输出轴偏心；如果支架上是齿轮待测件，那么齿轮待测件与电机组件的输出轴同轴，齿轮标准件相对于齿轮待测件和电机组件的输出轴偏心。通过对上平台21以及下平台20的移动，使得齿轮标准件与电机轴同轴，这样可以进一步减小测量中的误差。

工作原理如下：

测量前，将与齿轮待测件相配对的齿轮标准件固定在支架3上，然后通过调节旋钮使上平台21和下平台20移动，借助千分表，使齿轮标准件与电机输出轴的同轴度落在设置范围内。将齿轮待测件放入垫圈22上，且齿轮待测件内圈套在浮动轴5的轴承17上，齿轮待测件外圈与齿轮标准件的内圈处于相啮合状态。启动电机组件2，电机组件2的输出轴转动，通过传动轴将动力传递给转台4，使转台4上的测量装置7和弹力装置6转动，在转台4转动的过程中，齿轮待测件与齿轮标准件之间形成少齿差行星传动，由于齿轮待测件存在加工误差，浮动轴5会沿着滑轨8产生相对移动，但传动轴顶部轴承17的外圈在弹簧9的作用下会始终抵在齿轮待测件的内圈上，齿轮待测件的外圈始终与齿轮标准件处于抵紧啮合状态。浮动轴5的相对移动量可以通过位移传感器15记录下来，齿轮待测件测试完毕后，关闭电机组件2，重新换上下一个齿轮待测件，依次测量，可以在大批量齿轮加工的环境下实现齿轮误差的快速检测。

通过本发明的齿轮误差快速检测装置，可以测试不同齿轮轮廓的加工误差。外齿齿形以及内齿齿形可以是摆线轮廓、圆弧轮廓、渐开线轮廓或其它齿形，其中，圆弧齿形也可以换成齿槽加滚针的结构，以上不同齿形的齿轮都可以根据测试需求进行互换，互换齿轮如图9所示。只要齿轮标准件与齿轮待测件之间的齿廓可以相互啮合传动，无论是外齿还是内齿，都可以进行加工误差的测量，并且可以根据测试需求互换齿轮待测件与齿轮标准件的测试位置。

本发明的齿轮误差快速检测装置，齿轮标准件与电机组件2的输出轴同轴设置，电机组件2的输出轴与浮动轴5通过转台4实现动力连接，浮动轴5上安装有轴承17，轴承17外圈抵接有齿轮待测件，齿轮待测件与支架3上的齿轮标准件在电机组件2和弹力装置6提供的动力下形成少齿差行星传动，由于齿轮待测件的加工误差会使得浮动轴5产生相对滑动，位移传感器15将相对滑动值记录，相对滑动值则反映了齿廓误差、分度误差和齿厚误差等综合误差。通过此装置不仅可以有效地检测齿廓误差、分度误差和齿厚误差等综合误差，还可以实现面向大批量齿轮加工的快速检测。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (7)

1.一种齿轮误差快速检测装置，其特征在于：包括机架(1)，所述机架(1)上固定有电机组件(2)和支架(3)，所述电机组件(2)的输出轴上连接有转台(4)，所述转台(4)上可滑动安装有浮动轴(5)，所述浮动轴(5)底部一侧连接有弹力装置(6)，另一侧连接有测量装置(7)，所述弹力装置(6)和所述测量装置(7)均固定在所述转台(4)上，所述浮动轴(5)的顶部可拆卸安装有齿轮待测件/齿轮标准件，所述支架(3)上可拆卸安装有齿轮标准件/齿轮待测件；所述转台(4)上固定有滑轨(8)，所述浮动轴(5)可滑动安装在所述滑轨(8)上；所述弹力装置(6)包括弹簧(9)，所述转台(4)上设置有弹簧固定座(10)，所述浮动轴(5)底部设置有滑座(11)，所述滑座(11)上设置有弹簧安装孔(12)，所述弹簧安装孔(12)和弹簧固定座(10)内均安装有弹簧挡板(13)，所述弹簧(9)的一端抵接在所述弹簧安装孔(12)内的弹簧挡板(13)上，另一端抵接在弹簧固定座(10)内的弹簧挡板(13)上；所述弹簧(9)始终处于压缩状态，所述浮动轴(5)的顶部固定有轴承(17)，所述弹簧(9)用于使浮动轴(5)与所述转台(4)的回转中心产生偏心，进而使得轴承(17)外圈抵在齿轮待测件/齿轮标准件的内圈上，进一步使得齿轮待测件与齿轮标准件形成少齿差行星传动机构。

2.根据权利要求1所述的齿轮误差快速检测装置，其特征在于：所述弹簧挡板(13)上设置有定位销(14)，所述定位销(14)插入所述弹簧(9)的内孔中。

3.根据权利要求1所述的齿轮误差快速检测装置，其特征在于：所述测量装置(7)包括位移传感器(15)，所述位移传感器(15)上设置有可伸缩的测量弹头(16)，所述测量弹头(16)抵在所述浮动轴(5)上。

4.根据权利要求3所述的齿轮误差快速检测装置，其特征在于：所述滑轨(8)与弹簧(9)的轴线平行设置，所述弹簧(9)、测量弹头(16)和弹簧安装孔(12)同轴设置。

5.根据权利要求1所述的齿轮误差快速检测装置，其特征在于：所述支架(3)包括支撑杆(18)，所述支撑杆(18)上固定有底板(19)，所述底板(19)上可滑动安装有下平台(20)，所述下平台(20)上可滑动安装有上平台(21)，所述上平台(21)和所述下平台(20)的滑动方向相垂直，所述齿轮待测件/齿轮标准件可拆卸地安装在所述上平台(21)上。

6.根据权利要求1所述的齿轮误差快速检测装置，其特征在于：所述齿轮标准件/齿轮待测件底部固定有垫圈(22)，齿轮待测件/齿轮标准件放置在所述垫圈(22)上。

7.根据权利要求1所述的齿轮误差快速检测装置，其特征在于：所述支架(3)上的齿轮标准件/齿轮待测件与所述电机组件(2)的输出轴同轴设置。

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