CN201335659Y - 齿轮径向综合总公差检查仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种齿轮径向综合总公差检查仪，在箱体上设导轨，左右导轨箱底部通过导轨槽与箱体上的导轨配合；左右导轨箱上分别开有轴孔，在从动轴和主动轴的上端安装齿轮，主动轴的下端安装带轮与蜗轮；在箱体内侧底部安装挡板，在箱体侧壁上开有孔，与蜗轮配合的蜗杆安装在挡板和箱体侧壁上的孔上，蜗杆的端部伸出箱体安装转动装置；在左导轨箱的底部安装有拉紧装置；在箱体的外侧固定小箱体，装夹纸装置通过导轨副安装在小箱体上，用一根钢丝连接带轮与装夹纸装置；在左导轨箱上水平地安装有装夹笔装置。本实用新型相比传统的检测仪，更加直观，准确，且能通过变化曲线连续的反映出齿轮径向综合总公差的变化，从而使齿轮的测量精度更高。

Description

齿轮径向综合总公差检查仪

技术领域

本实用新型涉及齿轮误差测量装置，特别涉及用机械方式测量齿轮径向综合总公差的齿轮径向综合总公差检查仪。

背景技术

在机械产品中，凡有齿轮传动的机器或仪器，其工作性能、承载能力及使用寿命等都与齿轮本身的精度有密切的关系。随着生产和科学技术的发展，对齿轮精度的要求也越来越高。而齿轮的精度不仅取决于齿轮的设计与加工，也取决于对齿轮误差的测量、分析及合理控制。对数量巨大的齿轮的质量评定，是各级测试技术人员的一项十分繁重的任务。以齿轮齿距偏差与齿距累积误差的测量为例，传统的测量仪器有周节仪和万能测齿仪，使用它们从开始调试、读数测量到数据处理，最后进行误差分析，都离不开人工参与，使测量过程花费较长的时间。因此，对齿轮检测技术的研究具有十分现实的意义。目前生产生活中有基于传感器、微机、PC等的检测仪，以及传统的机械式检测仪，但是在检测中，不可避免地存在测量误差，为了提高测量精度，必须尽可能地消除或减少各种误差。目前的检测仪结构复杂，不易操作，测量不方便，误差也较大。

实用新型内容

为解决现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种用机械的方法测量齿轮径向综合总公差的齿轮径向综合总公差检查仪，测量的结果以曲线的方式在图纸上显示出来，直观准确。

为解决以上问题，本实用新型采用的技术方案是：

一种齿轮径向综合总公差检查仪，其特征在于包括箱体、导轨箱、主动轴、从动轴和装夹笔装置，在箱体上设有导轨，左导轨箱和右导轨箱底部通过导轨槽与箱体上的导轨配合；左导轨箱和右导轨箱上分别开有安装从动轴和主动轴的轴孔，在从动轴和主动轴的上端通过键、垫圈和螺母分别安装标准齿轮和被测齿轮，主动轴的下端为阶梯形，安装有带轮与蜗轮；在箱体内侧底部安装挡板，在箱体侧壁上开有孔，与蜗轮配合的蜗杆安装在挡板和箱体侧壁上的孔上，蜗杆的端部伸出箱体，在蜗杆的端部安装转动装置；在左导轨箱的底部安装有将左导轨箱向主动轴侧拉紧的拉紧装置；在箱体的外侧固定有一个小箱体，装夹纸装置通过导轨副安装在小箱体上，用一根钢丝连接带轮与装夹纸装置；在左导轨箱上水平地安装有装夹笔装置，装夹笔位置的中心位于装夹纸装置上。

前述的齿轮径向综合总公差检查仪，其特征在于所述的装夹笔装置包括杠杆、装夹杆和螺母，在左导轨箱上水平地设有一个通孔，在通孔中固定安装杠杆，在杠杆的端部垂直地安装装夹杆，在装夹杆的端部设有用于装夹笔的圆孔，圆孔位于装夹纸装置上，在圆孔的侧边设有一个用于压紧笔的螺母。

前述的齿轮径向综合总公差检查仪，其特征在于所述的拉紧装置包括圆柱销、圆柱棒和拉簧，在左导轨箱底部的中间位置安装圆柱销，在箱体内侧底部安装圆柱棒，拉簧的两端分别连接圆柱销和圆柱棒，在初始状态时，拉簧处于拉伸状态。

前述的齿轮径向综合总公差检查仪，其特征在于在所述的箱体的上方两侧分别设有三角形导轨和矩形导轨，在左导轨箱和右导轨箱的底部的两侧分别对应地设有三角形导轨槽和矩形块，三角形导轨和三角形导轨槽相配合，矩形导轨和矩形块相配合。

前述的齿轮径向综合总公差检查仪，其特征在于在所述的小箱体的上方两侧分别设有三角形导轨和矩形导轨，在装夹纸装置的底部的两侧分别对应地设有三角形导轨槽和矩形块，三角形导轨和三角形导轨槽相配合，矩形导轨和矩形块相配合。

前述的齿轮径向综合总公差检查仪，其特征在于所述的左导轨箱和右导轨箱上用沉头螺钉安装有橡胶块。

前述的齿轮径向综合总公差检查仪，其特征在于所述的带轮与主动轴采用过盈配合，带轮与蜗轮之间设有一挡圈。

前述的齿轮径向综合总公差检查仪，其特征在于在所述的左导轨箱和右导轨箱上的轴孔内分别安装一个衬套，衬套与轴孔采用过盈配合，轴与衬套采用间隙配合；在所述的蜗杆与箱体上的孔的结合处安装有一个套杯，套杯与箱体采用过盈配合，蜗杆与套杯采用过渡配合。

前述的齿轮径向综合总公差检查仪，其特征在于所述的转动装置为：在蜗杆的端部安装手柄或将蜗杆的端部加工成六角形，安装扳手。

前述的齿轮径向综合总公差检查仪，其特征在于在所述的右导轨箱的底部安装有方形螺母，方形螺母上加工有螺孔，用一根螺杆与螺孔配合，螺杆的另一端伸出箱体，在端部安装手轮。

本实用新型的有益效果是：本实用新型通过变化曲线连续的反映出齿轮径向综合总公差的变化，直观、准确，从而使齿轮的测量精度更高。

附图说明

图1是齿轮径向综合测量曲线图；

图2是齿轮径向跳动误差对测量效果的影响示意图；

图3本实用新型齿轮径向综合总公差检查仪的截面图；

图4本实用新型齿轮径向综合总公差检查仪的俯视图；

图5是从动轴的结构示意图；

图6是主动轴的结构示意图；

图7是蜗杆的结构示意图；

图8是图3中的B-B向剖视图。

具体实施方式

下面先介绍下本实用新型的结构设计的整体思路：

齿轮径向跳动和径向综合总公差主要反映齿轮的几何偏心或齿坯安装偏心对齿轮精度的影响。

径向综合误差F_j”定义为：被测齿轮与理想精确的测量齿轮双面啮合转动，在被测齿轮一转内，双齿中心距的最大变动量。F_j”定义图形如图1所示。

径向一齿综合误差f_j”定义为：径向综合误差记录曲线上的小波纹的最大幅度值。其波长为一个圆周节。f_j”的定义图形如图1所示。

径向综合误差F_j”和径向一齿综合误差f_j”均可在双啮仪所记录的径向综合误差曲线上取值。

齿轮的径向综合测量(又称双面啮合测量，简称双啮测量)可以综合反映齿轮径向综合偏差对齿轮运动准确性与齿轮运动平稳性的影响。齿轮的双啮测量反映的是被测齿轮与测量齿轮在双啮条件下中心距的变动情况，当被测齿轮存在节圆偏心(即几何偏心)及转齿误差时，被测齿轮一转范围内与测量齿轮的中心距会发生变动。其中大的幅值称为径向综合总公差F_j”，它会对齿轮的运动精度产生影响。

径向跳动误差：该误差是由于径向偏心引起的，而径向偏心可以理解为齿轮中心线相对于心轴的回转中心线位置的平移，是心轴误差、安装间隙以及其他一些误差的综合影响的结果。径向跳动误差对齿轮误差测量的影响结果是通过几何偏心，按照正弦形式来反映的。如图2所示。

本实用新型是为了实现对齿轮径向综合总公差的测量结果以连续性的方式在纸上显示出来，从而实现它的直观性及精确性。故要求有一构件仅在水平方向做来回运动，而另一构件在垂直方向做匀速进给运动，两运动的结合即可实现在图纸上绘出类似正弦曲线的图形。其上下的最长距离就是齿轮啮合过程中的最大误差。

水平方向运动的实现：

两齿轮在啮合过程中，被测齿轮可带动标准齿轮转动，而轴及左导轨箱在水平方向是作相应的往复运动的。从而在齿轮啮合过程中由于啮合偏差、齿间间隙等因素会导致两者的中心距在不断的变化，最终导致左边的导轨箱在水平方向做往复运动。故只需在箱体上装杆件，就可实现此杆件仅在水平方向做来回的运动。

垂直方向匀速运动的实现：

在被测齿轮所在轴上安装蜗轮及圆形带轮。由蜗杆作为动力源，带动蜗轮转动，从而实现带轮的转动，在带轮上安装一强度和韧性都比较好的钢丝。钢丝自箱体传出，拉动装夹纸装置的滑动，从而实现纸张在垂直方向的匀速运动。

以上两种运动的结合，即可实现对齿轮径向综合总公差连续性的测量，其误差就可在纸上以正弦的图形显示出来。

下面对照附图，对本实用新型实施例的具体结构做详细的描述。

图3本实用新型齿轮径向综合总公差检查仪的截面图；图4本实用新型齿轮径向综合总公差检查仪的俯视图。

本实用新型的齿轮径向综合总公差检查仪，总体结构包括箱体13、导轨箱、主动轴3、从动轴2和装夹笔装置，在箱体13上设有导轨，左导轨箱22和右导轨箱9底部通过导轨槽与箱体13上的导轨配合；左导轨箱22和右导轨箱9上分别开有安装从动轴2和主动轴3的轴孔，在从动轴2和主动轴3的上端通过键6、垫圈5和螺母4分别安装标准齿轮1和被测齿轮7，主动轴3的下端为阶梯形，安装有带轮17与蜗轮16；在箱体13内侧底部安装挡板15，在箱体侧壁上开有孔，与蜗轮16配合的蜗杆14安装在挡板15和箱体13侧壁上的孔上，蜗杆14的端部伸出箱体13，在蜗杆14的端部安装转动装置；在左导轨箱22的底部安装有将左导轨箱向主动轴侧拉紧的拉紧装置；在箱体13的外侧固定有一个小箱体29，装夹纸装置26通过导轨副安装在小箱体29上，用一根钢丝28连接带轮17与装夹纸装置26；在左导轨箱22上水平地安装有装夹笔装置，装夹笔位置的中心位于装夹纸装置26上。

以下说明本实用新型的各部件的设计和选取。

1、左右导轨箱尺寸及轴孔的确定

本实施例中主动轴3和从动轴2的轴孔，孔径为42mm，且穿透左右导轨箱。由于箱体13的结构大小对整个设计无太大的影响，只需符合所有零件的安装即可，故确定左右导轨箱的尺寸长、宽、高分别为243、200、76。且在左右导轨箱体22和9上分别安装一厚度为15mm的橡胶块23，确保轴与之接触过程中，轴不至于磨损过大。橡胶块23与左右导轨箱的联接用M8的沉头螺钉8，且沉头螺钉8全部打入至橡胶块23之中。左右导轨箱均用4个M8(GB68-85)的沉头螺钉8联接。

2、轴的设计

左导轨箱22上的从动轴2：

由于左导轨箱22需做水平方向的往复运动，且为了节省材料，故从动轴2不能超过左导轨箱22，并且它还得起到定位作用，故在与左导轨箱22的接触位置需做成阶梯型的，齿轮用平垫圈(GB97.1-85-42)和M42的六角螺母(GB6170-86)来压紧，从而从动轴2的一端需车成M42的外螺纹，用来装六角螺母，总长度为166。其具体结构如图5所示。

从动轴2上用来联接从动2轴与标准齿轮1的键：由于标准齿轮1始终保持低速转动，故此键不承受离心力及径向力，只需要让标准齿轮1能够顺利的安装在从动轴2上。故选取b×h为12×8的键(GB1095-79)。

右导轨箱9上的主动轴3：

右导轨箱9以上部分与从动轴2采取一样的形式，下面部分需安装带轮17和蜗轮16，且需要用M16(GB6170-86)的螺母锁紧，故也需做成阶梯型，总长度为307mm。具体结构如图6所示。

3、衬套的设计

若主动轴2和从动轴3直接插入轴孔之中，其间隙可能会导致轴在转动过程中，左右晃动，增加测量的误差，影响测量的精度。故需安装一衬套24，衬套24与轴孔采用过盈配合(Φ50H7/p6)，而主动轴2和从动轴3与衬套24之间为较小的间隙配合(Φ40H7/g6)。

4、带轮的选择

装夹纸装置26要随着主动轴3的转动实现在垂直方向的滑动，故需在从动轴3上安装一带轮17，带轮17与装夹纸装置26之间用钢丝28连接，带轮17转动，通过钢丝28来拉动装夹纸装置26的运动。根据轴径Φ30选择，带轮17与主动轴3的配合为过盈配合(Φ30H7/u6)。蜗轮16与带轮17之间通过一挡圈抵住，蜗轮16通过M16的六角螺母(GB6170-86)来固定锁紧。

5、蜗轮16和蜗杆14参数的确定

蜗轮参数的选取：

首先根据箱体13的空间确定蜗轮16、蜗杆14的中心距为80mm。蜗轮16的轴径d为24，蜗杆14分度圆d₀＝30。

由于蜗轮16的轴径为24mm，综合各项因素，根据《机械设计手册》查表的其参数如下：

注：制造材料为45号钢

蜗杆参数的选取及其设计：

为了选取与蜗轮16相配合的蜗杆14，经查表得其各项参数如下：

注：制造材料为45号钢；总长度为110mm

分度圆直径d₀＝30，齿顶圆直径d₁＝d₀+h_a ^*m＝35，齿根圆直径d₂＝24齿距P＝πm＝3.14×2.5＝7.854，齿根高d_f1＝h_a ^*m＝1×2.5＝2.5

其结构示意图如图7所示。

蜗杆14自箱体13中穿出，在蜗杆14与箱体13的结合处安装一个套杯30，使蜗杆14在转动过程中不至于晃动。套杯30与箱体13为过盈配合(Φ31H7/u6)，套杯30与蜗杆14为过渡配合(Φ23H7)。套杯30通过四个M6的螺钉固定在箱体13上。由于蜗杆14是主动件，整个结构的转动是通过转动蜗杆14而运动，因此在蜗杆14的端部需安装转动装置。在蜗杆14伸出箱体13的端部切成宽度为20的六角型，用于安装扳手或者在蜗杆14的端部安装手柄(图中未示出)。在蜗杆14的另一端需要支起一挡板15，此挡板15通过四个M6的螺钉安装在箱体13内侧的底部。箱体13和挡板15共同来支撑整个蜗杆14，蜗杆14穿透挡板15，用六角螺母固定压紧。故蜗杆14一端须车成阶梯型，并车制一定长度的螺纹，用于螺母的旋合。又因为需要对蜗杆14进行定位，故在伸出箱体13那端车成一级阶梯，直径为43，厚度为10，用于起定位作用。

6、左右导轨箱与箱体结合的导轨的设计

由于此导轨在结构中承受的径向力和压力都比较小，主要起着导向作用，故选用一边为矩型导轨，一边为三角形导轨。在箱体13的上方两侧分别设有三角形导轨和矩形导轨，在左导轨箱22和右导轨箱9的底部的两侧分别对应地设有三角形导轨槽和矩形块，三角形导轨和三角形导轨槽相配合，矩形导轨和矩形块相配合。如图8所示。因为此种导轨的加工容易，成本比较低。

在右导轨箱9的底部安装有方形螺母10，方形螺母10上加工有螺孔，用一根螺杆11与螺孔配合，螺杆11的另一端伸出箱体13，在端部安装手轮12。右导轨箱9可通过其底部的方型螺母10与螺杆11配合，在导轨上滑动，且粗糙度为1.6。

7、拉紧装置的设计

为了使标准齿轮1和被测齿轮7始终处于紧密啮合的状态，且使得左导轨箱做水平方向的来回运动，需要加一拉紧装置。在左导轨箱2底部的中间位置加一圆柱销20，并在箱体13底部安装一圆柱棒18，通过拉簧19将两者连接，且在初始状态，拉簧19就处于拉伸状态。圆柱棒18通过四个M6的螺钉与箱体13联接。圆柱销20选取(GB119-86B10×51)，拉簧19选取直径为5mm。

8、装夹笔装置的设计

由于需要让笔随着左导轨箱2做水平方向的来回往复运动，故需要把装夹笔装置装在左导轨箱2上。故设计如下：在左导轨箱2上通一直径为30mm的孔，用一长度为305mm的圆柱型杠杆21通过此孔，并穿透整个左导轨箱2。并把杠杆21的一端车成一长为45、宽度和厚度均为20的方形。在方形上打一M8的螺纹孔。再把另一带有装夹装置的装夹杆25，通过螺纹配合与杠杆21垂直地连接在一起，装夹杆长度为201mm，螺纹配合为M8-6H/6g。在装夹杆25的端部设有用于装夹笔的圆孔，圆孔位于装夹纸装置26上，在圆孔的侧边设有一个用于压紧笔的螺母27。其装笔圆孔位置的中心恰好为钢丝28的中心。

9、装夹纸装置的设计

在箱体13的外侧通过螺钉固定有一个小箱体29，装夹纸装置26通过导轨副安装在小箱体29上，装夹纸装置26由带轮17上引出的钢丝28丝拉动。与大箱体相连。由于这里的导轨承受的径向力和压力都很小，仅仅起的是导向作用，故将这边的导轨做成一边为三角型，一边为矩形。在小箱体29的上方两侧分别设有三角形导轨和矩形导轨，在装夹纸装置26的底部的两侧分别对应地设有三角形导轨槽和矩形块，三角形导轨和三角形导轨槽相配合，矩形导轨和矩形块相配合。装夹纸装置26可在钢丝28的拉动下，在导轨上自由滑动。

尺寸偏差的计算

1、主动轴的尺寸偏差

(1)主动轴上与衬套配合处Φ40H7/g6，这边采用的是基孔制，故查《互换性与技术测量基础》表2-5得：

基本尺寸为40mm的标准公差IT6＝0.016

查表2-8得其上偏差es＝-0.009，下偏差ei＝es-IT＝-0.009-0.016＝-0.025

故基本尺寸为Φ40_-0.025 ^-0.009

(2)主动轴上与带轮配合处Φ30H7/u6，这边采用的是基孔制，故查《互换性与技术测量基础》表2-5得：

基本尺寸为30mm的标准公差IT6＝0.013

查表2-8得其下偏差ei＝+0.048，上偏差es＝ei+IT＝+0.048+0.013＝+0.061

故基本尺寸为Φ30_+0.048 ^+0.061

(3)主动轴上与蜗轮处配合Φ24H7/k6

这边采用的是基孔制，故查《互换性与技术测量基础》表2-5得：

基本尺寸为24mm的标准公差IT6＝0.013

查表2-8得其下偏差ei＝+0.002，上偏差es＝ei+IT＝+0.002+0.013＝+0.015

故基本尺寸为Φ24_+0.015 ^+0.002

2、蜗杆上的尺寸偏差

蜗杆与衬套配合处Φ23H7，这边采用的是基孔制，故查《互换性与技术测量基础》表2-5得：

基本尺寸为23mm的标准公差IT7＝0.021

查表2-8得其上偏差es＝0，下偏差ei＝es-IT＝0-0.021＝-0.021

故基本尺寸为Φ23_-0.021 ⁰

本实用新型的工作过程为：

将被测齿轮7安装在主动轴3上，与标准齿轮2啮合。通过手柄转动蜗杆14，由蜗杆14带动蜗轮16的转动，从而带动主动轴3的转动，装配在主动轴3上的带轮17也随之转动，这样钢丝28就缓缓的拉动装夹纸装置26滑动，使装夹在装夹纸装置26上的纸张做着垂直方向的匀速运动。同时主动轴3的转动也在带动标准齿轮2的转动，通过啮合，标准齿轮2也在随之以很低的速度转动。啮合过程中，由于啮合误差，两齿轮的中心距在不断的变化，因此左导轨箱22在水平方向做来回运动，固定在左导轨箱22上的杠杆21也做着与左导轨箱22一样的运动。在装夹杆25上的圆孔中装夹笔，故笔在做着水平方向的来回运动。以上两种运动的结合，笔即可在纸上画出类似正弦一样的曲线图。并且其表现在纸上的一个运动周期就是带轮的圆周长度，可以直观、准确地看出测量结果。

上述实施例不以任何形式限制本实用新型，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1、一种齿轮径向综合总公差检查仪，其特征在于包括箱体、导轨箱、主动轴、从动轴和装夹笔装置，在箱体上设有导轨，左导轨箱和右导轨箱底部通过导轨槽与箱体上的导轨配合；左导轨箱和右导轨箱上分别开有安装从动轴和主动轴的轴孔，在从动轴和主动轴的上端通过键、垫圈和螺母分别安装标准齿轮和被测齿轮，主动轴的下端为阶梯形，安装有带轮与蜗轮；在箱体内侧底部安装挡板，在箱体侧壁上开有孔，与蜗轮配合的蜗杆安装在挡板和箱体侧壁上的孔上，蜗杆的端部伸出箱体，在蜗杆的端部安装转动装置；在左导轨箱的底部安装有将左导轨箱向主动轴侧拉紧的拉紧装置；在箱体的外侧固定有一个小箱体，装夹纸装置通过导轨副安装在小箱体上，用一根钢丝连接带轮与装夹纸装置；在左导轨箱上水平地安装有装夹笔装置，装夹笔位置的中心位于装夹纸装置上。

2、根据权利要求1所述的齿轮径向综合总公差检查仪，其特征在于所述的装夹笔装置包括杠杆、装夹杆和螺母，在左导轨箱上水平地设有一个通孔，在通孔中固定安装杠杆，在杠杆的端部垂直地安装装夹杆，在装夹杆的端部设有用于装夹笔的圆孔，圆孔位于装夹纸装置上，在圆孔的侧边设有一个用于压紧笔的螺母。

3、根据权利要求1所述的齿轮径向综合总公差检查仪，其特征在于所述的拉紧装置包括圆柱销、圆柱棒和拉簧，在左导轨箱底部的中间位置安装圆柱销，在箱体内侧底部安装圆柱棒，拉簧的两端分别连接圆柱销和圆柱棒，在初始状态时，拉簧处于拉伸状态。

4、根据权利要求1所述的齿轮径向综合总公差检查仪，其特征在于在所述的箱体的上方两侧分别设有三角形导轨和矩形导轨，在左导轨箱和右导轨箱的底部的两侧分别对应地设有三角形导轨槽和矩形块，三角形导轨和三角形导轨槽相配合，矩形导轨和矩形块相配合。

5、根据权利要求1所述的齿轮径向综合总公差检查仪，其特征在于在所述的小箱体的上方两侧分别设有三角形导轨和矩形导轨，在装夹纸装置的底部的两侧分别对应地设有三角形导轨槽和矩形块，三角形导轨和三角形导轨槽相配合，矩形导轨和矩形块相配合。

6、根据权利要求1所述的齿轮径向综合总公差检查仪，其特征在于所述的左导轨箱和右导轨箱上用沉头螺钉安装有橡胶块。

7、根据权利要求1所述的齿轮径向综合总公差检查仪，其特征在于所述的带轮与主动轴采用过盈配合，带轮与蜗轮之间设有一挡圈。

8、根据权利要求1所述的齿轮径向综合总公差检查仪，其特征在于在所述的左导轨箱和右导轨箱上的轴孔内分别安装一个衬套，衬套与轴孔采用过盈配合，轴与衬套采用间隙配合；在所述的蜗杆与箱体上的孔的结合处安装有一个套杯，套杯与箱体采用过盈配合，蜗杆与套杯采用过渡配合。

9、根据权利要求1所述的齿轮径向综合总公差检查仪，其特征在于所述的转动装置为：在蜗杆的端部安装手柄或将蜗杆的端部加工成六角形，安装扳手。

10、根据权利要求1所述的齿轮径向综合总公差检查仪，其特征在于在所述的右导轨箱的底部安装有方形螺母，方形螺母上加工有螺孔，用一根螺杆与螺孔配合，螺杆的另一端伸出箱体，在端部安装手轮。

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