CN112902849B - 一种测量蜗轮副双啮误差的结构 - Google Patents

Abstract

一种测量蜗轮副双啮误差的结构属于齿轮测量技术领域。本发明介绍了此蜗轮副双面啮合测量仪的系统结构，蜗轮副双啮仪测量中心距和中心高可根据被测工件尺寸进行调节，因此可测量多种规格的蜗轮蜗杆。仪器可以将测量通过测量软件实时呈现出来，测量范围广，测量精度高，可满足生产现场蜗轮蜗杆的快速测量。

Description

一种测量蜗轮副双啮误差的结构

技术领域

本发明涉及一种蜗轮副双啮仪，属于齿轮测量技术领域。

背景技术

齿轮作为机械设备中的基础零件，在工业生产中发挥着重要作用。蜗轮副传动因其具有传动比大、结构紧凑、传动平稳等优点，广泛应用于机械制造领域。由于在结构设计、加工工艺和材料性能等各个方面的制约，蜗轮副等齿轮工件本身及其装配精度受到一定程度的限制，在传动过程中就会产生振动或噪声，造成一定程度的误差。随着齿轮的广泛应用和高端装备制造的发展，对齿轮精度的要求越来越高。因此，对齿轮进行全过程的测量，保证齿轮的精度就显得尤为重要。

齿轮双面啮合测量也被称为径向综合测量，其结果反映的是多种误差综合影响的结果。齿轮双面啮合测量具有仪器简单、操作维护方便、测量效率高、测量稳定、易于实现机械化和自动化、适合车间现场使用等优点，是齿轮生产中最终检验的测量方法之一。

国内现存生产双啮仪的厂家较少，大多依赖进口，价格较高，因此开发具有自主知识产权的齿轮双面啮合测量仪，满足我国齿轮制造质量检测的迫切需要，提高国产齿轮仪器在国内市场的占有率，是我国齿轮测量仪器制造业当前所面临的一项重要而紧迫的任务。而且现存的齿轮双啮仪存在适用范围小，测量精度较低的局限性。因此提供一种高精度的蜗轮副双面啮合综合测量仪是十分必要的。

发明内容

本发明的目的是提供一种测量蜗轮副双啮误差的结构，具有稳定性能好，测量精度高等特点，可以将测量通过测量软件实时呈现出来，可同时获得径向综合总偏差、一齿径向综合偏差和径向跳动，而且能对多种规格的蜗轮副进行测量，适用范围广。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案实现的：

一种测量蜗轮副双啮误差的结构，分为5部分，包括基座组件、蜗轮滑架组件、蜗杆滑架组件、头座尾座组件和电控柜组件，所述基座组件包括基座、水平丝杠组件和垂直丝杠组件。水平丝杠组件位于基座上侧的两条第一水平导轨中间，垂直丝杠组件位于基座后侧的两条垂直导轨之间。所述蜗轮滑架组件位于基座组件中水平丝杠组件和第一水平导轨上方，水平丝杠可带动蜗轮滑架组件在第一水平导轨上移动。所述蜗杆滑架组件布置于所述基座组件的后侧。垂直丝杠组件位于基座组件和蜗杆滑架组件之间，可带动蜗杆滑架组件沿垂直导轨上下移动。所述头座尾座组件布置于蜗杆滑架组件的上方，蜗杆滑架组件上布置有第二水平导轨，头座尾座可沿第二水平导轨平稳移动。所述电控柜组件布置于基座组件的左前侧。电控柜组件包括电气柜和操作机柜，操作机柜上设置有电脑触控屏，可进行试验控制、参数调节和结果显示。

作为优选，所述的基座组件包括基座、水平丝杠组件和垂直丝杠组件。基座上侧布置有两条第一水平导轨，其中一条第一水平导轨一侧布置有两个水平限位开关，分别位于第一水平导轨头、尾端，当蜗轮滑架组件与水平限位开关接触即停止运动。基座前侧布置有一配重块，通过两链条与基座后侧的蜗杆滑架连接，两链条与基座上侧第一水平导轨平行。水平丝杠位于两第一水平导轨中间，一端通过连轴器与第一电机连接，另一端与蜗轮滑架组件连接，第一电机转动带动蜗轮滑架组件沿水平丝杠移动。基座后侧设置有两垂直导轨，垂直导轨一侧头、尾部布置有两个垂直限位开关，蜗杆滑架可沿垂直导轨在基座上下移动，当蜗杆滑架组件与垂直限位开关接触时即停止运动，两条垂直导轨中间布置有一垂直丝杠，一端与第二电机连接，另一端与蜗杆滑架连接，蜗杆滑架可在第二电机的带动下沿垂直丝杠上下移动。

作为优选，所述的蜗轮滑架组件布置于基座上侧，蜗轮滑架组件主要由蜗轮测量滑架、蜗轮移动滑架、测力组件、第一水平光栅、第二水平光栅、接近开关等组成。蜗轮移动滑架可沿基座上侧第一水平导轨移动，蜗轮测量滑架安装在蜗轮移动滑架上方，蜗轮安装在蜗轮测量滑架的蜗轮芯轴上，蜗轮芯轴与蜗轮孔之间通过滚珠套连接。测量过程中蜗轮测量滑架可随蜗轮副中心距的变化而浮动。蜗轮移动滑架和蜗轮测量滑架之间装有弹簧，弹簧力的大小可通过测力螺杆旋钮进行调节。蜗轮测量滑架的左侧安装有第一水平光栅，第一水平读数头安装在蜗轮移动滑架上，以此可以测量蜗轮测量滑架的微小位移。在蜗轮移动滑架的右侧安装有第二水平光栅，第二水平读数头安装在基座上，可以测量蜗轮移动滑架的位移。蜗轮移动滑架的上侧装有一接近开关，当蜗轮测量滑架与接近开关小于一定距离时，测量停止。

作为优选，蜗杆滑动组件安装在基座后侧。蜗杆滑动组件主要由蜗杆支架、导轨锁紧组件、第二水平导轨、蜗杆垂直导轨和垂直光栅等组成。蜗杆支架通过两条链条与基座前侧的配重块连接。蜗杆支架可由第二电机带动，沿垂直丝杠在垂直导轨上下移动，其位置可通过安装在蜗杆横板一侧的垂直光栅测量。在两垂直导轨一侧各安装一个气动锁紧开关，可防止测量过程中蜗杆滑架产生微小位移。蜗杆支架上侧装有第二水平导轨，头座、尾座在蜗杆支架上可沿第二水平导轨移动。

作为优选，头座、尾座安装在蜗杆支架上，可以在蜗杆水平导轨上移动。头座、尾座各有一顶尖，蜗杆安装在两顶尖之间。尾座上侧安装有第三电机，第三电机通过拨叉带动蜗杆转动。尾座右侧安装有一手轮，可以微调蜗杆的位置，头座、尾座各有一个锁紧手柄，安装蜗杆时，首先根据蜗杆的长度调节头座、尾座位置，旋转锁紧手柄固定头座、尾座，然后转动尾座右侧手轮微调蜗杆，使蜗杆在适当位置。

作为优选，电控柜组件安装在基座左前侧。电控柜组件包括操作机柜和电气柜。其中操作机柜由电子手轮、工业平板电脑、打印机等组成。通过电子手轮可以调节移动滑板、蜗杆滑动支架的位置和蜗轮转动。采用触屏平板电脑将测量结果显示出来。

作为优选，蜗轮副双啮仪共采用三个电机和三个光栅，所述平板电脑与所述光栅、气缸、测力传感器和电机电性连接。

本发明具有以下有益效果：本发明涉及一种蜗轮副双啮仪，可以快速测量蜗轮副径向综合偏差，具有测量效率高，测量精度高等优点，可根据被测件尺寸调节蜗轮蜗杆中心距和中心高，因此可以测量多种类型的蜗轮蜗杆，适用范围广。

附图说明

图1蜗轮副双啮仪结构示意图

图2基座组件

图3蜗轮滑板组件

图4蜗杆滑架、头座座尾座组件

图5电控柜组件

图中1-基座组件，2-蜗轮滑板组件，3-尾座组件，4-蜗杆滑架组件，5-滚珠套，6-头座组件，7-电控柜组件，8-基座，9-配重块，10-链条，11-第一电机，12-连轴器，13-第一水平导轨，14-水平限位开关，15-水平丝杠，16-第二电机，17-垂直导轨，18-垂直限位开关，19-垂直丝杆，20-垂直光栅读数头，21-气动组件，22-蜗轮移动滑架，23-蜗轮测量滑架，24-蜗轮心轴，25-第二水平光栅，26-第二水平读数头，27-第一水平光栅，28-第二水平读数头，29-接近开关，30-测力螺杆旋钮，31-锁紧手柄，32-蜗杆架水平短护罩，33-蜗杆滑架，34-头座，35-第二水平导轨，36-拨叉，37-第三电机，38-手轮，39-尾座，40-垂直光栅，41-操作机柜，42-电气柜，43-工业平板电脑，44-电子手轮，45-打印机，46-顶尖。

具体实施方式

本发明介绍了一种针对蜗轮蜗杆径向综合偏差测量的双啮仪，该仪器可以将蜗轮蜗杆啮合情况通过数字变化呈现出来，可测量多种类型的蜗轮副，测量范围广，测量精度高。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案实现的：

一种蜗轮副双啮仪，如图1所示：包括基座组件1、蜗轮滑板组件2、蜗杆滑架组件4、头座组件6、尾座组件3和电控柜组件7，所述基座组件1包括基座8、水平丝杠15和垂直丝杠19。所述蜗轮滑板组件2位于基座组件1中水平丝杠组件15上方，水平丝杠15可带动蜗轮滑板组件2在水平方向移动。蜗杆滑架组件4布置于所述基座组件1的后侧，垂直丝杠19和垂直导轨17位于蜗杆滑架组件4和基座组件1之间，垂直丝杠19位于基座组件1后侧两垂直导轨17中间，可带动蜗杆滑架组件4沿着垂直导轨17上下移动。所述头座组件6尾座组件3布置于蜗杆滑架33的上方，蜗杆滑架组件4上布置有第二水平导轨35，头座34尾座39可沿第二水平导轨35平稳移动。所述电控柜组件7布置于基座组件1的左前侧。电控柜组件7包括电气柜42和操作机柜41，操作机柜41上设置有工业平板电脑43，可进行试验控制、参数调节和结果显示。

作为优选，如图2所示，所述的基座组件1主要包括基座8、水平丝杠15和垂直丝杠19。基座8上有两条平行的第一水平导轨13，蜗轮移动滑架22可沿第一水平导轨13移动。其中一条第一水平导轨13一侧布置有两个水平限位开关14，分别位于第一水平导轨13首、尾端。当蜗轮移动滑架22与水平限位开关14接触即停止运动。基座8前侧布置有一配重块9，通过两链条10与基座8后侧的蜗杆滑架33连接，基座8上侧第一水平导轨13中间的水平丝杠15一端通过连轴器12与第一电机11连接，另一端与蜗轮移动滑架22连接，第一电机11转动带动蜗轮移动滑架22沿水平丝杠15移动。基座8后侧设置有垂直导轨17，蜗杆滑架33可沿垂直导轨17上下移动。其中一垂直导轨17一侧布置有两个垂直限位开关18，当蜗杆滑架33与垂直限位开关18接触时即停止运动，垂直导轨17中间布置有一垂直丝杠19，一端与第二电机16连接，另一端与蜗杆滑架33连接，蜗杆滑架33可在第二电机16的带动下沿垂直丝杠19上下移动。气动组件21可在蜗杆滑架33和蜗轮移动滑架22到达指定位置后锁紧，防止移动。

作为优选，如图3所示，所述的蜗轮滑架组件2布置于基座8上侧，蜗轮滑板组件2主要由蜗轮测量滑架23、蜗轮移动滑架22、测力组件30、第二水平光栅25、第一水平光栅27、接近开关29等组成。蜗轮移动滑架22可沿第一水平导轨13移动，蜗轮测量滑架23安装在蜗轮移动滑架22上方，蜗轮安装在蜗轮测量滑架的蜗轮心轴24上，蜗轮心轴24与蜗轮孔之间通过滚珠套5连接。测量过程中蜗轮测量滑架23可随蜗轮副中心距的变化而浮动。蜗轮移动滑架22和蜗轮测量滑架23之间安装有弹簧，施加的弹簧力可通过测力螺杆旋钮30进行调节。蜗轮测量滑架23的一侧安装有第一水平光栅27，第一水平读数头28安装在蜗轮移动滑架23上，可以测量蜗轮测量滑架23的微小位移。在蜗轮移动滑板22的右侧安装有第二水平光栅25，第二水平读数头26安装在基座8上，可以测量蜗轮移动滑架22的位移。蜗轮移动滑架22上侧装有一接近开关29，当蜗轮测量滑架23与接近开关29小于一定距离时，测量停止。

作为优选，如图4所示，蜗杆滑架组件4安装在基座8后侧。蜗杆滑架33上侧有第二水平导轨35，头座34尾座39可沿第二水平导轨35在蜗杆滑架33上移动。头座34尾座39各有一顶尖46，蜗杆安装在两顶尖46之间。尾座39上侧安装第三电机37，第三电机37通过拨叉36带动蜗杆转动。尾座39右侧安装有一手轮38，可以微调蜗杆的位置，头座34尾座39各有一个锁紧手柄31，安装蜗杆时，首先根据蜗杆的长度调节头座34尾座39位置，旋转锁紧手柄31固定头座34尾座39，然后转动尾座39右侧手轮38微调蜗杆，使蜗杆在适当位置。

采用上述技术方案，首次测量需要在工业平板电脑43上启动测试软件，软件控制测试界面显示X、Y轴坐标值分别对应蜗轮移动滑架22和蜗杆滑架33位置。测试之前需要将第二水平光栅25和垂直光栅40过零位，将电子手轮44旋钮指向X，转动电子手轮44上摇杆调节蜗轮测量滑架23位置，当软件界面显示X坐标变化时，此时X轴第二水平光栅25经过零位。将电子手轮44旋钮指向Y，转动电子手轮44摇杆调节蜗杆滑架33位置，当Y坐标变化时调零结束。将蜗杆放置于头座34尾座39顶尖之间，锁紧手柄31，转动尾座手轮38微调蜗杆位置。将蜗轮放置于蜗轮测量滑架23上的滚珠套5上。用电子手轮44调节蜗杆滑架33和蜗轮移动滑架22位置，使蜗杆蜗轮在理论中心距和理论中心高处啮合。调节测力螺杆旋钮30调整施加于蜗轮蜗杆的弹簧力。测量过程中，尾座39上第三电机37带动蜗杆转动，蜗轮在蜗杆带动下双面啮合，第一水平光栅27测量蜗轮蜗杆中心距微小变化以电信号形式传递给工业平板电脑43控制屏上，工业平板电脑43控制屏就会对接收到的信号处理，在软件界面会出现啮合曲线，对该曲线处理可得到径向综合总偏差、一齿径向综合偏差和径向跳动，测量结束后可使用打印机45将测量结果打印。

Claims (7)

1.一种测量蜗轮副双啮误差的结构，其特征在于，包括基座组件、蜗轮滑架组件、蜗杆滑架组件、头座尾座组件和电控柜组件，所述基座组件包括基座、水平丝杠组件和垂直丝杠组件；水平丝杠组件位于基座上侧的两条第一水平导轨中间，垂直丝杠组件位于基座后侧的两条垂直导轨之间；所述蜗轮滑架组件位于基座组件中水平丝杠组件和第一水平导轨上方，水平丝杠可带动蜗轮滑架组件在第一水平导轨上移动；所述蜗杆滑架组件布置于所述基座组件的后侧；垂直丝杠组件位于基座组件和蜗杆滑架组件之间，可带动蜗杆滑架组件沿垂直导轨上下移动；所述头座尾座组件布置于蜗杆滑架组件的上方，蜗杆滑架组件上布置有第二水平导轨，头座尾座可沿第二水平导轨平稳移动；所述电控柜组件布置于基座组件的左前侧；电控柜组件包括电气柜和操作机柜，操作机柜上设置有电脑触控屏，可进行试验控制、参数调节和结果显示。

2.根据权利要求1所述的一种测量蜗轮副双啮误差的结构，其特征在于：所述的基座组件包括基座、水平丝杠组件和垂直丝杠组件；基座上侧布置有两条第一水平导轨，其中一条第一水平导轨一侧布置有两个水平限位开关，分别位于第一水平导轨头、尾端，当蜗轮滑架组件与水平限位开关接触即停止运动；基座前侧布置有一配重块，通过两链条与基座后侧的蜗杆滑架连接，两链条与基座上侧第一水平导轨平行；水平丝杠位于两第一水平导轨中间，一端通过连轴器与第一电机连接，另一端与蜗轮滑架组件连接，第一电机转动带动蜗轮滑架组件沿水平丝杠移动；基座后侧设置有两垂直导轨，垂直导轨一侧头、尾部布置有两个垂直限位开关，蜗杆滑架可沿垂直导轨在基座上下移动，当蜗杆滑架组件与垂直限位开关接触时即停止运动，两条垂直导轨中间布置有一垂直丝杠，一端与第二电机连接，另一端与蜗杆滑架连接，蜗杆滑架可在第二电机的带动下沿垂直丝杠上下移动。

3.根据权利要求1所述的一种测量蜗轮副双啮误差的结构，其特征在于：所述的蜗轮滑架组件布置于基座上侧，蜗轮滑架组件由蜗轮测量滑架、蜗轮移动滑架、测力组件、第一水平光栅、第二水平光栅、接近开关组成；蜗轮移动滑架可沿基座上侧第一水平导轨移动，蜗轮测量滑架安装在蜗轮移动滑架上方，蜗轮安装在蜗轮测量滑架的蜗轮芯轴上，蜗轮芯轴与蜗轮孔之间通过滚珠套连接；测量过程中蜗轮测量滑架可随蜗轮副中心距的变化而浮动；蜗轮移动滑架和蜗轮测量滑架之间装有弹簧，弹簧力的大小可通过测力螺杆旋钮进行调节；蜗轮测量滑架的左侧安装有第一水平光栅，第一水平读数头安装在蜗轮移动滑架上，以此可以测量蜗轮测量滑架的微小位移；在蜗轮移动滑架的右侧安装有第二水平光栅，第二水平读数头安装在基座上，可以测量蜗轮移动滑架的位移；蜗轮移动滑架的上侧装有一接近开关。

4.根据权利要求1所述的一种测量蜗轮副双啮误差的结构，其特征在于：蜗杆滑动组件由蜗杆支架、导轨锁紧组件、第二水平导轨、蜗杆垂直导轨和垂直光栅组成；蜗杆支架通过两条链条与基座前侧的配重块连接；蜗杆支架可由第二电机带动，沿垂直丝杠在垂直导轨上下移动，其位置可通过安装在蜗杆横板一侧的垂直光栅测量；在两垂直导轨一侧各安装一个气动锁紧开关，可防止测量过程中蜗杆滑架产生微小位移；蜗杆支架上侧装有第二水平导轨，头座、尾座在蜗杆支架上可沿第二水平导轨移动。

5.根据权利要求1所述的一种测量蜗轮副双啮误差的结构，其特征在于：头座、尾座安装在蜗杆支架上，可以在蜗杆水平导轨上移动；头座、尾座各有一顶尖，蜗杆安装在两顶尖之间；尾座上侧安装有第三电机，第三电机通过拨叉带动蜗杆转动；尾座右侧安装有一手轮，可以微调蜗杆的位置，头座、尾座各有一个锁紧手柄，安装蜗杆时，首先根据蜗杆的长度调节头座、尾座位置，旋转锁紧手柄固定头座、尾座，然后转动尾座右侧手轮微调蜗杆。

6.根据权利要求1所述的一种测量蜗轮副双啮误差的结构，其特征在于：电控柜组件安装在基座左前侧；电控柜组件包括操作机柜和电气柜；其中操作机柜由电子手轮、工业平板电脑和打印机；通过电子手轮可以调节移动滑板、蜗杆滑动支架的位置和蜗轮转动；采用触屏平板电脑将测量结果显示出来。

7.根据权利要求1所述的一种测量蜗轮副双啮误差的结构，其特征在于：通过蜗轮副双啮仪共采用三个电机和三个光栅，平板电脑与所述光栅、气缸、测力传感器和电机电性连接。

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