CN116734706B - 测量同步器结合齿角度的检具 - Google Patents

Abstract

测量同步器结合齿角度的检具，涉及同步器结合齿测量技术领域，解决现有测量设备影响测量效率且现有的检具只能检测出结合齿的对称度和高度，而无法检测出结合齿角度的问题，该检具包括底板；翻板组件，与底板固定连接，翻板组件上安装有活动测头组件；活动测头组件包括连接座，固定在连接座上并用于定位结合齿定位测头测量点的X/Y向滑台；以及对称安装在连接座上且角度变化可调的千分表支座；对称安装在所述千分表支座上的千分表测头，千分表的测头与结合齿角度面垂直；定心组件，其与底板固定连接，设有与齿套套接定位的定心板。本发明实现了被测件检具的在线化，避免生产中因为被测件在抽检过程中生产停滞，影响产品生产效率。

Description

测量同步器结合齿角度的检具

技术领域

本发明涉及同步器结合齿测量技术领域，具体涉及一种测量结合齿角度和对称度的检具。

背景技术

目前，燃油车是大多数人驾驭和操控的交通工具，由于传动器有了同步器，使得人们驾驶汽车切换档位时从过去必须经过长期训练才能掌握的技能（切换档位时两个档位齿轮速度相近才能变换档位）变成了现在人们只要记住档位就可以任意换挡的简单操作，当然，自动挡不用操控，根据行驶速度汽车就可以自行自动切换档位，上述这些功能的实现就是因为有了同步器，所以同步器质量好与坏直接影响汽车行驶过程中速度变换平稳性、噪音、使用寿命等，影响同步器这些指标质量的主要是齿套结合齿角度和对称度，齿套结合齿角度好，换挡就流畅，齿套结合齿对称度好切换齿接触数量多，使用寿命就长，但是因为齿套结合齿角度不同，一般是在90°~140°之间，齿套齿面尺寸又都非常小，尺寸在2~5毫米，所以至今没有测量结合齿角度的在线检具。

目前，测量齿套结合齿角度的通常采用轮廓仪设备，采用该设备测量后要求按规定每小时必须进行抽检，避免存在次品无法满足使用要求。但该方法在实际应用中，由于抽检的同时不能进行检测，因此存在测量不方便，影响测量效率，进一步影响加工周期等。

另外，现有专利名称：一种测量结合齿对称度和高度的检具，专利号：201911337766 .8，该检具能够进行在线检测，但也仅适用于对齿套结合齿的对称度及高度进行检测，而无法实现对齿套结合齿角度进行检测。

发明内容

本发明为解决现有测量设备影响测量效率且现有的检具只能检测出结合齿的对称度和高度，而无法检测出结合齿角度的问题，提供一种测量同步器结合齿角度和对称度的检具。

测量同步器结合齿角度和对称度的检具，该检具包括：

底板；

翻板组件，其与所述底板固定连接，所述翻板组件上安装有活动测头组件；

所述活动测头组件包括连接座，固定在所述连接座上并用于定位结合齿定位测头测量点的X/Y向滑台；

以及对称安装在连接座上且角度变化可调的千分表支座；

对称安装在所述千分表支座上的千分表测头测量移动直线位置距离所述结合齿定位测头测量点的中心位置的值为固定值；所述千分表的测头与结合齿角度面垂直；

定心组件，其与所述底板固定连接，设有与齿套套接定位的定心板。

本发明的有益效果：

1、本发明所述的检具中，将连接座上加工有圆弧键槽，千分表支座上加工有圆弧键，所述圆弧键与连接座上圆弧键槽滑动配合。通过在连接座上对称安装千分表支座，并在所述述千分表支座的圆弧键上刻有相对应的角度线，千分表支座通过在连接座实现从45°到70°角度变化调整作用，以适应不同角度的被测件。

2、本发明所述的检具中，通过活动测头组件中的X/Y向滑台X向滑台移动用于找正结合齿中心确保结合齿定位测头两个测点（定位点）中心重合（由于结合齿加工中是有误差的），Y向滑台移动是证结合齿定位测头5两个测点与结合齿两个角度面定位贴合上。

本发明所述的检具，实现了被测件检具的在线化，避免生产中因为被测件在抽检过程中生产停滞，影响产品生产效率，同时本发明通过读数形式的检测，可以根据数据直接调整生产设备加工参数，产品读数化测量是实现工业数字生产最重要的一步。

附图说明

图1为本发明所述的测量同步器结合齿角度的检具的立体图；

图2为本发明所述的测量同步器结合齿角度的检具的主视图；

图3为本发明所述的测量同步器结合齿角度的检具的侧视图；

图4为本发明所述的测量同步器结合齿角度的检具的俯视图；

图5为结合齿角度为90度时千分表测头、结合齿定位测头以及结合齿角度面的位置关系示意图；

图6为安装有滑台调整螺钉、测量对称度表及X/Y向滑台的位置关系示意图；

图7为千分表支座的圆弧键上刻有角度线的示意图；

图8为连接座的主视图；

图9为图8的侧视图；

图10为图9的剖视图；

图11为千分表测头与结合齿定位测头的半径为0.5mm的示意图；

图12为千分表测头与结合齿定位测头测点之间做垂直方向移动的效果图；

图13为千分表测头与结合齿定位测头测点之间做垂直方向移动的另一效果图；

图14为翻板抬起时的检具结构示意图。

图中，1、底板，2、定位座，3、定心板，4、渐开线齿定位测头，5、结合齿定位测头，6、千分表支座，7、连接座，8、X/Y向滑台，9、支座，10、连接板，11、翻板，12、滑台支座，13、杠杆座，14、推杆，15、滑台，16、杠杆，17、花键孔定心板连接座，18、手柄，19、定位杆，20、翻板连接座，21、翻板支座，22、滑台调整螺钉。

具体实施方式

结合图1至图14说明本实施方式，一种测量同步器结合齿角度的检具，针对结合齿角度公差基本上是0.5°，齿面宽度大于4毫米时在齿面上截取两点，这两点距是3.44毫米，齿面宽度小于4毫米时在齿面上截取两点，这两点距是必须按照齿面实际尺寸确定，但是截取两点距离不能小于2.5毫米，再小测头就没有布置空间了。齿面宽度大于4毫米两个测量点选择3.44毫米主要是两点间距离大测量准确性高，另外更为重要一点是这两点连线垂直方向其中一点相对另一点移动1微米两点间角度变化正好对应角度1′，在这种情况下采用千分表就可以测量角度值，也可以采用精度更高的位移传感器测量通过软件编程直接显示角度值，齿面宽度小于4毫米时必须采用位移传感器测量角度通过软件编程直接显示角度值，由于同步器齿套不同结合齿角度可能是不同的，角度变化在90°~140°之间，因此，设计了环槽与圆环键定心结构，两个测量点，一个是定位点，另一个是千分表或传感器测量点，两点支座沿着环槽转动，千分表支座上有对于不同角度的刻线，去测量对应结合齿角度值，它的测量过程是先用校准件定标，然后换上被测齿套，看千分表视值变化确定结合齿实际角度值。

结合齿角度测量原理与方法，现有采用量程尺寸常用的位移表，显示精度最高的是0.001毫米，假设0.001毫米位移量显示对应的是角度1′，那么360°圆周的长度是0.001×60（′）×360（°）=21.6毫米，圆的半径是21.6÷π÷2=3.44毫米，也就是说当两点距离是3.44时一点相对另一点转动0.001毫米时所对应的转动角度是1′，另外用千分表测量角度时千分表位移变化是直线而不是圆弧，以1′和1 °为例，1′所对应弧长0.001毫米，1 °所对应弧长0.06毫米，千分表测量出来的是正弦值，3.44×sin1′=0.0010005毫米，误差是0.5纳米，3.44×sin1°=0.06004毫米，误差是0.00004毫米，不到十万分之四毫米，千分表根本测量不出来，所以可以忽略不计。由上述方法推导可以看出在结合齿面大于4 毫米时采用千分表在齿面截取两点可以测出齿面角度1 ′的变化，当齿面小于4毫米在齿面截取不到距离3.44两点时，可以用位移传感器测量，它的分辨率精度是0.0001毫米，考虑测头直径尺寸，假设测量两点距离是2.5毫米时，可以计算出1′所对应弧长是2.5×2×π÷60（′）÷360（°）=0.00073毫米，因为传感器可以采集0.0001毫米变化，把传感器测量数据采集给电脑可以还原出角度变化值。

本实施方式所述的检具，包括：底板1，固定在所述底板1上的翻板组件，所述翻板组件上安装有活动测头组件；

所述活动测头组件包括连接座7，固定在所述连接座7上并用于定位结合齿定位测头5测量点的X/Y向滑台8；以及对称安装在连接座7上且角度变化可调的千分表支座6；

安装在所述千分表支座6上的千分表测头，所述千分表的测头与结合齿角度面垂直；所述结合齿定位测头5具有两个与结合齿的角度面分别点对点接触的测量点，两个所述测量点相对结合齿对称布置。

所述X/Y向滑台的作用为：由于结合齿加工中是有误差的，X向滑台移动是找正结合齿中心确保结合齿定位测头5两个测点（定位点）中心重合，Y向滑台移动是证结合齿定位测头5两个测点与结合齿两个角度面定位贴合上。

定心组件，其与所述底板1固定连接，设有与齿套套接定位的定心板3。

如图1至图5所示，本实施方式中，所述翻板组件包括固定在底板1的翻板支座21，所述翻板支座21通过翻板连接座20与翻板11转动连接；

所述翻板11端部固定用于安装X/Y向滑台8的连接板10，所述连接板10上安装支座9，所述支座9通过垫块与固定在底板1的定位杆19连接；所述支座9为U型支座。

如图6所示，支座9与测量对称度表相对的框架上安装有滑台调整螺钉22并安装有手柄18。所述滑台调整螺钉22可以调整结合齿定位测头5水平位置，确保与齿套定位，支座9下端横梁也安装有一个调整螺钉，该调整螺钉可以调整X/Y向滑台8向下移动的距离，保证结合齿定位测头5与齿套结合齿之间定位时一定的压量。

所述翻板组件下部穿设有推杆14，所述推杆14能够与定心组件配合，使同步器齿套放入检具中。

本实施方式中，所述定心组件包括固定在底板1上的两个定位座2、定心板3、滑台支座12、杠杆座13、滑台15、杠杆16和花键孔定心板连接座17以及固定底板1上，且用于固定渐开线齿定位测头4的定位块。

所述两个定位座2与定位块采用120度布置；定心板3通过花键孔定心板连接座17安装在滑台15上；滑台15通过滑台支座12固定，所述杠杆座13安装在滑台支座12上，杠杆16安装在杠杆座13上。

定心板3和同步器齿套均为花键孔，渐开线齿定位测头4定位的是渐开线节圆，目的是确定结合齿中心位置，定心板3定位的是衬套齿顶圆，因为齿顶圆和节圆同心，定心板3的两个定座与渐开线齿定位测头4的定位块是120°布置的等高块，作为齿套端面的定位基准。所以定心板3可以将齿套定位，保证齿套结合齿角度以及对称度的测量。

如图7至图10所示，本实施方式中，所述活动测头组件中的连接座7上加工有圆弧键槽，千分表支座6上加工有圆弧键，所述圆弧键与连接座7上圆弧键槽滑动配合。

所述连接座7的圆弧键槽由两段左右对称圆弧键槽构成（左侧圆弧键槽中心点即为结合齿定位测头5左侧的测点，右侧圆弧键槽中心点即为结合齿定位测头5右侧的测点），所述对称的圆弧键槽的旋转中心与安装所述结合齿定位测头5的两个测量点中心位于同一中心线上；千分表支座6上安装千分表的孔中心位置与千分表支座6上的圆弧键为偏心结构。所述千分表支座6的圆弧键上刻有相对应的45°到70°角度线，千分表支座6实现从45°到70°角度变化调整作用，以适应不同角度的产品。也就是说，千分表支座6上的刻度线与连接座边对齐安装即为千分表支座安装角度，可以为45度、60度或70度等等，在测量结合齿45度时，千分表理论上一定是垂直45度结合齿齿面的，对于60度或70度时是相同的。

本实施方式中，对于安装千分表支座的偏心距是3.44毫米，因为该半径圆弧圆周每移动1微米所对应的圆心角是1′，1°是60′，可以直观显示出角度值，如果千分表支座6的偏心距是小于3.44毫米的值时必须采用位移传感器，位移传感器分辨率和精度是0.1微米，测量时将传感器数据采用下来传给计算机处理后把角度值给出，因为半径小于3.44毫米时，1′可能是0.77微米也可能是0.68微米，通过计算机处理后表达角度值是正常的。另外对于不同的角度，千分表支座6圆弧键上刻有相对应的角度线，无论安装要测量的是多少度，千分表或位移传感器的测头测量移动直线位置（千分表测杆中心）距离结合齿定位测头5的两个测量点中心是不变的定值（固定值），对于千分表显示的是3.44毫米。

如图11至13所示，图12、图13是图11变换，结合齿角度公差一般情况是1°，在两个点连线后，其中一个点按照连线做垂直移动时，在5°内移动距离和角度值是尽似等比的，图12、13展示千分表测头与定位测头测点之间做垂直方向移动的效果，测头上的R0.5测点定位于结合齿面后是不动的，传感器或千分表测头是根据结合齿角度不同是变化的，当角度大于60°时传感器或千分表测头被向上推被压缩，当角度小于60时传感器或千分表向下被压减小，因为角度公差小，基本上1°以内，所以1°圆弧所对应的直线长度按照传感器和千分表精度是显示不出来的（纳米级误差）。

本实施方式所述的检具的检测过程为：

首先，确定结合齿角度；

其次，调整千分表支座6刻度线（刻度线的数值与连接座7的边缘重合）与结合齿角度相对应；

然后，将翻板11翻转抬起，如图14所示，翻板11端部斜面顶在推杆14一端，推杆14的另一端依次穿过定位杆19、渐开线齿定位测头4的定位块以及滑台支座12与杠杆16的一端接触，所述杠杆16的另一端推动安装在滑台15上的定心板3，使校准件可以顺利放入检具中；

再将翻板11翻转测量位置，即翻板处于水平放置，将测量结合齿左右两侧齿面角度的千分表置0，此过程中，同时需要将安装在U型支座上的测量对称度表的测头与X/Y向滑台8中X向滑台接触，在放入校准件时，测量对称度表置0；再将校准件取下；

本实施方式中，结合齿对称度是指与渐开线齿的对称度，测量齿套角度和对称度前均需要采用齿套校准件对表，校准件的对标值都是准确的，测量校准件时水平布置的测量对称度表置0，测量结合齿左右两侧齿面角度的千分表置0。

最后，将被测件（要检测的同步器齿套）放入检具，将翻板11翻转测量位置，这时千分表视值变化是多少微米则表示结合齿和校准件对比角度变化多少分，假设校准件单侧角度是60°时千分表置0位，测量同步器齿套时，一侧表视值是0.017，另一侧表视值是-0.005，这是表示一侧角度是60°17′，另一侧是59°55′，则结合齿整个角度是120°12′，测量对称度表的变化值乘以2则为该齿套的对称度值。

上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (5)

1.测量同步器结合齿角度的检具，该检具包括：

底板（1）；

翻板组件，其与所述底板（1）固定连接，所述翻板组件上安装有活动测头组件；其特征在于：

所述活动测头组件包括连接座（7），固定在所述连接座（7）上并用于定位结合齿定位测头（5）测量点的X/Y向滑台（8）；

以及对称安装在连接座（7）上，且角度变化可调的千分表支座（6）；

对称安装在所述千分表支座（6）上的千分表测头，所述千分表的测头与结合齿角度面垂直；

定心组件，其与所述底板（1）固定连接，设有与齿套套接定位的定心板（3）；

所述结合齿定位测头（5）与千分表支座（6）对称安装在连接座（7）上；

所述连接座（7）上加工有圆弧键槽，千分表支座（6）上加工有圆弧键，所述圆弧键与连接座（7）上圆弧键槽滑动配合；

所述连接座（7）的圆弧键槽由两段左右对称圆弧键槽构成，所述对称的圆弧键槽的旋转中心与安装所述结合齿定位测头（5）的两个测量点中心位于同一中心线上；千分表支座（6）上安装千分表的孔中心位置与千分表支座（6）上的圆弧键为偏心结构；

所述千分表支座（6）的圆弧键上刻有相对应的角度线，在测量过程中，调整千分表支座（6）刻度线的数值与连接座（7）的边缘重合，实现刻度线与结合齿角度相对应；

所述定心组件包括固定在底板（1）上的两个定位座（2）、滑台支座（12）以及固定在底板（1）上用于固定渐开线齿定位测头（4）的定位块；所述两个定位座与定位块采用120度布置；

所述滑台支座（12）上安装滑台（15）和杠杆座（13），定心板（3）通过花键孔定心板连接座（17）安装在滑台（15）上；杠杆（16）安装在杠杆座（13）上。

2.根据权利要求1所述的测量同步器结合齿角度的检具，其特征在于：所述结合齿定位测头（5）具有两个与结合齿的角度面分别点对点接触的测量点，两个所述测量点相对结合齿对称布置；

通过X/Y向滑台（8）的X向移动使结合齿定位测头（5）的两个测量点中心重合，Y向移动使结合齿定位测头（5）两个测量点与结合齿的角度面定位贴合。

3.根据权利要求1所述的测量同步器结合齿角度的检具，其特征在于：所述翻板组件下部穿设有推杆（14），所述推杆（14）能够与杠杆（16）的一端接触，所述杠杆（16）的另一端推动安装在滑台（15）上的定心板（3），使同步器齿套放入检具中。

4.根据权利要求3所述的测量同步器结合齿角度的检具，其特征在于：所述翻板组件包括固定在底板（1）的翻板支座（21），与所述翻板支座（21）转动连接的翻板（11）；

所述翻板（11）端部固定用于安装X/Y向滑台（8）的连接板（10），所述连接板（10）上安装支座（9），所述支座（9）通过垫块与固定在底板（1）的定位杆（19）连接；

所述翻板（11）的另一端部设置为斜面，所述斜面在翻板（11）转动时与推杆（14）的一端接触，推杆（14）的另一端依次穿过定位杆（19）、定位块以及滑台支座（12）与杠杆（16）的一端接触，所述杠杆（16）的另一端推动安装在滑台（15）上的定心板（3），使齿套放入检具中；

再将翻板（11）转动到测量位置，将测量结合齿左右两侧齿面角度的千分表调0，调0后将两个千分表显示的值的和作为所述测量结合齿的角度值。

5.根据权利要求1所述的测量同步器结合齿角度的检具，其特征在于：所述检具还包括安装在U型支座上的测量对称度的测度表，所述测度表的测头与X/Y向滑台（8）中X向滑台接触。