CN210514180U - 一种沿齿轮宽度方向磨削烧伤无损检测的辅助装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种沿齿轮宽度方向磨削烧伤无损检测的辅助装置，包括机架和设置在机架上的位置调节机构和传动机构，传动机构的两端分别连接不完全齿轮和被测齿轮，传动机构中部设有间歇运动机构，包括彼此周期性传递驱动的主动拨盘和从动槽轮，不完全齿轮衔接往复运动机构，包括为一矩形框的齿条滑块，矩形框至少两条相对的内侧边上设有多个齿，不完全齿轮位于齿条滑块的框内，不完全齿轮上的轮齿同一时刻只与齿条滑块的一条边上的齿啮合，检测被测齿轮的无损检测探头安装在齿条滑块上。本实用新型通过旋转手轮即可实现对被测齿轮全部轮齿齿廓方向磨削烧伤的连续检测、运行平稳、整体结构紧凑、操作简单、成本低。

Description

一种沿齿轮宽度方向磨削烧伤无损检测的辅助装置

技术领域

本实用新型涉及齿轮加工和检测领域，具体为一种沿齿轮宽度方向磨削烧伤无损检测的辅助装置。

背景技术

齿轮是机械装装备重要的传动基础件，随着对生产加工过程精度和质量要求的提高，对齿轮载荷能力、使用寿命等提出了更高的要求。目前重载齿轮多采用硬齿面设计，即齿轮在完成粗切齿加工后，进行热处理，再经精加工以获得需要的精度和表面质量。磨齿目前仍是齿面淬硬后消除热处理变形，并进一步提高齿轮精度和改善齿面粗糙度的主要方法。热处理变形导致齿轮精度大幅降低，各齿磨削余量分布不均匀，以及磨削过程中冷却状况的变化，造成各个齿廓的磨削烧伤情况各不相同，因此有必要对齿轮各个轮廓的磨削烧伤情况快速无损检测。工业上常用的磨削烧伤无损检测方法有射线法检测、声学方法检测、电学方法检测、磁学方法检测、光学方法检测、渗透法检测、泄露法检测等等。其中巴克豪森噪声检测法可检测硬度、应力和显微组织变化相联系的综合效应，如材料表面的热处理缺陷、磨削烧伤缺陷、材料软化和硬化等，是齿轮磨削烧伤无损检测的重要方法。目前采用了巴克豪森磁噪声检测法主要有人工检测和机器人辅助自动检测两种途径，采用传统人工手动检测时，由于齿轮齿数较多，检测工作量大，因而对技术人员的技术要求较高且测量劳动强度大；而采用机械手辅助自动检测，成本高且操作繁琐。

实用新型内容

针对现有技术存在的上述问题，本实用新型的目的是提供一种通过旋转手轮即可实现对被测齿轮全部轮齿齿廓方向磨削烧伤的连续检测、运行平稳、整体结构紧凑、操作简单、成本低的沿齿轮宽度方向磨削烧伤无损检测的辅助装置。

为了实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：

一种沿齿轮宽度方向磨削烧伤无损检测的辅助装置，包括机架和设置在机架上的位置调节机构和传动机构，所述传动机构的两端分别连接不完全齿轮和被测齿轮，传动机构中部设有间歇运动机构，间歇运动机构包括彼此周期性传递驱动的主动拨盘和从动槽轮，不完全齿轮衔接往复运动机构，往复运动机构包括齿条滑块，齿条滑块为一矩形框，所述矩形框至少两条相对的内侧边上设有多个齿，不完全齿轮位于齿条滑块的框内，且不完全齿轮上的轮齿同一时刻只与齿条滑块的一条边上的齿啮合，检测被测齿轮的无损检测探头安装在齿条滑块上，传动机构运转时带动无损检测探头沿着被测齿轮齿宽方向往复运动，通过间歇运动机构带动被测齿轮周期性转动。

作为上述技术方案的进一步改进：

传动机构包括依次连接并传递驱动的传动轴Ⅰ、锥齿轮机构Ⅰ、传动轴Ⅱ、锥齿轮机构Ⅱ、传动轴Ⅲ、间歇运动机构、传动轴Ⅳ、涡轮蜗杆机构、传动轴Ⅴ，传动轴Ⅰ连接并传递驱动至不完全齿轮，传动轴Ⅴ连接并传递驱动至被测齿轮。

传动轴Ⅰ靠近锥齿轮机构Ⅰ一端的端部设有用于驱动传动轴Ⅰ的手轮。

主动拨盘包括一层基板和一层具有缺口的圆板，所述基板和圆板同轴叠加，所述缺口为所述圆板的部分圆周内凹形成，基板上圆板的圆周外设有一垂直于基板的圆销，所述圆销和所述缺口相对，从动槽轮为一设有多个径向槽的菱形轮，多个径向槽沿着菱形轮周向均匀间隔分布，主动拨盘连续单向转动时，所述圆销周期性进入和脱出径向槽，推动从动槽轮单向间歇转动，主动拨盘和从动槽轮分别安装在传动轴Ⅲ的一端和传动轴Ⅳ的一端。

齿条滑块滑设于位置调节机构上。

锥齿轮机构Ⅰ包括彼此啮合的主动锥齿轮Ⅰ和从动锥齿轮Ⅰ，主动锥齿轮Ⅰ和从动锥齿轮Ⅰ分别安装在在传动轴Ⅰ的中部和传动轴Ⅱ的一端，锥齿轮机构Ⅱ包括彼此啮合的主动锥齿轮Ⅱ和从动锥齿轮Ⅱ，主动锥齿轮Ⅱ和从动锥齿轮Ⅱ分别安装在传动轴Ⅱ的另一端和传动轴Ⅲ的中部，蜗轮蜗杆机构包括彼此啮合的主动蜗杆和从动蜗轮，蜗杆和蜗轮分别安装在传动轴Ⅳ的另一端和传动轴Ⅴ的一端。

位置调节机构包括横向滑台和纵向滑台，机架上开设有至少一个燕尾形的横向凹槽，横向滑台的底部设有与所述横向凹槽配合的燕尾形横向凸起，横向滑台通过横向凸起滑设于横向凹槽内，横向滑台的顶部设有至少一个燕尾形的纵向凹槽，纵向滑台的底部设有与所述纵向凹槽配合的燕尾形纵向凸起，纵向滑台通过纵向凸起滑设于纵向凹槽内，所述横向凹槽和纵向凹槽的长度方向彼此垂直。

传动轴Ⅱ和传动轴Ⅳ可伸缩，传动轴Ⅱ两端分别架设在纵向滑台和横向滑台上，传动轴Ⅳ两端分别架设在横向滑台和机架上。

传动轴Ⅰ安装于纵向滑台上，传动轴Ⅲ安装于横向滑台上，传动轴Ⅴ安装于机架上。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：通过旋转手轮即可实现对被测齿轮全部轮齿齿宽方向磨削烧伤的连续检测；所述装置采用不完全齿轮带动齿条和无损检测探头往复运动机构，通过间歇运动机构带动使不完全齿轮连续单向转动、被测齿轮周期性间歇运动个，从而实现无损检测探头沿被测齿轮齿宽方向的依次检测；锥齿轮机构、槽轮间歇运动机构、蜗轮蜗杆机构传动运行平稳、整体结构紧凑、操作简单、占用空间小、原理简单明了，整机安装方便，成本低。

附图说明

图1为本实用新型一个实施例的装置总体结构示意图；

图2为本实用新型一个实施例的机架结构示意图；

图3为本实用新型一个实施例的横向滑台结构示意图；

图4为本实用新型一个实施例的纵向滑台结构示意图；

图5为本实用新型一个实施例的传动轴Ⅱ或传动轴Ⅳ的结构示意图；

图6(a)为图5的A-A剖面结构示意图；

图6(b)为图5的B-B剖面结构示意图；

图6(c)为图5的C-C剖面结构示意图；

图7为图5的轴向剖面结构示意图；

图8(a)～图8(d)为无损检测探头和被测齿轮在一个周期内的相互运动关系图。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型提供的沿齿轮宽度方向磨削烧伤无损检测的辅助装置作进一步详细、完整地说明。下面描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

一种沿齿轮宽度方向磨削烧伤无损检测的辅助装置，如图1～图8所示，包括机架3和设置在机架3上的位置调节机构和传动机构。

传动机构包括依次连接并传递驱动的传动轴Ⅰ25、锥齿轮机构Ⅰ、传动轴Ⅱ19、锥齿轮机构Ⅱ、传动轴Ⅲ15、间歇运动机构、传动轴Ⅳ11、涡轮蜗杆机构、传动轴Ⅴ8，其中，间歇运动机构间歇的或者说周期性的传递传动轴Ⅳ11和传动轴Ⅲ15之间的驱动。不包括传动轴Ⅰ25的传动机构的其它部分呈U形，传动轴Ⅰ25位于所述U形结构的一端。所述传动机构的两端分别连接不完全齿轮1和被测齿轮6。传动轴Ⅱ19和传动轴Ⅳ11可伸缩，传动轴Ⅴ8连接并传递驱动至待检测的被测齿轮6，传动轴Ⅱ19连接并传递驱动至不完全齿轮1。传动轴Ⅰ25靠近锥齿轮机构Ⅰ一端的端部设有用于驱动传动轴Ⅰ25的手轮21，通过手动或电动驱动手轮21，使手轮21带动传动轴Ⅰ25转动，传动轴Ⅰ15将驱动传递至传动机构的其它部件以及不完全齿轮1和被测齿轮6，使不完全齿轮1连续转动、被测齿轮6间歇转动。

不完全齿轮1衔接往复运动机构，往复运动机构包括齿条滑块2和支架4，齿条滑块2为一矩形框，所述矩形框内侧边上设有多个齿，较佳的，齿条滑块2的其中两个相对的边的内侧上设有齿，且设置于齿条滑块2的上下两条边上。不完全齿轮1沿其圆周局部设有多个轮齿，所述不完全齿轮1位于齿条滑块2的框内，且不完全齿轮1上的轮齿同一时刻只与齿条滑块2的一条边上的齿啮合。支架4一端垂直连接齿条滑块2的一条边的外侧，另一端设有卡紧孔，检测被测齿轮6的无损检测探头5的一端通过所述卡紧孔可拆卸的安装在齿条滑块2上，其位置可调，通过紧定螺钉进行固定卡紧。无损检测探头5和齿条滑块2共运动，无损检测探头5的另一端用于检测被测齿轮6。齿条滑块2通过导轨26滑设于位置调节机构上。随着不完全齿轮1的连续单向转动，齿条滑块2和无损检测探头5被带动往复运动：若不完全齿轮1逆时针旋转，则当不完全齿轮1和齿条滑块2的上边的齿啮合时，齿条滑块2被带动向左运动；当不完全齿轮1和齿条滑块2的下边的齿啮合时，齿条滑块2被带动向右运动。不完全齿轮1顺时针旋转时原理相同。

锥齿轮机构Ⅰ包括彼此啮合的主动锥齿轮Ⅰ23和从动锥齿轮Ⅰ22，主动锥齿轮Ⅰ23和从动锥齿轮Ⅰ22分别安装在在传动轴Ⅰ25的中部和传动轴Ⅱ19的一端。锥齿轮机构Ⅱ包括彼此啮合的主动锥齿轮Ⅱ17和从动锥齿轮Ⅱ16，主动锥齿轮Ⅱ17和从动锥齿轮Ⅱ16分别安装在传动轴Ⅱ19的另一端和传动轴Ⅲ15的中部。间歇运动机构包括相互配合的主动拨盘14和从动槽轮13，主动拨盘14和从动槽轮13分别安装在传动轴Ⅲ15的一端和传动轴Ⅳ11的一端。蜗轮蜗杆机构包括彼此啮合的主动蜗杆9和从动蜗轮10，蜗杆9和蜗轮10分别安装在传动轴Ⅳ11的另一端和传动轴Ⅴ8的一端。由上可知，传动轴Ⅰ25上安装有手轮21、主动锥齿轮Ⅰ23和不完全齿轮1；传动轴Ⅱ19上安装有从动锥齿轮Ⅰ22和主动锥齿轮Ⅱ17；传动轴Ⅲ15上安装有从动锥齿轮Ⅱ16和主动拨盘14；传动轴Ⅳ11上安装有从动槽轮13和蜗杆9；传动轴传动轴Ⅴ8上安装有蜗轮10和三爪卡盘7。被测齿轮6安装在三爪卡盘7上。传动轴Ⅰ25、传动轴Ⅲ15和传动轴Ⅳ11平行间隔设置，传动轴Ⅱ19和传动轴Ⅴ8平行间隔设置。

对于间歇运动机构，主动拨盘14包括一层基板和一层具有缺口的圆板，所述基板和圆板同轴叠加。所述缺口为所述圆板的部分圆周内凹形成，基板上圆板的圆周外设有一垂直于基板的圆销，所述圆销和所述缺口相对。从动槽轮13为一设有多个径向槽的菱形轮，多个径向槽沿着菱形轮周向均匀间隔分布。主动拨盘14连续单向转动时，所述圆销周期性进入和脱出径向槽，在圆销位于所述径向槽的期间内，圆销推动从动槽轮13转动；圆销不位于所述径向槽内时，所述从动槽轮13停止转动。换句话说，随着主动拨盘14的连续单向转动，从动槽轮13单向间歇转动。而主动拨盘14的缺口设置使圆销进入从动槽轮13的径向槽后，避免从动槽轮13与主动拨盘14之间发生干涉。

从动槽轮13依次带动传动轴Ⅳ11、蜗杆9、蜗轮10、传动轴Ⅴ8和被测齿轮6运动。由上可知，手轮21连续单向转动时，带动不完全齿轮1连续单向转动、主动拨盘14连续单向转动、齿条滑块2和无损检测探头5周期性往复运动、被测齿轮6间歇转动。换句话说，传动机构运转时，一方面通过齿条滑块2带动无损检测探头5沿被测齿轮6齿宽方向往复移动，另一方面可带动被测齿轮6间歇性转动，通过调整支架4在滑块2上的位置以及拨盘14与槽轮13的接触位置可使得无损检测探头5与被测齿轮6接触时被测齿轮6的位置保持不变，而当检测探头5沿着被测齿轮6齿宽方向移出后，被测齿轮6转过一定角度，使被测齿轮6另一待检齿廓到达检测位置，被测齿轮6周期性间歇转动和无损检测探头5周期性往复运动相互配合，使检测探头5依次接触齿轮6的各齿廓表。

位置调节机构包括横向滑台20和纵向滑台24，如图2～图4所示，机架3上开设有两个燕尾形的平行间隔的横向凹槽，横向滑台20的底部设有两个与所述横向凹槽配合的燕尾形横向凸起，横向滑台20通过横向凸起滑设于横向凹槽内。横向滑台20的顶部设有燕尾形的纵向凹槽，纵向滑台24的底部设有与所述纵向凹槽配合的燕尾形纵向凸起，纵向滑台24通过纵向凸起滑设于纵向凹槽内，所述横向凹槽和纵向凹槽的长度方向彼此垂直。齿条滑块2滑设于纵向滑台24上，具体的，纵向滑台24上还设有导轨26，齿条滑块2滑设于导轨26上，导轨26的长度方向和所述纵向凸起平行。

传动轴Ⅰ25安装于纵向滑台24上，其长度方向与纵向凸起垂直；传动轴Ⅱ19两端分别架设在纵向滑台24和横向滑台20上，其方向和所述纵向凸起长度方向平行；传动轴Ⅲ15安装于横向滑台上；传动轴Ⅳ11两端分别架设在横向滑台20和机架3上；传动轴Ⅲ15和传动轴Ⅳ11长度方向均与所述横向凸起平行；传动轴Ⅴ8安装于机架3上，其长度方向与所述横向凸起垂直。

由上可知，通过横向滑台20和纵向滑台24的配合移动可调节探头5的初始位置，横向滑台20的滑动用于调节检测探头5与被测齿轮6沿齿轮径向方向的初始位置；纵向滑台24的滑动用于调节检测探头5与被测齿轮6沿齿轮轴向方向的初始位置。横向滑台20和纵向滑台24调整到目标位置后，通过紧定螺钉进行固定，以防止横向滑台20和纵向滑台24进一步滑动。

当横向滑台20和纵向滑台24分别滑设于横向凹槽内和纵向凹槽内时，传动轴Ⅱ19和传动轴Ⅳ11的长度可伸长或缩短；如图5～图7所示，传动轴Ⅱ19和传动轴Ⅳ11分别包括彼此套接的内轴和外轴，内轴和外轴之间通过花键连接，以保证在调节检测探头5与被测齿轮6初始位置时各传动机构位置不发生相对转动。传动轴Ⅱ19和传动轴Ⅳ11可伸缩的设置、以及横向滑台20和纵向滑台24可滑动的设置利于上述检测探头5和被测齿轮6相对位置的调节，便于后续准确快速的检测。

传动轴Ⅰ25、传动轴Ⅱ19、传动轴Ⅳ11和传动轴Ⅴ8各架设于两个带座轴承Ⅱ18上。传动轴Ⅲ15两端分别架设在一带座轴承Ⅱ18和一带座轴承Ⅰ12上。具体的，共设有九个带座轴承Ⅱ18。纵向滑台24上设有三个带座轴承Ⅱ18，横向滑台20上设有三个带座轴承Ⅱ18和一个带座轴承Ⅰ12，其它三个带座轴承Ⅱ18设置于和机架3相对固定的位置。

本实用新型的工作过程如下：手动或电动驱动手轮21，手轮21的转动通过传动轴Ⅰ25直接传递给不完全齿轮1，在不完全齿轮1的带动下，滑块2做往复运动，进而带动通过支架4安装于滑块2上的无损检测探头5沿被测齿轮6轴线方向做往复直线运动；同时手轮21的转动通过中间传动系统传递给三爪卡盘7，进而带动安装于三爪卡盘7上的被测齿轮6间歇转动；如图8(a)所示，当无损检测探头5沿被测齿轮6轴线方向运动时，无损检测探头5与被测齿轮6的齿廓接触，且被测齿轮6保持不动，垂直于纸面方向，无损检测探头5向外移动；如图8(b)所示，当检测探头5移动至与被测齿轮6的齿廓脱离时，被测齿轮6在传动系统带动下转过一个齿厚(齿槽宽)对应的角度；如图8(c)所示，被测齿轮6继续保持不动，无损检测探头5在往复运动机构带动下沿被测齿轮6轴线方向往回移动，即无损检测探头5向里移动；如图8(d)所示，无损检测探头5与被测齿轮6的齿廓脱离，被测齿轮6在传动系统带动下再次转过一个齿距所对应的角度，如此，被测齿轮6间歇单向转动和检测探头5周期性往复运动相互配合，使检测探头5依次划过被测齿轮6的全部齿廓，实现对齿轮沿齿宽方向磨削烧伤的全面检测。

最后有必要在此说明的是：以上实施例只用于对本实用新型的技术方案作进一步详细地说明，不能理解为对本实用新型保护范围的限制，本领域的技术人员根据本实用新型的上述内容作出的一些非本质的改进和调整均属于本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种沿齿轮宽度方向磨削烧伤无损检测的辅助装置，包括机架(3)和设置在机架(3)上的位置调节机构和传动机构，其特征在于，所述传动机构的两端分别连接不完全齿轮(1)和被测齿轮(6)，传动机构中部设有间歇运动机构，间歇运动机构包括彼此周期性传递驱动的主动拨盘(14)和从动槽轮(13)，不完全齿轮(1)衔接往复运动机构，往复运动机构包括齿条滑块(2)，齿条滑块(2)为一矩形框，所述矩形框至少两条相对的内侧边上设有多个齿，不完全齿轮(1)位于齿条滑块(2)的框内，且不完全齿轮(1)上的轮齿同一时刻只与齿条滑块(2)的一条边上的齿啮合，检测被测齿轮(6)的无损检测探头(5)安装在齿条滑块(2)上，传动机构运转时带动无损检测探头(5)沿着被测齿轮(6)齿宽方向往复运动，通过间歇运动机构带动被测齿轮(6)周期性转动。

2.根据权利要求1所述的沿齿轮宽度方向磨削烧伤无损检测的辅助装置，其特征在于：传动机构包括依次连接并传递驱动的传动轴Ⅰ(25)、锥齿轮机构Ⅰ、传动轴Ⅱ(19)、锥齿轮机构Ⅱ、传动轴Ⅲ(15)、间歇运动机构、传动轴Ⅳ(11)、涡轮蜗杆机构、传动轴Ⅴ(8)，传动轴Ⅰ(25)连接并传递驱动至不完全齿轮(1)，传动轴Ⅴ(8)连接并传递驱动至被测齿轮(6)。

3.根据权利要求2所述的沿齿轮宽度方向磨削烧伤无损检测的辅助装置，其特征在于：传动轴Ⅰ(25)靠近锥齿轮机构Ⅰ一端的端部设有用于驱动传动轴Ⅰ(25)的手轮(21)。

4.根据权利要求2所述的沿齿轮宽度方向磨削烧伤无损检测的辅助装置，其特征在于：主动拨盘(14)包括一层基板和一层具有缺口的圆板，所述基板和圆板同轴叠加，所述缺口为所述圆板的部分圆周内凹形成，基板上圆板的圆周外设有一垂直于基板的圆销，所述圆销和所述缺口相对，从动槽轮(13)为一设有多个径向槽的菱形轮，多个径向槽沿着菱形轮周向均匀间隔分布，主动拨盘(14)连续单向转动时，所述圆销周期性进入和脱出径向槽，推动从动槽轮(13)单向间歇转动，主动拨盘(14)和从动槽轮(13)分别安装在传动轴Ⅲ(15)的一端和传动轴Ⅳ(11)的一端。

5.根据权利要求1所述的沿齿轮宽度方向磨削烧伤无损检测的辅助装置，其特征在于：齿条滑块(2)滑设于位置调节机构上。

6.根据权利要求2所述的沿齿轮宽度方向磨削烧伤无损检测的辅助装置，其特征在于：锥齿轮机构Ⅰ包括彼此啮合的主动锥齿轮Ⅰ(23)和从动锥齿轮Ⅰ(22)，主动锥齿轮Ⅰ(23)和从动锥齿轮Ⅰ(22)分别安装在传动轴Ⅰ(25)的中部和传动轴Ⅱ(19)的一端，锥齿轮机构Ⅱ包括彼此啮合的主动锥齿轮Ⅱ(17)和从动锥齿轮Ⅱ(16)，主动锥齿轮Ⅱ(17)和从动锥齿轮Ⅱ(16)分别安装在传动轴Ⅱ(19)的另一端和传动轴Ⅲ(15)的中部，蜗轮蜗杆机构包括彼此啮合的主动蜗杆(9)和从动蜗轮(10)，蜗杆(9)和蜗轮(10)分别安装在传动轴Ⅳ(11)的另一端和传动轴Ⅴ(8)的一端。

7.根据权利要求2所述的沿齿轮宽度方向磨削烧伤无损检测的辅助装置，其特征在于：位置调节机构包括横向滑台(20)和纵向滑台(24)，机架(3)上开设有至少一个燕尾形的横向凹槽，横向滑台(20)的底部设有与所述横向凹槽配合的燕尾形横向凸起，横向滑台(20)通过横向凸起滑设于横向凹槽内，横向滑台(20)的顶部设有至少一个燕尾形的纵向凹槽，纵向滑台(24)的底部设有与所述纵向凹槽配合的燕尾形纵向凸起，纵向滑台(24)通过纵向凸起滑设于纵向凹槽内，所述横向凹槽和纵向凹槽的长度方向彼此垂直。

8.根据权利要求7所述的沿齿轮宽度方向磨削烧伤无损检测的辅助装置，其特征在于：传动轴Ⅱ(19)和传动轴Ⅳ(11)可伸缩，传动轴Ⅱ(19)两端分别架设在纵向滑台(24)和横向滑台(20)上，传动轴Ⅳ(11)两端分别架设在横向滑台(20)和机架(3)上。

9.根据权利要求7所述的沿齿轮宽度方向磨削烧伤无损检测的辅助装置，其特征在于：传动轴Ⅰ(25)安装于纵向滑台(24)上，传动轴Ⅲ(15)安装于横向滑台上，传动轴Ⅴ(8)安装于机架(3)上。

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