CN203732007U - 万向节内星轮球道同心度及系统平面高度量具 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于机械加工非标量具技术领域，公开了一种万向节内星轮球道同心度及系统平面高度量具，在底座上安装运动方向相互垂直的中间直线导轨副和侧边直线导轨副，中间直线导轨副上设置一个锥度轴，锥度轴上设置一个弹簧涨套，锥度轴和弹簧涨套用于固定万向节内星轮球道，在侧边直线导轨副上固定设置钢球座，测量钢球通过钢球座上的通孔固定并与一个球道固定配合，通过侧边直线导轨副运动方向上设置的百分表测量同心度，通过中间直线导轨副运动方向上设置的百分表测量系统平面高度。本实用新型测量和判断方法简单，检测速度快，对检测人员技能要求低。
Description
技术领域
本实用新型属于机械加工非标量具技术领域，特别是一种万向节内星轮球道同心度及系统平面高度量具。
背景技术
VL型万向节内星轮球道分为3条左球道和3条右球道，且左右球道交替排列，在系统平面上6条球道均布，各相邻球道的夹角是60°，在180°方向上始终有1条左球道和1条右球道，所要测量的就是这些球道圆心相对于内星轮内孔的同心度误差以及系统平面的高度。但因为这些圆心是虚拟的，实际并不存在，所以无法进行直接测量得出同心度差值和系统平面高度误差。
现有的测量方法一般采用三坐标检测，检测速度慢效率较低，精度高，并且同时可检测同轴度、圆柱度、同轴度、同心度、平行度、垂直度、 跳动、圆柱体母线的直线度、 圆柱体端面的跳动、平整度等参数。但是，三坐标测量需要编程，对检测操作人员要求高；检测速度慢；设备成本较高，对环境（温度）要求较高，适用于实验室环境应用。没法适用于生产现场环境的快速测量应用。
实用新型内容
为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种万向节内星轮球道同心度及系统平面高度量具，通过分别对180°方向上的一组球道正反两次测量，从而得到球道的同心度半径差及系统平面高度。
本实用新型采取的技术方案是：
一种万向节内星轮球道同心度及系统平面高度量具，万向节内星轮球道包括交替排列的3条左球道和3条右球道，以及一个系统平面，在所述系统平面上，6条球道均布，其特征是，所述量具包括底座、测量钢球和弹簧涨套，在所述底座的中间位置安装一个中间直线导轨副，所述中间直线导轨副上设置一个锥度轴，所述锥度轴上设置一个弹簧涨套，所述锥度轴和所述弹簧涨套用于固定所述万向节内星轮球道，在所述中间直线导轨副两侧的所述底座上对称设置两个侧边直线导轨副，所述侧边导轨副的运动方向与所述中间直线导轨副的运动方向垂直，在所述侧边直线导轨副上固定设置钢球座，所述测量钢球通过所述钢球座上的通孔固定并与一个球道固定配合，在其中一个所述侧边直线导轨的侧面固定设置一个测杆，在所述侧边直线导轨副的运动方向上设置一个第一百分表，通过所述第一百分表对所述测杆的位移进行测量，实现同心度的测量，在所述中间直线导轨副的运动方向上设置一个第二百分表，通过所述第二百分表对所述中间直线导轨副的位移进行测量，实现系统平面高度的测量。
进一步，所述中间直线导轨副或所述侧边直线导轨副均包括导轨下座、导轨上座和直线导轨，所述导轨下座固定安装在所述底座上，所述导轨上座通过所述直线导轨与所述导轨下座形成滑动连接。
进一步，所述中间直线导轨副的所述导轨上座中心开有通孔，在所述通孔内设置轴套，所述轴套的上端形成上端轴肩，所述上端轴肩下面设置一个垫圈，所述轴套通过所述上端轴肩连同所述垫圈固定在所述中间直线导轨副的所述导轨上座上，在所述轴套内设置所述锥度轴，所述锥度轴的中部形成中部轴肩，所述中部轴肩的下表面与所述上端轴肩的上表面接触，所述轴套的下面设置一个平面轴承，所述平面轴承下面设置碟形弹簧，所述锥度轴的下端穿过所述平面轴承和所述碟形弹簧并由螺母锁紧，所述碟形弹簧对所述锥度轴产生向下的推力，使得所述中部轴肩与所述上端轴肩始终接触。
进一步，在所述侧边直线导轨副的导轨上座下固定安装一个弹簧座，所述侧边直线导轨副的导轨尾部安装一个挡板，在所述弹簧座和所述挡板之间设置一个张紧弹簧，所述张紧弹簧对所述侧边直线导轨副的导轨上座产生推力，使得所述测量钢球始终与所述球道接触。
进一步，在所述底座上分别设置表座，所述第一百分表和第二百分表分别固定在所述表座上，所述第一百分表和第二百分表的测头与所述测杆或所述中间导轨副的导轨上座的端面接触。
本实用新型的有益效果是：
（1）测量和判断方法简单，检测速度快，对检测人员技能要求低；
（2）硬件成本低、检测速度快、对环境要求低；
（3）检测精度能满足汽车用VL型内星轮球道粗铣的球道PCD直径的公差要求。
附图说明
附图1是内星轮的正视图；
附图2是附图1中A-A剖视图；
附图3是本实用新型的半剖正视图；
附图4是附图3的B向视图；
附图5是本实用新型的立体示意图；
附图6是内星轮上的两个测量钢球分布位置示意图；
附图7是同心度检测示意图；
附图8是系统平面高度检测示意图。
附图中的标号分别为：
1．内星轮； 2．左球道；
3．右球道； 4．系统平面；
5．底座； 6．支脚；
7．中间直线导轨下座； 8．中间直线导轨上座；
9．中间直线导轨； 10．轴套；
11．转轴； 12．轴肩；
13．平面轴承； 14．碟形弹簧；
15．弹簧涨套； 16．侧边直线导轨下座；
17．侧边直线导轨上座； 18．侧边直线导轨；
19．钢球座； 20．测量钢球；
21．弹簧座； 22．挡板；
23．张紧弹簧； 24．测杆；
25．表座； 26．第一百分表；
27．表座； 28．第二百分表；
29．手柄； 30. 手拧螺钉。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型万向节内星轮球道同心度及系统平面高度量具的具体实施方式作详细说明。
参见附图1至2，VL型万向节内星轮1为环状结构，其外圆面上均匀交替排列有3条左球道2和3条右球道3，由于在系统平面4上6条球道均布，因此相邻两球道的夹角始终是60°。在180°方向上必然各有一条左、右球道，加工时，也是采用成对加工180°方向上的一对球道后，工件旋转120°加工第二对球道，再旋转120°加工最后一对球道。因此，可采用先测量180°方向上的一组球道后，绕工件内孔轴线旋转180°再次对这组球道进行测量，两测量值的差值就是球道同心度。
参见附图3至5，在底座5的中心位置固定设置中间直线导轨下座7，底座5下方设有支脚6，方便移动和固定，中间直线导轨下座7上方设置中间直线导轨上座8，中间直线导轨下座7和中间直线导轨上座8之间通过中间直线导轨9连接，形成相对的直线运动（中间直线导轨下座7、中间直线导轨上座8和中间直线导轨9组成了中间直线导轨副），在中间直线导轨上座8的中间开有通孔，在通孔内固定设置轴套10，在轴套10的通孔内设置转轴11，转轴11的中部形成轴肩12，轴肩12的下表面与轴套10的上表面接触，在轴套10的下方设有平面轴承13和碟形弹簧14，转轴11的下端穿过平面轴承13和碟形弹簧14，并用螺母紧固，转轴11和轴套10之间形成转动配合，转轴11的上端形成上小下大的锥面，外面设置弹簧涨套15，手拧螺钉30穿过弹簧涨套15与转轴11端部的螺纹连接，弹簧涨套15、轴肩12的上表面和手拧螺钉30用于固定万向节内星轮1。
在中间直线导轨下座7的两侧的底座5上对称固定设置侧边直线导轨下座16，侧边直线导轨下座16上方设置侧边直线导轨上座17，侧边直线导轨下座16和侧边直线导轨上座17通过侧边直线导轨18连接，（侧边直线导轨下座16、侧边直线导轨上座17和侧边直线导轨18组成了侧边直线导轨副），侧边直线导轨副的运动方向与中间直线导轨副的运动方向垂直，在侧边直线导轨上座17上固定设置一钢球座19，钢球座19的前端开有通孔，测量钢球20穿过通孔用螺母与钢球座19固定，在侧边直线导轨上座17下方固定设置弹簧座21，侧边直线导轨下座16尾部固定设置挡板22，弹簧座21和挡板22之间设置张紧弹簧23，在张紧弹簧23推力的作用下，使得测量钢球20始终与万向节内星轮左球道2或右球道3接触，在侧边直线导轨上座17的侧面固定设置一手柄29。
在侧边直线导轨上座17的侧面固定设置测杆24，底座5上固定设置一表座25，表座25上固定一个第一百分表26，第一百分表26对测杆24的位移进行测量，从而实现对球道同心度的测量。
同时，在中间直线导轨副的运动方向上设置一表座27固定在底座5上，表座27上固定一个第二百分表28，第二百分表28对中间直线导轨上座8的位移进行测量，从而实现对球道系统平面高度的测量。
参见附图6，2个测量钢球20呈180°分布在内星轮的系统平面上，张紧弹簧23推动侧边直线导轨上座17，使测量钢球20与工件的一组球道接触，侧边直线导轨上座17产生一个固定位置，同样转动工件180°使测量钢球20再次与这组球道接触，侧边直线导轨上座17产生第二个固定位置，同时中间直线导轨上座7同样产生两个固定位置。
参见附图7，图中2为万向节内星轮的左球道，3为180°方向上的右球道，A为左右球道中心连线的中点，2’、3’和B为工件绕内孔轴线旋转180°后的2和3对应的球道及左右球道中心连线的中点。
设左、右球道中心至工件内孔轴心的距离分别是R左和R右，左右球道中心距离为φD，左右球道中心连线的中点在两次测量状态时的距离是φ同（即A、B两点的距离），测量钢球20在直径方向的位移为△。则左右球道同心度=φ同=│R左-R右│=△，故通过2次左右球道的分别测量可得出左右球道的同心度。
参见附图8，设球道中心线与工件内孔轴线的夹角为β，系统平面高度为H系统，实际加工产品的系统平面为H实际，则系统平面的误差△H=│H系统-H实际│，实际球道的中心线与系统平面的交点与理论交点产生偏差X。
根据直角三角形原理，可得：
X=△H /tan(β) (1)
因现在的球道夹角β=16°，tan16°=0.2867 ,代入（1）式，可得：
△H =3.487* X≈3.5*X (2)
X可有第二百分表28测出，通过对同一对180°方向上的左右球道的两次测量(第二次将工件绕内孔轴心旋转180°后测量)，得出两个值X1和X2，这时（X1- X2）/2就是（2）式中的X值，就可计算得出系统平面的偏移值△H。
继续参见附图3至5，本实用新型的工作过程如下，单手握住两个手柄29，使两手柄29距离缩小，带动侧边直线导轨上座17外移，被测内星轮即可放置于弹簧涨套15外，转动手拧螺钉30，锁紧被测内星轮，放开手柄29，侧边直线导轨上座17在张紧弹簧23的作用下内收，带动测量钢球20触及内星轮球道面，通过转轴11的转动功能达到平衡状态，此时第一百分表26和28各产生一个测量值。再次握住手柄29，转动被测内星轮180°，可得出另外两个测量值。拧松手拧螺钉30，同时握住手柄29内收，取下工件就完成产品的一次测量过程。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (5)
1.一种万向节内星轮球道同心度及系统平面高度量具，万向节内星轮球道包括交替排列的3条左球道和3条右球道，以及一个系统平面，在所述系统平面上，6条球道均布，其特征在于：所述量具包括底座、测量钢球和弹簧涨套，在所述底座的中间位置安装一个中间直线导轨副，所述中间直线导轨副上设置一个锥度轴，所述锥度轴上设置一个弹簧涨套，所述锥度轴和所述弹簧涨套用于固定所述万向节内星轮球道，在所述中间直线导轨副两侧的所述底座上对称设置两个侧边直线导轨副，所述侧边导轨副的运动方向与所述中间直线导轨副的运动方向垂直，在所述侧边直线导轨副上固定设置钢球座，所述测量钢球通过所述钢球座上的通孔固定并与一个球道固定配合，在其中一个所述侧边直线导轨的侧面固定设置一个测杆，在所述侧边直线导轨副的运动方向上设置一个第一百分表，通过所述第一百分表对所述测杆的位移进行测量，实现同心度的测量，在所述中间直线导轨副的运动方向上设置一个第二百分表，通过所述第二百分表对所述中间直线导轨副的位移进行测量，实现系统平面高度的测量。
2.根据权利要求1所述的万向节内星轮球道同心度及系统平面高度量具，其特征在于：所述中间直线导轨副或所述侧边直线导轨副均包括导轨下座、导轨上座和直线导轨，所述导轨下座固定安装在所述底座上，所述导轨上座通过所述直线导轨与所述导轨下座形成滑动连接。
3.根据权利要求1或2所述的万向节内星轮球道同心度及系统平面高度量具，其特征在于：所述中间直线导轨副的所述导轨上座中心开有通孔，在所述通孔内设置轴套，所述轴套的上端形成上端轴肩，所述上端轴肩下面设置一个垫圈，所述轴套通过所述上端轴肩连同所述垫圈固定在所述中间直线导轨副的所述导轨上座上，在所述轴套内设置所述锥度轴，所述锥度轴的中部形成中部轴肩，所述中部轴肩的下表面与所述上端轴肩的上表面接触，所述轴套的下面设置一个平面轴承，所述平面轴承下面设置碟形弹簧，所述锥度轴的下端穿过所述平面轴承和所述碟形弹簧并由螺母锁紧，所述碟形弹簧对所述锥度轴产生向下的推力，使得所述中部轴肩与所述上端轴肩始终接触。
4. 根据权利要求1或2所述的万向节内星轮球道同心度及系统平面高度量具，其特征在于：在所述侧边直线导轨副的导轨上座下固定安装一个弹簧座，所述侧边直线导轨副的导轨尾部安装一个挡板，在所述弹簧座和所述挡板之间设置一个张紧弹簧，所述张紧弹簧对所述侧边直线导轨副的导轨上座产生推力，使得所述测量钢球始终与所述球道接触。
5.根据权利要求1所述的万向节内星轮球道同心度及系统平面高度量具，其特征在于：在所述底座上分别设置表座，所述第一百分表和第二百分表分别固定在所述表座上，所述第一百分表和第二百分表的测头与所述测杆或所述中间导轨副的导轨上座的端面接触。
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